特許 6421368 レーザレーダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6421368

(24)【登録日】2018年10月26日

(45)【発行日】2018年11月14日

(54)【発明の名称】レーザレーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20181105BHJP

   G02B 5/28 20060101ALI20181105BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20181105BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/481 A

   G02B5/28

   G02B5/20

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-93563(P2014-93563)

(22)【出願日】2014年4月30日

(65)【公開番号】特開2015-210230(P2015-210230A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2016年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】514274487

【氏名又は名称】リコーインダストリアルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127111

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100067873

【弁理士】

【氏名又は名称】樺山 亨

(74)【代理人】

【識別番号】100090103

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 章悟

(72)【発明者】

【氏名】高橋 靖

(72)【発明者】

【氏名】川村 真久

【審査官】 大▲瀬▼ 裕久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１８５５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５８４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１７４４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０７６０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４３７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５７０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０３７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−９８１１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８− ７／５１

１７／００−１７／９５

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｇ０２Ｂ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光源からの光を照射用レーザ光として２次元的に走査して測距対象物に照射し、該測距対象物による反射光を戻りレーザ光束として測距用受光素子により受光し、前記測距対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置であって、
前記照射用レーザ光を２次元的に走査するために、前記レーザ光源からの収束性のレーザ光束を、ミラー部の２次元的な揺動により反射させて２次元的に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段により偏向された前記収束性のレーザ光束を対物レンズにより平行光束状の前記照射用レーザ光とし、
前記戻りレーザ光束は、前記対物レンズにより発散傾向を与えられ、前記偏向手段を介して前記測距用受光素子に導光されて集光され、
太陽光のスペクトルにおける相対強度が１０％以下となり、人工光のスペクトルにおける相対強度が４０％以下となる波長領域内における測定波長領域内の赤外レーザ光を放射するレーザ光源を用い、
実質的に戻りレーザ光束のみを透過させて測距用受光素子に入射させる受光フィルタを有するレーザレーダ装置。

【請求項2】

請求項１記載のレーザレーダ装置において、
受光フィルタは、１１００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタであり、
レーザ光源は、波長：１１００ｎｍの近傍にピーク波長をもつものであるレーザレーダ装置。

【請求項3】

請求項１記載のレーザレーダ装置において、
受光フィルタは、１３００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタであり、
レーザ光源は、波長：１３００ｎｍの近傍にピーク波長をもつものであるレーザレーダ装置。

【請求項4】

請求項１記載のレーザレーダ装置において、
受光フィルタは、１８００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタであり、
レーザ光源は、波長：１８００ｎｍの近傍にピーク波長をもつものであるレーザレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はレーザレーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザレーダ装置（以下、レーザ測距装置とも言う）は、種々のものが提案され、知られている（特許文献１等）。

【0003】

レーザ測距装置は、レーザ光束を２次元的に走査して測距対象物に照射し、測距対象物により反射されたレーザ光を測距用受光素子で受光して検出する。

【0004】

そして「レーザ光が測距対象物までの距離を往復するのに要した時間」により測距対象物までの距離を測定する。
測距対象物はレーザ光束により２次元的に走査されるので、距離測定により測距対象物の形状も知ることができる。

【0005】

測距対象物に照射されるレーザ光束を「照射用レーザ光」と呼び、測距対象物により反射されて受光されるレーザ光を「戻りレーザ光束」と呼ぶことにする。

【0006】

また、レーザ光源から放射されるレーザ光を２次元的に偏向して「測距対象物を走査する照射用レーザ光」とする部分を「照射用光学系」と呼び、戻りレーザ光束を測距用受光素子に導光する部分を「受光用光学系」と呼ぶことにする。

【0007】

レーザレーダ装置は、製品検査用に屋内で使用されることもあれば、監視目的や車載用に屋外で使用されることもある。

【0008】

屋内で使用される場合、屋内照明に用いられる人工光のスペクトル分布が、戻りレーザ光束の分光波長領域と重なり合うことが考えられる。

【0009】

このような場合、人工光が「距離測定に対してノイズ成分として作用する」ことが考えられる。

【0010】

また、屋外で使用される場合は、太陽光のスペクトルのうちに、戻りレーザ光束の分光波長領域と重なり合う成分があると、距離測定に対する極めて大きなノイズを発生させる原因となる。

【0011】

屋外で使用される場合でも、夜間は太陽光が存在しないので、太陽光によるノイズはないが、このような場合でも、夜間照明に用いられる人工光がノイズ成分となる場合があると考えられる。

【0012】

太陽光によるノイズ成分を除去するために、太陽光のスペクトル強度が小さくなる波長領域に合わせて、光源の発光波長領域を設定し、この発光波長領域に合わせたバンドパスフィルタを用いる技術が特許文献２、３に開示されている。

【0013】

しかしながら「距離測定に対してノイズ成分として作用する」のは、太陽光のみではなく、上記の人工光もノイズ成分となりうるものである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

この発明は上述した事情に鑑み、太陽光のみならず人工光の影響も有効に軽減若しくは防止できる新規なレーザレーダ装置の実現を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

この発明のレーザレーダ装置は、レーザ光源からの光を照射用レーザ光として２次元的に走査して測距対象物に照射し、該測距対象物による反射光を戻りレーザ光束として測距用受光素子により受光し、前記測距対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置であって、前記照射用レーザ光を２次元的に走査するために、前記レーザ光源からの収束性のレーザ光束を、ミラー部の２次元的な揺動により反射させて２次元的に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段により偏向された前記収束性のレーザ光束を対物レンズにより平行光束状の前記照射用レーザ光とし、前記戻りレーザ光束は、前記対物レンズにより発散傾向を与えられ、前記偏向手段を介して前記測距用受光素子に導光されて集光され、太陽光のスペクトルにおける相対強度が１０％以下となり、人工光のスペクトルにおける相対強度が４０％以下となる波長領域内における測定波長領域内の赤外レーザ光を放射するレーザ光源を用い、実質的に戻りレーザ光束のみを透過させて測距用受光素子に入射させる受光フィルタを有する。

【発明の効果】

【0016】

この発明のレーザレーダ装置は、レーザ光源として「太陽光のスペクトルにおける相対強度が１０％以下となり、人工光のスペクトルにおける相対強度が４０％以下となる波長領域内における測定波長領域内の赤外レーザ光を放射するレーザ光源」が用いられる。

【0017】

そして測距用受光素子は、受光フィルタが透過させる「実質的に戻りレーザ光束のみ」を受光する。

【0018】

従って、距離測定に対する「太陽光の影響」のみならず「人工光の影響」も、有効に軽減もしくは防止される。

【0019】

周知の如く、レーザレーダ装置は「異軸系」と「共軸系」の２種類に大別される。

【0020】

「異軸系」は、レーザ光源と照射用光学系の部分を、受光用光学系と測距用受光素子の部分と別個に構成したものである。

【0021】

「共軸系」は、照射用光学系を構成する光学系の一部と、受光用光学系を構成する光学系の一部を共用したものである。

【0022】

この発明のレーザレーダ装置は、共軸系として実施される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】レーザレーダ装置の実施の１形態を説明するための図である。

【図2】太陽光のスペクトルを説明するための図である。

【図3】人工光（水銀ランプの光）のスペクトルを説明するための図である。

【図4】人工光（キセノンランプの光）のスペクトルを説明するための図である。

【図5】人工光（ハロゲンランプの光）のスペクトルを説明するための図である。

【図6】レーザレーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、実施の形態を説明する。

【0025】

図１は、レーザレーダ装置の実施の１形態を説明するための図である。

【0026】

この実施の形態のレーザレーダ装置は「共軸系」である。
図１（ａ）において、符号１０は「レーザ光源」、符号１２は「カップリングレンズ」、符号１４は「調整用レンズ系」、符号１６は「照射用光路屈曲ミラー」を示す。

【0027】

符号１８は「偏向手段」、符号２０は「対物レンズ」、符号３０は「測距用受光素子」、符号３２は「集光レンズ」、符号３４は「受光用レンズ系」を示す。

【0028】

符号３６は「受光用光路屈曲ミラー」を示し、符号４０は「制御演算部」を示し、符号ＦＬは「受光フィルタ」を示す。

【0029】

レーザ光源１０は、半導体レーザ（ＬＤ）であって、高出力のレーザ光を放射する。

【0030】

レーザ光源１０から放射されたレーザ光は、カップリングレンズ１２と調整用レンズ系１４とを透過し、これらの光学作用を受けて「収束性のレーザ光束」に変換される。

【0031】

即ち、カップリングレンズ１２と調整用レンズ系１４とは「レーザ光源１０から放射されたレーザ光を収束性のレーザ光束に変換するカップリング光学系」を構成する。

【0032】

カップリング光学系により収束傾向を与えられたレーザ光束は照射用光路屈曲ミラー１６に入射し、偏向手段１８に向けて反射される。

【0033】

偏向手段１８は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）として構成された偏向器で「ミラー部を２次元的に搖動」させて反射光の向きを２次元的に偏向させる。

【0034】

即ち、ミラー部の２次元的な搖動は、図面に直交する方向を搖動軸とする搖動と、図面に平行な方向を搖動軸とする搖動であり、これらの搖動が重ね合わせられる。

【0035】

偏向手段１８により２次元的に偏向されたレーザ光は、図１の「図面に平行な面内」で搖動するとともに、「図面に直交する方向」においても搖動する。

【0036】

このように、レーザ光源１０からのレーザ光は、偏向手段１８により２次元的に偏向されつつ対物レンズ２０に入射する。

【0037】

即ち、図１において、カップリングレンズ１２と調整用レンズ系１４と、偏向手段１８と対物レンズ２０とは「照射用光学系」を構成する。

【0038】

偏向手段１８により２次元的に偏向されたレーザ光束は、対物レンズ２０に入射し、対物レンズ２０により「平行光束状」の照射用レーザ光ＳＲＬとなる。

【0039】

即ち、調整用レンズ系１４を光軸方向へ変位調整して、対物レンズ２０への入射状態を調整して、照射用レーザ光ＳＲＬが平行光束状となるようにするのである。

【0040】

平行光束状の照射用レーザ光ＳＲＬは、図示されない測距対象物に照射される。

【0041】

偏向手段１８の動作に伴い、照射用レーザ光ＳＲＬは２次元的に偏向する。

【0042】

測距対象物を照射した照射用レーザ光ＳＲＬは、測距対象物により反射されて「戻りレーザ光束ＢＫＬ」となる。

【0043】

レーザレーダ装置は、例えば「車載用や監視カメラ用」に用いられるが、一般的な使用状況において、測距対象物までの距離は大きい。

【0044】

従って、測距対象物に反射されて対物レンズ２０に入射する戻りレーザ光束ＢＫＬは、実質的に平行光束状態で、照射用レーザ光ＳＲＬと同方向で逆向きである。

【0045】

戻りレーザ光束ＢＫＬは、対物レンズ２０に入射すると、対物レンズ２０の作用により発散傾向を与えられ、偏向手段１８により反射される。

【0046】

偏向手段１８により反射された戻りレーザ光束ＢＫＬは、受光用光路屈曲ミラー３６に入射して反射され、発散性を保ちつつ受光用レンズ系３４に入射する。

【0047】

受光用レンズ系３４を透過した戻りレーザ光束ＢＫＬは集光レンズ３２に入射し、測距用受光素子３０に向けて集光される。

【0048】

測距用受光素子３０に向かって集光する戻りレーザ光束ＢＫＬは、受光フィルタＦＬを透過して測距用受光素子３０により受光される。

【0049】

受光用レンズ系３４と集光レンズ３２と受光フィルタＦＬとは「集光レンズ系」を構成する。

【0050】

説明中の実施の形態においては、戻りレーザ光束ＢＫＬは、受光用レンズ系３４により平行光束状に変換されて集光レンズ３２に入射する。

【0051】

測距用受光素子３０は、その受光面を集光レンズ３２の焦点位置に合致させて配置されている。

【0052】

測距用光学素子３０は、戻りレーザ光束ＢＫＬを受光すると、受光信号（適宜の増幅率で増幅される）を制御演算部４０に送る。
制御演算部４０は、ＣＰＵやマイクロコンピュータにより構成されている。

【0053】

制御演算部４０は、レーザ光源１０をパルス発光させ、発光の瞬間から上記受光信号を受けた瞬間までの時間：２Ｔを確定し、光速：Ｃを用いて、距離：ＣＴを演算する。

【0054】

照射用レーザ光ＳＲＬの偏向と共に、上記時間：２Ｔの取得とＣＴの演算を繰り返す。

【0055】

このようにして、測距対象物までの距離と、測距対象物の３次元形状が得られる。

【0056】

前述の如く、測距対象物を２次元的に走査する照射用レーザ光ＳＲＬは「平行光束状」であるから、測距対象物へ向かう途上で光束径が不変であり、光強度が変化しない。

【0057】

従って、測距対象物までの距離に拘らず、常に「同一強度の照射用レーザ光」で測距対象物を走査でき、安定した距離測定を行うことができる。

【0058】

即ち、図１（ａ）に示すレーザレーダ装置は、レーザ光源１０からの光を照射用レーザ光ＳＲＬとして２次元的に走査して測距対象物に照射し、測距対象物による反射光を戻りレーザ光束ＢＫＬとして測距用受光素子３０により受光し、測距対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置である。

【0059】

ここで、偏向手段１８の具体的な例を説明する。

【0060】

前述の如く、偏向手段１８は、ＭＥＭＳとして構成された偏向器で「反射面を２次元的に搖動」させて反射光の向きを２次元的に偏向させる。

【0061】

図１（ｂ）は、偏向手段１８の主要部を説明図的に示している。

【0062】

偏向装置１８は、ミラー部１８１と第１枠体１８２と第２枠体１８４を有する。これらは「単一の構造体」として形成されている。

【0063】

ミラー部１８１は平面鏡でその鏡面が上記「反射面」である。

【0064】

反射面をなすミラー部１８１は、照射用光路屈曲ミラー１６の側から入射するレーザ光束ＬＦの全体を受光して反射できるようになっている。

【0065】

即ち、図１（ｂ）に示す如く、ミラー部１８１の反射面は、照射用光路屈曲ミラー１６の側から入射するレーザ光束の光束径より大きい。

【0066】

第１枠体１８２、第２枠体１８４は共に長方形形状の枠体で、ミラー部１８１は第１枠体１８２に、揺動軸を共有する軸ｊ１、ｊ２により固定されている。

【0067】

軸ｊ１、ｊ２は「捩れ弾性」を有し、捩れ変形の復元力により、反射鏡１８１を軸ｊ１、ｊ２に共有される揺動軸の回りに揺動させることができるようになっている。

【0068】

第１枠体１８２は第２枠体１８４に、軸ｊ３、ｊ４により固定されている。
軸Ｊ３、ｊ４も、揺動軸を共有している。

【0069】

軸ｊ３、ｊ４も捩れ弾性を有し、捩れ変形の復元力により、第１枠体１８２を軸ｊ３、ｊ４に共有される揺動軸の回りに揺動させることができるようになっている。

【0070】

軸ｊ１、ｊ２、ｊ３、ｊ４も、第１枠体１８２、第２枠体１８４とともに単一の構造体の部分をなす。

【0071】

図示されない駆動手段は、ＭＥＭＳにより電子回路素子として構成され、図１（ｂ）に示す構造体とともに作製されている。
軸ｊ１、ｊ２に共有される揺動軸と、軸ｊ３、ｊ４に共有される揺動軸とは互いに直交している。
従って、ミラー部１８１を「互いに直交する縦横２方向において独立して揺動させる」ことができる。

【0072】

ミラー部１８１に固定した駆動手段を反射鏡１８１に連結して、反射鏡１８１を揺動する駆動を行うことができる。

【0073】

同様に、第２枠体１８４に固定した駆動手段を第１枠体１８２に連結して、ミラー部１８１を有する第１枠体１８２を揺動する駆動を行うことができる。

【0074】

さて、説明中の実施の形態のレーザレーダ装置は「車載用や監視カメラ用」として用いられることを前提とする。

【0075】

従って、使用環境は屋外であり「太陽光の影響」が考慮されねばならない。また、夜間には、人工光の影響が考慮されねばならない。

【0076】

この発明のレーザレーダ装置では、レーザ光源１０として「太陽光のスペクトルにおける相対強度が１０％以下となり、人工光のスペクトルにおける相対強度が４０％以下となる波長領域内における測定波長領域内の赤外レーザ光を放射するレーザ光源」を用いる。

【0077】

また、実質的に戻りレーザ光束ＢＫＬのみを透過させて測距用受光素子３０に入射させる受光フィルタＦＬを有する。

【0078】

太陽光は、強度が極めて高いから、距離測定に対するノイズ成分としての影響も極めて大きい。そこで、まず、太陽光のスペクトルの相対強度が問題となる。

【0079】

図２は、太陽光のスペクトルの様子を示している。横軸は「波長(μｍ)」を表す。

【0080】

縦軸の「分光放射照度」は、強度に対応する。
図２に破線で示された曲線は「大気外におけるスペクトル」を示し、実線で示された曲線は「海面レベル」でのスペクトルを示す。海面レベルは実質的に地表レベルである。

【0081】

レーザレーダ装置は、一般に地上で使用されるから、地表レベルでのスペクトルの相対強度を考慮すればよい。

【0082】

地表レベルでの強度に対応する縦軸の最大値は「１５００」である。相対強度でその１０％は１５０である。

【0083】

これ以下のレベルなら、距離測定に対するノイズ成分としては実用上無視できる。

【0084】

このような条件にあたる波長領域は、図２から、１１００ｎｍ近傍（具体的には、１１３３ｎｍで極小値となる。)、１３００ｎｍ近傍、１８００ｎｍ近傍が考えられる。

【0085】

特に、１３００ｎｍ近傍と、１８００ｎｍ近傍では、相対強度が実質的に０である領域が有限の波長幅を持っている。

【0086】

一方、人工光が用いられるのは太陽光の強度が弱まる「日没から夜明けまでの夜間」である。
レーザレーダ装置が屋外で用いられるような場合には、人工光としては照明装置による照明光が考えられる。

【0087】

最も一般的な照明装置は「水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ」である。

【0088】

キセノンランプやハロゲンランプは、車両用ランプにも用いられており、レーザレーダ装置が車載用に用いられるような場合には、その影響を考慮する必要がある。

【0089】

これらの照明装置は光量も大きいが、太陽光の光量に比較すれば極めて小さい。

【0090】

従って、これらの照明光によるノイズ成分を十分に小さくするには、スペクトルの相対強度の４０％以下のレベルであれば十分である。

【0091】

図３は、水銀ランプのスペクトルの相対強度を示している。

【0092】

図４は、キセノンランプのスペクトルの相対強度を示している。

【0093】

図５は、ハロゲンランプのスペクトルの相対強度を示している。

【0094】

これらの図におけるスペクトルの相対強度が４０％以下となる波長領域で、太陽光のスペクトルが１０％以下となる波長領域と重なるものを見る。

【0095】

太陽光のスペクトルの相対強度が１０％以下のとなる波長領域は、上記の如く、１１００ｎｍ近傍、１３００ｎｍ近傍および１８００ｎｍ近傍である。

【0096】

これらの波長領域を、図３、図４、図５のスペクトルの相対強度と比較する。
まず、図３に示す水銀ランプのスペクトルを見ると、スペクトルの相対強度は、波長：６５０ｎｍ以上では１０％よりも小さい。

【0097】

従って、波長：１１００ｎｍ近傍、１３００ｎｍ近傍および１８００ｎｍ近傍のレーザ光を用いる限り、太陽光と水銀ランプの光とは、距離測定に対して実質的なノイズ成分を発生させない。

【0098】

次に、図４に示すキセノンランプのスペクトルを見ると、スペクトルの相対強度は、波長：１０００ｎｍ以上では、２０％よりも小さい。

【0099】

従って、波長：１１００ｎｍ近傍または１３００ｎｍ近傍または１８００ｎｍ近傍のレーザ光を用いる限り、太陽光と水銀ランプ及びキセノンランプの光とは、距離測定に対して実質的なノイズ成分を発生させない。

【0100】

図５に示すハロゲンランプのスペクトルを見ると、スペクトルの相対強度が４０％以下となる波長は１７５０ｎｍである。

【0101】

従って、波長：１８００ｎｍ近傍のレーザ光を用いる限り、太陽光と水銀ランプ及びキセノンランプの光、ハロゲンランプの光は、距離測定に対して実質的なノイズ成分を発生させない。

【0102】

以上の説明から明らかなように、図１（ａ）に示すレーザレーダ装置において、レーザ光源１０と受光フィルタＦＬを、以下の如くに組み合わせることができる。

【0103】

Ａ．レーザ光源１０として、波長：１１００ｎｍ近傍のピーク波長をもつものを用いる。

【0104】

受光フィルタＦＬは、１１００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタを用いる。

【0105】

この場合には、太陽光と水銀ランプ、キセノンランプの光が距離測定にノイズ成分として作用することを防止できる。

【0106】

Ｂ．レーザ光源１０として、波長：１３００ｎｍ近傍のピーク波長をもつものを用いる。

【0107】

受光フィルタＦＬは、１３００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタを用いる。

【0108】

この場合にも、太陽光と水銀ランプ、キセノンランプの光が距離測定にノイズ成分として作用することを防止できる。

【0109】

Ｃ．レーザ光源１０として、波長：１８００ｎｍ近傍のピーク波長をもつものを用いる。

【0110】

受光フィルタＦＬは、１８００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタを用いる。

【0111】

この場合には、太陽光と水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプの光が距離測定にノイズ成分として作用することを防止できる。

【0112】

上記の如き「バンドパスフィルタ」は、多層膜構造により、あるいは「サブ波長構造」として製造することもできる。

【0113】

なお、受光フィルタＦＬは、図１（ａ）の形態例では、測距用受光素子３０の受光面の近傍に設けられている。

【0114】

このような配置では、受光フィルタＦＬのサイズを有効に小型化できる。

【0115】

受光フィルタの配置位置は、このような場合に限られず、図１（ｃ）に示す受光フィルタＦＬ１のように、集光レンズ３２の入射側に配置してもよい。

【0116】

この場合には、受光フィルタＦＬ１のサイズは大きくなるが、入射する戻りレーザ光束ＢＫＬが平行光束状態であるので、入射角によるフィルタ効果の変化を抑制できる。

【0117】

図１に示したレーザレーダ装置は前述の如く「共軸系」である。前述の如く、この発明のレーザレーダ装置は、共軸系と異軸系とを問わずに実施できる。

【0118】

以下、参考例として、図６に「異軸系として構成した参考形態」を示す。繁雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては、図１におけるものと符号を共通化する。

【0119】

レーザ光源１０と、カップリング光学系１２、１４、照射用光路屈曲ミラー１６、偏向手段１８、対物レンズ２０により構成される「照射用光学系」は、図１の実施の形態と同様である。

【0120】

従って、レーザ光源１０からのレーザ光は、照射用光学系を介して「２次元的に偏向する照射用レーザ光ＳＲＬ」として対物レンズ２０から射出する。

【0121】

一方、受光用光学系は、集光レンズ３２と受光フィルタＦＬにより構成される。

【0122】

従って、戻りレーザ光束ＢＫＬは、略平行光束状態で直接に集光レンズ３２に入射し、測距用受光素子３０の受光部に向けて集光される。

【0123】

そして、受光部の前部に配置された受光フィルタＦＬを透過して、測距用受光素子３０に受光される。

【0124】

測距用光学素子３０は、戻りレーザ光束ＢＫＬを受光すると、受光信号を制御演算部４０に送る。
制御演算部４０は図１の実施の形態と同様にして、測距対象物までの距離を演算する。

【0125】

受光フィルタの配置位置は、図６（ａ）のように、測距用受光素子３０の受光面に近接した位置でもよいが、図６（ｂ）に示すように、集光レンズ３２の入射側の位置でもよい。

【0126】

レーザ光源装置１０としては、太陽光のスペクトルにおける相対強度が１０％以下となり、人工光のスペクトルにおける相対強度が４０％以下となる波長領域内における測定波長領域内の赤外レーザ光を放射するものを用いる。

【0127】

受光フィルタＦＬ、ＦＬ１は、実質的に戻りレーザ光束ＢＫＬのみを透過させて測距用受光素子に入射させるものを用いる。

【0128】

即ち、具体的には、レーザ光源１０としては「波長：１１００ｎｍ近傍または１３００ｎｍ近傍または１８００ｎｍ近傍のレーザ光を放射するもの」を用いる。

【0129】

受光フィルタＦＬまたはＦＬ１としては、レーザ光源１０の発光波長に応じたバンドパスフィルタを用いる。

【0130】

即ち、レーザ光源１０の発光波長が「波長：１１００ｎｍ近傍」の場合は、１１００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタを用いる。

【0131】

レーザ光源１０の発光波長が「波長：１３００ｎｍ近傍」の場合は、１３００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタを用いる。

【0132】

レーザ光源１０の発光波長が「波長：１８００ｎｍ近傍」の場合は、１８００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタを用いる。

【0133】

以上、この発明によれば、以下の如き新規なレーザレーダ装置を実現できる。

【0134】

[１]
レーザ光源１０からの光を照射用レーザ光ＳＲＬとして２次元的に走査して測距対象物に照射し、該測距対象物による反射光を戻りレーザ光束ＢＫＬとして測距用受光素子３０により受光し、前記測距対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置であって、前記照射用レーザ光を２次元的に走査するために、前記レーザ光源からの収束性のレーザ光束を、ミラー部の２次元的な揺動により反射させて２次元的に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段により偏向された前記収束性のレーザ光束を対物レンズにより平行光束状の前記照射用レーザ光とし、前記戻りレーザ光束は、前記対物レンズにより発散傾向を与えられ、前記偏向手段を介して前記測距用受光素子に導光されて集光され、太陽光のスペクトルにおける相対強度が１０％以下となり、人工光のスペクトルにおける相対強度が４０％以下となる波長領域内における測定波長領域内の赤外レーザ光を放射するレーザ光源を用い、実質的に戻りレーザ光束のみを透過させて測距用受光素子に入射させる受光フィルタを有するレーザレーダ装置。

【0135】

[２]
[１]記載のレーザレーダ装置において、受光フィルタＦＬは、１１００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタであり、レーザ光源１０は、波長：１１００ｎｍの近傍にピーク波長をもつものであるレーザレーダ装置。

【0136】

[３]
[１]記載のレーザレーダ装置において、受光フィルタＦＬは、１３００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタであり、レーザ光源１０は、波長：１３００ｎｍの近傍にピーク波長をもつものであるレーザレーダ装置。

【0137】

[４]
[１]記載のレーザレーダ装置において、受光フィルタＦＬは、１８００ｎｍ±１００ｎｍの波長範囲の赤外光を透過させるバンドパスフィルタであり、レーザ光源１０は、波長：１８００ｎｍの近傍にピーク波長をもつものであるレーザレーダ装置。

【0138】

そして、この発明によれば、太陽光のみならず人工光の影響も有効に軽減若しくは防止できる。

【0139】

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0140】

１０ レーザ光源
１２ カップリングレンズ
１４ 調整用レンズ系
１６ 照射用光路屈曲ミラー
１８ 偏向手段
２０ 対物レンズ
３０ 測距用受光素子
３２ 集光レンズ
３４ 受光用レンズ系
ＳＲＬ 照射用レーザ光
ＢＫＬ 戻りレーザ光束
ＦＬ、ＦＬ１ 受光フィルタ
４０ 制御演算部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0141】

【特許文献1】特開２０１３−１１３６８４号公報

【特許文献2】特開２０１０−２１７３３４号公報

【特許文献3】特開２００７− ８５８３２号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】