特許 7424273 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】

(24)【登録日】2024-01-22

(45)【発行日】2024-01-30

(54)【発明の名称】レーザレーダ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20240123BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20240123BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20240123BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20240123BHJP

   G02B 26/12 20060101ALI20240123BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G01S17/931

G01C3/06 120Q

G02B26/10 104Z

G02B26/12

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020185920

(22)【出願日】2020-11-06

(65)【公開番号】P2022075248

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-01-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】浅見 博

(72)【発明者】

【氏名】恩田 一寿

(72)【発明者】

【氏名】清野 光宏

【審査官】佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１４９２４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－６３３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０８４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０９０５９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－９７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２０５１０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８－ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００－１７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／００－ ３／３２

Ｇ０２Ｂ ２６／０８－２６／１２

Ｇ０２Ｂ ２６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を発光する光源（３０）と、
回転軸周りに回転可能であり、前記光源が発光した前記レーザ光を反射するミラー（４０、２４０、３４０、４４０、５４０）と、
前記ミラーにより反射した前記レーザ光が通過する窓（２０）と、
前記窓を通って装置内部に入り、前記ミラーにより反射された前記レーザ光を検出する検出器（６０）とを備えたレーザレーダ装置であって、
前記光源と前記検出器との間を仕切る仕切板を備えていない構成であり、
前記ミラーに、前記ミラーの鏡面（４１）が前記光源側に向いている状態において、前記回転軸の径方向の位置は前記光源が発光した前記レーザ光が最初に当たる領域よりも前記窓に近い位置、前記回転軸の軸方向の位置は前記検出器よりも前記光源に近い位置に、前記ミラーの他の領域よりも反射率が低い低反射領域（４３、２４３、５４３）が形成されており、
前記窓は、前記回転軸との距離が、前記光源側よりも前記検出器側の方が短くなる傾斜姿勢となっており、かつ前記光源が照射し、前記窓で反射した前記レーザ光のうちで、最も前記検出器の方向に向かう前記レーザ光が、前記検出器に入射しない傾斜となっている、レーザレーダ装置。

【請求項2】

レーザ光を発光する光源（３０）と、
回転軸周りに回転可能であり、前記光源が発光した前記レーザ光を反射するミラー（４０、２４０、３４０、４４０、５４０）と、
前記ミラーにより反射した前記レーザ光が通過する窓（２０）と、
前記窓を通って装置内部に入り、前記ミラーにより反射された前記レーザ光を検出する検出器（６０）とを備えたレーザレーダ装置であって、
前記光源と前記検出器との間を仕切る仕切板を備えていない構成であり、
前記ミラーには、前記光源が発光した前記レーザ光が前記窓で反射して、再度、前記ミラーに当たる回転角度範囲において、前記光源が発光した前記レーザ光が、前記ミラー、前記窓、前記ミラーの順に反射して、前記窓を通って装置外部に出た後、装置外部の物体で反射され、前記窓を通り、前記ミラー、前記窓、前記ミラーの順に反射して、前記検出器に検出される迷光が、前記ミラーに当たる領域の少なくとも一部に、前記ミラーの他の領域よりも反射率が低い低反射領域（４３、２４３、５４３）が形成されており、
前記窓は、前記回転軸との距離が、前記光源側よりも前記検出器側の方が短くなる傾斜姿勢となっており、かつ前記光源が照射し、前記窓で反射した前記レーザ光のうちで、最も前記検出器の方向に向かう前記レーザ光が、前記検出器に入射しない傾斜となっている、レーザレーダ装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のレーザレーダ装置であって、
前記ミラー（２４０）は、前記回転軸の径方向の長さが、前記光源側の端よりも前記検出器側の端が短い、レーザレーダ装置。

【請求項4】

請求項３に記載のレーザレーダ装置であって、
前記窓は平板形状であり、
前記ミラーにおいて、前記回転軸の径方向の外側の辺は、前記検出器側の端側の辺部であって、前記検出器側の端に向かうほど前記回転軸に近づく傾斜を有する傾斜辺部（２４４）と、前記光源側の端部の辺部であって、前記回転軸と平行な平行辺部（２４５）とを備え、
前記傾斜辺部は、前記窓に沿って傾斜している、レーザレーダ装置。

【請求項5】

前記ミラーの鏡面が矩形である、請求項１または２に記載のレーザレーダ装置。

【請求項6】

請求項３～５のいずれか１項に記載のレーザレーダ装置であって、
前記ミラーの鏡面（２４１）は、前記回転軸を対称軸とする線対称形状である、レーザレーダ装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のレーザレーダ装置であって、
前記窓の装置内側面、または、前記窓の前記装置内側面と装置外側面に、反射防止膜（２１）を備える、レーザレーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

レーザレーダ装置に関し、特に、迷光が検出されることを抑制する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、迷光が検出器に検出されることを抑制する装置が開示されている。特許文献１に開示された装置は、投光空間から受光空間へ迷光が入り込むことを抑制するために、投光空間と受光空間とを仕切る遮光部を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１３８６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された遮光部を備えることで、投光空間から受光空間に、直接、投光された光が入り込むことは防止できる。しかし、特許文献１に開示された遮光部では、窓で反射し、ミラーで再反射し、一度、装置外部に出て検出器に入る経路で検出器に検出されてしまう迷光は防止できない。

【0005】

窓で反射し、ミラーで再反射して、一度、装置外部に出て検出器に入る迷光の一例を、図２０を用いて説明する。光源１０１から投光された光が、装置内のミラー１０２で反射して装置の窓１０３に当たる。そして、窓１０３で反射した光が再びミラー１０２により反射して、今度は窓１０３を通過して装置外部に出る。装置外部に出た光が再帰性反射体１０４に当たると、逆の経路で装置内のミラー１０２に当たった後、窓１０３で反射し、再度、ミラー１０２で反射して光源１０１の方向に向かう。光源１０１と検出器１０５が近接している場合、上記経路で光源１０１に向かう光が検出器１０５に検出されてしまう恐れがある。そして、このような経路で検出器１０５に光が検出されると、再帰性反射体１０４が存在する方向はゴースト１０６がある方向であると誤判断してしまう。

【0006】

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、装置外部に出て装置内部に入る迷光を検出してしまうことを抑制できるレーザレーダ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的態様との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

【0008】

上記目的を達成するための１つの開示は、
レーザ光を発光する光源（３０）と、
回転軸周りに回転可能であり、光源が発光したレーザ光を反射するミラー（４０、２４０、３４０、４４０、５４０）と、
ミラーにより反射したレーザ光が通過する窓（２０）と、
窓を通って装置内部に入り、ミラーにより反射されたレーザ光を検出する検出器（６０）とを備えたレーザレーダ装置であって、
光源と検出器との間を仕切る仕切板を備えていない構成であり、
ミラーに、ミラーの鏡面（４１）が光源側に向いている状態において、回転軸の径方向の位置は光源が発光したレーザ光が最初に当たる領域よりも窓に近い位置、回転軸の軸方向の位置は検出器よりも光源に近い位置に、ミラーの他の領域よりも反射率が低い低反射領域（４３、２４３、５４３）が形成されており、
窓は、回転軸との距離が、光源側よりも検出器側の方が短くなる傾斜姿勢となっており、かつ光源が照射し、窓で反射したレーザ光のうちで、最も検出器の方向に向かうレーザ光が、検出器に入射しない傾斜となっている。

【0009】

上記目的を達成するための他の開示は、
レーザ光を発光する光源（３０）と、
回転軸周りに回転可能であり、光源が発光したレーザ光を反射するミラー（４０、２４０、３４０、４４０、５４０）と、
ミラーにより反射したレーザ光が通過する窓（２０）と、
窓を通って装置内部に入り、ミラーにより反射されたレーザ光を検出する検出器（６０）とを備えたレーザレーダ装置であって、
光源と検出器との間を仕切る仕切板を備えていない構成であり、
ミラーには、光源が発光したレーザ光が窓で反射して、再度、ミラーに当たる回転角度範囲において、光源が発光したレーザ光が、ミラー、窓、ミラーの順に反射して、窓を通って装置外部に出た後、装置外部の物体で反射され、窓を通り、ミラー、窓、ミラーの順に反射して、検出器に検出される迷光が、ミラーに当たる領域の少なくとも一部に、ミラーの他の領域よりも反射率が低い低反射領域（４３、２４３、５４３）が形成されており、
窓は、回転軸との距離が、光源側よりも検出器側の方が短くなる傾斜姿勢となっており、かつ光源が照射し、窓で反射したレーザ光のうちで、最も検出器の方向に向かうレーザ光が、検出器に入射しない傾斜となっている。

【0010】

これらのレーザレーダ装置は、ミラーに上記迷光が当たる領域の少なくとも一部に低反射領域が形成されている。したがって、検出器に入る上記迷光の強度が低下する。よって、この迷光が検出されてしまうことを抑制できる。

【0011】

加えて、窓は、回転軸との距離が、光源側よりも検出器側の方が短くなる傾斜姿勢となっている。これにより、窓から回転軸までの距離が光源側と検出器側で等しい場合に比較して、窓で反射したレーザ光が向かう方向が、ミラーから外れる方向にずれる。したがって、窓から回転軸までの距離が光源側と検出器側で等しい場合に比較して、低反射領域を小さくすることができる。低反射領域を小さくすることで、迷光ではない正規のレーザ光が低反射領域で弱められにくくなるので、ＳＮ比を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態のレーザレーダ装置１の外観の概略図。

【図2】光学系と窓２０との相対位置を図１のII方向から見て示す図。

【図3】光学系と窓２０との相対位置を図１のIII方向から見て示す図。

【図4】光学系を構成する部品の相対位置を図１のIV方向から見て示す図。

【図5】実施形態のミラー４０の詳細構成図。

【図6】迷光が生じるときのレーザ光Ｌの経路を示す図。

【図7】ミラー４０における投光領域４５、受光領域４６、迷光領域４７の位置を示す図。

【図8】投光ビームが窓２０で反射した場合の進行方向を示す図。

【図9】迷光が生じる最小の入射角を示す図。

【図10】迷光が生じる最大の入射角を説明する図。

【図11】図９、図１０の状態において生じる迷光領域４７ａ、４７ｂを示す図。

【図12】窓２０が傾斜していない場合に投光ビームが向かう方向を示す図。

【図13】窓２０の傾きを変化に対する迷光領域４７ａ、４７ｂの位置の変化を示す図。

【図14】第２実施形態のレーザレーダ装置２００の構成を示す図。

【図15】クラッタを検出してしまうことを抑制する窓２０の傾斜角度を説明する図。

【図16】図１５における光源３０の配置を説明する図。

【図17】実施形態とは別のミラー３４０の構成を示す図。

【図18】実施形態とは別のミラー４４０の構成を示す図。

【図19】実施形態とは別のミラー５４０の構成を示す図。

【図20】迷光の光路を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態のレーザレーダ装置１の外観の概略図である。レーザレーダ装置１は、筐体１０と窓２０を備えた構成である。筐体１０には窓２０が嵌る開口が設けられている。窓２０は、筐体１０において窓２０に対向する平板状の裏板部１１に対して傾斜した姿勢で、筐体１０の開口に嵌め付けられている。

【0014】

窓２０は光透過性であり、平板かつ矩形形状である。レーザレーダ装置１は、窓２０からレーザ光Ｌを装置外部に照射する。窓２０の基材にはガラスを用いることができる。また、窓２０の基材を透明樹脂としてもよい。

【0015】

レーザレーダ装置１は、レーザ光Ｌを、走査しつつ装置外部に照射する。裏板部１１から垂直に窓２０に向かう方向がレーザレーダ装置１の正面方向である。この方向をＺ方向とする。Ｚ軸と直交する平面がＸＹ平面である。装置外部でレーザ光Ｌが反射した場合、反射したレーザ光Ｌの一部は、窓２０からレーザレーダ装置１の内部に入る。

【0016】

レーザレーダ装置１は、車両に取り付けられ、車両の周辺に存在する物体を検出する。レーザレーダ装置１は、車両周辺に存在する物体を検出するために、車両に１つ以上、取り付けられる。レーザレーダ装置１は、車両に対して任意の姿勢で取り付けることができる。実施形態の説明では、便宜上、Ｙ軸の正方向を車両上方向とする。以下、車両上方向を単に上方向とする。

【0017】

図２、図３は、筐体１０の内部に備えられた光学系と、窓２０との位置を説明する図である。以下の図では、説明に必要な構成以外は適宜省略して示す。図２は図１のII方向から見た図であり、図３は図１のIII方向から見た図である。また、図４は、光学系を構成する部品の相対位置を示す図であって、図１のIV方向から見た図である。窓２０の装置内側面には、反射防止膜２１がコーティングされている。なお、窓２０の装置外側面にも、反射防止膜がコーティングされていてもよい。光学系は、光源３０、投光レンズ３２、ミラー４０、モータ５０、検出器６０、および、受光レンズ６２を備えた構成である。

【0018】

光源３０はレーザ光Ｌを発光するものであり、レーザダイオードを用いることができる。光源３０が発光したレーザ光Ｌはミラー４０に向かう。投光レンズ３２は、光源３０とミラー４０との間に設けられ、レーザ光Ｌの拡散を抑制する。

【0019】

ミラー４０は、１つの面が鏡面４１となっている板部４２を備える。鏡面４１は矩形形状であり、１対の短辺がＺ軸と平行、１対の長辺が回転軸４４と平行である。なお、Ｚ軸と平行な１対の辺を長辺、回転軸４４と平行な１対の辺を短辺としてもよい。また、鏡面４１の形状を正方形としてもよい。

【0020】

鏡面４１の一部に低反射領域４３が形成されている。ミラー４０は、上側部分、換言すれば光源３０側の部分が、光源３０が発光したレーザ光Ｌを反射する第１ミラー部４０ａである。また、ミラー４０の下側部分、換言すれば、検出器６０側の部分が、窓２０を通って装置内部に入ったレーザ光Ｌを検出器６０の方向に反射する第２ミラー部４０ｂである。ミラー４０は、第１ミラー部４０ａと第２ミラー部４０ｂとを有する投受光一体型である。

【0021】

回転軸４４は板部４２に取り付けられている。回転軸４４は、Ｙ軸に平行であり、板部４２の互いに対向する１対の短辺の中央を通る位置に配置されている。回転軸４４は、モータ５０の回転軸と一体化している。したがって、ミラー４０はモータ５０により駆動されて、回転軸４４を回転中心として回転する。回転は３６０度の回転に限られず、１２０度、１５０度など３６０度よりも狭い角度範囲の回転も含まれる。ミラー４０が３６０度よりも狭い角度範囲で回転することは、ミラー４０が往復運動することを意味する。光源３０が連続的にレーザ光Ｌを発光している状態でミラー４０が回転することで、レーザ光Ｌは、ＸＺ平面内で走査されつつ、窓２０を通り、装置外部へ射出される。

【0022】

装置外部の物体にて反射したレーザ光Ｌの一部は、窓２０から装置内部に入射し、ミラー４０で反射して検出器６０の方向に向かう。検出器６０は、Ｙ軸方向において、光源３０よりも下側に配置されている。また、光源３０と検出器６０は、ＸＹ平面に平行な同一平面に配置されている。検出器６０にはフォトダイオードを用いることができる。

【0023】

装置外部から装置内部に入射してミラー４０で反射したレーザ光Ｌが向かう方向であって、ミラー４０と検出器６０との間に受光レンズ６２が配置されている。受光レンズ６２は、ミラー４０から検出器６０に向かうレーザ光を集光するレンズである。

【0024】

窓２０は、図２に示すように、回転軸４４との距離が、光源３０側よりも検出器６０側の方が短くなる傾斜姿勢となっている。ここでの距離は、Ｚ軸に沿った距離である。

【0025】

図５に、本実施形態のミラー４０の詳細構成を示す。ミラー４０の板部４２は、板ガラス４２ａ、密着膜４２ｂ、銀薄膜４２ｃ、保護膜４２ｄが順に積層された構造である。保護膜４２ｄの図上側面が鏡面４１である。鏡面４１の上の一部には、前述した低反射領域４３が形成されている。

【0026】

低反射領域４３は、鏡面４１よりも反射率が低い領域である。低反射領域４３は、たとえば、その領域に艶消し塗料をスクリーン印刷等で塗布することで形成できる。塗料の色は、たとえば黒色である。低反射領域４３は、照射された光を吸収あるいは減衰させることで、鏡面４１よりも光の反射が抑制された領域と言うこともできる。

【0027】

〔低反射領域４３の位置〕
低反射領域４３は、図２に示したように、ミラー４０の鏡面４１が光源３０側に向いている状態では、矩形状の鏡面４１において、Ｙ軸方向が光源３０に対向する側、Ｚ軸方向が鏡面４１の１対の長辺のうちの一方に偏った領域に形成されている。換言すれば、低反射領域４３は、ミラー４０の鏡面４１が光源３０側に向いている状態では、Ｙ軸方向の位置が検出器６０よりも光源３０に近い位置、Ｚ軸方向の位置が光源３０が発光したレーザ光Ｌが最初に当たる領域よりも窓２０に近い位置にある。この位置に低反射領域４３が形成されている理由、および、低反射領域４３の大きさを次に説明する。なお、ミラー４０の鏡面４１が光源３０側に向いている状態は、光源３０が発光したレーザ光Ｌが、直接、ミラー４０に当たる状態である。

【0028】

図６は、低反射領域４３により抑制しようとしている迷光が生じるときのレーザ光Ｌの経路を示している。光源３０が発光したレーザ光Ｌは、投光レンズ３２を通過した後、ミラー４０に当たる。光源３０が発光したレーザ光Ｌであって、装置外部に照射されるレーザ光Ｌを投光ビームという。

【0029】

ミラー４０で反射した投光ビームが、窓２０で反射し、ミラー４０で再反射して窓２０から装置外部に出た後、装置外部の物体で反射して検出器６０に受光される光を迷光とする。単に迷光と記載する場合には、この経路で検出器６０に検出されるレーザ光Ｌを意味する。

【0030】

図６から分かるように、ミラー４０で反射した投光ビームが、窓２０で反射し、ミラー４０で再反射して窓２０から装置外部に出る場合、投光ビームが最初にミラー４０に当たる領域よりも、再反射時に投光ビームがミラー４０に当たる領域の方が、窓２０に近い。

【0031】

図７には、ミラー４０に投光ビームが当たる投光領域４５、および、ミラー４０に受光ビームが当たる受光領域４６を概念的に示している。受光ビームは、投光ビームが装置外部の物体で反射して再び装置内部に入るレーザ光Ｌを意味する。

【0032】

図７において、投光領域４５が台形になっている理由は次の通りである。投光ビームは進行に従いＹ軸方向には広がるように調整されており、かつ、図７はミラー４０が投光ビームの光軸に対して傾斜している状態だからである。図７に示すミラー４０は、図左側が図右側よりも光源３０に近い。したがって、投光領域４５が台形になっているのである。受光領域４６も、図７に示すミラー４０が、図左側が図右側よりも検出器６０に近いので、台形になっている。

【0033】

図８には、種々の方向に進行する投光ビームが窓２０で反射した場合の進行方向を示している。なお、図８は、低反射領域４３は省略している。また、図８に示す投光ビームは、レーザレーダ装置１が投光する投光ビームの一部である。図８から分かるように、ミラー４０の付近において、窓２０で反射した投光ビームのＹ軸方向の範囲は、窓２０に向かう投光ビームの範囲と部分的に重なる範囲になる。以上より、低反射領域４３は、図７に示すように、ミラー４０において、Ｙ軸方向は光源３０側に位置する。また、回転軸４４の径方向における低反射領域４３の位置は、ミラー４０に最初に投光ビームが当たる領域よりも、鏡面４１が光源３０側に向いている状態において、窓２０に近い位置にある。

【0034】

〔低反射領域４３の大きさ〕
次に低反射領域４３の大きさを説明する。図９は迷光が生じる場合において、ミラー４０に入射する光源３０からのレーザ光Ｌの入射角が最小となる図である。図１０は迷光が生じる場合において、上記入射角が最大となる図である。なお、図９および図１０は、迷光が生じるミラー４０の回転角度範囲を説明するための図であり、説明および図示を分かりやすくするため、実施形態のレーザレーダ装置１とは異なり、窓２０は傾斜していない。

【0035】

図９に示す図では、窓２０で反射してミラー４０で再反射した投光ビームは、窓２０の端を通過して装置外部に出ている。これ以上、レーザ光Ｌの入射角を小さくすると、ミラー４０で再反射した投光ビームは窓２０の枠に当たり、装置外部に出ない。

【0036】

図１０に示す図では、窓２０で反射した投光ビームは、ミラー４０において最も窓２０に近い領域に当たっている。これ以上、レーザ光Ｌの入射角を大きくすると、窓２０で反射した投光ビームはミラー４０に当たらなくなる。

【0037】

図１１には、図９の状態において生じる迷光領域４７ａおよび図１０の状態において生じる迷光領域４７ｂとミラー４０との位置関係を示している。迷光領域４７ａ、４７ｂは、投光ビームが窓２０で反射してミラー４０に当たる、またはミラー４０の付近を通過する領域を意味する。図１１に示す２つの迷光領域４７ａ、４７ｂ、およびその間を含む領域が、図７に示す迷光領域４７である。迷光領域４７は、迷光が生じるミラー４０の回転角度範囲において、迷光がミラー４０に当たる、または迷光がミラー４０の付近を通過する領域である。低反射領域４３の大きさは、この迷光領域４７と、ミラー４０の鏡面４１とが重なる範囲を含むように決定する。

【0038】

図７に示す迷光領域４７には、鏡面４１から外れた領域が存在する。迷光領域４７において鏡面４１から外れた領域は、窓２０が傾斜していない場合に比較して、窓２０が本実施形態のように傾斜している方が大きくなる。

【0039】

図１２には、比較として、窓２０が傾斜していない場合に、窓２０で反射した投光ビームが向かう方向を示している。図１２と図８とを比較して分かるように、窓２０が傾斜していない場合に比較して、窓２０が傾斜している場合の方が、窓２０で反射した投光ビームが向かう方向がＹ軸の上方向になる。

【0040】

図１３に、窓２０の傾きを変化させたときのミラー４０に対する迷光領域４７ａ、４７ｂの位置の変化を示す。図１３において、かっこ内の角度は、ＸＹ平面に対する窓２０の傾斜角度である。

【0041】

図１３から分かるように、窓２０が傾斜していると、窓２０が傾斜していない場合よりも、迷光領域４７は、ミラー４０に対して相対的に上方向に移動する。また、迷光領域４７は、窓２０が傾斜していると、窓２０が傾斜していない場合よりも、ミラー４０に対して相対的に窓２０の方向にも移動する。

【0042】

再び図７を参照する。図７では、迷光領域４７は、投光領域４５および受光領域４６と一部重なっている。したがって、迷光領域４７を含むように形成する低反射領域４３も、投光領域４５および受光領域４６と一部重なっている。迷光領域４７が、図７において上方向かつ右方向に移動するほど、低反射領域４３が小さくなる。低反射領域４３が小さくなると、低反射領域４３と投光領域４５および受光領域４６との重複領域が小さくなる。低反射領域４３と投光領域４５および受光領域４６との重複領域が小さくなると、正規のレーザ光Ｌが低反射領域４３で弱められてしまう程度が少なくなる。その結果、ＳＮ比が向上する。

【0043】

〔実施形態のまとめ〕
以上、説明した実施形態のレーザレーダ装置１は、ミラー４０の第１ミラー部４０ａに低反射領域４３が形成されている。低反射領域４３が形成されている領域は、迷光がミラー４０に当たる領域である。したがって、レーザレーダ装置１は迷光を検出してしまうことを抑制できる。

【0044】

加えて、窓２０は、回転軸４４との距離が、光源３０側よりも検出器６０側のほうが短くなる傾斜姿勢となっている。これにより、窓２０が傾斜していない場合、すなわち、窓２０から回転軸４４までの距離が光源３０側と検出器６０側で等しい場合に比較して、低反射領域４３を小さくすることができる。低反射領域４３を小さくすることで、迷光ではない正規のレーザ光Ｌが低反射領域４３で弱められにくくなるので、ＳＮ比を向上できる。

【0045】

また、窓２０の装置内側面に反射防止膜２１が備えられているので、窓２０の装置内側面でレーザ光Ｌが反射されて迷光が生じる程度が抑制される。

【0046】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

【0047】

図１４に、第２実施形態のレーザレーダ装置２００を示す。第２実施形態のレーザレーダ装置２００は、ミラー２４０の形状が、第１実施形態のミラー４０と相違する。ミラー２４０は、第１ミラー部２４０ａと第２ミラー部２４０ｂを備える。第１ミラー部２４０ａは、第１実施形態の第１ミラー部４０ａと同じ形状である。一方、第２ミラー部２４０ｂの形状は第１実施形態の第２ミラー部４０ｂと相違する。

【0048】

第２ミラー部２４０ｂは、図１４において下側に向かうほど、すなわち第１ミラー部２４０ａとは反対側に向かうほど、回転軸４４の径方向の長さが短くなる。したがって、第２ミラー部２４０ｂにおいて、回転軸４４の径方向外側の両辺は、検出器６０側の端に向かうほど回転軸４４に近づく傾斜辺部２４４になっている。

【0049】

傾斜辺部２４４は窓２０と平行になっている。窓２０と平行になっていることは、窓２０に沿っている状態の一例である。傾斜辺部２４４が窓２０に沿っている状態には、傾斜辺部２４４が窓２０と完全には平行である状態以外に、平行に近い状態も含まれる。

【0050】

第１ミラー部２４０ａにおいて、回転軸４４の径方向外側の辺は、回転軸４４と平行な平行辺部２４５になっている。このような形状のミラー２４０の鏡面２４１は、全体として回転軸４４を対称軸とする線対称形状になっている。

【0051】

ミラー２４０が傾斜辺部２４４を備えており、第１実施形態における窓２０とミラー４０などの光学系部品の距離よりも、第２実施形態における窓２０とミラー２４０などの光学系部品の距離は近くなっている。窓２０とミラー２４０との距離は、平行辺部２４５がミラー２４０の検出器６０側の端まで延びているとすれば、ミラー２４０が窓２０に当たってしまうほど近い距離になっている。

【0052】

窓２０とミラー２４０などの光学系部品との距離が近いほど、迷光がミラー２４０に当たる領域は小さくなる。したがって、第２実施形態のミラー２４０が備える低反射領域２４３は、第１実施形態のミラー４０が備える低反射領域４３よりも小さくできる。低反射領域２４３が小さくできることで、ＳＮ比を向上できる。

【0053】

また、ミラー２４０の鏡面２４１は、回転軸４４を対称軸とする線対称形状になっている。これにより、ミラー２４０の重心が回転軸４４上になるので、ミラー２４０が回転したときの振動を抑制できる。

【0054】

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、クラッタを防止するレーザレーダ装置を説明する。この第３実施形態におけるクラッタは、これまで説明した迷光とは異なり、一旦、装置外部に出たレーザ光Ｌではなく、投光ビームが窓２０で反射した後、ミラー４０で検出器６０の方向に反射されて検出器６０に検出されてしまうレーザ光Ｌである。

【0055】

したがって、クラッタは、ミラー４０が投光ビームをＺ座標の０°方向に反射するときに生じ得る。窓２０を傾斜させることでクラッタを検出してしまうことを抑制できる。第３実施形態では、クラッタを検出してしまうことを抑制する窓２０の傾斜となっている。

【0056】

図１５を用いて、クラッタを検出してしまうことを抑制する窓２０の傾斜角度を説明する。図１５は説明を分かりやすくするため、光源３０および検出器６０と、窓２０との間の光路を直線としている。

【0057】

つまり、図１５は、光源３０が図１６に示す二点鎖線の位置にあるとして記載している。二点鎖線で示す光源３０の位置は、ミラー４０で反射したレーザ光Ｌが向かう方向を含む直線上である。前述したように、クラッタは、ミラー４０が投光ビームをＺ座標の０°方向に反射するときに生じ得る。したがって、クラッタに関する説明においては、実際には実線の位置にある光源３０を、二点鎖線の位置にあるとして考えても構わないのである。

【0058】

図１５において、二点鎖線で示す窓２０は、傾斜していない窓２０である。二点鎖線で示すレーザ光Ｌは、光源３０からの投光ビームのうち、最もＹ軸方向下向きに向かうレーザ光Ｌが、傾斜していない窓２０で反射した場合の進行方向を示す。

【0059】

実線で示すレーザ光Ｌも、光源３０からの投光ビームのうち、最もＹ軸方向下向きに向かうレーザ光Ｌである。ただし、実線で示す傾斜した窓２０で反射したレーザ光Ｌの進行方向を示している。角度αは、二点鎖線で示すレーザ光Ｌが進む方向と実線で示すレーザ光Ｌが進む方向との間の角度である。このとき、窓２０の傾斜はα／２になる。

【0060】

そこで、窓２０の傾斜をα／２よりも大きくする。このようにすれば、窓２０の傾斜は、光源３０が照射したレーザ光Ｌのうちで最も検出器６０の方向に向かうレーザ光Ｌが、検出器６０よりも光源３０寄りを通過し、検出器６０に入射しない。したがって、クラッタは検出器６０に検出されない。

【0061】

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

【0062】

＜変形例１＞
図１７～図１９にミラー３４０、４４０、５４０の構成の他の例を示す。図１７に示すミラー３４０は、ミラー４０が備えていた密着膜４２ｂ、銀薄膜４２ｃに代えて、アルミニウム薄膜４２ｅを備える。

【0063】

図１８に示すミラー４４０も、ミラー３４０と同様、板ガラス４２ａ、アルミニウム薄膜４２ｅ、保護膜４２ｄ、低反射領域４３を備える。ただし、低反射領域４３が板ガラス４２ａに直接、積層されている点がミラー３４０と相違する。

【0064】

ミラー５４０は、黒色樹脂板５４１を基材とする。その上に、密着膜４２ｂ、アルミニウム薄膜４２ｅ、保護膜４２ｄが順に積層されている。ただし、一部、それら密着膜４２ｂなどが積層されていない領域を形成する。その領域が低反射領域５４３になる。

【0065】

＜変形例２＞
ミラー４０は、長さおよび傾きが同じ２つの傾斜辺部２４４を備える線対称形状であった。しかし、２つの傾斜辺部２４４の長さと傾きが相互に異なっていてもよい。実施形態よりも、平行辺部２４５を短くし傾斜辺部２４４を長くしてもよい。また、平行辺部２４５を備えず、光源３０側の端から検出器６０の端までが傾斜辺部２４４になっていてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１：レーザレーダ装置 １０：筐体 １１：裏板部 ２０：窓 ２１：反射防止膜 ３０：光源 ３２：投光レンズ ４０：ミラー ４０ａ：第１ミラー部 ４０ｂ：第２ミラー部 ４１：鏡面 ４２：板部 ４２ａ：板ガラス ４２ｂ：密着膜 ４２ｃ：銀薄膜 ４２ｄ：保護膜 ４２ｅ：アルミニウム薄膜 ４３：低反射領域 ４４：回転軸 ４５：投光領域 ４６：受光領域 ４７：迷光領域 ４７ａ：迷光領域 ４７ｂ：迷光領域 ５０：モータ ６０：検出器 ６２：受光レンズ ２００：レーザレーダ装置 ２４０：ミラー ２４０ａ：第１ミラー部 ２４０ｂ：第２ミラー部 ２４１：鏡面 ２４３：低反射領域 ２４４：傾斜辺部 ２４５：平行辺部 ３４０：ミラー ４４０：ミラー ５４０：ミラー ５４１：黒色樹脂板 ５４３：低反射領域 Ｌ：レーザ光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】