JPH10253910A

JPH10253910A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH10253910A
Application number: JP9060654A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okabe; 浩史岡部
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-25
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: JP3418903B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光ビームを扇状に走査して検出範囲の物体の
存在の有無や形状認識を行う光走査装置において、常に
正確な走査角が得られるようにして、物体の形状等の計
測精度を従来よりも一層高くする。【解決手段】センサヘッド１に対向した位置には、光
ビームの光走査方向に沿う一部が他の部分に比べて反射
光量あるいは投受光時間が異なるように差別化する差別
化手段２２aが設けられる一方、この差別化手段２２aか
らの反射光を受光手段６で受光して得られる受光信号
と、走査開始検出手段２０からの走査開始検出信号とに
基づいて光ビームの走査角を補正する補正手段を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビームを扇状に
走査して検出範囲の物体の存在の有無や形状認識を行う
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１４に示す構成のものがある。

【０００３】この光走査装置は、たとえば料金所の手前
の道路上に架設されたガントリー(図示せず)などの上部
に設置されるセンサヘッド１を備えており、このセンサ
ヘッド１は、光ビームを出射する投光手段２と、この投
光手段２からの光ビームを道路Ｒを横切るように扇状に
走査する光走査手段４と、この光走査手段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手段６と
を備えている。

【０００４】そして、投光手段２は、半導体レーザやＬ
ＥＤ等の単一の発光素子８と、この発光素子８からの光
を集光してできる限り平行な光ビームにして出射する投
光レンズ１０とからなる。

【０００５】また、光走査手段４は、投光手段２からの
光ビームを反射するポリゴンミラー(回転多面鏡)１２
と、これのポリゴンミラー１２を一定速度で回転駆動す
るモータ１４とからなる。

【０００６】さらに、受光手段６は、道路の路面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。

【０００７】また、このセンサヘッド１のポリゴンミラ
ー１２に近接した位置には、光走査手段４による光ビー
ムの走査開始の基準位置を検出するためのＰＤ等の受光
素子(以下、これをＳＯＳ受光素子と称する)２０が配置
されている。

【０００８】上記構成の光走査装置において、投光手段
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、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。

【０００９】そして、この発光素子８からの光は、投光
レンズ１０によって平行な光ビームに変換され、これが
ポリゴンミラー１２で反射されて路面Ｒに向けて出射さ
れる。その場合、ポリゴンミラー１２は、常時、モータ
１４で一定速度で回転されているので、ポリゴンミラー
１２で反射された光ビームは、路面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。

【００１０】このポリゴンミラー１２による光ビームの
走査において、図１５に示すように、光ビームが走査範
囲の一方の最端位置にきたときには、その光ビームがＳ
ＯＳ受光素子２４に照射されるために、このときのＳＯ
Ｓ受光素子２４の出力が走査開始の基準となる走査開始
検出信号(以下、これをＳＯＳ信号という)として取り出
される。

【００１１】ここで、路面Ｒ上に自動車などの物体Ｃが
存在する場合には、センサヘッド１から順次走査されつ
つ出射される光ビームは、路面Ｒに達するまでの途中で
物体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、物体Ｃの有無や形状
が計測される。

【００１２】さらに、物体Ｃの形状等を計測する場合の
具体的な手法を、図１６および図１７を参照して説明す
る。

【００１３】いま、投光手段２の発光素子８のパルス発
光間隔をw、光ビームの１走査の全走査角をα、この走
査角αに含まれる全パスル数をＮ、ＳＯＳ受光素子２４
からＳＯＳ信号が出力されてから光ビームが路面Ｒに対
して垂直な位置にくると想定される時間をＴ_L0、ＳＯＳ
信号を得た後にn回目のパルス発光が行われた時点での
光ビームが路面Ｒに対してなす走査角をθとしたとき、
この走査角θは、次式で与えられる。

【００１４】 θ＝(α／Ｎ)・{n−(Ｔ_L0／w)} また、センサヘッド１のポリゴンミラー１２による光ビ
ームの反射位置を原点oとしたとき、その原点oから路面
Ｒまでの距離Ｌ₀は既知であり、また、仮想的な点状の
物体qが、路面Ｒから高さy、垂線(図１６の一点鎖線で
示す)から距離xだけ離れた位置にあるとしたとき、光ビ
ームがこの物体qで反射された場合の投受光に要する時
間から原点oから物体qまでの距離Ｌが分かるので、物体
qの位置x,yは、上記の式で得られる走査角θの値を用
いて、次のように求めることができる。

【００１５】 x＝Ｌ・sinθ y＝Ｌ₀−Ｌ・cosθ よって、，式から、光ビームが反射する物体qの位
置x，yを特定できるから、車両のような物体Ｃの形状等
を計測することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、投光手段２
を構成する発光素子８や投光レンズ１０の実装誤差や、
投光手段２とポリゴンミラー１２の配置上の光学的な位
置ずれ等に起因して、光ビームがＳＯＳ受光素子２４に
照射される位置が正規の位置からずれ、このためＳＯＳ
信号の出力タイミングも図１７(a)の破線で示すよう
に、予め設定していた所期の時刻からΔＴ分だけずれる
ことがある。

【００１７】ところが、従来技術では、上記の時間Ｔ_L0
は装置の製作段階において予め一義的に設定されてい
て、ＳＯＳ信号を得てからこの時間Ｔ_L0が経過したとき
に光ビームが路面Ｒに垂直になると想定して走査角θを
式によって決定している。

【００１８】このため、ＳＯＳ信号の出力タイミングが
上記のようにΔＴの時間だけずれたとき、光ビームは、
路面Ｒに対する垂直位置からこのΔＴに対応するΔθ分
だけ実際にはずれているにもかかわらず、光ビームは路
面Ｒに垂直であるとみなして走査角θを求めることにな
るので、走査角θにΔθ分の誤差が生じ、その結果、
，式によって得られる物体qの位置x，yも誤差を生
じて、正確な位置を計測することができない。

【００１９】また、センサヘッド１を設置する際、ある
いはセンサヘッド１の設置後の経時変化等によって、セ
ンサヘッド１自体が路面Ｒに対して垂直な位置からΔθ
分だけ傾いたような場合にも、従来は、ＳＯＳ信号を得
てから所定の時間Ｔ_L0が経過したときに、光ビームが路
面に垂直になったとみなして走査角θを式によって決
定しているため、同様に、，式によって得られる物
体qの位置x，yも誤差を生じて、正確な位置を計測する
ことができない。

【００２０】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、常に正確な走査角が得られるようにし
て、物体の形状等の計測精度を従来よりも一層高めるこ
とを課題とする。

【００２１】

【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、光ビームを出射する投光手段と、この投
光手段からの光ビームを扇状に走査する光走査手段と、
この光走査手段で走査される光ビームの反射光を受光す
る受光手段とが設けられたセンサヘッドと、前記光走査
手段による光ビームの走査開始の基準位置を検出する走
査開始検出手段とを備えた光走査装置において、次の構
成を採用している。

【００２２】すなわち、請求項１記載に係る発明では、
センサヘッドに対向した位置に、光ビームの光走査方向
に沿う一部が他の部分に比べて反射光量あるいは投受光
時間が異なるように差別化する差別化手段が設けられる
一方、この差別化手段からの反射光を前記受光手段で受
光して得られる受光信号と、前記走査開始検出手段から
の走査開始検出信号とに基づいて光ビームの走査角を補
正する補正手段を含んでいる。

【００２３】請求項２記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、走査角補正ガイドを備え、この走査
角補正ガイドに前記差別化手段が設けられており、この
差別化手段は、他の部分と反射係数が異なるように構成
されている。

【００２４】請求項３記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、走査角補正ガイドを備え、この走査
角補正ガイドに前記差別化手段が設けられており、この
差別化手段は、他の部分と投受光に要する時間が異なる
形状となるように構成されている。

【００２５】請求項４記載に係る発明では、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の構成において、前記差
別化手段の位置は、前記センサヘッドの設置箇所から鉛
直に降ろした振り子の位置と合致するように設定されて
いる。

【００２６】請求項５記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、光走査手段は、ポリゴンミラーであ
り、前記走査開始検出手段は、投光手段から出射される
光ビームのポリゴンミラーへの照射位置から離間した位
置にポリゴンミラーに向けて常時光を出射する発光素子
と、この発光素子のポリゴンミラーからの反射光を受光
する受光素子とを設けてなる。

【００２７】請求項６記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、光走査手段は、ポリゴンミラーであ
り、前記走査開始検出手段は、ロータリエンコーダで構
成されている。

【００２８】請求項７記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、光走査手段は、ガルバノミラーであ
り、前記走査開始検出手段は、前記ガルバノミラーを駆
動する駆動信号に基づいて光ビームの走査開始の基準位
置を検出するものである。

【００２９】請求項８記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、光走査手段は、ガルバノミラーであ
り、走査開始検出手段は、前記ガルバノミラーの走査位
置を制御するために得られる走査位置のフィードバック
信号に基づいて光ビームの走査開始の基準位置を検出す
るようにしている。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
光走査装置のセンサヘッドと走査角補正ガイドとを道路
に設置した状態を示す斜視図であり、図１４に示した従
来例に対応する部分には同一の符号を付す。

【００３１】この光走査装置において、１はセンサヘッ
ド、２は投光手段、４は光走査手段、６は受光手段、８
は発光素子、１０は投光レンズ、１２はポリゴンミラ
ー、１４は駆動用のモータ、１６は受光レンズ、１８は
受光素子、２４はＳＯＳ受光素子であり、これらの構成
は従来例の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明
は省略する。

【００３２】さらに、この実施形態の光走査装置は、セ
ンサヘッド１に対向した路面Ｒ上の位置に配置される初
期校正用の走査角補正ガイド２２を有する。

【００３３】この走査角補正ガイド２２は、光ビームの
光走査方向に沿う中央部２２aがその左右の他の部分２
２bに比べて反射係数が異なるように、その中央部２２a
が白色、他の部分２２bが黒色に塗布されている。よっ
て、走査角補正ガイド２２の中央部２２aが特許請求の
範囲における差別化手段に相当する。なお、中央部２２
aは、本例のように白色に塗布する外に、反射係数の大
きなリフレクタを用いることもできる。

【００３４】図２は光走査装置の投受光制御回路の部分
を示すブロック図である。

【００３５】同図において、３０はＳＯＳ受光素子２０
からの検出出力を取り込むことでポリゴンミラーに走査
角θを検出するＳＯＳ回路、３２はポリゴンミラー１２
を回転駆動するモータ１４を制御する走査駆動回路、３
４は投光手段６の発光素子８を所定の周期wでパルス発
光させるための投光回路、３６は受光手段１０の受光素
子１８からの検出信号を増幅するなどの受光回路であ
る。また、３８は受光回路３６の検出出力およびＳＯＳ
回路３０で得られた走査角θのデータに基づいて物体の
形状などを計測する信号処理回路、４０は上記の各部３
０〜３８の動作を制御する制御回路である。

【００３６】そして、上記のＳＯＳ受光素子２０とＳＯ
Ｓ回路３０が特許請求の範囲における走査開始検出手段
に、信号処理回路３８と制御回路４０が特許請求の範囲
における補正手段に、それぞれ相当している。

【００３７】センサヘッド１を道路上に架設されたガン
トリー(図示せず)などの上部に設置する際には、図３に
示すように、走査角補正ガイド２２を路面Ｒ上に置き、
センサヘッド１からガイド２２にほぼ達するまで垂らし
た糸２７の先端に振り子２８を付け、この振り子２８の
位置と走査角補正ガイド２２の中央部２２aの位置とが
一致するようにする。これにより、センサヘッド１が路
面Ｒに対して垂直に取り付けられ、光ビームの走査の鉛
直方向を正確に設定することができる。

【００３８】この状態で、次に、走査駆動回路３２を制
御してポリゴンミラー１２をモータ１４で一定速度で回
転しつつ、発光回路３４によって発光素子８を所定の周
期wでパルス発光し、光ビームを道路の路面Ｒに向けて
出射して扇状に走査する。

【００３９】この光ビームは、路面Ｒ上に置かれた走査
角補正ガイド２２上に照射されるが、この場合、中央部
２２aの反射係数は大きく、その他の部分２２bの反射係
数は小さいので、中央部２２aからの反射光と他の部分
２２bからの反射光とでは、受光素子１８に入射する光
量が異なるので、受光回路３６からの出力信号のパワー
Ｐも異なってくる。つまり、本例の場合、中央部２２a
からの反射光を受光した場合のパワーの方が他の部分２
２bからの反射光を受光した場合のパワーよりも大きく
なる。

【００４０】そこで、信号処理回路３８において、図４
(a)に示すように、予め受光回路３６からの出力信号の
パワーＰについて予めしきい値Ｐthを設定しておけば、
受光回路３６の出力信号がしきい値Ｐthのレベルを越え
たとき、この時点での光ビームは中央部２２aの位置を
照射していて路面Ｒと垂直となっている。

【００４１】信号処理回路３８は、図５に示すように、
ＳＯＳ回路３０からＳＯＳ信号が出力された時点から受
光回路３６の出力信号がしきい値Ｐthのレベルを越えた
時点までに要する時間(以下、これを初期補正時間と称
する)Ｔ_Lを計測する。そして、この初期補正時間Ｔ_Lを
制御回路４０内部の図示しないメモリ等に記憶してお
く。

【００４２】このようにすれば、投光手段２を構成する
発光素子８や投光レンズ１０の実装誤差や、投光手段２
とポリゴンミラー１２の配置上の光学的な位置ずれ等に
起因してＳＯＳ信号の出力タイミングが所期の時刻から
ずれていたり、ポリゴンミラー２が路面Ｒに対して僅か
に傾斜して取り付けられたような場合でも、ＳＯＳ信号
が得られた時点から光ビームが路面Ｒに垂直となるまで
の初期補正時間Ｔ_Lが正確に求まる。

【００４３】よって、従来技術と比較したとき、図１７
に示した時間Ｔ_L0は一義的に決められた値であるが、こ
の実施形態で初期設定される初期補正時間Ｔ_L(図５参
照)は、センサヘッド１の実装誤差等に応じて補正され
た値である。

【００４４】なお、図４(a)では、受光回路３の出力信
号のパワーＰをしきい値Ｐthと直接に比較することで中
央部２２aの位置を特定するようにしているが、これに
代えて、たとえば、図４(b)に示すように、受光回路３
６の出力信号のピークが予め設定したしきい値Ｐthを越
えているときのピーク幅u₁，u₂を計測して、ピーク幅
u₁，u₂が一定値よりも大きくなったときに、中央部２２
aの位置を特定するようにすることも可能である。

【００４５】道路を通過する車両等の物体の形状などを
計測する場合には、上記の初期補正時間Ｔ_Lを用いて、
光ビームが路面Ｒに対してなす走査角θを次式によって
求める。

【００４６】 θ＝(α／Ｎ)・{n−(Ｔ_L／w)} ここに、wは発光素子８のパルス発光間隔、αは光ビー
ムの１走査の全走査角、Ｎは全走査角αに含まれる全パ
スル数、nはＳＯＳ信号を得てからのパルス発光の回数
である。

【００４７】そして、式において初期補正時間Ｔ_Lが
正確であれば、走査角θも正確に求まるので、前述の
，式によって、光ビームが反射される物体の位置
x，yも正確に求まるり、物体の断面形状等を計測する場
合の精度が高くなる。

【００４８】このため、たとえば、この光走査装置を車
両計測装置として用いれば、道路上を走行する車両の車
幅や車高を精度良く測定することができ、さらに、車速
センサと併用することで車両の全体の形状や車長を測定
することが可能となる。

【００４９】(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。

【００５０】(１) 図６に示すように、走査角補正ガイ
ド２３は、２つのセンサヘッド１a，１bの位置調整を同
時に行えるようにするために、各センサヘッド１a，１b
に対応して２つの差別化手段２３a，２３aを設けた構成
とすることも可能である。

【００５１】また、図１および図６に示した各走査角補
正ガイド２２，２３は、これらの実施形態の場合とは逆
に、差別化手段２２a，２３aを反射係数が小さい黒色
に、その他の部分２２b，２３bを反射係数が大きい白色
にするようにしてもよい。その場合、受光回路３６の出
力信号をしきい値Ｐthと比較しておけば、しきい値Ｐth
レベル以下となったときに、光ビームが差別化手段２２
a，２３aの位置にあって路面Ｒに対して垂直になってい
ると判断できる。

【００５２】さらに、図７(a)に示すように、走査角補
正ガイド２４は、投受光に要する時間が異なるように、
差別化手段となる中央部２４aをその左右の他の部分２
４bよりも上方に突出した形状とすることもできる。

【００５３】その場合、図７(b)に示すように、投光回
路３４で発光素子８をパルス発光させて受光回路３６で
受光信号が出力されるまでの投受光に要する時間Ｔを計
測しておけば、その投受光に要する時間Ｔが短くなった
ときに、光ビームが中央部２４aの位置にあって路面Ｒ
に対して垂直になっていると判断できる。

【００５４】また、図７(a)の場合とは逆に、中央部２
４aを他の左右の部分２４bよりも凹んだ形状としても同
様の効果が得られる。

【００５５】走査角補正ガイド２２，２３，２４は、初
期設定する場合にのみ一時的に使用するだけでなく、路
面Ｒ上に常設しておいてもよい。また、図８に示すよう
に、道路がアスファルト道路のようなものでは、センサ
ヘッド１の直下に白線２６を引き、この白線２６に反射
係数を高める物質を混入するなどしてこれを差別化手段
とすることも可能である。

【００５６】このように、走査角補正ガイド２２，２
３，２４や差別化手段となる白線２６を常設した場合に
は、振動等の影響でセンサヘッド１が僅かに傾いた場合
でも、随時補正を行えるため都合が良い。

【００５７】(２) 上記の実施形態では、投光手段２の
発光素子８でパルス発光されつつポリゴンミラー１２で
走査される光ビームの一部がＳＯＳ受光素子２０に受光
されるようにしているが、このＳＯＳ素子２０を省略し
て、図９に示すような構成とすることもできる。

【００５８】すなわち、図９に示すものは、投光手段２
から出射される光ビームのポリゴンミラー１２への照射
位置から離間した位置に、発光ダイオードなどの発光素
子５２とフォトトランジスタなどの受光素子５４からな
るフォトリフレクタ５０がポリゴンミラー１２に対向し
て配置されている。

【００５９】しかも、このフォトリフレクタ５０は、そ
の発光素子５２がパルス発光されるのではなく、常時発
光状態に保たれていて、かつ、ポリゴンミラー１２の各
反射面が光ビームの走査開始位置の基準となるある特定
の角度になったときにのみ、発光素子５２からの光が受
光素子５４に入射するように設定されている。

【００６０】図１０に示すように、投光手段２の発光素
子８がパルス発光される場合(図１０(a)参照)、図１５
に示した構成のＳＯＳ受光素子２０に対しては、そのパ
ルス発光の間隔wでしか光ビームが入射されないので、
ＳＯＳ受光素子２０で得られるＳＯＳ信号の出力タイミ
ングも最大でパルス発光間隔w分だけずれる可能性があ
る(同１０(b)参照)。このため、図５に示した初期補正
時間Ｔ_Lの分解能は、パルス発光間隔wよりも小さくする
ことが困難である。

【００６１】これに対して、図９に示した構成のフォト
リフレクタ５０を設けておけば、パルス発光の間隔wに
影響されることなく、ポリゴンミラー１２の反射面が光
ビームの走査開始位置の基準となるある特定の角度にな
ったときに、即座に受光素子５４から受光信号が出力さ
れるため(図１０(c)参照)、この受光信号をＳＯＳ信号
として用いることができ、その結果、初期補正時間Ｔ_L
の分解能をより一層高めることができる。

【００６２】なお、上記のフォトリフレクタ５０を使用
する代わりに、走査開始検出手段として、ポリゴンミラ
ー１２の回転量を検出するロータリエンコーダを用いる
ことも可能である。

【００６３】(３) 上記の実施形態では、光走査手段と
してポリゴンミラー１２を用いているが、これに限定さ
れるものではなく、ガルバノミラーを使用することも可
能である。

【００６４】このガルバノミラーを使用する場合におい
て、上記のＳＯＳ受光素子２０やＳＯＳ回路３０を設け
る代わりに、たとえば、図１１に示すようにして走査開
始検出手段を構成することができる。

【００６５】すなわち、図１１に示す構成において、ガ
ルバノミラーを揺動させる走査駆動回路５８に対して、
周波数発生器６０から所定の周波数のsin波信号が駆動
信号として出力されるので(図１２(a)参照)、このsin波
信号をピーク検出回路６２に入力してそのピーク位置を
検出し、各ピークごとにパルス信号を出力するようにす
る(図１２(b)参照)。そして、このピーク検出回路６２
の出力をＳＯＳ信号として用いる。

【００６６】このような構成にすれば、ピーク検出回路
６２を設けることで、図２に示したＳＯＳ受光素子２０
やＳＯＳ回路３０を省略することができる。

【００６７】また、図１３に示すように、ガルバノミラ
ーの走査位置をフィードバック制御するために、走査駆
動回路５８が走査位置を示すフィードバック信号が出力
される機能があるものでは、そのフィードバック信号を
フィードバック信号処理回路６４に入力して、このフィ
ードバック信号処理回路６４で光ビームの走査開始の基
準位置を検出し、その検出出力をＳＯＳ信号として用い
るようにすることも可能である。

【００６８】この構成によれば、図１１の場合よりもよ
り一層正確に走査角を検出することが可能になる。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。

【００７０】(１) 請求項１記載に係る発明では、常に
正確な走査角が得られるので、物体の形状等の計測精度
が従来よりも一層高くなる。

【００７１】その場合、請求項２あるいは請求項３記載
の発明の走査角補正ガイドを使用すれば、センサヘッド
を設置する場合の初期設定を容易に行える。特に、請求
項４記載の発明の構成とすれば、センサヘッドと差別化
手段との位置合わせが正確に行えるので、センサヘッド
設置時の誤差要因の発生を極力少なくすることができ
る。

【００７２】(２) 請求項５あるいは請求項６記載に係
る発明では、ポリゴンミラーを使用する場合に、初期補
正時間を得る際の分解能が高くなって、一層正確な走査
角が得られる。

【００７３】(３) 請求項７あるいは請求項８記載に係
る発明では、ガルバノミラーを使用する場合に、初期補
正時間を得る際の分解能が高くなって、一層正確な走査
角が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置のセンサヘ
ッドと走査角補正ガイドとを道路に設置した状態を示す
斜視図である。

【図２】図１の光走査装置のコントローラ部分の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の光走査装置のセンサヘッドと走査角補
正ガイドとの位置調整の仕方を示す説明図である。

【図４】図１の光走査装置によって差別化手段の位置を
検出する場合の手法を説明するための図である。

【図５】図１の光走査装置のＳＯＳ信号と差別化手段に
よって得られる受光信号とに基づいて初期補正時間を確
定するための説明に供するタイミングチャートである。

【図６】走査角補正ガイドの変形例を示す斜視図であ
る。

【図７】走査角補正ガイドの変形例と、これに基づく投
受光時間の関係を示す図である。

【図８】本発明の差別化手段を道路に常設する場合の斜
視図である。

【図９】ポリゴンミラーにフォトリフレクタを配置した
状態を示す正面図である。

【図１０】ＳＯＳ受光素子でＳＯＳ信号を得る場合と、
図９のフォトリフレクタを用いてＳＯＳ信号を得る場合
の説明に供するタイミングチャートである。

【図１１】光走査手段としてガルバノミラーを用いる場
合のＳＯＳ信号の発生手段の構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】図１１の動作説明に供するタイミングチャー
トである。

【図１３】図１１の構成の変形例を示すブロック図であ
る。

【図１４】従来の光走査装置のセンサヘッドの部分を道
路上に設置した状態を示す斜視図である。

【図１５】図１４のセンサヘッドの正面図である。

【図１６】光ビームを扇状に走査して物体の位置を検出
する場合の説明図である。

【図１７】従来の場合のＳＯＳ信号と発光パルスとの関
係を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…センサヘッド、２…投光手段、４…光走査手段、６
…受光手段、８…発光素子、１０…投光レンズ、１２…
ポリゴンミラー、１６…受光レンズ、１８…受光素子、
２０…ＳＯＳ受光素子、２２，２３，２４…走査角補正
ガイド、２２a，２３a，２４a，２６…差別化手段、２
８…振り子、３０…ＳＯＳ回路、３２…走査駆動回路、
３４…投光回路、３６…受光回路、３８…信号処理回
路、４０…制御回路、５０…フォトリフレクタ、５２…
発光素子、５４…受光素子、６２…ピーク検出回路、６
４…フィードバック信号処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを出射する投光手段と、この投
光手段からの光ビームを扇状に走査する光走査手段と、
この光走査手段で走査される光ビームの反射光を受光す
る受光手段とが設けられたセンサヘッドと、前記光走査
手段による光ビームの走査開始の基準位置を検出する走
査開始検出手段とを備えた光走査装置において、前記センサヘッドに対向した位置には、光ビームの光走
査方向に沿う一部が他の部分に比べて反射光量あるいは
投受光時間が異なるように差別化する差別化手段が設け
られる一方、この差別化手段からの反射光を前記受光手
段で受光して得られる受光信号と、前記走査開始検出手
段からの走査開始検出信号とに基づいて光ビームの走査
角を補正する補正手段を含む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、走査角補正ガイドを備え、この走査角補正ガイドに前記
差別化手段が設けられており、この差別化手段は、他の
部分と反射係数が異なるように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、走査角補正ガイドを備え、この走査角補正ガイドに前記
差別化手段が設けられており、この差別化手段は、他の
部分と投受光に要する時間が異なる形状となるように構
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ないし請求項３のいずれかに記
載の光走査装置において、前記差別化手段の位置は、前記センサヘッドの設置箇所
から鉛直に降ろした振り子の位置と合致するように設定
されてい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、光走査手段は、ポリゴンミラーであり、前記走査開始検
出手段は、投光手段から出射される光ビームのポリゴン
ミラーへの照射位置から離間した位置にポリゴンミラー
に向けて常時光を出射する発光素子と、この発光素子の
ポリゴンミラーからの反射光を受光する受光素子とを設
け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、光走査手段は、ポリゴンミラーであり、前記走査開始検
出手段は、ロータリエンコーダであることを特徴とする
光走査装置。
【請求項７】請求項１記載の光走査装置において、光走査手段は、ガルバノミラーであり、前記走査開始検
出手段は、前記ガルバノミラーを駆動する駆動信号に基
づいて光ビームの走査開始の基準位置を検出するもので
あることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】請求項１記載の光走査装置において、光走査手段は、ガルバノミラーであり、走査開始検出手
段は、前記ガルバノミラーの走査位置を制御するために
得られる走査位置のフィードバック信号に基づいて光ビ
ームの走査開始の基準位置を検出するものであることを
特徴とする光走査装置。