JP2016038211A

JP2016038211A - レーザレーダ装置

Info

Publication number: JP2016038211A
Application number: JP2014159636A
Authority: JP
Inventors: 高橋　靖; Yasushi Takahashi; 靖高橋
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-03-22

Abstract

【課題】レーザ光束の機械的な走査を必要としない新規なレーザレーダ装置を実現する。【解決手段】レーザレーダ装置は、ｎ（≧２）本の発散性レーザ光束を、相互に離間しないように開き角：θの扇面状に放射するレーザ光束投射部１０と、該レーザ光束投射部から放射され、物体により反射された戻りレーザ光を、前記物体の方位を特定可能に受光するレーザ光受光部３１０、３２０と、レーザ光束投射部およびレーザ光受光部を制御し、レーザ光受光部の受光情報により、戻りレーザ光を反射した物体の方位と、該物体までの距離とを特定して出力する制御演算部６１と、該制御演算部の出力を表示する表示部６２と、を有する。【選択図】図１

Description

この発明はレーザレーダ装置に関する。

レーザレーダ装置は種々のものが提案され、知られている。

レーザレーダ装置では、レーザ光束を放射し、物体による反射レーザ光を検出して「物体の方位と物体までの距離」を特定する。

従来から知られたレーザレーダ装置では、レーザ光束を１次元的もしくは２次元的に走査して物体に照射し、物体により反射されたレーザ光を受光素子で受光して検出する。

そして「レーザ光が物体までの距離を往復するのに要した時間」により物体までの距離を特定する。

レーザ光束を走査しているので、走査に伴うレーザ光束の方向変化により、物体により反射されたときのレーザ光束の方向が分かり、これにより「物体の方位」を特定できる。

従来のレーザレーダ装置は、レーザ光束の走査を、回転多面鏡や搖動ミラー等の走査手段により機械的に行うものが多く、走査手段の調整が必要である。

また、機械的な走査手段を配置するスペースも必要になる。

複数本のレーザ光束を用いて「衝突を回避する方法」が知られている（特許文献１）。

この発明は、レーザ光束の機械的な走査を必要としない新規なレーザレーダ装置の実現を課題とする。

この発明のレーザレーダ装置は、ｎ（≧２）本の発散性レーザ光束を、相互に離間しないように開き角：θの扇面状に放射するレーザ光束投射部と、該レーザ光束投射部から放射され、物体により反射された戻りレーザ光を、前記物体の方位を特定可能に受光するレーザ光受光部と、前記レーザ光束投射部およびレーザ光受光部を制御し、前記レーザ光受光部の受光情報により、戻りレーザ光を反射した物体の方位と、該物体までの距離とを特定して出力する制御演算部と、該制御演算部の出力を表示する表示部と、を有する。

この発明によれば、レーザ光束の機械的な走査を必要としない新規なレーザレーダ装置を実現できる。

レーザレーダ装置の実施の１形態におけるレーザ光束投射部の１形態例を説明するための図である。レーザレーダ装置の実施の１形態におけるレーザ光受光部の１形態例を説明するための図である。レーザレーダ装置の実施の１形態におけるレーザ光受光部の１形態例を説明するための図である。レーザ光束投射部の実施の１形態を説明するための図である。レーザ光束投射部の実施の別形態を説明するための図である。レーザレーダ装置の実施の他の形態のレーザ光束投射部を説明するための図である。図６のレーザ光束投射部を説明するための図である。レーザレーダ装置のシステム図を示す図である。レーザレーダ装置の原理を説明するための図である。

発明の実施の形態の説明に先立って、図９に即して、原理的な部分を説明する。

図９は「レーザ光束の機械的な偏向を行わないレーザレーダ装置」の、原理的な説明図である。

図９（ａ）において、符号１は「レーザ光束投射部」を示す。

図の如く、レーザ光束投射部１は発散性のレーザ光束ＯＬを「開き角：θの扇面状」に放射する。即ち、レーザ光束ＯＬは、開き角：θの扇面状に発散されている。

説明の具体性のために、レーザ光束投射部１は車両に搭載され、車両前方に向けて「発散性のレーザ光束」を放射するものとし、図９（ａ）の図の面は地面に平行な面とする。

発散性のレーザ光束ＯＬは、地面に平行な面内では扇面状に発散しているが、図面に直交する方向においては実質的に発散せず、図面に直交する２つの光束面は互いに平行であるとする。

即ち、レーザ光束ＯＬは、地面に平行な面内において、開き角：θの扇面状に発散されている。

図９（ａ）における距離：ＤＬは、検出対象の物（他の車両等）に対して検出を有効に行いうる最大距離（以下「有効投射距離」と言う。）である。

図９（ｂ）において、符号３は「レーザ光受光部」を示している。

レーザ光受光部３は、レーザ光束投射部１とは別体であるが、レーザ投射位置の近傍に配置され、「集光手段」としての結像レンズ３１と、光位置センサ３２とを有する。

光位置センサ３２は、例えば、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の「撮像素子」であり、その受光面を結像レンズ３１の像側焦点面に合致させて配置されている。

図９（ｂ）において、符号Ｏｂは他の車両や障害物等「検出の対象となる物体（以下「被検対象物」と言う。）」を示す。
検出対象物Ｏｂが、有効投射距離内においてレーザ光束ＯＬの投射領域内に入ると、レーザ光束ＯＬは検出対象物Ｏｂにより反射され、レーザ光受光部３へ向かう戻りレーザ光ＢＫＬが生じる。

検出対象物Ｏｂの「一般的な検出状況」においては、検出対象物Ｏｂと結像レンズ３１との距離は、結像レンズ３１の焦点距離に比して十分に大きい。

従って、結像レンズ３１に入射する戻りレーザ光ＢＫＬは「実質的な平行光束」であり、結像レンズ３１の像側焦点面に一致する「光位置センサ３２の受光面」上に集光（結像）する。

図９（ｃ）に示すように、戻りレーザ光ＢＫＬの集光位置と結像レンズ３１の光軸ＡＸとの距離を「ｘ」、結像レンズ３１の焦点距離を「ｈ」とする。

距離：ｘは、光位置センサ３２の出力により知ることができる。

そうすると、検出対象物Ｏｂが存在する方位（角：α）は、
ｔａｎα＝Ｘ／ｈ
から、
角：α＝ａｒｃｔａｎ（Ｘ／ｈ）
として演算的に求めることができる。

一方、図９（ｂ）に示すように、検出対象物Ｏｂから光位置センサ３２の受光面に至る戻りレーザ光束ＢＫＬに沿う距離を「Ｄ０」とする。

距離：Ｄ０は、レーザ光がレーザ光束投射部１から放射されてから、光位置センサ３２で受光されるまでの時間を知ることにより求めることができる。

説明の具体性のため、レーザ光束投射部１から検出対象物Ｏｂまでの距離が、検出対象物Ｏｂから光位置センサ３２までの距離に等しくなるように、レーザ光束投射部１とレーザ光受光部３の位置関係が設定されているものとする。

レーザ光束投射部１から放射されたレーザ光束ＯＬが検出対象物Ｏｂで反射され、戻りレーザ光束ＢＫＬとなって光位置センサ３２により検出されるまでの時間を「２Ｔ」とすると、光速を「Ｃ」として、上記距離：Ｄ０は「Ｃ・Ｔ」として求められる。

このようにして、検出対象物Ｏｂの方位：αと距離：Ｄ０が求められる。

上には、説明の簡単のために、光位置センサ３２を「ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像素子」とし、光位置センサ３２の受光信号により方位：αの測定も、距離：Ｄ０の測定も行うものとして説明した。

しかし、レーザ光受光部は、方位の測定に用いられる部分と、距離の測定に用いられる部分とを、別箇のものとし、方位の測定には「撮像素子」を用い、距離の測定には、ＡＰＤ（アバランシェ・フォト・ダイオード）等を用いるのが実際的である。

上に述べたのは、原理的な説明であり、実際に実施する場合には、種々の制限がある。
第１に、投射されるレーザ光束ＯＬが「開き角：θの扇面状」に発散されているので、レーザ光束ＯＬの強度は、レーザ光束投射部１からの距離とともに急速に減衰する。

このため「距離：Ｄ０や方位：αを測定可能な強度」を持った戻りレーザ光ＢＫＬをレーザ光受光部３が受光できる「有効投射距離：ＤＬ」は近距離に限られてしまう。

有効投射距離の増大には、レーザ光束投射部に「大出力のレーザ光源」が必要になる。

また、レーザ光束を走査する方法に比して「方位の検出に対する精度」を高めるのが難しい。

以下、この発明の実施の形態を説明する。

図１は、この発明のレーザレーダ装置の実施の１形態における「レーザ光束投射部」の１例を説明するための図である。

図１（ａ）は、レーザ光束投射部１０からｎ（≧２）本（図の例ではｎ＝５）の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５が開き角：θの扇面状に放射される状態を説明図的に示している。

図１（ａ）に示す距離：ＤＬＭは「有効投射距離」、即ち、レーザレーダ装置で「検出対象物を検出できる最大距離」を示している。

また、図１に示す実施の形態では、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は「時系列に順次に放射」される。

レーザ光束投射部１０は、ｎ（＝５）個のレーザ光源と、これらｎ個のレーザ光源の個々から放射されるレーザ光を発散性レーザ光束とする１以上の光束変換光学系とを有する。

また、光束変換光学系によるｎ（＝５）本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、開き角：θの扇面状に配列させる「ビーム合成手段」を有する。

これら「レーザ光源、光学素子、ビーム合成手段」については、その具体例を後述する。

５個のレーザ光源は、例えば、図１（ｂ）に示すような「異なる発光パルス」により点滅を駆動され、時系列で順次に点滅される。

この時系列の点滅により、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５が順次に放射される。

これら発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、ビーム合成手段により、図１（ａ）に示すように、開き角：θの扇面状に配列される。

発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５の「扇面状の配列」は、発散性レーザ光束相互が離間しないような配列である。

即ち、図１に示すレーザ光束投射部１０は、５本の発散性レーザ光束を「相互に離間しない」ように開き角：θの扇面状に放射する。

説明の具体性のために、図１に示すレーザ光束投射部１０も車両に搭載され、車両前方に向けて発散性レーザ光束Ｌ１等を放射するものとし、図１（ａ）の図の面は地面に平行な面とする。

若干、説明を補足する。

図１に即して上に説明した実施の形態では、レーザ光束投射部１０からは、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５が時系列に順次に放射される。

従って、これら５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５が、順次に放射されている各瞬間を見れば、放射されている発散性レーザ光束は「５本のうちの何れか１本」である。

しかし、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、全体としてみれば図１（ａ）に示すように、開き角：θの扇面状に放射されるのである。

即ち、一般にｎ（≧２）本の発散性レーザ光束が「開き角：θの扇面状に放射される」とは、このように、順次に放射されるｎ本の発散性レーザ光束が「全体として扇面状に放射」される場合も含む。

また、扇面状に放射されるｎ本の発散性レーザ光束は、必ずしも「同一面内で扇面状に配列」する必要はない。

図１（ａ）の図面に直交する方向から見て、図の如く扇面状になっていればよい。

勿論、この場合においても、発散性レーザ光束相互は、図面に直交する方向においては相互に近接している。

上記の如く、ｎ本の発散性レーザ光束は「互いに離間しない」ようにして、開き角：θの扇面状に配列される。

ここに言う「互いに離間しない」は厳密な意味ではなく、相互に少々離間していても、方位、距離の測定に支障を来さない程度の「離間」は許容される。

また「相互に離間しない」から、隣接する発散性レーザ光束が相互に重なり合うことも「方位や距離の検出に支障がない程度」であれば許容される。

次に、発散性レーザ光束の「発散性」について補足する。

この発明のレーザレーダ装置では、ｎ本の発散性レーザ光束が開き角：θの扇面状に放射される。

換言すれば、ｎ本の発散性レーザ光束の「全体としての配列」により開き角：θの扇面状の配列が決定される。

発散性レーザ光束の本数：ｎは２以上であるから、扇面状の配列を形成する発散性レーザ光束の最小の本数は２本である。

ｎ本の発散性レーザ光束は「相互に離間しない」ように扇面状に配列されるから、同一の発散角を持つ発散性レーザ光束をｎ本配列する場合であれば、発散角の最小値はθ／ｎとなる。ｎ＝２の場合なら発散角はθ／２となる。

開き角：θを、例えば５０度とすると、２本の発散性レーザ光束の発散角は少なくとも２５度になる。このように発散角の大きい発散性レーザ光束を２本用いる場合は、比較的に有効投射距離：ＤＬＭが短いレーザレーダ装置の場合に有効である。

扇面状の配列における開き角：θが、例えば２０度程度、即ち、レーザレーダ装置の検出範囲が「前方の限られた開き角の領域」である場合であれば、発散角１０度の発散性レーザ光束を２本用いて、かなりの有効投射距離までの物体検出が可能となる。

上記のように、発散性レーザ光束の発散角と、発散性レーザ光束の本数：ｎとは、発散性レーザ光束の扇面状の配列の開き角：θ即ち、物体を検出するべき広がり角に応じて、適宜に好適となるものを選択できる。

発散性レーザ光束の発散性につき、さらに補足する。

図９に即して説明した「原理的な説明」では、発散性のレーザ光束ＯＬは、地面に平行な面内では扇面状に発散しているが、図面に直交する方向においては実質的に平行であって、略発散せず、図面に直交する２つの光束面は互いに略平行である。

これは、レーザ光束のエネルギを、図面に直交する方向において「有効に集中させる」ためである。

しかし、これに限らず、図９の図面に直交する方向においては「平行ビーム」とせず、所定の距離で所定の「検出対象物の大きさ」になるような発散状態としてもよい。

この発明のレーザレーダ装置のように、ｎ本の発散性レーザ光束を用いる場合、ｎが小さく、扇面状の配列の開き角：θが大きいような場合には、発散性レーザ光束の発散角も大きくなり得る。

このような場合には、扇面状の配列面に直交する方向においては、個々の発散性レーザ光束の発散角を小さくすることが好ましい。

しかし、開き角：θに対して、光束数：ｎが十分にあり、個々の発散性レーザ光束の発散角が大きくないときには、扇面状の配列面に直交する方向においても発散角を小さくする必要は必ずしもない。

図１の実施の形態では、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、図１（ｃ）のように、地面ＧＲに平行な方向からやや上向きの角度を持って放射される。

例えば、レーザレーダ装置を軽自動車や小型車に搭載して用いる場合、レーザ光束投射部１０を、ボンネットの下部に取り付けることが考えられる。

この場合には、図１（ｃ）のように、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、地面ＧＲに対し数度程度の角度をもって、やや上向きに投射するのが良い。

また、レーザレーダ装置をＳＵＶやトラック等の大型車に搭載して用いる場合、レーザ光束投射部１０の取り付け位置は、地面ＧＲから高くなることが考えられる。

このような場合には、発散性レーザ光束の投射方向は、地面ＧＲに平行な方向から若干（数度程度）下方に向くようにすることが好ましい。

何れにしても、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５のレーザ光束投射部１０からの投射方向は「基本的には地面ＧＲに平行」とし、レーザレーダ装置の具体的な使用状況に応じて、適切な方向を選択すればよい。

即ち、レーザレーダ装置を車両に搭載する場合、搭載する車両の車種や、検出対象物である車両等や標識との関係で、適切な角度（数度程度）があるので、その角度に合わせればよい。

図１（ｄ）は、図１（ｃ）の状態を、図の右側から見た状態を説明図的に示しており、発散性レーザ光束Ｌ１ないしＬ５は、互いに等しい発散角を有している。

次に、図１のレーザ光束投射部１０と組み合わせて用いられる「レーザ光受光部」の１例を図２に即して説明する。

図２（ａ）において符号３１０は、レーザ光受光部の一部をなす「方位検出用受光部」を示しており、結像レンズ３０１と光位置センサ３０２とを有する。

図２（ａ）における符号ＯｂＡ、ＯｂＢ、ＯｂＣは、他の車両や障害物等の「検出対象物」を示す。

図２（ａ）に示すように、検出対象物ＯｂＡとＯｂＢとは、発散性レーザ光束Ｌ３の照射領域内にあり、検出対象物ＯｂＣは発散性レーザ光束Ｌ４とＬ５の境界部にある。

結像レンズ３０１は、各検出対象物により反射された戻りレーザ光束の入射を受け、その像側焦点面に受光面を合致させた光位置センサ３０２に集光（結像）させる。

各戻りレーザ光束は、光位置センサ３０２の受光面の異なる位置に集光（結像）し、図９に即して先に説明した方法で検出対象物ＯｂＡ、ＯｂＢ、ＯｂＣの方位が検出される。

図２（ｂ）は、光位置センサ３０２の受光面３０２Ａの様子を示している。

受光面３０２Ａは、図の左右方向が発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５に対応しており、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５のそれぞれにおける戻りレーザ光束は、各発散性レーザ光束に応じた受光面位置に集光する。

図２（ｂ）において、符号ＯｂＡ、ＯｂＢ、ＯｂＣは、検出対象物ＯｂＡ、ＯｂＢ、ＯｂＣからの戻りレーザ光束が、受光面３０２Ａに結像した状態を説明図的に示している。

受光面３０２Ａにおける「ｃ−ｃ断面」の出力は図２（ｃ）のようになる。この図において、符号ＯｂＡ、ＯｂＢ、ＯｂＣは、これらの検出対象物に対応する出力を示している。

この場合、検出対象物ＯｂＡとＯｂＢとは、同一の発散性レーザ光束Ｌ３の投射領域内にあるが、検出対象物ＯｂＢの方が方位検出用受光部３１０に近い。

従って、検出対象物ＯｂＢからの戻りレーザ光束の強度は、検出対象物ＯｂＡからの戻りレーザ光束の強度よりも強い。

従って、光位置センサ３０２の出力の強度は、図２（ｃ）の如くなり、出力の強度の大小により、検出対象物ＯｂＡとＯｂＢを区別することが可能である。

即ち、複数の検出対象物が同一の発散性レーザ光束により照射されても、光位置センサ３０２の出力の強弱で検出対象物を特定でき、特定した検出対象物の方位を知ることができる。

光位置センサ３０２は、上記の如く、戻りレーザ光束の結像位置（集光位置）により、「戻りレーザ光束を反射した検出対象物」の方位を得るためのものであり、具体的には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が用いられる。

図２（ｄ）は、レーザ光受光部を説明図的に示している。
同図の符号３２０は「距離測定用受光部」を示し、集光レンズ３０３と受光素子３０４と集光手段３０５を有する。

距離測定用受光部３２０は、戻りレーザ光束を集光レンズ３０３により取り込み、集光手段３０５により受光素子３０４の受光面に導光し、受光素子３０４により信号化する。

集光手段３０５は「截頭円錐状の内周面が反射面となった光学部材」であり、集光レンズ３０３により取り込まれた戻りレーザ光束を、上記反射面で反射させて受光素子３０４へ導光する。受光手段３０５は前述のＡＰＤが好適に使用可能である。

方位検出用受光部３１０と距離測定用受光部３２０とは、図の例では互いに隣接して配置されている。

隣接の態様は任意であり、図示の態様の他、図面に直交する方向において隣接していてもよい。

また、方位検出用受光部３１０と距離測定用受光部３２０とは、個別に形成されて互いに隣接していてもよいが、互いに接している必要はなく、相互に近接していてもよい。

要するに、戻りレーザ光束から見て、方位検出用受光部３１０と距離測定用受光部３２０とを区別する必要がない程度に、相互に近接していればよい。

方位検出用受光部３１０と距離測定用受光部３２０とは、勿論、「全体が一体化された構造」であることができる。

説明中の例では、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、時系列に順次に放射される。

従って、距離測定用受光部３２０で検出される戻りレーザ光束Ｌｉ（ｉ＝１〜５）は、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５のうちの何れによるものかは知られている。

この戻りレーザ光束の方位は、方位検出用受光部３１０により特定される。

そして、該戻りレーザ光束を反射した検出対象物の「距離」は、前述した如く発散性レーザ光束：Ｌｉの放射の瞬間から、戻りレーザ光束が受光素子３０４で検出されるまでの時間：２Ｔにより、「ＣＴ」として検出される。

このようにして、検出対象物の方位と距離が得られる。

図３は、レーザ光受光部の実施の別の形態を説明するための図である。

図３（ａ）において、符号３３０は「レーザ光受光部」を示している。

レーザ光受光部３３０は、結像レンズ３０５と受光素子アレイ３０６を有する。

図３（ｂ）に示すように、受光素子アレイ３０６は、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５に応じ、５個の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ５のアレイ配列で構成されている。

５個の受光素子ＰＤ１〜ＰＤ５は、互いに独立である。

即ち、受光素子ＰＤ１〜ＰＤ５は「相互に独立して制御可能」である。受光素子ＰＤｉの具体例としてはＡＰＤが好適である。

受光素子ＰＤｉ（ｉ＝１〜５）は、受光した光の強度（光量）を信号化する素子である。

受光素子ＰＤｉ（ｉ＝１〜５）は、それらの受光面が、結像レンズ３０５の像側焦点面に合致するように配設されている。

そして、検出対象物が発散性レーザ光束Ｌｉを反射したとき、反射光が戻りレーザ光束となって、結像レンズ３０５により受光素子ＰＤｉの受光面に集光（結像）するように、結像レンズ３０５と受光素子アレイ３０６の位置関係が定められている。

従って、戻りレーザ光束が受光素子ＰＤｉに結像する状態は、戻りレーザ光束が発散性レーザ光束Ｌｉによるものであることを意味する。

このとき、受光素子ＰＤｉの出力により、発散性レーザ光束Ｌｉの放射の瞬間から、受光素子ＰＤｉによる受光の瞬間までの時間：２Ｔを測定すれば、発散性レーザ光束Ｌｉを反射した検出対象物までの距離：ＣＴを知ることができる。

また、受光素子ＰＤｉが戻りレーザ光束を受光した状態は、検出対象物が、発散性レーザ光束Ｌｉの照射領域内にあることを意味する。

従って、この場合、発散性レーザ光束Ｌｉの放射方向をもって、検出対象物の「大まかな方位」とすることができる。

このようにすれば、検出対象物の「方位に関する精度」は若干粗くなるが、１個のレーザ光受光部３３０で、検出対象物の「大まかな方位と正確な距離」を知ることができる。

この場合「検出対象物の方位に対する精度」を高める方法としては、以下の如きものが考えられる。

第１は、発散性レーザ光束の「１本当たりに対応する受光素子の数」を増加させる方法である。

例えば、１本の発散性レーザ光束Ｌｉに対応する受光素子を３個とし、全部で１５個の受光素子を結像レンズ３０５の像側焦点面状に１列に配列すれば、検出対象物の方位に関する精度を、図３の場合の３倍に高めることができる。

別の方法としては、発散性レーザビームの数：ｎと受光素子の数：ｎを等しくしつつ、ｎを大きくする方法がある。

このようにすると、個々の発散性レーザ光束の発散角が小さくなり、検出対象物の方位に対する精度も向上する。

第３の方法としては、発散性レーザ光束の本数：ｎを大きくしつつ、１本の発散性レーザ光束に対応する受光素子の数も増大させる方法が考えられる。このようにしても、検出対象物の方位に関する精度を高めることができる。

図３に示すレーザ光受光部３３０のように、独立した複数の受光素子ＰＤ１等を用いて受光素子アレイを構成すると、個々の受光素子が独立で、互いに独立に制御できる。

従って、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を「同時に点滅」して開き角：θの扇面状の領域の検出対象物の検出が可能である。

以下に、具体的な実施例を説明する。

「実施例１」
実施例１として、上に、図１及び図２に即して説明した場合の具体例を説明する。

図１における有効投射距離：ＤＬＭを２００ｍとし、測定角：θを５０度とする。

レーザ光源として半導体レーザ（以下「ＬＤ」と略記する。）を想定し、２００ｍの距離で「測定に必要な強度（単位面積当たりの光量）」を確保する場合を想定する。

また、水平分解能として、０．０７４度を想定する。これは「ＶＧＡクラスのカメラ並み」である。

実験的に調べたところ、２００ｍの距離で、測定に必要な強度をもったレーザ光束を１個のＬＤから得る場合、その発散角が略１０度であればよいことが分かった。

そうすると、開き角：５０度（上記測定角）を持った発散性レーザ光束を「相互に離間させず」に配置するためには、発散角：１０度の発散性レーザ光束が５本必要である。

そこで、５個のＬＤをレーザ光源として、図４の如きレーザ光束投射部を作製した。

図４（ａ）は、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を放射する部分である。

３個のＬＤ１１、１３、１５は、保持ハウジングＨ１内に図の如く配置される。
保持ハウジングＨ１の「図で上方の面」は解放され、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を射出させる。

保持ハウジングＨ１内にはまた、カップリングレンズＣＬ１、ＣＬ３、ＣＬ５と、ミラーＭ１、Ｍ２が配置されている。

ＬＤ１１、１３、１５から放射されるレーザ光は発散性であり、対応するカップリングレンズＣＬ１、ＣＬ３、ＣＬ５により集束光束化される。

そして、集束したのち「発散角が略１０度の発散性レーザ光束」となる。ＬＤ１１からのレーザ光はミラーＭ１により反射されて発散性レーザ光束Ｌ１となる。

ＬＤ１３からのレーザ光は、収束後、発散性レーザ光束Ｌ３となる。ＬＤ１５からのレーザ光はミラーＭ２により反射されて発散性レーザ光束Ｌ５となる。

このようにして、保持ハウジングＨ１から３本の発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５が放射される。

図４（ｂ）は、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４を放射する部分である。

２個のＬＤ１２、１４は、保持ハウジングＨ２内に図の如く配置される。
保持ハウジングＨ２の図で上方の面は解放され、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４を射出させる。

保持ハウジングＨ２内にはまた、カップリングレンズＣＬ２、ＣＬ４と、ミラーＭ３、Ｍ４が配置されている。

ＬＤ１２、１４から放射されるレーザ光は発散性であり、対応するカップリングレンズＣＬ２、ＣＬ４により集束光束化される。

そして、集束したのち「発散角が略１０度の発散性レーザ光束」となる。

ＬＤ１２からのレーザ光はミラーＭ３により反射されて発散性レーザ光束Ｌ２となる。

ＬＤ１４からのレーザ光はミラーＭ４により反射されて発散性レーザ光束Ｌ５となる。

このようにして、保持ハウジングＨ２から２本の発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４が放射される。

保持ハウジングＨ１、Ｈ２は、図４（ｃ）の如くに重ねられ、これらから放射される発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、図４（ｃ）の上方から見ると、図１（ａ）に示す如き「開き角：θ＝５０度をもった扇面状」に配列される。

図の如く、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５と、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４とは、同一面内にはないがこれらが配列された面は、図４（ｃ）の上下方向に近接している。

有効投射距離：ＤＬＭが２００ｍと長いので、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５とＬ２、Ｌ４とが、同一面内に無くとも、有効投射距離：ＤＬＭの近傍の検出対象物に照射される状態では、これらの照射領域は略重なって同一領域となる。

即ち、図４に示す「レーザ光束投射部」は、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、相互に離間させないように開き角：θ（＝５０度）の扇面状に放射する。

そして、５個のＬＤ１１ないし１５と、該５個のレーザ光源からのレーザ光束を、５本の発散性レーザ光束とする５個のカップリングレンズＣＬ１〜ＣＬ５と、５個のカップリングレンズによる５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、開き角：θの扇面状に配列させるビーム合成手段Ｍ１〜Ｍ４、Ｈ１、Ｈ２を有する。

カップリングレンズＣＬ１ないしＣＬ５は「５個のレーザ光源からのレーザ光束を、５本の発散性レーザ光束とする光束変換光学系」である。

一方、レーザ光受光部としては、図２に示す如きものを構成した。

方位検出用受光部３１０の光位置センサ３０２としては、図の左右方向に６８０画素をもつＣＭＯＳセンサを用いた。

距離測定用受光部３２０の受光素子３０４としてはＡＰＤを用い、図２（ｄ）の如く、集光部材３０５を用いて、受光素子３０４の受光量を高めるようにした。

レーザ光束投射部の５個のＬＤ１１〜ＬＤ１５は、図１（ｂ）に例示するような「異なる発光パルス」により点滅を駆動し、時系列で点滅させた。

即ち、レーザ光源であるＬＤ１１ないしＬＤ１５をこの順にパルス発光させた。

１個のＬＤが発光する時間を２μｓｅｃとし、１０μｓｅｃを１サイクルとして、複数回繰り返した。
検出対象物が２００ｍの位置にあるとすると、検出対象物を照射した発散性レーザ光束が戻りレーザ光束となり光位置センサ３０４まで戻るのに４００ｍの距離を通過する。

光速を３０万ｋｍ/ｓとすると、４００ｍを通過するのに要する時間は、１．３３μｓｅｃ（＜２μｓｅｃ）となり、１本の発散性レーザ光束の放射時間（２μｓｅｃ）内に戻りレーザ光束の検出が十分に可能である。

上記の如くして、２００ｍ先方にある検出対象物（車両・障害物等）を、方位・距離とも良好に検出することができた。

「実施例２」
実施例２として、上に図１及び図３に即して説明した場合の具体例を説明する。

実施例１と同じく、有効投射距離：ＤＬＭを２００ｍ、測定角：θを５０度とした。

発散角：１０度の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を実現する「レーザ光束投射部」として、図５の如きものを構成した。繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては図４におけると同一の符号を用いた。

図５（ａ）は、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を放射する部分である。

３個のＬＤ１１、１３、１５は、保持ハウジングＨ１内に図の如く配置される。
保持ハウジングＨ１の図で上方の面は解放され、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を射出させる。

ＬＤ１１、１３、１５から放射されるレーザ光は発散性で、対応するカップリングレンズＣＬ１、ＣＬ３、ＣＬ３により発散性を抑制され、発散角が略１０度の発散性レーザ光束となる。

ＬＤ１１からのレーザ光はミラーＭ１により反射されて発散性レーザ光束Ｌ１となる。

ＬＤ１３からのレーザ光は、発散性レーザ光束Ｌ３となる。
ＬＤ１５からのレーザ光はミラーＭ２により反射されて発散性レーザ光束Ｌ５となる。

図５（ｂ）は、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４を放射する部分である。

ＬＤ１２、１４から放射されるレーザ光は発散性であり、対応するカップリングレンズＣＬ２、ＣＬ４により発散性を抑制され、発散角が略１０度の発散性レーザ光束となる。

ＬＤ１４からのレーザ光はミラーＭ４により反射されて発散性レーザ光束Ｌ４となる。

保持ハウジングＨ１、Ｈ２は、図５（ｃ）の如くに重ねられ、これらから放射される発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、図５（ｃ）の上方から見ると、図１（ａ）に示す如き「開き角：θ＝５０度をもった扇面状」に配列される。

図の如く、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５と、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４とは、同一面内にはないがこれらが配列された面は、図５（ｃ）の上下方向に近接している。

即ち、図５に示すレーザ光束投射部は、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、相互に離間させずに開き角：θ（＝５０度）の扇面状に放射する。

そして、５個のＬＤ１１〜１５と、該５個のレーザ光源からのレーザ光束を、５本の発散性レーザ光束とする５個のカップリングレンズＣＬ１〜ＣＬ５と、５個のカップリングレンズによる５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、開き角：θの扇面状に配列させるビーム合成手段Ｍ１〜Ｍ４、Ｈ１、Ｈ２を有する。

この実施例２においても、カップリングレンズＣＬ１ないしＣＬ５は「５個のレーザ光源からのレーザ光束を、５本の発散性レーザ光束とする光束変換光学系」である。

一方、レーザ光受光部としては、図３に示す如きものを構成した。
レーザ光受光部３３の受光素子アレイ３０６は、独立した受光素子ＰＤ１〜ＰＤ５の個々として、ＡＰＤを用いて構成した。
ＬＤ１１ないし１５は、１μｓｅｃ点灯、１μｓｅｃ消灯の「２μｓｅｃ周期の同時点滅」を複数回繰り返した。

前述の如く、検出対象物が２００ｍの位置にあるとしても、４００ｍを通過するのに要する時間は、１．３３μｓｅｃ（＜２μｓｅｃ）であり、ＬＤ１１〜ＬＤ１５の同時の点滅周期（２μｓｅｃ）内に戻りレーザ光束の検出が十分に可能である。

個々のＡＰＤを独立に制御して、上記の如くして、２００ｍ先方にある検出対象物（車両・障害物等）を良好に検出することができた。

被検対象物の方位に関しては、個々の発散性レーザ光束の発散角が検出の限界となるが車載用のレーザレーダとして実用上の問題はなかった。

被検対象物の距離については十分に制度の良い測定値が得られた。

上に説明した実施例１、２では、開き角：θの扇面状に配列される複数の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５の発散角を同一としたが、これに限らない。

レーザレーダ装置の使用目的に応じて、レーザ光束投射部の各レーザ光源から放射される発散性レーザ光束の発散角を異ならせることができる。

例えば、この発明のレーザレーダ装置を車載用に用いる場合、ｎ本の発散性レーザ光束のうち、中心部の光束は「前方の車両を迅速に確認できる」ように、発散角の小さいことが求められる。

しかし、レーザレーダ装置を搭載している車両の近くでは、歩行者や対向車等が、相対的に大きく見えるため、上下方向に発散角の大きい発散性レーザ光束が必要となる。

このような場合の実施例を実施例３として挙げる。

「実施例３」
実施例３として、レーザ光束投射部としては、図６、図７に示す如きものを用い、レーザ光受光部としては、図２に示す如きものを用いた。なお、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、図４におけると同一の符号を付した。

実施例３のレーザレーダ装置は車載用である。

図６を参照すると、レーザ光束投射部１０から放射される５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は、図６（ｂ）に示されたように地面ＧＲに略平行で数度程度上向きに放射される。

これら発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５の「地面ＧＲに直交する方向の発散角」は一律でなく、中央の発散性レーザ光束Ｌ３（前方へ向かう光束である。）の発散角が最も小さい。

そして、発散性レーザ光束Ｌ３に隣接する発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４、さらにその外側の発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ５の発散角が段階的に大きくなっている。

地面ＧＲに直交する方向の発散角が大きくなった発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４，Ｌ５の、有効投射距離は発散性レーザ光束Ｌ１の有効投射距離よりも小さくなる。

第６図（ａ）で、発散性レーザ光束の「投射方向の長さ」が、周辺部の光束ほど小さくなっているのは、この事情を表している。

図７に、実施例３のレーザレーダ装置に用いるレーザ光束投射部１０の構成を、図４に倣って示す。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４におけると同一の符号を付した。

図４のレーザ光束投射部との差異は、シリンダレンズＣＹ１、ＣＹ２、ＣＹ４、ＣＹ５が配置されている点にある。

シリンダレンズＣＹ１、ＣＹ５は保持ハウジングＨ１に保持され、シリンダレンズＣＹ２、ＣＹ４は保持ハウジングＨ２に保持されている。

４つのシリンダレンズＣＹ１、ＣＹ２、ＣＹ４、ＣＹ５は何れも、図７（ａ）、（ｂ）の図面に直交する方向に「正の屈折力」を持つ。

シリンダレンズＣＹ１、ＣＹ５は同一の光学特性を持ち、シリンダレンズＣＹ２、ＣＹ４も同一の光学特性を持つ。

図７（ａ）に示すように、シリンダレンズＣＹ１は、カップリングレンズＣＬ１とミラーＭ１との間に配置されている。

シリンダレンズＣＹ１は、ＬＤ１１から放射されカップリングレンズＣＬ１により集束光束化されたレーザ光を、図面に直交する方向へさらに集束させる。

これにより、発散性レーザ光束Ｌ１は、図面に平行な面内での発散角よりも、図面に直交する方向の発散角が大きくなる。

同様に、カップリングレンズＣＬ５とミラーＭ２との間に配置されたシリンダレンズＣＹ５は、ＬＤ１５から放射されカップリングレンズＣＬ５により集束光束化されたレーザ光を、図面に直交する方向へさらに集束させる。

これにより、発散性レーザ光束Ｌ５は、図面に平行な面内での発散角よりも、図面に直交する方向の発散角が大きくなる。

図７（ｂ）に示す、シリンダレンズＣＹ２は、カップリングレンズＣＬ２とミラーＭ３との間に配置されている。

シリンダレンズＣＹ２は、ＬＤ１２から放射されカップリングレンズＣＬ２により集束光束化されたレーザ光を、図面に直交する方向へさらに集束させる。

これにより、発散性レーザ光束Ｌ２は、図面に平行な面内での発散角よりも、図面に直交する方向の発散角が大きくなる。

同様に、カップリングレンズＣＬ４とミラーＭ４との間に配置されたシリンダレンズＣＹ４は、ＬＤ１４から放射されカップリングレンズＣＬ４により集束光束化されたレーザ光を、図面に直交する方向へさらに集束させる。

これにより、発散性レーザ光束Ｌ４は、図面に平行な面内での発散角よりも、図面に直交する方向の発散角が大きくなる。

説明中の例において、シリンダレンズＣＹ１、ＣＹ２、ＣＹ４、ＣＹ５は、図７（ａ）、（ｂ）の図面位直交する方向に「同一の正の屈折力」を持つ。

これらシリンダレンズＣＹ１、ＣＹ２、ＣＹ４、ＣＹ５は、何れも、光源に向いた側が凸シリンダ面、反対側の面が平面の平凸形状である。

シリンダレンズＣＹ１とカップリングレンズＣＬ１との距離は、シリンダレンズＣＹ５とカップリングレンズＣＬ５との距離に等しい。この距離を「ＤＡ」とする。

シリンダレンズＣＹ２とカップリングレンズＣＬ２との距離は、シリンダレンズＣＹ４とカップリングレンズＣＬ４との距離に等しい。この距離を「ＤＢ」とする。

図の如く、距離：ＤＡは、距離：ＤＢよりも大きい。

これにより、図面に直交する方向において、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ５は、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４よりも発散の起点が光源に近い。

從って、図面に直交する方向における発散角は、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ５の方が、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４より大きい。

保持ハウジングＨ１、Ｈ２は、図７（ｃ）の如くに重ねられ、これらから放射される発散性レーザ光束Ｌ１ないしＬ５は、図７（ｃ）の上方から見ると、図６（ａ）に示すように、開き角：θ＝５０度をもった扇面状に配列される。

図の如く、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５と、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４とは、同一面内にはないがこれらが配列された面は、図７（ｃ）の上下方向に近接している。

図６（ｂ）は、レーザ光束投射部１０から、放射される発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ３の部分を、投射方向に直交し、地面ＧＲに平行な方向から見た状態を説明図的に示す。

図６（ｃ）は、投射方向の側から５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を見た状態を説明図的に示す図である。

上述のように、図６（ｂ）においては、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５は「地面ＧＲに略平行で数度程度上向き」に放射されているが、発散性レーザ光束の放射方向（投射方向）は、これに限定されるものではない。

図１（ｃ）に即して、先に説明したのと同じく、図６における発散性レーザ光束の投射方向は「基本的には地面ＧＲに平行」とし、レーザレーダ装置の具体的な使用状況に応じて、適切な方向を選択すればよい。

図７に示す「レーザ光束投射部」は、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、相互に離間しないように開き角：θ（＝５０度）の扇面状に放射する。

なお、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＬＤ１３から放射されるレーザ光の光路上にはシリンダレンズは配置されず、従って発散性レーザ光束Ｌ３の発散角は、図４の場合と同じである。

このレーザ光束投射部において、カップリングレンズＣＬ１、Ｃｌ２、ＣＬ４、ＣＬ５と、これらに組み合わせられるシリンダレンズＣＹ１、ＣＹ２，ＣＹ４、ＣＹ５は、カップリングレンズＣＬ３と共に「５個のレーザ光源からのレーザ光束を、５本の発散性レーザ光束とする光束変換光学系」である。

また。Ｍ１〜Ｍ４、保持ハウジングＨ１、Ｈ２は、５本の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を、開き角：θの扇面状に配列させるビーム合成手段を構成する。

レーザ光受光部としては、実施例１と同様に図２に示す如きものを用いた。

そして、実施例１と同様にして、レーザレーダ装置の前方２００ｍにある検出対象物（車両・障害物等）を、方位・距離とも良好に検出することができた。

また、装置近傍の検出対象物（歩行者、対向車等）も方位・距離とも良好に検出することができた。

実施例３では、発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ２の扇状面に直交する方向の発散角を異ならせたが、これに限らない。

例えば、発散性レーザ光束Ｌ３の発散角を５度として６００ｍ先方の被検対象物を検出できるようにし、発散性レーザ光束Ｌ２、Ｌ４の上下方向の発散角を１０度として２００ｍ先の被検対象物を検出できるようにし、発散性レーザ光束Ｌ１、Ｌ５の上下方向の発散角は２０度として１００ｍ先方の被検対象物を検出できるようにすることができる。

この発明のレーザレーダ装置を車載用に用いる場合には、複数のレーザレーダ装置を、所領の中央部と、両サイド部に配列するなどすることができる。

また、図５に示すレーザ光束投射部の、カップリングレンズＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ４，ＣＬ５に対して、地面に直交する方向に「負の屈折力」をもつシリンダレンズを組み合わせることによっても、図７と同様の発散性レーザ光束Ｌ１〜Ｌ５を生成できる。

また、発散性レーザ光束の発散角は、光束進行方向に直交する面内において、互いに直交する方向へ異ならせることができ、このような目的のためには、上記シリンダレンズ以外にも、トロイダルレンズや他の「アナモルフィックレンズ」を用いることができる。

このようなアナモルフィックレンズをカップリングレンズと組み合わせることにより、光束変換光学系を構成する自由度を大きくすることができる。

以下、レーザレーダ装置のシステムを簡単に説明する。
図８は、レーザレーダ装置のシステム図である。
図８において、符号１０は、図１や図６に即して説明したレーザ光束投射部であり、具体的には、図４や図５、図７に示したものが使用可能である。

符号３０は「レーザ光受光部」であり、戻りレーザ光束ＢＫＬを受光する。

レーザ光受光部３０は、図２に示す方位検出用受光部３１０と距離測定用受光部３２０を組み合わせたものや、図３に示すレーザ光受光部３３０が用いられる。

制御演算部６１は、マイクロコンピュータやＣＰＵとインタフェース類で構成され、レーザ光束投射部１０やレーザ光受光部３０を制御する。

即ち、制御演算部６１は、一方では、レーザ光束投射部１０の各レーザ光源の点滅を制御し、他方ではレーザ光受光部３０の光位置センサや受光素子、受光素子アレイの個々の受光素子を制御して「戻りレーザ光束の受光状態」を信号化する。

そして、このように信号化された受光情報に基づき、戻りレーザ光を反射した被検対象物の方位と、該被検対象物までの距離とを特定して出力する。

そして、この出力情報は「表示部」を構成するディスプレイ６２に送られ、ディスプレイ６２に表示される。

以上のように、この発明によれば、以下の如きレーザレーダ装置を実現できる。

［１］
ｎ（≧２）本の発散性レーザ光束（Ｌ１〜Ｌ５）を、相互に離間しないように開き角：θの扇面状に放射するレーザ光束投射部（１０）と、該レーザ光束投射部から放射され、物体により反射された戻りレーザ光（ＢＫＬ）を、前記物体の方位を特定可能に受光するレーザ光受光部（３１０、３２０、３３０）と、前記レーザ光束投射部およびレーザ光受光部を制御し、前記レーザ光受光部の受光情報により、戻りレーザ光を反射した物体の方位と、該物体までの距離とを特定して出力する制御演算部（６１）と、該制御演算部の出力を表示する表示部（６２）と、を有するレーザレーダ装置。

［２］
［１］記載のレーザレーダ装置において、レーザ光束投射部１０は、ｎ（≧２）個のレーザ光源（ＬＤ１１〜ＬＤ１５）と、該ｎ個のレーザ光源からのレーザ光束を、ｎ本の発散性レーザ光束とするｍ（１≦ｍ≦ｎ）個の光束変換光学系（ＣＬ１〜ＣＬ５、ＣＹ１、ＣＹ２、ＣＹ４、ＣＹ５）と、ｍ個の光束変換光学系によるｎ本の発散性レーザ光束を、開き角：θの扇面状に配列させるビーム合成手段（Ｍ１〜Ｍ４、Ｈ１、Ｈ２）と、を有し、
レーザ光受光部は、戻りレーザ光束（ＢＫＬ）を集光する集光手段と、該集光手段により集光された戻りレーザ光を受光する受光手段と、を有し、該受光手段は、戻りレーザ光の方位を特定できるものであるレーザレーダ装置。

［３］
［２］記載のレーザレーダ装置において、ｍ（１≦ｍ≦ｎ）個の光束変換光学系（ＣＬ１〜ＣＬ５、ＣＹ１、ＣＹ２、ＣＹ４、ＣＹ５）は、扇面状の配列に直交する方向の発散角が異なる発散レーザ光束を形成するレーザレーダ装置。

［４］
［２］または［３］記載のレーザレーダ装置において、受光手段は、方位検出用受光部（３１０）と距離測定用受光部（３２０）を個別に有し、前記方位検出用受光部（３１０）は、結像レンズ（３０１）と、光位置センサ（３０２）を有し、前記距離測定用受光部（３２０）は、集光レンズ（３０３）と、受光素子（３０４）を有する、レーザレーダ装置。

［５］
［２］または［３］記載のレーザレーダ装置において、受光手段（３３０）は、結像レンズ（３０５）と、受光素子アレイ（３０６）を有し、前記受光素子アレイ（３０６）は、ｎ本の発散性レーザ光束に応じて、独立したｎ個以上の受光素子（ＰＤ１〜ＰＤ５）のアレイ配列である、レーザレーダ装置。

［６］
［２］ないし［５］の何れか１に記載のレーザレーダ装置において、制御演算部（６１）が、ｎ個のレーザ光源（ＬＤ１１〜ＬＤ１５）を、時系列で順次に点滅させるレーザレーダ装置。

［７］
［５］記載のレーザレーダ装置において、制御演算部（６１）が、ｎ個のレーザ光源（ＬＤ１１〜ＬＤ１５）を同時に点滅させるレーザレーダ装置。

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。
例えば、実施例１における「レーザ光束投射部」として、図４のものに代えて図５あるいは図６のものを用いることができるし、逆に、実施例２におけるレーザ光束投射部として図４のものや図６のものを用いることができる。

また、レーザ光束投射部で、ＬＤからの発散性のレーザ光束を「所定の発散角をもった発散性レーザ光束」とするのに、ＬＤからの光束をコリメートレンズで平行光束化したのちに凹面鏡で反射させつつ、所定の発散角を実現するようにできる。

あるいは、図４、図５のミラーＭ１〜Ｍ４の反射面を凹面や凸面として、発散角の調整を行うことができる。

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。

１０レーザ光束投射部
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５発散性レーザ光束
３１０方位検出用受光部
３２０距離測定用受光部
３０１結像レンズ
３０３集光レンズ
３３０レーザ光受光部
３０５結像レンズ
３０６受光素子アレイ

米国特許５４７７４６１号明細書

Claims

ｎ（≧２）本の発散性レーザ光束を、相互に離間しないように開き角：θの扇面状に放射するレーザ光束投射部と、
該レーザ光束投射部から放射され、物体により反射された戻りレーザ光を、前記物体の方位を特定可能に受光するレーザ光受光部と、
前記レーザ光束投射部およびレーザ光受光部を制御し、前記レーザ光受光部の受光情報により、戻りレーザ光を反射した物体の方位と、該物体までの距離とを特定して出力する制御演算部と、
該制御演算部の出力を表示する表示部と、を有するレーザレーダ装置。
請求項１記載のレーザレーダ装置において、
レーザ光束投射部は、
ｎ（≧２）個のレーザ光源と、
該ｎ個のレーザ光源からのレーザ光束を、ｎ本の発散性レーザ光束とするｍ（１≦ｍ≦ｎ）個の光束変換光学系と、
ｍ個の光束変換光学系によるｎ本の発散性レーザ光束を、開き角：θの扇面状に配列させるビーム合成手段と、を有し、
レーザ光受光部は、
戻りレーザ光束を集光する集光手段と、
該集光手段により集光された戻りレーザ光を受光する受光手段と、を有し、
該受光手段は、戻りレーザ光の方位を特定できるものであるレーザレーダ装置。
請求項２記載のレーザレーダ装置において、
ｍ（１≦ｍ≦ｎ）個の光束変換光学系は、扇面状の配列に直交する方向の発散角が異なる発散レーザ光束を形成するレーザレーダ装置。
請求項２または３記載のレーザレーダ装置において、
受光手段は、方位検出用受光部と距離測定用受光部を個別に有し、
前記方位検出用受光部は、結像レンズと、光位置センサを有し、
前記距離測定用受光部は、集光レンズと、受光素子を有する、レーザレーダ装置。
請求項２または３または４記載のレーザレーダ装置において、
受光手段は、結像レンズと、受光素子アレイを有し、
前記受光素子アレイは、ｎ本の発散性レーザ光束に応じて、独立したｎ個以上の受光素子のアレイ配列である、レーザレーダ装置。
請求項２ないし５の何れか１項に記載のレーザレーダ装置において、
制御演算部が、ｎ個のレーザ光源を、時系列で順次に点滅させるレーザレーダ装置。
請求項５記載のレーザレーダ装置において、
制御演算部が、ｎ個のレーザ光源を同時に点滅させるレーザレーダ装置。