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JP7322908B2 - Optical detection device and method for determining optical axis deviation in optical detection device - Google Patents
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Optical detection device and method for determining optical axis deviation in optical detection device Download PDF

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Description

本開示は光学式検出装置において光軸ずれを判定するための技術に関する。 The present disclosure relates to technology for determining optical axis deviation in an optical detection device.

レーザ光を走査することによって前方に存在する物体や距離を検出する測距装置において光軸ずれを検出する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art There is known a technique for detecting optical axis deviation in a distance measuring device that detects an object or distance existing in front by scanning laser light (for example, Patent Document 1).

特開2007-248056号公報JP 2007-248056 A

しかしながら、従来の技術では、光軸ずれを検出するために、外界の参照対象物として先行車両の存在を要する。また、測距装置から出力される出力信号の強度の低下により光軸ずれが検出される場合には、光軸ずれが検出されるまでに時間を要する。 However, the conventional technology requires the presence of a preceding vehicle as a reference object in the external world in order to detect optical axis deviation. Further, when the optical axis deviation is detected due to a decrease in the intensity of the output signal output from the distance measuring device, it takes time until the optical axis deviation is detected.

したがって、光学式検出装置における光軸ずれを、光学式検出装置が単体で早期に判定することが求められている。 Therefore, there is a demand for early determination of optical axis misalignment in the optical detection device by itself.

本開示は、以下の態様として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following aspects.

第1の態様は、光学式検出装置を提供する。第1の態様に係る光学式検出装置は、複数の発光素子を備える発光部と、前記発光部の照射光に応じた反射光を受光する複数の受光画素により形成されている受光素子アレイを備える受光部と、前記発光部の照射光に含まれる、前記複数の発光素子の照射光の重複、または、前記複数の発光素子の照射光の非重複により生じる光強度斑の発生位置に対応する前記受光素子アレイにおける基準受光領域を格納する格納部と、前記基準受光領域と、前記受光素子アレイにおける、前記照射光の反射光に含まれる光強度斑の検出受光領域とのずれを用いて光軸ずれを判定する判定部とを備える。 A first aspect provides an optical detection device. An optical detection device according to a first aspect includes a light-emitting section including a plurality of light-emitting elements, and a light-receiving element array formed of a plurality of light-receiving pixels that receive reflected light corresponding to the light emitted from the light-emitting section. The light-receiving unit and the light-emitting unit corresponding to the position of occurrence of light intensity unevenness caused by overlap of the light emitted from the plurality of light-emitting elements or non-overlapping of the light emitted from the plurality of light-emitting elements. An optical axis is detected by using a storage unit for storing a reference light receiving area in a light receiving element array, and a shift between the reference light receiving area and a detection light receiving area of the light intensity unevenness included in the reflected light of the irradiation light in the light receiving element array. and a determination unit that determines the deviation.

第1の態様に係る光学式検出装置によれば、光学式検出装置における光軸ずれを、光学式検出装置が単体で早期に判定することができる。 According to the optical detection device according to the first aspect, the optical detection device alone can quickly determine the optical axis deviation in the optical detection device.

第2の態様は、光学式検出装置における光軸ずれ判定方法を提供する。第2の態様に係る光学式検出装置における光軸ずれ判定方法は、複数の発光素子を有する発光部の照射光に応じた反射光を受光する複数の受光画素により形成されている受光素子アレイを備える受光部により、前記受光素子アレイにおける前記照射光の反射光に含まれる、前記複数の発光素子の照射光の重複、または、前記複数の発光素子の照射光の非重複により生じる光強度斑の検出受光領域を取得し、前記照射光に含まれる光強度斑の発生位置に対応し、予め用意されている前記受光素子アレイにおける基準受光領域を取得し、前記基準受光領域と、前記検出受光領域とのずれを用いて光軸ずれを判定する。 A second aspect provides an optical axis deviation determination method in an optical detection device. A method for determining an optical axis deviation in an optical detection device according to a second aspect includes a light receiving element array formed of a plurality of light receiving pixels that receive reflected light according to irradiation light from a light emitting section having a plurality of light emitting elements. The provided light-receiving unit detects light intensity unevenness caused by overlap of the irradiation light of the plurality of light-emitting elements or non-overlapping of the irradiation light of the plurality of light-emitting elements, which is included in the reflected light of the irradiation light on the light-receiving element array. A detection light-receiving area is obtained, a reference light-receiving area is obtained in the light-receiving element array prepared in advance corresponding to a position of occurrence of light intensity spots contained in the irradiation light, and the reference light-receiving area and the detection light-receiving area are obtained. The optical axis deviation is determined by using the deviation from .

第2の態様に係る光学式検出装置における光軸ずれ判定方法によれば、光学式検出装置における光軸ずれを、光学式検出装置が単体で早期に判定することができる。なお、本開示は、光学式検出装置における光軸ずれ判定プログラムまたは当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能記録媒体としても実現可能である。 According to the optical axis deviation determination method in the optical detection device according to the second aspect, the optical detection device alone can quickly determine the optical axis deviation in the optical detection device. The present disclosure can also be implemented as an optical axis deviation determination program for an optical detection device or a computer-readable recording medium for recording the program.

第1の実施形態に係る光学式検出装置が搭載された車両の一例を示す説明図。1 is an explanatory diagram showing an example of a vehicle equipped with an optical detection device according to the first embodiment; FIG. 第1の実施形態において用いられる光学式検出装置の概略構成を示す説明図。1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an optical detection device used in the first embodiment; FIG. 第1の実施形態において用いられる受光素子アレイを模式的に示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a light receiving element array used in the first embodiment; FIG. 従来例における発光素子、受光画素、および発光強度との関係を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between light emitting elements, light receiving pixels, and light emission intensity in a conventional example; 従来例における発光素子、受光画素、および発光強度との関係を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between light emitting elements, light receiving pixels, and light emission intensity in a conventional example; 第1の実施形態に係る光学式検出装置における発光素子、受光画素、および発光強度との関係を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between light emitting elements, light receiving pixels, and light emission intensity in the optical detection device according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る光学式検出装置の機能的構成を示すブロック図。2 is a block diagram showing the functional configuration of the optical detection device according to the first embodiment; FIG. 第1の実施形態に係る光学式検出装置によって実行される光軸ずれ判定処理の処理フローを示すフローチャート。4 is a flowchart showing a processing flow of optical axis deviation determination processing executed by the optical detection device according to the first embodiment; 第2の実施形態に係る光学式検出装置における発光素子、受光画素、および発光強度との関係を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between light emitting elements, light receiving pixels, and light emission intensity in the optical detection device according to the second embodiment; 第2の実施形態に係る光学式検出装置における回転光軸ずれの一例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of rotational optical axis deviation in the optical detection device according to the second embodiment; 第2の実施形態に係る光学式検出装置によって実行される光軸ずれ判定処理の処理フローを示すフローチャート。10 is a flow chart showing the processing flow of optical axis deviation determination processing executed by the optical detection device according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る光学式検出装置における受光画素の変更の一例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of changing light-receiving pixels in the optical detection device according to the second embodiment;

本開示に係る光学式検出装置および光学式検出装置における光軸ずれ判定方法について、いくつかの実施形態に基づいて以下説明する。 An optical detection device according to the present disclosure and an optical axis deviation determination method in the optical detection device will be described below based on several embodiments.

第1の実施形態:
図1に示すように、第1の実施形態に係る車両における光学式検出装置10は、例えば、車両50に搭載されて用いられる。光学式検出装置10は、ライダー(Lidar:Light Detection and Ranging)200およびライダー200の動作を制御する制御装置100を備えている。なお、光学式検出装置10は、測距装置とも呼ばれ、ライダー200を用いて対象物までの距離の他、対象物の位置や特性が検出され得る。また、光学式検出装置10は車両50以外の移動体、例えば、ドローンやロボット、あるいは、固定式の監視用装置の検出部として用いられても良い。
First embodiment:
As shown in FIG. 1, an optical detection device 10 for a vehicle according to the first embodiment is used by being mounted on a vehicle 50, for example. The optical detection device 10 includes a lidar (Light Detection and Ranging) 200 and a control device 100 that controls the operation of the lidar 200 . Note that the optical detection device 10 is also called a distance measuring device, and can use the lidar 200 to detect the position and characteristics of the target as well as the distance to the target. Further, the optical detection device 10 may be used as a detection unit of a moving object other than the vehicle 50, such as a drone or a robot, or a stationary monitoring device.

図2に示すように、光学式検出装置10は、発光により検出光を出射し、入射する検出反射光を受光する光測定部であるライダー200と、ライダー200の発光動作や受光動作を制御する制御装置100とを備えている。ライダー200および制御装置100は、物理的に一体の筐体に収容されていても良く、あるいは、別々の筐体に収容されていても良い。ライダー200は、受光部20、発光部30、電動機40、回転角センサ41および走査鏡42を備えている。ライダー200は、走査方向が水平方向HDである場合、水平方向HDに予め定められた走査角範囲SRを有しており、走査角範囲SRを複数の角度に分割した単位走査角SCを単位として発光部30による検出光の照射および受光部20による検出反射光の受光を実行することによって走査角範囲SRの全体にわたる検出反射点の取得が実行され、測距が実現される。単位走査角SCは、水平方向HDにおけるライダー200の分解能またはライダー200により得られる測距結果の解像度を規定し、単位走査角が小さくなるに連れて、すなわち検出反射点数が多くなるに連れて分解能および解像度は高くなる。ライダー200における単位走査角SCを単位とする検出点の取得、すなわち、発光および受光処理は、走査角範囲SRを一方向へ往走査する際、あるいは、走査角範囲SRを双方向へ往復走査する際に実行される。走査角範囲SRは、受光部20における受光素子の構成や受光処理手順に応じて、垂直方向VDに複数の行に区分され得る。図2の例では、L1~L4の4行に分割されている。光学式検出装置10は、垂直方向VDを走査方向として備えていても良く、この場合には、垂直方向VDに予め定められた走査角範囲SRを有する。なお、水平および垂直の用語は、配置された状態の光学式検出装置10の姿勢を意味し、垂直方向とは鉛直方向を意味する。また、以下における垂直方向VDおよび水平方向HDも同様である。 As shown in FIG. 2, the optical detection device 10 controls the light-emitting operation and the light-receiving operation of the lidar 200, which is a light measurement unit that emits detection light by light emission and receives the incident detection reflected light. and a control device 100 . Rider 200 and control device 100 may be housed in a physically integrated housing, or may be housed in separate housings. The lidar 200 includes a light receiving section 20, a light emitting section 30, an electric motor 40, a rotation angle sensor 41 and a scanning mirror . When the scanning direction is the horizontal direction HD, the lidar 200 has a predetermined scanning angle range SR in the horizontal direction HD. By executing detection light irradiation by the light emitting unit 30 and detection reflection light reception by the light receiving unit 20, detection reflection points are acquired over the entire scanning angle range SR, and distance measurement is realized. The unit scanning angle SC defines the resolution of the lidar 200 in the horizontal direction HD or the resolution of the distance measurement result obtained by the lidar 200. and higher resolution. Acquisition of detection points in units of unit scanning angles SC in the lidar 200, that is, light emission and light reception processing, is performed when scanning the scanning angle range SR in one direction, or when scanning the scanning angle range SR in both directions. is executed when The scanning angle range SR can be divided into a plurality of rows in the vertical direction VD according to the configuration of the light receiving elements in the light receiving section 20 and the light receiving processing procedure. In the example of FIG. 2, it is divided into four lines L1 to L4. The optical detection device 10 may have the vertical direction VD as scanning direction, in which case it has a predetermined scanning angle range SR in the vertical direction VD. Note that the terms horizontal and vertical refer to the orientation of the optical detection device 10 in the arranged state, and the vertical direction refers to the vertical direction. The same applies to vertical direction VD and horizontal direction HD below.

受光部20は、受光制御部21および受光素子アレイ22、並びに図示しない受光レンズを備え、発光部30から照射される検出光に対応する検出反射光の受光に応じて、検出点を示す検出信号を出力する受光処理を実行し、また、発光部30からの反射に対応せず入射する環境光の受光に応じて、背景光画像データを出力する受光処理を実行する。環境光には、発光部30からの検出光ではない、太陽光や照明光によりもたらされる周囲雰囲気の雰囲気光、太陽光や照明光が照射された周囲物体からの反射光や散乱光が含まれる。受光素子アレイ22は、図3に示すように、複数の受光素子220が縦横方向、すなわち、走査角範囲SRの水平方向HDおよび垂直方向VDに対応する方向に配列されている平板状の光センサであり、例えば、SPAD(Single Photon Avalanche Diode)、その他のフォトダイオードが各受光素子を構成する。なお、受光処理の最小単位、すなわち検出点に対応する受光単位として受光画素230の用語が用いられることがあり、受光単位は、単一の受光素子によって構成される受光画素231、または、複数の受光素子によって構成される受光画素232、233のいずれかを意味する。本実施形態においては、垂直方向VDに1受光素子を備える受光画素230、例えば、縦×横:1×1の受光画素231または縦×横:1×2の受光画素232を備える受光素子アレイ22が用いられる。受光素子アレイ22において、受光画素、すなわち、受光単位を構成する受光素子数が少なくなるにつれて、受光単位、すなわち、検出点数は増大する。本実施形態において、受光素子アレイ22は、垂直方向VDの上段から、走査角範囲SRの4行L1、L2、L3、L4に対応し、それぞれが複数の受光画素230によって構成される、受光画素行RL1、RL2、RL3、RL4を備えている。すなわち、本実施形態においては、受光素子アレイ22が備える複数の受光素子220のうち、受光画素行RL1、RL2、RL3、RL4に対応する複数の受光画素230群が受光処理に用いられる。 The light-receiving unit 20 includes a light-receiving control unit 21, a light-receiving element array 22, and a light-receiving lens (not shown). is executed, and light reception processing is executed for outputting background light image data in response to ambient light that is incident without being reflected from the light emitting unit 30 . The ambient light includes ambient light of the surrounding atmosphere caused by sunlight or illumination light, which is not detected light from the light emitting unit 30, and reflected light and scattered light from surrounding objects irradiated with sunlight or illumination light. . As shown in FIG. 3, the light receiving element array 22 is a flat optical sensor in which a plurality of light receiving elements 220 are arranged in the vertical and horizontal directions, that is, in the directions corresponding to the horizontal direction HD and the vertical direction VD of the scanning angle range SR. , and for example, SPAD (Single Photon Avalanche Diode) and other photodiodes constitute each light receiving element. Note that the term "light-receiving pixel 230" may be used as the minimum unit of light-receiving processing, that is, a light-receiving unit corresponding to a detection point. It means either one of the light-receiving pixels 232 and 233 configured by light-receiving elements. In this embodiment, the light-receiving pixel 230 having one light-receiving element in the vertical direction VD, for example, the light-receiving pixel 231 of 1×1 in length×width or the light-receiving pixel 232 of 1×2 in length×width is provided in the light-receiving element array 22 . is used. In the light-receiving element array 22, the number of light-receiving pixels, that is, the number of light-receiving elements constituting a light-receiving unit decreases, the light-receiving unit, that is, the number of detection points increases. In this embodiment, the light-receiving element array 22 corresponds to four rows L1, L2, L3, and L4 in the scanning angle range SR from the top in the vertical direction VD, each of which is composed of a plurality of light-receiving pixels 230. It comprises rows RL1, RL2, RL3, RL4. That is, in the present embodiment, among the plurality of light receiving elements 220 included in the light receiving element array 22, groups of the plurality of light receiving pixels 230 corresponding to the light receiving pixel rows RL1, RL2, RL3, and RL4 are used for light receiving processing.

受光制御部21は、発光部30による検出光の発光に応じて、単位走査角SCを単位、すなわち、単位走査角SCに対応する列単位で、受光画素行RL1~RL4に対応する受光画素230を用いて、入射された入射光量または入射光強度に応じた入射光強度信号を出力する受光処理を実行する。具体的には、受光制御部21は、全ての受光画素230を用いて単位走査角SC毎に、受光画素230を構成する受光素子が入射光量に応じて発生させる電流、または、電流から変換された電圧を取り出して入射光強度信号として制御装置100へ出力する。あるいは、発光部30において走査角範囲SRの各行に対応する発光が実行される場合には、発光行に対応する受光画素230を選択し、入射光強度信号として制御装置100へ出力する。入射光強度信号は、単位走査各SC毎に制御装置100に対して出力されても良く、走査角範囲SRにわたる走査が完了した所で走査角範囲SRに対応する入射光強度信号が制御装置100に対して出力されても良い。なお、各受光画素230を構成する受光素子が受光する光子の合計個数に応じた入射光強度信号が制御装置100へ出力されるということもできる。一般的にSPADでは、1つの受光素子220によって得られる入射光量は少ないので、各受光画素行RL1~RL4について、受光画素230のように8個の受光素子220からの入射強度信号を図示しない加算器により加算してS/Nの向上が図られる。TOF(Time Of Flight)等による検出点の測距を実行する測距機能部は、受光制御部21の回路として、一体に備えられていても良く、後述するように、制御装置100において実行されるプログラムとして備えられても良い。 The light-receiving control unit 21 controls the light-receiving pixels 230 corresponding to the light-receiving pixel rows RL1 to RL4 in units of the unit scanning angle SC, that is, in units of columns corresponding to the unit scanning angle SC, according to the light emission of the detection light by the light-emitting unit 30. is used to perform light receiving processing for outputting an incident light intensity signal corresponding to the amount or intensity of the incident light. Specifically, the light receiving control unit 21 uses all the light receiving pixels 230 to generate a current generated by the light receiving elements constituting the light receiving pixels 230 according to the amount of incident light, or a current converted from the current, for each unit scanning angle SC. The voltage obtained is taken out and output to the control device 100 as an incident light intensity signal. Alternatively, when light emission corresponding to each row of the scanning angle range SR is performed in the light emitting unit 30, the light receiving pixels 230 corresponding to the light emitting row are selected and output to the control device 100 as incident light intensity signals. The incident light intensity signal may be output to the control device 100 for each unit scan SC, and when the scanning over the scanning angle range SR is completed, the incident light intensity signal corresponding to the scanning angle range SR is output to the control device 100. may be output for It is also possible to say that an incident light intensity signal corresponding to the total number of photons received by the light receiving elements forming each light receiving pixel 230 is output to the control device 100 . In general, in a SPAD, the amount of incident light obtained by one light receiving element 220 is small. The S/N is improved by adding by the unit. A distance measurement function unit that performs distance measurement of a detection point by TOF (Time Of Flight) or the like may be integrally provided as a circuit of the light reception control unit 21, and is executed in the control device 100 as described later. It may be provided as a program that

発光部30は、発光制御部31、発光素子32およびコリメータレンズを備え、単位走査角SC単位で検出光を1回または離散的に複数回照射する。発光素子32は、例えば、例えば、1または複数の赤外レーザダイオードであり、検出光として赤外レーザ光を出射する。発光部30は垂直方向に単一の発光素子を備えていても良く、複数の発光素子を備えていても良い。複数の発光素子が備えられる場合には、発光制御部31によって、走査タイミングに応じて発光する発光素子が切り換えられ得る。発光制御部31は、制御装置100から単位走査角毎に入力される発光素子の発光を指示する発光制御信号に応じて、パルス駆動波形の駆動信号によって発光素子を駆動して赤外レーザ光の発光を実行する。発光部30から照射される赤外レーザ光は、走査鏡42によって反射され、ライダー200の外部、すなわち、対象物の検出が所望される範囲に向けて射出される。 The light emitting unit 30 includes a light emission control unit 31, a light emitting element 32, and a collimator lens, and emits detection light once or discretely multiple times for each unit scanning angle SC. The light emitting element 32 is, for example, one or more infrared laser diodes, and emits infrared laser light as detection light. The light emitting section 30 may have a single light emitting element in the vertical direction, or may have a plurality of light emitting elements. When a plurality of light emitting elements are provided, the light emitting element that emits light can be switched by the light emission control section 31 according to the scanning timing. The light emission control unit 31 drives the light emitting elements with a drive signal having a pulse drive waveform in response to a light emission control signal input from the control device 100 for each unit scanning angle and instructing the light emitting elements to emit light, thereby generating infrared laser light. Execute light emission. The infrared laser light emitted from the light emitting unit 30 is reflected by the scanning mirror 42 and emitted toward the outside of the lidar 200, that is, the range where detection of the target object is desired.

図4~図6を用いて、発光部による照射光および照射光に対応する反射光と受光素子アレイにおける反射光の受光位置との関係について説明する。図4および図5は、従来例を示し、図6は本実施形態の例を示す。なお、発光部については、従来例と本実施形態の例とにおいて相違はないので、本実施形態における符号を付して説明する。発光部30は、垂直方向VDに複数の発光素子32を備えており、例えば、図4~図6に示すように、4つの発光素子32が配列されている。なお、図6には、図3に示す受光素子アレイ22のうち、受光処理に用いられる受光画素230が抽出して記載されている。各発光素子32にから発光された照射光はコリメータレンズPLによって合成され、光学式検出装置10の外界に向けて照射される。合成された照射光の発光強度は以下の態様を取る。隣接する2つの発光素子32の照射領域が重複する場合には、重複領域LPにおける発光強度は、重複しない他の照射領域における発光強度よりも高くなる。一方、隣接する2つの発光素子32の照射領域が重複しない場合、すなわち、非照射領域Spが形成される場合には、非照射領域Spにおける発光強度は、照射領域における発光強度よりも低くなる。これら強度の高低、すなわち、重複領域LPおよび非照射領域Spの存在が光強度斑を形成する。従来例における受光素子アレイ60は、発光素子32の配列方向に応じて、例えば、4つの受光画素61を備えており、各受光画素61は、重複領域LPまたは非照射領域Spと重ならないように、すなわち、重複領域LPまたは非照射領域Spを外すように、隙間62を設けて配置されている。従来は、この構成により、光強度斑に起因する受光信号のばらつき、並びに受光信号のばらつきに起因する測距精度の低下の抑制が図られていた。 4 to 6, the relationship between the light emitted from the light emitting unit, the reflected light corresponding to the emitted light, and the light receiving position of the reflected light on the light receiving element array will be described. 4 and 5 show a conventional example, and FIG. 6 shows an example of this embodiment. In addition, since there is no difference between the conventional example and the example of the present embodiment with respect to the light emitting portion, the reference numerals in the present embodiment will be used for explanation. The light-emitting section 30 has a plurality of light-emitting elements 32 in the vertical direction VD. For example, as shown in FIGS. 4 to 6, four light-emitting elements 32 are arranged. In FIG. 6, light-receiving pixels 230 used for light-receiving processing are extracted from the light-receiving element array 22 shown in FIG. Irradiation light emitted from each light emitting element 32 is combined by a collimator lens PL and emitted toward the outside of the optical detection device 10 . The luminescence intensity of the combined irradiation light takes the following aspects. When the irradiation regions of two adjacent light emitting elements 32 overlap, the emission intensity in the overlapping region LP is higher than the emission intensity in other non-overlapping irradiation regions. On the other hand, when the irradiation regions of the two adjacent light emitting elements 32 do not overlap, that is, when the non-irradiation region Sp is formed, the emission intensity in the non-irradiation region Sp is lower than the emission intensity in the irradiation region. These high and low intensities, that is, the existence of the overlapping area LP and the non-irradiated area Sp form light intensity spots. The light-receiving element array 60 in the conventional example includes, for example, four light-receiving pixels 61 according to the arrangement direction of the light-emitting elements 32, and each light-receiving pixel 61 is arranged so as not to overlap the overlapping area LP or the non-illuminated area Sp. That is, they are arranged with a gap 62 so as to exclude the overlapping region LP or the non-irradiated region Sp. Conventionally, with this configuration, it has been attempted to suppress the variation in the light-receiving signal caused by the unevenness of the light intensity, and the decrease in the ranging accuracy caused by the variation in the light-receiving signal.

これに対して、本実施形態の例においては、受光素子アレイ22は、発光素子32の配列方向に応じて隙間なく配置されている、すなわち、重複領域LPまたは非照射領域Spに対応する反射光を受光するように複数の受光画素230を備えている。より具体的には、本実施形態における受光素子アレイ22は、発光素子32の照射領域に含まれる各重複領域LPに対応する各受光位置、すなわち、受光領域LA1、LA2、LA3に複数の受光画素230が配置される構成を備えている。重複領域LPに対応する受光位置、すなわち受光領域LA1~LA3は、複数の受光画素230を備えており、例えば、隣接する受光画素列の一方が備える複数の受光画素230によって各受光領域LA1~LA3が形成されても良く、あるいは、隣接する受光画素行RL1・RL2、RL2・RL3、RL3・RL4の双方がそれぞれ備える1以上の受光画素230によって各受光領域LA1~LA3が形成されても良い。図6の例では、各受光画素230は、発光素子32の配列方向に対応する垂直方向に対して、1つの受光素子220を備えており、この結果、各受光画素230の垂直方向VD方向の寸法は、1つの受光画素220分の高さとなる。一方、受光領域LA1、LA2、LA3に複数の受光画素230が配置される限り、発光素子32の配列方向に対応する垂直方向に対して、2以上の受光素子220を備える受光画素230が備えられても良い。すなわち、受光画素230は、反射光に含まれる光強度斑の原因となる重複領域LPを複数の受光画素230によって受光できる寸法に設定されていれば良い。受光画素230の寸法、すなわち、垂直方向VDの長さは、例えば、数10μmである。これに対して、従来の受光素子の同長さは、例えば、数100μmであり、一桁大きな長さを有している。なお、非照射領域Spについても同様にして、複数の受光画素230が対応づけられ得る。 On the other hand, in the example of the present embodiment, the light receiving element array 22 is arranged without gaps according to the arrangement direction of the light emitting elements 32. A plurality of light-receiving pixels 230 are provided to receive light. More specifically, the light-receiving element array 22 according to the present embodiment includes a plurality of light-receiving pixels in each light-receiving position corresponding to each overlapping area LP included in the irradiation area of the light-emitting element 32, that is, in the light-receiving areas LA1, LA2, and LA3. 230 is arranged. The light-receiving positions corresponding to the overlap region LP, that is, the light-receiving regions LA1 to LA3 are provided with a plurality of light-receiving pixels 230. For example, the plurality of light-receiving pixels 230 provided in one of the adjacent light-receiving pixel arrays provide light-receiving pixels 230 in each of the light-receiving regions LA1 to LA3. may be formed, or each of the light receiving areas LA1 to LA3 may be formed by one or more light receiving pixels 230 included in both of the adjacent light receiving pixel rows RL1, RL2, RL2, RL3, and RL3, RL4. In the example of FIG. 6, each light-receiving pixel 230 has one light-receiving element 220 in the vertical direction corresponding to the arrangement direction of the light-emitting elements 32. The dimension is the height of one light receiving pixel 220 . On the other hand, as long as a plurality of light-receiving pixels 230 are arranged in the light-receiving areas LA1, LA2, and LA3, light-receiving pixels 230 having two or more light-receiving elements 220 are provided in the vertical direction corresponding to the arrangement direction of the light-emitting elements 32. can be In other words, the light-receiving pixels 230 may be set to a dimension that allows the plurality of light-receiving pixels 230 to receive the overlapping region LP that causes uneven light intensity contained in the reflected light. The dimension of the light receiving pixel 230, that is, the length in the vertical direction VD is, for example, several tens of micrometers. On the other hand, the same length of the conventional light-receiving element is, for example, several 100 μm, which is one order of magnitude longer. Note that the non-irradiation area Sp can also be associated with a plurality of light-receiving pixels 230 in the same manner.

電動機40は、図示しない電動機ドライバを備える。電動機40には、電動機40の回転角度を検出するための回転角センサ41が配置されている。電動機ドライバは、回転角センサ41から回転角信号の入力を受けて制御装置100によって出力される回転角度指示信号を受けて電動機40に対する印加電圧を変更して電動機40の回転角度を制御する。電動機40は、例えば、超音波モータ、ブラシレスモータ、ブラシモータであり、走査角範囲SRにおいて往復動を行うための周知の機構を備えている。電動機40の出力軸の先端部には、走査鏡42が取り付けられている。走査鏡42は、発光素子32から出射された検出光を水平方向HDに走査させる反射体、すなわち、鏡体であり、電動機40によって往復駆動されることによって水平方向HDにおける走査角範囲SRの走査が実現される。なお、走査鏡42による1往復の走査は1フレームと呼ばれ、ライダー200の検出単位である。また、発光部30による検出光の発光は、走査鏡42の往方向への変位または往復方向の変位に対応して実行される。すなわち、ライダー200による物体検出は、走査角範囲SRにおける一方向、または、双方向においてのみ実行され得る。走査鏡42は、例えば、120度、180度といった走査角範囲で検出光の走査および反射光の受光を実現する。水平方向HDに代えて垂直方向VDへの走査が行われても良い。また、水平方向HDに加えて垂直方向VDへの走査、すなわち垂直方向VDにおける走査位置の変更が実現されても良い。水平方向HDおよび垂直方向VDへの走査を実現するために、走査鏡42は、多面鏡体、例えば、ポリゴンミラーであっても良く、あるいは、垂直方向VDへ揺動される機構を備える単面鏡体、あるいは、垂直方向VDへ揺動される別の単面鏡体を備えていても良い。なお、走査鏡42は、電動機40により回転駆動されて回転走査を実行しても良く、この場合には、走査角範囲SRに対応して発光部30および受光部20による発光・受光処理が実行されれば良い。さらに、例えば、60度程度の走査角範囲SRが実現される場合には、走査鏡42を備えることなく、走査角範囲SRに応じた横幅の受光素子アレイを備え、行および列を順次選択することによって対象物の検出、すなわち、測距処理が実行されても良い。 The electric motor 40 includes an electric motor driver (not shown). A rotation angle sensor 41 for detecting the rotation angle of the electric motor 40 is arranged on the electric motor 40 . The electric motor driver receives a rotation angle signal input from the rotation angle sensor 41 and receives a rotation angle instruction signal output by the control device 100 to change the voltage applied to the electric motor 40 to control the rotation angle of the electric motor 40 . The electric motor 40 is, for example, an ultrasonic motor, a brushless motor, or a brush motor, and has a well-known mechanism for reciprocating within the scanning angle range SR. A scanning mirror 42 is attached to the tip of the output shaft of the electric motor 40 . The scanning mirror 42 is a reflector for scanning the detection light emitted from the light emitting element 32 in the horizontal direction HD, that is, a mirror body. is realized. One reciprocating scan by the scanning mirror 42 is called one frame, which is the detection unit of the lidar 200 . Further, the emission of the detection light by the light emitting unit 30 is performed in correspondence with the displacement of the scanning mirror 42 in the forward direction or the displacement in the reciprocating direction. That is, object detection by lidar 200 can only be performed in one or both directions in scan angle range SR. The scanning mirror 42 achieves scanning of detection light and reception of reflected light in a scanning angle range of 120 degrees and 180 degrees, for example. Scanning in the vertical direction VD may be performed instead of the horizontal direction HD. Also, in addition to the horizontal direction HD, scanning in the vertical direction VD, that is, the scanning position in the vertical direction VD may be changed. To achieve scanning in the horizontal direction HD and the vertical direction VD, the scanning mirror 42 may be a polygonal mirror, for example, a polygon mirror, or a single-sided mirror with a mechanism that is swung in the vertical direction VD. It may comprise a mirror or another single-sided mirror which is swung in the vertical direction VD. The scanning mirror 42 may be rotationally driven by the electric motor 40 to perform rotational scanning. In this case, the light emitting unit 30 and the light receiving unit 20 perform light emission/light reception processing corresponding to the scanning angle range SR. I wish I could. Furthermore, for example, when a scanning angle range SR of about 60 degrees is realized, the scanning mirror 42 is not provided, and a light-receiving element array having a width corresponding to the scanning angle range SR is provided to sequentially select rows and columns. Detection of an object, that is, distance measurement processing may be performed by this.

発光部30から照射された検出光は、走査鏡42によって反射され、単位走査角SCを単位として水平方向の走査角範囲SRにわたり走査される。検出光が物標によって反射された検出反射光は、走査鏡42によって、受光部20へと反射され、単位走査角SC毎に受光部20に入射される。受光部20は、発光部30による発光タイミングに応じて、列単位にて受光処理を実行する。受光処理が実行される単位走査角SCは、順次インクリメントされ、この結果、所望の走査角範囲SRにわたる受光処理のための走査が可能となる。発光部30および受光部20は走査鏡42と共に電動機40によって回転されても良く、走査鏡42とは別体であり、電動機40によって回転されなくても良い。さらに、走査鏡42が備えられることなく、走査角範囲SRに対応してアレイ状に配置された複数の受光画素または受光素子アレイ22を備え、レーザ光を順次外界に対して直接照射し、受光画素を順次切り換えて反射光を直接受光する構成を備えていても良い。 The detection light emitted from the light emitting section 30 is reflected by the scanning mirror 42 and scanned over the horizontal scanning angle range SR in units of the unit scanning angle SC. The detection light reflected by the target is reflected by the scanning mirror 42 to the light receiving section 20 and is incident on the light receiving section 20 for each unit scanning angle SC. The light receiving unit 20 performs light receiving processing for each column according to the light emission timing of the light emitting unit 30 . The unit scanning angle SC at which light receiving processing is performed is sequentially incremented, and as a result, scanning for light receiving processing over the desired scanning angle range SR becomes possible. The light emitting section 30 and the light receiving section 20 may be rotated together with the scanning mirror 42 by the electric motor 40 , or may be separate from the scanning mirror 42 and not rotated by the electric motor 40 . Furthermore, without the scanning mirror 42, a plurality of light-receiving pixels or light-receiving element arrays 22 arranged in an array corresponding to the scanning angle range SR are provided, and the laser light is sequentially directly irradiated to the outside and received. A configuration may be provided in which the pixels are sequentially switched to directly receive the reflected light.

図7に示すように、制御装置100は、演算部としての中央処理装置(CPU)101、記憶部としてのメモリ102、入出力部としての入出力インタフェース103および図示しないクロック発生器を備えている。CPU101、メモリ102、入出力インタフェース103およびクロック発生器は内部バス104を介して双方向に通信可能に接続されている。メモリ102は、光軸ずれ判定処理を実行するための光軸ずれ判定プログラムPr1を不揮発的且つ読み出し専用に格納する格納部としてのメモリ、例えばROMと、CPU101による読み書きが可能なメモリ、例えばRAMとを含んでいる。メモリ102の不揮発的且つ読み出し専用領域は、光軸ずれの判定に際して基準となる基準受光領域RPを記憶する基準受光領域記憶領域102a、光軸ずれの予測時期を記憶する光軸ずれ予測時期記憶領域102bを含んでいる。なお、不揮発的且つ読み出し専用領域は、プログラムの更新や基準値の更新の際には、書き換え可能であっても良い。CPU101、すなわち、制御装置100は、メモリ102に格納されている光軸ずれ判定プログラムPr1を読み書き可能なメモリに展開して実行することによって、判定部として機能する。なお、CPU101は、単体のCPUであっても良く、各プログラムを実行する複数のCPUであっても良く、あるいは、複数のプログラムを同時実行可能なマルチタスクタイプあるいはマルチスレッドタイプのCPUであっても良い。 As shown in FIG. 7, the control device 100 includes a central processing unit (CPU) 101 as an arithmetic unit, a memory 102 as a storage unit, an input/output interface 103 as an input/output unit, and a clock generator (not shown). . The CPU 101, memory 102, input/output interface 103 and clock generator are connected via an internal bus 104 so as to be able to communicate bidirectionally. The memory 102 includes a memory, such as a ROM, as a storage unit that non-volatilely and read-only stores an optical axis deviation determination program Pr1 for executing the optical axis deviation determination process, and a memory, such as a RAM, that can be read and written by the CPU 101. contains. The non-volatile and read-only areas of the memory 102 include a reference light receiving area storage area 102a for storing a reference light receiving area RP which is used as a reference when judging the optical axis deviation, and an optical axis deviation prediction timing storage area for storing the prediction time of the optical axis deviation. 102b. Note that the non-volatile read-only area may be rewritable when updating the program or updating the reference value. The CPU 101, that is, the control device 100 functions as a determination unit by loading the optical axis deviation determination program Pr1 stored in the memory 102 into a readable/writable memory and executing the program. Note that the CPU 101 may be a single CPU, a plurality of CPUs executing each program, or a multitasking or multithreading type CPU capable of simultaneously executing a plurality of programs. Also good.

入出力インタフェース103には、受光部20を構成する受光制御部21、発光部30を構成する発光制御部31、電動機40および回転角センサ41がそれぞれ制御信号線を介して接続されている。発光制御部31に対しては発光制御信号が送信され、受光制御部21に対しては物体検出のための受光処理を指示する受光制御信号が送信され、受光制御部21からは検出反射光強度を示す入射光強度信号が受信される。電動機40に対しては回転角度指示信号が送信され、回転角センサ41からは回転角信号が受信される。 The input/output interface 103 is connected to the light receiving control section 21 forming the light receiving section 20, the light emission control section 31 forming the light emitting section 30, the electric motor 40, and the rotation angle sensor 41 via respective control signal lines. A light emission control signal is transmitted to the light emission control unit 31, a light reception control signal for instructing light reception processing for object detection is transmitted to the light reception control unit 21, and the detected reflected light intensity is transmitted from the light reception control unit 21. An incident light intensity signal indicative of is received. A rotation angle instruction signal is transmitted to the electric motor 40 and a rotation angle signal is received from the rotation angle sensor 41 .

第1の実施形態に係る光学式検出装置10により実行される光軸ずれ判定処理について説明する。図8に示す処理ルーチンは、光学式検出装置10の作動期間が予め定められた期間、例えば、10日、30日、2ヶ月といった期間を経過するたびに実行され得る。また、光学式検出装置10が車両50に搭載して用いられる場合には、車両の制御システムが始動される都度、または、スタートスイッチがオンされる度、あるいは、車両50の累積走行時間が予め定められた時間経過する度、または、車両50の累積走行距離が予め定められた距離を超過する度に実行されても良い。さらには、車両50が点検、修理を受けた後のタイミングで実行されても良い。CPU101が光軸ずれ判定プログラムPr1を実行することによって図8に示す処理フローが実行される。 Optical axis deviation determination processing executed by the optical detection device 10 according to the first embodiment will be described. The processing routine shown in FIG. 8 can be executed each time the optical detection device 10 has been in operation for a predetermined period of time, such as 10 days, 30 days, or 2 months. Further, when the optical detection device 10 is mounted on the vehicle 50 and used, each time the control system of the vehicle is started, or the start switch is turned on, or the accumulated running time of the vehicle 50 is detected in advance. It may be executed each time a predetermined time elapses, or each time the accumulated travel distance of the vehicle 50 exceeds a predetermined distance. Furthermore, it may be executed after the vehicle 50 has been inspected and repaired. The processing flow shown in FIG. 8 is executed by the CPU 101 executing the optical axis deviation determination program Pr1.

CPU101は、入出力インタフェース103を介して、受光部20から検出反射光を取得する(ステップS100)。検出反射光は、発光部30により照射された検出光としての照射光が物体において反射し、受光部20に入射した入射光である。受光部20、より具体的には、受光素子アレイ22により受光された反射光には、図6に示した、発光部30の照射光に含まれる重複領域LPまたは非照射領域Spに対応する光強度斑が含まれている。重複領域LPに対応する反射光を受光する受光画素230から出力される入射光強度は、重複領域LPおよび非照射領域Sp以外の通常領域に対応する反射光を受光する受光画素230から出力される入射光強度よりも高い。一方、非照射領域Spに対応する反射光を受光する受光画素230から出力される入射光強度は、通常領域に対応する反射光を受光する受光画素230から出力される入射光強度よりも低い。したがって、光強度斑を受光している受光画素230であるか否かは入射光強度を用いて判別することができる。例えば、通常領域に対応する反射光を受光する受光画素230から出力される入射光強度と差分が予め定められた判定差分よりも大きい受光画素230は、光強度斑を受光している受光画素230であると判別され得る。光強度斑を受光する受光画素230の位置は、受光画素230に対して予め位置番号を割り当てることによって容易に特定され得る。なお、判定差分は、光学式検出装置10の使用に伴い得られる通常領域に対応する反射光の入射光強度の統計値、例えば、平均値や中央値と、光強度斑に対応する入射光強度の統計値、例えば、平均値や中央値とを用いて逐次、更新、すなわち学習されても良い。この場合には、光学式検出装置10が実際に使用される環境の影響を反映した判定差分を用いることが可能となり、光強度斑を受光する受光画素230の判別精度を向上させることができる。 The CPU 101 acquires the detected reflected light from the light receiving section 20 via the input/output interface 103 (step S100). The detection reflected light is incident light that is incident on the light receiving unit 20 after the irradiation light as the detection light emitted by the light emitting unit 30 is reflected by the object. The reflected light received by the light-receiving unit 20, more specifically, the light-receiving element array 22 includes light corresponding to the overlap region LP or the non-irradiation region Sp included in the irradiation light of the light-emitting unit 30 shown in FIG. Contains intensity spots. The incident light intensity output from the light receiving pixels 230 that receive reflected light corresponding to the overlapping region LP is output from the light receiving pixels 230 that receive reflected light corresponding to normal regions other than the overlapping region LP and the non-illuminated region Sp. higher than the incident light intensity. On the other hand, the incident light intensity output from the light receiving pixels 230 that receive the reflected light corresponding to the non-irradiation area Sp is lower than the incident light intensity output from the light receiving pixels 230 that receive the reflected light corresponding to the normal area. Therefore, whether or not the light-receiving pixel 230 receives the light intensity unevenness can be determined using the incident light intensity. For example, the light-receiving pixels 230 whose difference from the incident light intensity output from the light-receiving pixels 230 that receive the reflected light corresponding to the normal area are larger than the predetermined determination difference are the light-receiving pixels 230 that receive the uneven light intensity. can be determined to be The positions of the light receiving pixels 230 that receive the light intensity spots can be easily identified by assigning position numbers to the light receiving pixels 230 in advance. Note that the determination difference is the statistical value of the incident light intensity of the reflected light corresponding to the normal region obtained by using the optical detection device 10, for example, the average value or the median value, and the incident light intensity corresponding to the light intensity unevenness. may be successively updated, ie learned, using statistics of, for example, mean and median values. In this case, it is possible to use a determination difference that reflects the influence of the environment in which the optical detection device 10 is actually used, and it is possible to improve the determination accuracy of the light-receiving pixels 230 that receive light intensity spots.

CPU101は、メモリ102の基準受光領域記憶領域102aから予め用意されている基準受光領域を取得する(ステップS102)。基準受光領域は、発光部30の照射光に含まれる光強度斑の発生位置に対応する受光素子アレイ22における受光位置であり、光学式検出装置10が正しい姿勢にて設置、例えば、車両50に搭載されている場合に、重複領域LPまたは非照射領域Spに対応する反射光を受光する受光画素230の位置である。重複領域LPまたは非照射領域Spに対応する反射光を受光する受光画素230の位置は、光学式検出装置10が設置されるタイミングにて、予め取得され、基準受光領域記憶領域102aに位置番号として格納される。なお、第1の実施形態においては、基準受光領域を基準受光位置とも呼ぶ。 The CPU 101 acquires a reference light receiving area prepared in advance from the reference light receiving area storage area 102a of the memory 102 (step S102). The reference light-receiving region is a light-receiving position in the light-receiving element array 22 corresponding to the position where the light intensity unevenness included in the light emitted from the light-emitting unit 30 occurs. It is the position of the light-receiving pixel 230 that receives the reflected light corresponding to the overlapping area LP or the non-irradiation area Sp when mounted. The positions of the light-receiving pixels 230 that receive the reflected light corresponding to the overlapping region LP or the non-irradiated region Sp are obtained in advance at the timing when the optical detection device 10 is installed, and are stored in the reference light-receiving region storage region 102a as position numbers. Stored. In addition, in the first embodiment, the reference light receiving area is also called a reference light receiving position.

CPU101は、受光部20から取得した受け取った光強度斑の位置、すなわち、重複領域LPまたは非照射領域Spの検出受光領域、すなわち、実受光位置と、メモリ102から取得した基準受光位置とが一致するか否かを判定する(ステップS104)。具体的には、CPU101は、実受光位置に対応する受光画素230の位置番号と、基準受光位置の位置番号とが一致するか否かを判定する。CPU101は、実受光位置と、基準受光位置とが一致すると判定すると(ステップS104:Yes)、光軸ずれは発生していないと判定し、本処理ルーチンを終了する。実受光位置と、基準受光位置とが一致する場合、光学式検出装置10において光軸ずれは発生していないからである。なお、光強度斑は、複数の受光画素230により検出され得るので、例えば、実受光位置のうち、小さい位置番号、あるいは、中間の位置番号が対応する基準受光位置の位置番号と対比されても良く、実受光位置の全ての位置番号が全ての基準受光位置の位置番号と対比されても良い。 The CPU 101 determines whether the position of the light intensity spots obtained from the light receiving unit 20, that is, the detected light receiving area of the overlapping area LP or the non-irradiated area Sp, that is, the actual light receiving position matches the reference light receiving position obtained from the memory 102. It is determined whether or not to do so (step S104). Specifically, the CPU 101 determines whether or not the position number of the light receiving pixel 230 corresponding to the actual light receiving position matches the position number of the reference light receiving position. When the CPU 101 determines that the actual light-receiving position and the reference light-receiving position match (step S104: Yes), the CPU 101 determines that the optical axis has not shifted, and terminates this processing routine. This is because, when the actual light receiving position and the reference light receiving position match, no optical axis deviation has occurred in the optical detection device 10 . In addition, since the light intensity spots can be detected by a plurality of light receiving pixels 230, for example, among the actual light receiving positions, even if a small position number or an intermediate position number is compared with the position number of the corresponding reference light receiving position. Better, all the position numbers of the actual light receiving positions may be compared with the position numbers of all the reference light receiving positions.

CPU101は、実受光位置と、基準受光位置とが一致しないと判定すると(ステップS104:No)、位置ずれ量Dpを取得する(ステップS106)。位置ずれ量Dpは、例えば、実受光位置の位置番号RNと、基準受光位置の位置番号SNとの差分である。あるいは、受光素子アレイ22の一端から各受光画素230の中心または基準点までの物理的な距離を予め対応づけておき、実受光位置の距離と、基準受光位置の距離との差分が求められても良い。CPU101は、位置ずれ量Dp<許容ずれ量Draであるか否かを判定し(ステップS108)、位置ずれ量Dp<許容ずれ量Draであると判定すると(ステップS108:Yes)、光軸ずれが発生する時期を予測し(ステップS112)、本処理ルーチンを終了する。許容ずれ量Draは、光軸ずれが発生しているとの判定に用いられる非許容ずれ量Drcよりも小さな値であり、例えば、統計的なデータから、6ヶ月以内に光軸ずれが発生し得るとして設定されたずれ量である。光軸ずれの発生時期の予測は、本処理ルーチンの実行時における実受光位置の位置情報を用いて実受光位置の時間当たり、または、本処理ルーチンの実行回数当たりの位置ずれ量を算出し、今後の時間の経過と共に生じる位置ずれ量を予測位置ずれ量として算出し、予測位置ずれ量が許容ずれ量Draを超える時期を算出することにより実現される。算出された光軸ずれの発生予測時期は、メモリ102の光軸ずれ予測時期記憶領域102bに格納される。光軸ずれ予測時期記憶領域102bへの格納に加えて、光軸ずれの予測時期、例えば、1ヶ月後、あるいは、2週間後、に応じたタイミングにて光学式検出装置10のユーザに対する報知処理が行われても良い。光学式検出装置10が車両50に搭載されている場合には、車両50が備える情報表示装置を介して点検を促す報知が行われ得る。さらに、光軸ずれ予測時期記憶領域102bに格納されている光軸ずれの予測時期は、光学式検出装置10のダイアグノーシス情報として用いられ、定期点検のタイミングにて、整備士による確認、整備のために用いられても良い。さらに、車両50の使用状況、具体的には、月間走行距離、週間走行距離を用いて、光軸ずれが発生し得るまでの走行距離が報知されても良い。 When determining that the actual light receiving position and the reference light receiving position do not match (step S104: No), the CPU 101 acquires the positional deviation amount Dp (step S106). The positional deviation amount Dp is, for example, the difference between the position number RN of the actual light receiving position and the position number SN of the reference light receiving position. Alternatively, the physical distance from one end of the light receiving element array 22 to the center of each light receiving pixel 230 or the reference point is associated in advance, and the difference between the distance of the actual light receiving position and the distance of the reference light receiving position is obtained. Also good. The CPU 101 determines whether or not the positional deviation amount Dp<the allowable deviation amount Dra (step S108), and if it determines that the positional deviation amount Dp<the allowable deviation amount Dra (step S108: Yes), the optical axis deviation is The timing of occurrence is predicted (step S112), and this processing routine ends. The permissible deviation amount Dra is a value smaller than the non-permissible deviation amount Drc used for determining that the optical axis deviation has occurred. This is the amount of deviation that is set to be obtained. The prediction of the timing of occurrence of the optical axis deviation is performed by calculating the positional deviation amount of the actual light receiving position per time or the number of executions of this processing routine using the position information of the actual light receiving position at the time of execution of this processing routine, This is achieved by calculating a positional deviation amount that will occur with the passage of time as a predicted positional deviation amount, and calculating the time when the predicted positional deviation amount exceeds the allowable deviation amount Dra. The calculated predicted occurrence time of the optical axis shift is stored in the optical axis shift predicted time storage area 102 b of the memory 102 . In addition to the storage in the optical axis deviation prediction time storage area 102b, notification processing for the user of the optical detection device 10 at a timing corresponding to the optical axis deviation prediction time, for example, one month or two weeks later. may be performed. When the optical detection device 10 is mounted on the vehicle 50 , an information prompting inspection may be issued via an information display device provided on the vehicle 50 . Furthermore, the predicted timing of the optical axis displacement stored in the optical axis displacement predicted timing storage area 102b is used as diagnosis information for the optical detection device 10, and is checked by the mechanic at the timing of the periodic inspection and maintenance. It may be used for Furthermore, using the usage status of the vehicle 50, specifically, the monthly mileage and the weekly mileage, the mileage until the optical axis misalignment may occur may be reported.

CPU101は、位置ずれ量Dp<許容ずれ量Draでない、すなわち、位置ずれ量Dpが許容ずれ量Dra以上であると判定すると(ステップS108:No)、位置ずれ量Dp<非許容ずれ量Drcであるか否かを判定する(ステップS110)。CPU101は、位置ずれ量Dp<非許容ずれ量Drcであると判定する(ステップS110:Yes)と、ステップS112に移行する。この場合、未だ許容できない光軸ずれは発生していないので、予防的な処理が実行される。CPU101は、位置ずれ量Dp<非許容ずれ量Drcでない、すなわち、位置ずれ量Dpが非許容ずれ量Drc以上であると判定すると(ステップS110:No)あると判定すると、光軸ずれの発生を報知して(ステップS114)、本処理ルーチンを終了する。位置ずれ量Dpが非許容ずれ量Drc以上である場合には、許容できない光軸ずれが光学式検出装置10に発生している。非許容ずれ量Drcは、許容できない光軸ずれに対応する実受光位置の位置ずれ量に対応し、許容できない光軸ずれは、例えば、光学式検出装置10による測距の精度が予め定められた精度よりも低下し得る光軸ずれに対応するずれ量である。予め定められた精度は、例えば、誤差率が予め想定されている誤差率、例えば、±5%である。光軸ずれの報知は、光学式検出装置10のユーザに対して実行され、光学式検出装置10が車両50に搭載されている場合には、車両50が備える情報表示装置や音声を介して速やかな点検を促す報知が行われ得る。なお、非許容ずれ量Drcは第1の判定値であり、許容ずれ量Draは第1の判定値よりも小さい第2の判定値である。 When the CPU 101 determines that the amount of misalignment Dp is not less than the amount of misalignment Dra, that is, the amount of misalignment Dp is equal to or greater than the amount of misalignment Dra (step S108: No), the amount of misalignment Dp<non-permissible amount of misalignment Drc. It is determined whether or not (step S110). When the CPU 101 determines that the positional deviation amount Dp<non-permissible deviation amount Drc (step S110: Yes), the process proceeds to step S112. In this case, since an unacceptable optical axis deviation has not yet occurred, preventive processing is executed. When the CPU 101 determines that the positional deviation amount Dp is not less than the unacceptable deviation amount Drc, that is, the positional deviation amount Dp is equal to or greater than the unacceptable deviation amount Drc (step S110: No), the CPU 101 determines that the optical axis deviation has occurred. It is notified (step S114), and this processing routine ends. If the positional deviation amount Dp is greater than or equal to the unacceptable deviation amount Drc, an unacceptable optical axis deviation has occurred in the optical detection device 10 . The unacceptable displacement amount Drc corresponds to the displacement amount of the actual light receiving position corresponding to the unacceptable optical axis displacement. This is the deviation amount corresponding to the optical axis deviation that can be lower than the accuracy. The predetermined accuracy is, for example, an error rate assumed in advance, such as ±5%. The user of the optical detection device 10 is notified of the misalignment of the optical axis. A notification prompting an inspection can be performed. The unacceptable deviation amount Drc is a first determination value, and the allowable deviation amount Dra is a second determination value smaller than the first determination value.

以上説明した第1の実施形態に係る光学式検出装置10によれば、複数の受光画素230により形成されている受光素子アレイ22を備える受光部20により検出された光強度斑の実受光位置と、発光部30の照射光に含まれる光強度斑の発生位置に対応する受光素子アレイ22における基準受光位置とを用いて光軸ずれを判定するので、光軸ずれを、光学式検出装置10が単体で早期に判定することができる。また、光軸ずれの判定精度を向上させることができる。具体的には、複数の受光画素230を用いることによって受光画素230単位での光強度斑の実受光位置の検出精度が向上され、基準受光位置に対するずれ量の判定の精度が向上される。この結果、従来、検出できなかった許容できない光軸のずれが発生する前に光軸ずれを検出することが可能となり、光学式検出装置10による測距精度を維持または精度の低下を抑制することができる。これに対して、従来の光学式検出装置は、図4および図5に示すように、光強度斑を受光しないように受光画素61が配置されており、あるいは、寸法の大きな受光画素61を備えているため光強度斑の受光位置を特定することができない。したがって、長期間にわたって受光部から出力される検出信号の信号強度を観察し、信号強度の低下が観察された場合に初めて光軸ずれが判定され、光軸ずれの判定に時間を要し、また、光軸ずれが判定された時点では測距精度が大きく低下するほどに大きな光軸ずれが発生している。 According to the optical detection device 10 according to the first embodiment described above, the actual light receiving position of the light intensity spots detected by the light receiving unit 20 including the light receiving element array 22 formed by the plurality of light receiving pixels 230 and the , and the reference light-receiving position in the light-receiving element array 22 corresponding to the position where the light intensity spots in the light emitted from the light-emitting unit 30 occur. A single diagnosis can be made at an early stage. Moreover, it is possible to improve the determination accuracy of the optical axis deviation. Specifically, by using a plurality of light-receiving pixels 230, the detection accuracy of the actual light-receiving position of the light intensity spot of each light-receiving pixel 230 is improved, and the accuracy of determining the deviation amount from the reference light-receiving position is improved. As a result, it becomes possible to detect an optical axis deviation before an unacceptable optical axis deviation, which could not be detected in the conventional art, occurs. can be done. In contrast, as shown in FIGS. 4 and 5, conventional optical detectors have light-receiving pixels 61 arranged so as not to receive uneven light intensity, or have light-receiving pixels 61 with large dimensions. Therefore, the light receiving position of the light intensity unevenness cannot be specified. Therefore, the signal intensity of the detection signal output from the light-receiving unit is observed over a long period of time, and only when a decrease in signal intensity is observed is the optical axis misalignment determined. , when the optical axis misalignment is determined, the optical axis misalignment has occurred so large that the accuracy of distance measurement is greatly reduced.

さらに、複数の受光画素230は、反射光に含まれる光強度斑を複数の受光画素230で受光するように発光素子32の配置方向に隙間なく配置されており、あるいは複数の受光画素230の各受光画素230は、反射光に含まれる光強度斑を複数の受光画素230によって受光するように寸法が設定されている。したがって、光強度斑の位置をより精度良く判定することが可能となり、光軸ずれ量の判定精度を向上させることができる。 Further, the plurality of light receiving pixels 230 are arranged without gaps in the arrangement direction of the light emitting elements 32 so that the light intensity spots included in the reflected light are received by the plurality of light receiving pixels 230, or each of the plurality of light receiving pixels 230 is arranged. The light-receiving pixels 230 are dimensioned such that the light intensity spots contained in the reflected light are received by the plurality of light-receiving pixels 230 . Therefore, it becomes possible to determine the position of the light intensity unevenness with higher accuracy, and it is possible to improve the determination accuracy of the amount of optical axis deviation.

上記実施形態においては、光学式検出装置10が車両50に搭載された際に設定された基準受光位置が用いられているが、車両50の走行開始後の初期の検出結果、例えば、100km~500kmの走行時に得られた反射光に対応する入射光強度および光強度斑に対応する入射光強度の統計処理値、例えば、平均値や中央値を用いて基準受光位置、すなわち、光軸ずれが発生していない場合における受光素子アレイ22における光強度斑の受光位置が更新、すなわち、学習されても良い。この場合には、車両50の実際の走行状態や光学式検出装置10の設置環境を反映した基準受光位置を設定することが可能となり、例えば、走行に伴う車両50の振動を反映した基準受光位置を設定することにより、車両50の挙動に起因する外乱を除外または低減した光軸ずれの判定を実行することができる。 In the above embodiment, the reference light receiving position set when the optical detection device 10 is mounted on the vehicle 50 is used. The incident light intensity corresponding to the reflected light and the incident light intensity corresponding to the light intensity unevenness obtained during running are statistically processed, for example, using the average value or median value to generate the reference light receiving position, that is, the optical axis deviation The light-receiving position of the light intensity spots in the light-receiving element array 22 in the case where it is not performed may be updated, that is, learned. In this case, it is possible to set the reference light receiving position that reflects the actual running state of the vehicle 50 and the installation environment of the optical detection device 10. For example, the reference light receiving position that reflects the vibration of the vehicle 50 accompanying running By setting , it is possible to determine the optical axis deviation by excluding or reducing the disturbance caused by the behavior of the vehicle 50 .

第2の実施形態:
第2の実施形態に係る車両における光学式検出装置について説明する。第2の実施形態に係る車両における光学式検出装置は、垂直方向への光軸ずれに加えて、水平方向への光軸ずれ、回転方向の光軸ずれおよびレンズと受光素子アレイ22との相対的な光軸ずれを検出する点において第1の実施形態に係る光学式検出装置10とことなる。一方で、第2の実施形態に係る光学式検出装置の構成は、第1の実施形態に係る光学式検出装置10と同等であるから同一の符号を付して説明を省略する。なお、光軸ずれ判定プログラムPr1は、CPU101によって実行されることによって、図11に示す処理フローを実現する。また、第2の実施形態においては、受光領域の用語には、受光領域の位置のみならず受光領域の大きさ・面積が含まれる。したがって、メモリ102の基準受光領域記憶領域102aには、基準受光位置に加えて光強度斑に対応する受光領域の基準受光面積が基準受光領域情報として格納されている。
Second embodiment:
An optical detection device in a vehicle according to the second embodiment will be described. The optical detection device for a vehicle according to the second embodiment has a horizontal optical axis offset, a rotational optical axis offset, and a relative relationship between the lens and the light receiving element array 22 in addition to the vertical optical axis offset. It is different from the optical detection device 10 according to the first embodiment in that it detects a typical optical axis deviation. On the other hand, the configuration of the optical detection device according to the second embodiment is the same as that of the optical detection device 10 according to the first embodiment, so the same reference numerals are given and the description is omitted. The optical axis deviation determination program Pr1 is executed by the CPU 101 to implement the processing flow shown in FIG. In the second embodiment, the term "light receiving area" includes not only the position of the light receiving area but also the size and area of the light receiving area. Therefore, in the reference light receiving area storage area 102a of the memory 102, in addition to the reference light receiving position, the reference light receiving area of the light receiving area corresponding to the light intensity spot is stored as the reference light receiving area information.

垂直方向VDにおける光軸ずれについて説明するために用いられる図6においては、垂直方向VDにおける各受光画素230の構成が明示的に記載され、水平方向における各受光画素230の詳細な構成について図示が省略されている。これに対して、第2の実施形態においては、水平方向HDへの光軸ずれ、回転方向の光軸ずれおよびレンズと受光素子アレイ22との相対的な光軸ずれについても判定される。したがって、受光画素230は、発光素子32の配列方向と直交する方向に隙間なく複数配列されている。図9においては、水平方向における各受光画素230の構成についても明示的に、すなわち、図6に示す各受光画素230は水平方向に複数の受光画素230を有するように構成されていることが明示的に記載されている。図9の例においては、垂直方向VDおよび水平方向HDに1受光素子を備える受光画素230、すなわち、縦×横:1×1の受光画素231を備える受光素子アレイ22が用いられる。なお、第1の実施形態においても説明したように、受光処理に用いられる受光画素230は、複数の受光素子220を備える受光素子アレイ22の中で、一部の複数の受光画素230であり、図9においては、4つの受光ブロックRB1、RB2、RB3、RB4を構成する受光画素230によって受光処理が実行される。また、図9は受光素子アレイ22を模式的に示しており、受光素子アレイ22は、例えば、縦:596×横:42の受光素子、あるいは、他の行×列の組み合わせを備え得る。さらに、受光素子アレイ22は、垂直方向、水平方向および回転方向における光軸ずれを検出できる構成、すなわち、垂直方向VDおよび水平方向HDに複数の受光画素230を備えていれば良く、受光画素230は、縦×横:2×2、1×2、2×1といった任意の数の受光素子を備えていても良い。 FIG. 6, which is used to explain the optical axis shift in the vertical direction VD, clearly shows the configuration of each light receiving pixel 230 in the vertical direction VD, and does not show the detailed configuration of each light receiving pixel 230 in the horizontal direction. omitted. On the other hand, in the second embodiment, the optical axis deviation in the horizontal direction HD, the optical axis deviation in the rotational direction, and the relative optical axis deviation between the lens and the light receiving element array 22 are also determined. Therefore, the light-receiving pixels 230 are arranged without gaps in a direction orthogonal to the arrangement direction of the light-emitting elements 32 . In FIG. 9, the configuration of each light receiving pixel 230 in the horizontal direction is also explicitly shown, that is, each light receiving pixel 230 shown in FIG. 6 is configured to have a plurality of light receiving pixels 230 in the horizontal direction. specifically described. In the example of FIG. 9, the light-receiving pixel 230 having one light-receiving element in the vertical direction VD and the horizontal direction HD, that is, the light-receiving element array 22 having 1×1 light-receiving pixels 231 is used. As described in the first embodiment, the light-receiving pixels 230 used for the light-receiving process are some of the plurality of light-receiving pixels 230 in the light-receiving element array 22 including the plurality of light-receiving elements 220, In FIG. 9, light receiving processing is performed by the light receiving pixels 230 forming four light receiving blocks RB1, RB2, RB3, and RB4. 9 schematically shows the light receiving element array 22, and the light receiving element array 22 may include, for example, 596 vertical×42 horizontal light receiving elements, or other combination of rows×columns. Further, the light-receiving element array 22 may be configured to detect optical axis misalignment in the vertical, horizontal, and rotational directions, that is, to include a plurality of light-receiving pixels 230 in the vertical direction VD and the horizontal direction HD. may have any number of light receiving elements such as 2×2, 1×2, 2×1.

本実施形態においては、説明を容易にするため、光強度斑の受光領域として、略円形の形状を有する受光領域LA11、LA21、LA31を用いて説明する。なお、略矩形には楕円も含まれ、また、受光領域LA11、LA21、LA31は、台形、平行四辺形、多角形を含む略矩形の形状やその他の形状を有していても良い。略円形の形状の場合には円心位置を、略矩形の形状の場合には、重心位置を、それぞれ受光領域の中心、すなわち、対応する受光画素230の位置として考えれば良い。図9の例において、受光素子アレイ22における各受光画素230の位置は、垂直方向VDをY方向、水平方向HDをX方向とするとき、XY座標によって表すことができる。なお、光強度斑を受光する受光画素230、または、受光画素230の受光位置、すなわち、受光領域の判別手法は第1の実施形態において説明済みである。 In the present embodiment, for ease of explanation, light-receiving areas LA11, LA21, and LA31 having a substantially circular shape will be used as the light-receiving areas for light intensity spots. The substantially rectangular shape includes an ellipse, and the light receiving areas LA11, LA21, and LA31 may have substantially rectangular shapes including trapezoids, parallelograms, polygons, and other shapes. In the case of a substantially circular shape, the position of the center of the circle, and in the case of a substantially rectangular shape, the position of the center of gravity can be regarded as the center of the light receiving area, that is, the position of the corresponding light receiving pixel 230 . In the example of FIG. 9, the position of each light receiving pixel 230 in the light receiving element array 22 can be represented by XY coordinates when the vertical direction VD is the Y direction and the horizontal direction HD is the X direction. The light-receiving pixels 230 that receive the light intensity spots, or the light-receiving positions of the light-receiving pixels 230, that is, the method of determining the light-receiving regions have already been described in the first embodiment.

図10において符合Aで示す左側の受光素子アレイ22は、垂直・水平・回転軸・光軸方向のいずれにおいても光軸ずれがおきていない場合の受光状態を模式的に示し、符合Bで示す右側の受光素子アレイ22は、回転軸の光軸ずれがおきており、また、ぼけが生じている場合の受光状態を模式的に示している。なお、ぼけは、光学式検出装置10の光軸方向の光軸ずれであり、光軸と平行な方向において焦点に関わる光学系、主には、例えば、コリメータレンズPLといったレンズと受光素子アレイ22との相対距離のずれによって生じる光軸ずれの一種であり、図10においては、受光領域LA11、LA21に現れている。ぼけは受光領域の大きさ、すなわち、面積の変化として受光素子アレイ22上に現れ、ぼけが生じていない基準となる受光領域に対して大きくなる場合は、コリメータレンズPLと受光素子アレイ22との相対距離が減少しており、光学式検出装置10の構成上、基準となる受光領域に対して小さくなる場合は、コリメータレンズPLと受光素子アレイ22との相対距離が増加している。基準距離に対するコリメータレンズPLと受光素子アレイ22との相対距離の増減は、光軸と平行な方向におけるコリメータレンズPLの位置ずれおよび受光素子アレイ22の位置ずれの少なくともいずれか一つによって生じる。 The light receiving element array 22 on the left side indicated by symbol A in FIG. 10 schematically shows a light receiving state when there is no optical axis deviation in any of the vertical, horizontal, rotation axis, and optical axis directions, and is indicated by symbol B. The light-receiving element array 22 on the right side schematically shows a light-receiving state when the optical axis of the rotation axis is misaligned and blurring occurs. Note that the blur is an optical axis shift in the optical axis direction of the optical detection device 10, and is an optical system related to the focus in a direction parallel to the optical axis, mainly a lens such as the collimator lens PL and the light receiving element array 22. 10, it appears in the light receiving areas LA11 and LA21. The blur appears on the light-receiving element array 22 as a change in the size of the light-receiving region, that is, the area. If the relative distance is reduced and becomes smaller than the reference light-receiving area due to the configuration of the optical detection device 10, the relative distance between the collimator lens PL and the light-receiving element array 22 is increased. An increase or decrease in the relative distance between the collimator lens PL and the light receiving element array 22 with respect to the reference distance is caused by at least one of positional deviation of the collimator lens PL and positional deviation of the light receiving element array 22 in the direction parallel to the optical axis.

図10のBにおいて、受光領域LA11および受光領域LA21は、Aに示す基準位置(基準直線BVL)に対して、水平方向(X方向)にずれていると共に、面積が増大している。図10のBに示す受光領域LA11、LA21の位置は、受光素子アレイ22の左上側を原点位置(x,y)=(0,0)とする座標位置として取得することが可能となる。すなわち、対応する複数の受光画素230の座標位置を用いて得られる重心位置、または、中心位置に対応する座標値を各受光領域LA11、LA21、LA31の位置を示す座標位置として取得することができる。各受光領域LA11、LA21、LA31の位置ずれの種別並びに位置ずれ量(位置ずれの程度)は、図10のBに示す各受光領域LA11、LA21、LA31の中心を通る検出直線RVLを算出し、図10のAに示す基準となる各受光領域LA11、LA21、LA31の中心を通る直線を基準直線BVLとして算出し、両直線の幾何学的な位置関係を求めることによって取得され得る。なお、基準直線BVLを表す一次式は予め定められており、検出直線RVLを表す一次式は受光領域LA11およびLA31の座標位置を用いて決定されても良く、あるいは、受光領域LA11、LA21、LA31の3点を用いて最小自乗法等の周知の直線近似手法によって算出されても良い。図10のBの例においては、受光領域LA21が水平方向へずれており、また、検出直線RVLは基準直線BVLに対して回転角度θだけ回転している。基準直線BVLに対する検出直線RVLの水平方向HDおよび垂直方向VDにおける軸ずれ量は、基準直線BVLの中点と検出直線RVLの中点の座標値を用いて算出され得、検出直線RVLおよび基準直線BVLがなす回転角度θは、種々の周知の方法、例えば2ベクトルの内積を用いる方法によって算出され得る。 In B of FIG. 10, the light receiving area LA11 and the light receiving area LA21 are shifted in the horizontal direction (X direction) with respect to the reference position (reference straight line BVL) shown in A, and the area is increased. The positions of the light receiving areas LA11 and LA21 shown in FIG. 10B can be obtained as coordinate positions with the upper left side of the light receiving element array 22 as the origin position (x, y)=(0, 0). That is, the barycenter position obtained using the coordinate positions of the corresponding plurality of light receiving pixels 230 or the coordinate value corresponding to the center position can be obtained as the coordinate position indicating the position of each of the light receiving areas LA11, LA21, and LA31. . The type of positional deviation and the amount of positional deviation (degree of positional deviation) of each of the light receiving areas LA11, LA21, and LA31 are calculated by calculating a detection straight line RVL passing through the center of each of the light receiving areas LA11, LA21, and LA31 shown in B of FIG. It can be obtained by calculating a straight line passing through the centers of the light receiving areas LA11, LA21, and LA31 serving as a reference shown in A of FIG. The linear expression representing the reference straight line BVL is predetermined, and the linear expression representing the detection straight line RVL may be determined using the coordinate positions of the light receiving areas LA11 and LA31. may be calculated by a well-known linear approximation method such as the least squares method using the three points. In the example of B in FIG. 10, the light receiving area LA21 is shifted in the horizontal direction, and the detection straight line RVL is rotated by the rotation angle θ with respect to the reference straight line BVL. The amount of axis deviation of the detection straight line RVL in the horizontal direction HD and the vertical direction VD with respect to the reference straight line BVL can be calculated using the coordinate values of the midpoint of the reference straight line BVL and the midpoint of the detection straight line RVL. The rotation angle θ formed by the BVL can be calculated by various well-known methods, such as a method using the inner product of two vectors.

さらに、受光領域LA11の面積は、受光領域LA21の面積よりも大きく、図10のおける上向き、すなわち、Y座標値が0となる方向に向かって、コリメータレンズPLと受光素子アレイ22との相対距離が近づく光軸方向の光軸ずれが発生している。ぼけについては、例えば、予め定められている、受光領域の面積の大きさと、コリメータレンズPLと受光するとの相対距離との関係から、ぼけの程度が決定されても良く、予め定められている受光領域の面積と受光素子アレイ22の表面に対する検出直線RVLの傾きとの関係からぼけの程度が決定されても良い。各受光領域LA11、LA21、LA31の大きさ、すなわち、面積は、各受光領域LA11、LA21、LA31を構成する受光画素230の個数を、予め定められた1つの受光画素230の面積に乗じることによって、あるいは、各受光領域LA11、LA21、LA31を構成する受光画素230の座標位置により得られる最大距離を直径として近似的に算出される円の面積や直交する2つの最大距離を2辺として近似的に算出される矩形の面積として得られ得る。本実施形態においては、面積の正確な値は要求されておらず、同一の算出手法によって定められた基準となる面積との対比が行われれば十分である。 Furthermore, the area of the light receiving area LA11 is larger than the area of the light receiving area LA21, and the relative distance between the collimator lens PL and the light receiving element array 22 increases upward in FIG. There is an optical axis shift in the direction of the optical axis where the With regard to blurring, for example, the degree of blurring may be determined from a predetermined relationship between the area size of the light receiving region and the relative distance between the collimator lens PL and the light receiving area. The degree of blurring may be determined from the relationship between the area of the region and the inclination of the detection straight line RVL with respect to the surface of the light receiving element array 22 . The size, that is, the area of each light receiving area LA11, LA21, LA31 is obtained by multiplying the number of light receiving pixels 230 constituting each light receiving area LA11, LA21, LA31 by the area of one predetermined light receiving pixel 230. Alternatively, the area of a circle approximately calculated with the diameter being the maximum distance obtained from the coordinate positions of the light receiving pixels 230 constituting each of the light receiving areas LA11, LA21, and LA31, or the maximum distance of two orthogonal sides being approximately the two sides. can be obtained as the area of a rectangle calculated as In this embodiment, an exact value of the area is not required, and it is sufficient to compare it with a reference area determined by the same calculation method.

第2の実施形態に係る光学式検出装置10により実行される光軸ずれ判定処理について説明する。図11に示す処理ルーチンは、光学式検出装置10の作動期間が予め定められた期間、例えば、10日、30日、2ヶ月といった期間を経過するたびに実行され得る。また、光学式検出装置10が車両50に搭載して用いられる場合には、車両の制御システムが始動される都度、または、スタートスイッチがオンされる度、あるいは、車両50の累積走行時間が予め定められた時間経過する度、または、車両50の累積走行距離が予め定められた距離を超過する度に実行されても良い。さらには、車両50が点検、修理を受けた後のタイミングで実行されても良い。CPU101が光軸ずれ判定プログラムPr1を実行することによって図11に示す処理フローが実行される。なお、第1の実施形態において説明した処理ステップと同様の処理ステップについては、同一のステップ番号を付すと共に、簡単に説明するに留める。 Optical axis deviation determination processing executed by the optical detection device 10 according to the second embodiment will be described. The processing routine shown in FIG. 11 can be executed each time the optical detection device 10 has been in operation for a predetermined period of time, such as 10 days, 30 days, or 2 months. Further, when the optical detection device 10 is mounted on the vehicle 50 and used, each time the control system of the vehicle is started, or the start switch is turned on, or the accumulated running time of the vehicle 50 is detected in advance. It may be executed each time a predetermined time elapses, or each time the accumulated travel distance of the vehicle 50 exceeds a predetermined distance. Furthermore, it may be executed after the vehicle 50 has been inspected and repaired. The processing flow shown in FIG. 11 is executed by the CPU 101 executing the optical axis deviation determination program Pr1. Processing steps similar to those described in the first embodiment are given the same step numbers and will be described only briefly.

CPU101は、入出力インタフェース103を介して、受光部20から検出反射光を取得する(ステップS100)。受光部20、より具体的には、受光素子アレイ22により受光された反射光には、図9に示した発光部30の照射光に含まれる重複領域LPまたは図5に示した非照射領域Spに対応する受光領域LA11、LA21、LA31が含まれている。受光領域LA11、LA21、LA31を受光している受光画素230であるか否かは、第1の実施形態において説明したように入射光強度を用いて判別することができる。CPU101は、メモリ102の基準受光領域記憶領域102aから予め用意されている基準受光領域情報である基準受光位置および基準受光面積を取得する(ステップS101)。基準受光位置は、発光部30の照射光に含まれる受光領域LA11、LA21、LA31の発生位置に対応する受光素子アレイ22における受光位置であり、光学式検出装置10が正しい姿勢にて設置、例えば、車両50に搭載されている場合に、光強度斑に対応する反射光を受光する受光画素230の位置、より具体的には、受光領域LA11、LA21、LA31の中心または重心に対応する座標位置である。基準受光面積は、発光部30の照射光に含まれる光強度斑の発生位置に対応する受光素子アレイ22における受光領域LA11、LA21、LA31の面積であり、光学式検出装置10の焦点に関わる光学系、主にはレンズと受光素子アレイ22とが正しい姿勢にて配置されている場合に、受光領域LA11、LA21、LA31に対応する受光画素230の数により定められた受光領域の大きさである。基準受光位置および基準受光面積は、光学式検出装置10が設置されるタイミングにて、予め取得され、基準受光位置記憶領域102aに座標位置(x,y)および面積値として格納される。 The CPU 101 acquires the detected reflected light from the light receiving section 20 via the input/output interface 103 (step S100). The reflected light received by the light receiving unit 20, more specifically, the light receiving element array 22 includes the overlapping region LP included in the irradiation light of the light emitting unit 30 shown in FIG. 9 or the non-irradiated region Sp shown in FIG. light receiving areas LA11, LA21, and LA31 corresponding to . Whether or not the light-receiving pixels 230 receive light in the light-receiving areas LA11, LA21, and LA31 can be determined using the incident light intensity as described in the first embodiment. The CPU 101 acquires a reference light receiving position and a reference light receiving area, which are reference light receiving area information prepared in advance, from the reference light receiving area storage area 102a of the memory 102 (step S101). The reference light-receiving position is a light-receiving position in the light-receiving element array 22 corresponding to the positions where the light-receiving areas LA11, LA21, and LA31 included in the light emitted from the light-emitting unit 30 are generated. , the position of the light-receiving pixel 230 that receives the reflected light corresponding to the light intensity unevenness when mounted on the vehicle 50, more specifically, the coordinate position corresponding to the center or the center of gravity of the light-receiving areas LA11, LA21, and LA31. is. The reference light-receiving area is the area of the light-receiving areas LA11, LA21, and LA31 in the light-receiving element array 22 corresponding to the positions of occurrence of light intensity spots contained in the irradiation light of the light-emitting unit 30. It is the size of the light receiving area determined by the number of light receiving pixels 230 corresponding to the light receiving areas LA11, LA21, and LA31 when the system, mainly the lens, and the light receiving element array 22 are arranged in the correct posture. . The reference light-receiving position and the reference light-receiving area are obtained in advance at the timing when the optical detection device 10 is installed, and stored as the coordinate position (x, y) and the area value in the reference light-receiving position storage area 102a.

CPU101は、受光部20から取得した受け取った検出受光領域と、メモリ102から取得した基準受光領域とのずれ量Dpsを取得する(ステップS103)。ずれ量Dpsは、光軸のずれ量を表す指標であり、本実施形態においては、位置ずれ量および大きさ・面積のずれ量の双方が少なくとも含まれる。位置ずれ量は、例えば、検出受光領域の中心または重心に対応する座標位置と、基準受光位置の座標位置との差分として取得され得る。既述のように、水平方向HDおよび垂直方向VDへの位置ずれ量は、それぞれ、検出直線RVLおよび基準直線BVLの中点のX方向およびY方向における座標値の差分として取得され、光軸周りの回転ずれ量は、検出直線RVLと基準直線BVLとの内角または外角によって取得される。さらに、本実施形態における光軸ずれには、既述のように光軸方向におけるコリメータレンズPLと受光素子アレイ22との相対的な位置ずれが含まれている。この相対的な位置ずれは、コリメータレンズPLと受光素子アレイ22との相対距離の変動により発生し、検出受光領域の大きさのずれ、すなわち、変化として現れる。したがって、基準受光領域の面積と検出受光領域の面積の大きさの相違がずれ量を表す指標として算出される。なお、本実施形態における各ずれ量は、差分に限らず基準値に対する実受光値との比であっても良い。 The CPU 101 acquires the deviation amount Dps between the detected light receiving area acquired from the light receiving unit 20 and the reference light receiving area acquired from the memory 102 (step S103). The shift amount Dps is an index representing the shift amount of the optical axis, and includes at least both the position shift amount and the size/area shift amount in the present embodiment. The positional deviation amount can be obtained, for example, as the difference between the coordinate position corresponding to the center or the center of gravity of the detection light receiving area and the coordinate position of the reference light receiving position. As described above, the amount of positional deviation in the horizontal direction HD and the vertical direction VD is obtained as the difference between the coordinate values in the X and Y directions of the midpoints of the detection straight line RVL and the reference straight line BVL, respectively. is obtained from the inner or outer angle between the detection straight line RVL and the reference straight line BVL. Furthermore, the optical axis deviation in this embodiment includes the relative positional deviation between the collimator lens PL and the light receiving element array 22 in the optical axis direction as described above. This relative positional deviation occurs due to variation in the relative distance between the collimator lens PL and the light receiving element array 22, and appears as a deviation, that is, a change in the size of the detection light receiving area. Therefore, the difference between the size of the area of the reference light receiving region and the size of the area of the detection light receiving region is calculated as an index representing the amount of deviation. Note that each deviation amount in the present embodiment is not limited to the difference, and may be the ratio of the actual received light value to the reference value.

CPU101は、ずれ量Dpsが同一許容範囲内になるか否かを判定する(ステップS105)。具体的には、CPU101は、ずれ量Dpsの絶対値が、予め定められている同一基準ずれ量Drbよりも小さい、すなわち、|Dps|<Drbであるか否かを判定する。同一基準ずれ量Drbは、第1の実施形態において同一または略同一と判定できる程度の位置ずれ量に相当する。CPU101は、ずれ量Dpsの絶対値が同一基準ずれ量Drbよりも小さいと判定すると(ステップS105:Yes)、光軸ずれは発生していないと判定し、本処理ルーチンを終了する。検出受光領域と基準受光領域とのずれ量Dpsの絶対値が同一基準ずれ量Drbよりも小さい場合には、光学式検出装置10において光軸ずれは発生していないか発生していないと見なすことができるからである。 The CPU 101 determines whether or not the deviation amount Dps is within the same allowable range (step S105). Specifically, the CPU 101 determines whether or not the absolute value of the deviation amount Dps is smaller than the predetermined same reference deviation amount Drb, that is, |Dps|<Drb. The same reference deviation amount Drb corresponds to a position deviation amount that can be determined to be the same or approximately the same in the first embodiment. When determining that the absolute value of the deviation amount Dps is smaller than the same reference deviation amount Drb (step S105: Yes), the CPU 101 determines that the optical axis deviation has not occurred, and terminates this processing routine. When the absolute value of the deviation amount Dps between the detection light receiving area and the reference light receiving area is smaller than the same reference deviation amount Drb, it is assumed that the optical axis deviation has not occurred in the optical detection device 10. This is because

CPU101は、ずれ量Dpsの絶対値が同一基準ずれ量Drbよりも小さくない、すなわち、|Dps|≧Drbと判定すると(ステップS105:No)、ずれ量Dpsの絶対値が第1の基準ずれ量Dr1よりも小さいか、すなわち、|Dps|<Dr1であるか否かを判定する(ステップS107)。CPU101は、ずれ量Dps<第1の基準ずれ量Dr1であると判定すると(ステップS107:Yes)、光軸ずれが発生する時期を予測し(ステップS112)、本処理ルーチンを終了する。第1の基準ずれ量Dr1は、同一基準ずれ量Drbよりも大きく、光軸ずれが発生しているとの判定に用いられる第2の基準ずれ量Dr2よりも小さな値であり、例えば、統計的なデータから、6ヶ月以内に光軸ずれが発生し得るとして設定されたずれ量である。 When the CPU 101 determines that the absolute value of the deviation amount Dps is not smaller than the same reference deviation amount Drb, that is, |Dps|≧Drb (step S105: No), the absolute value of the deviation amount Dps is equal to the first reference deviation amount. It is determined whether it is smaller than Dr1, that is, whether |Dps|<Dr1 (step S107). When the CPU 101 determines that the deviation amount Dps<the first reference deviation amount Dr1 (step S107: Yes), it predicts the time when the optical axis deviation occurs (step S112), and ends this processing routine. The first reference deviation amount Dr1 is larger than the same reference deviation amount Drb and smaller than the second reference deviation amount Dr2 used for determining that optical axis deviation has occurred. This is the amount of misalignment set assuming that misalignment of the optical axis can occur within 6 months based on the data.

CPU101は、ずれ量Dpsの絶対値が第1の基準ずれ量Dr1よりも小さくない、すなわち、|Dps|≧Dr1と判定すると(ステップS107:No)、ずれ量Dpsの絶対値が第2の基準ずれ量Dr2よりも小さいか、すなわち、|Dps|<Dr2であるか否かを判定する(ステップS109)。CPU101は、ずれ量Dps<第2の基準ずれ量Dr2であると判定すると(ステップS109:Yes)、ステップS112に移行する。この場合、未だ許容できない光軸ずれは発生していないので、予防的な処理が実行される。CPU101は、ずれ量Dpsの絶対値が第2の基準ずれ量Dr2よりも小さくない、すなわち、|Dps|≧Dr2と判定すると(ステップS109:No)、光軸ずれの発生を報知して(ステップS114)、本処理ルーチンを終了する。位置ずれ量Dpが非許容ずれ量Drc以上である場合には、許容できない光軸ずれが光学式検出装置10に発生している。第2の基準ずれ量Dr2は、許容できない光軸ずれに対応する検出受光領域の位置ずれ量に対応し、許容できない光軸ずれは、例えば、光学式検出装置10による測距の精度が予め定められた精度よりも低下し得る光軸ずれに対応するずれ量である。予め定められた精度は、例えば、誤差率が予め想定されている誤差率、例えば、±5%である。光軸ずれの報知は、光学式検出装置10のユーザに対して実行され、光学式検出装置10が車両50に搭載されている場合には、車両50が備える情報表示装置や音声を介して速やかな点検を促す報知が行われ得る。なお、第2の基準ずれ量Dr1は第1の判定値であり、第1の基準ずれ量Dr1は第2の判定値である。 When the CPU 101 determines that the absolute value of the deviation amount Dps is not smaller than the first reference deviation amount Dr1, that is, |Dps| It is determined whether or not it is smaller than the deviation amount Dr2, that is, whether or not |Dps|<Dr2 (step S109). When the CPU 101 determines that the deviation amount Dps<the second reference deviation amount Dr2 (step S109: Yes), the process proceeds to step S112. In this case, since an unacceptable optical axis deviation has not yet occurred, preventive processing is executed. When the CPU 101 determines that the absolute value of the deviation amount Dps is not smaller than the second reference deviation amount Dr2, that is, |Dps| S114), this processing routine ends. If the positional deviation amount Dp is greater than or equal to the unacceptable deviation amount Drc, an unacceptable optical axis deviation has occurred in the optical detection device 10 . The second reference deviation amount Dr2 corresponds to the positional deviation amount of the detection light-receiving area corresponding to the unacceptable optical axis deviation. This is the deviation amount corresponding to the optical axis deviation that can be lower than the accuracy specified. The predetermined accuracy is, for example, an error rate assumed in advance, such as ±5%. The user of the optical detection device 10 is notified of the misalignment of the optical axis. A notification prompting an inspection can be performed. The second reference deviation amount Dr1 is the first determination value, and the first reference deviation amount Dr1 is the second determination value.

以上説明した第2の実施形態に係る光学式検出装置10によれば、第1の実施形態に係る光学式検出装置10により得られる種々の利点に加えて、水平方向および垂直方向の光軸ずれ、光軸を中心とする回転方向の光軸ずれ並びに光軸と直交する直交軸方向の光軸ずれを判定するので、光軸ずれの判定精度をさらに向上させることができる。光軸ずれの判定精度がさらに向上することによって、光学式検出装置10の歩留まりを増大させることが可能となり、経年的な光軸ずれの解析精度を向上させることが可能なり、さらに、光学式検出装置10の要整備時期の予測を向上させることができる。なお、光軸と直交する直交軸は、焦点に関わる光学系、主にはレンズまたは受光素子アレイ22において光軸に対して直交する仮想的な直交軸であり、当該直交軸方向の光軸ずれは、レンズと受光素子アレイ22との相対距離の変化に伴うぼけをもたらす。第2の実施形態において説明した種々の光軸ずれの態様は、任意の組み合わせで検出されてもよく、全ての組み合わせで検出されても良い。 According to the optical detection device 10 according to the second embodiment described above, in addition to the various advantages obtained by the optical detection device 10 according to the first embodiment, horizontal and vertical optical axis misalignment is reduced. Since the optical axis deviation in the direction of rotation about the optical axis and the optical axis deviation in the orthogonal axis direction perpendicular to the optical axis are determined, it is possible to further improve the determination accuracy of the optical axis deviation. By further improving the determination accuracy of the optical axis deviation, it is possible to increase the yield of the optical detection device 10, improve the analysis accuracy of the optical axis deviation over time, and furthermore, optical detection Prediction of when the device 10 needs to be serviced can be improved. The orthogonal axis orthogonal to the optical axis is a virtual orthogonal axis orthogonal to the optical axis in the optical system related to the focus, mainly the lens or the light receiving element array 22, and the optical axis deviation in the orthogonal axis direction produces a blur associated with changes in the relative distance between the lens and the photodetector array 22 . The various modes of optical axis deviation described in the second embodiment may be detected in any combination, or may be detected in all combinations.

上記説明においては、光軸ずれの報知並びに光軸ずれ発生の予測に止まっているが、光学式検出装置10は、検出された光軸ずれの態様に応じて受光処理に用いる受光画素230を変更可能な構成を備えていても良い。すなわち、光軸ずれ量をより詳細に検出することができるので、受光処理に用いる受光画素を適切に変更することができる。変更可能な構成には、光学式検出装置10における受光処理を行う受光画素230の設定を人が変更する態様、光学式検出装置10自身が、光軸ずれの態様、すなわち、水平、垂直、光軸まわりの光軸ずれ、に応じて受光画素230の設定を変更する態様が含まれる。図12を用いて受光領域の変更の具体的について説明する。図12において基準となる、すなわち、光軸ずれが発生する前に用いられていた受光領域ORPは破線で示されている。上記各実施形態においては、4つの受光ブロックRB1、RB2、RB3、RB4によって受光領域ORPが構成されている。光軸周りの光軸ずれが存在せず、水平方向HDおよび垂直方向VDに光軸ずれが発生し、光強度斑が破線で示す領域CH1に現れている場合には、領域CH1に対応する受光画素230が受光処理に用いられる。この場合、受光ブロックRB1、RB2、RB3、RB4は、受光領域ORPを構成する際と同一の縦横の配置形態を有するように選択される。光軸を回転中心とする回転方向の光軸ずれが発生し、光強度斑が破線で示す領域CH2に現れている場合には、領域CH2に対応する受光画素230が受光処理に用いられる。この場合、領域CH2は垂直方向VDおよび水平方向HDに対して斜めの領域となるので、受光ブロックRB1、RB2、RB3、RB4は、領域CH2と一致または近似するように階段状をなすように選択され、領域CH2に対応する受光領域が設定される。このように、受光領域ORPを複数の受光ブロックにより形成する場合には、水平、垂直、光軸まわりの光軸ずれが発生している場合であっても、光軸ずれに応じて受光領域を変更することが可能となり、光学式検出装置10における検出精度の低下を抑制または防止することができる。この結果、光学式検出装置10の検出精度を従前よりも長い期間にわたって維持することができる。なお、ぼけにより検出される、レンズと受光素子アレイ22との相対距離、すなわち、相対位置の変化に伴う光軸ずれについては、ハードウェア的な修正が求められるので、一般的には、整備員によって修正される。ただし、レンズおよび受光素子アレイ22の少なくともいずれか一方にアクチュエータが備えられている場合には、アクチュエータを作動させることにより、レンズと受光素子アレイ22との相対距離が修正されても良い。 Although the above description is limited to notification of optical axis misalignment and prediction of occurrence of optical axis misalignment, the optical detection device 10 changes the light-receiving pixels 230 used for light receiving processing in accordance with the state of the detected optical axis misalignment. It may have a possible configuration. That is, since the amount of optical axis deviation can be detected in more detail, it is possible to appropriately change the light-receiving pixels used for the light-receiving process. The configuration that can be changed includes a mode in which a person changes the settings of the light receiving pixels 230 that perform light receiving processing in the optical detection device 10, and a mode in which the optical detection device 10 itself shifts the optical axis, that is, horizontal, vertical, and optical axis shift. It includes a mode of changing the setting of the light receiving pixel 230 according to the optical axis shift around the axis. A specific change of the light receiving area will be described with reference to FIG. 12 . In FIG. 12, the reference light-receiving region ORP, that is, the light-receiving region ORP used before the occurrence of the optical axis shift is indicated by a dashed line. In each of the above embodiments, the light receiving region ORP is configured by the four light receiving blocks RB1, RB2, RB3, and RB4. If there is no optical axis deviation around the optical axis, optical axis deviation occurs in the horizontal direction HD and vertical direction VD, and light intensity spots appear in the area CH1 indicated by the dashed line, the received light corresponding to the area CH1 Pixels 230 are used for light reception processing. In this case, the light-receiving blocks RB1, RB2, RB3, and RB4 are selected so as to have the same vertical and horizontal arrangement form as when forming the light-receiving region ORP. When the optical axis shifts in the rotational direction about the optical axis and the light intensity unevenness appears in the area CH2 indicated by the dashed line, the light-receiving pixels 230 corresponding to the area CH2 are used for light-receiving processing. In this case, since the area CH2 is an oblique area with respect to the vertical direction VD and the horizontal direction HD, the light-receiving blocks RB1, RB2, RB3, and RB4 are selected so as to form a stepped shape that matches or approximates the area CH2. and a light receiving area corresponding to the area CH2 is set. In this way, when the light receiving region ORP is formed by a plurality of light receiving blocks, the light receiving region can be formed according to the optical axis shift even when there is horizontal, vertical, or optical axis shift around the optical axis. It is possible to change it, and it is possible to suppress or prevent deterioration of detection accuracy in the optical detection device 10 . As a result, the detection accuracy of the optical detection device 10 can be maintained for a longer period than before. The relative distance between the lens and the light-receiving element array 22, which is detected by the blurring, that is, the optical axis deviation due to the change in the relative position requires hardware correction. modified by However, if at least one of the lens and the light receiving element array 22 is provided with an actuator, the relative distance between the lens and the light receiving element array 22 may be corrected by operating the actuator.

その他の実施形態:
(1)上記各実施形態においては、光軸ずれ発生の予測時期の算出と光軸ずれの判定および報知の双方が実行されているが、いずれか一方のみが実行されても良い。光軸ずれ発生の予測時期の算出のみが実行される場合には、算出された予想時期に応じた報知を実行することにより、光軸ずれが生じる前に対策を取ることが可能である。光軸ずれの判定および報知のみが実行される場合であっても、光学式検出装置10単体で早期に光軸ずれの判定を実行することができる。光軸ずれ発生の予測時期の算出と光軸ずれの判定および報知の双方が実行される場合には、算出された予想時期に応じた対策が取られない場合であっても、発生した光軸ずれを早期に判定し、報知することができる。
Other embodiments:
(1) In each of the above-described embodiments, both the calculation of the predicted timing of occurrence of the optical axis deviation and the determination and notification of the optical axis deviation are executed, but only one of them may be executed. When only the calculation of the predicted timing of occurrence of optical axis misalignment is performed, it is possible to take countermeasures before the optical axis misalignment occurs by executing notification according to the calculated predicted timing. Even if only the determination and notification of the optical axis deviation are performed, the optical detection device 10 alone can determine the optical axis deviation at an early stage. When both the calculation of the predicted timing of optical axis misalignment and the determination and notification of the optical axis misalignment are executed, even if no countermeasures are taken in accordance with the calculated predicted timing, A shift can be determined early and notified.

(2)上記各実施形態においては、CPU101が光軸ずれ判定プログラムPr1を実行することによって、光軸ずれの判定処理を実行する光学式検出装置10が実現されているが、予めプログラムされた集積回路またはディスクリート回路によってハードウェア的に実現されても良い。すなわち、上記各実施形態における制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部およびその手法は、一つまたは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 (2) In each of the above embodiments, the CPU 101 executes the optical axis deviation determination program Pr1 to implement the optical detection device 10 that executes the optical axis deviation determination process. It may be implemented in hardware by circuits or discrete circuits. That is, the control unit and its technique in each of the above embodiments are performed by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. may be implemented. Alternatively, the controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the controllers and techniques described in this disclosure comprise a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. may be implemented by one or more dedicated computers configured as The computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible recording medium.

以上、実施形態、変形例に基づき本開示について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本開示にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 Although the present disclosure has been described above based on the embodiments and modifications, the above-described embodiments of the present invention are intended to facilitate understanding of the present disclosure, and do not limit the present disclosure. This disclosure may be modified and modified without departing from its spirit and scope of the claims, and this disclosure includes equivalents thereof. For example, the technical features in the embodiments and modifications corresponding to the technical features in each form described in the Summary of the Invention are used to solve some or all of the above problems, or In order to achieve some or all of the effects, it is possible to appropriately replace or combine them. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

10…光学式検出装置、20…受光部、22…受光素子アレイ、230…受光画素、30…発光部、32…発光素子、40…電動機、100…制御装置、101…CPU、102…メモリ、103…入出力インタフェース、104…バス、50…車両、Pr1…光軸ずれ判定プログラム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Optical detection apparatus, 20... Light-receiving part, 22... Light-receiving element array, 230... Light-receiving pixel, 30... Light-emitting part, 32... Light-emitting element, 40... Electric motor, 100... Control apparatus, 101... CPU, 102... Memory, 103... Input/output interface, 104... Bus, 50... Vehicle, Pr1... Optical axis deviation determination program.

Claims (10)

光学式検出装置(10)であって、
複数の発光素子(32)を備える発光部(30)と、
前記発光部の照射光に応じた反射光を受光する複数の受光画素(230)により形成されている受光素子アレイ(22)を備える受光部(20)と、
前記発光部の照射光に含まれる、前記複数の発光素子の照射光の重複、または、前記複数の発光素子の照射光の非重複により生じる光強度斑の発生位置に対応する前記受光素子アレイにおける基準受光領域を格納する格納部(102)と、
前記基準受光領域と、前記受光素子アレイにおける、前記照射光の反射光に含まれる光強度斑の検出受光領域とのずれを用いて光軸ずれを判定する判定部(100)とを備える、光学式検出装置。
An optical detection device (10), comprising:
a light emitting part (30) comprising a plurality of light emitting elements (32);
a light receiving section (20) comprising a light receiving element array (22) formed of a plurality of light receiving pixels (230) that receive reflected light corresponding to the light emitted from the light emitting section;
In the light-receiving element array corresponding to a position where light intensity unevenness occurs due to overlap of the irradiation light of the plurality of light emitting elements or non-overlapping of the irradiation light of the plurality of light emitting elements included in the irradiation light of the light emitting unit a storage unit (102) for storing a reference light receiving area;
a determination unit (100) for determining an optical axis deviation by using a deviation between the reference light receiving area and a detection light receiving area of the light intensity spots included in the reflected light of the irradiation light in the light receiving element array. formula detection device.
請求項1に記載の光学式検出装置において、
前記複数の受光画素は、前記反射光に含まれる光強度斑を複数の受光画素で受光するように前記複数の発光素子の配置方向に隙間なく配置されている、光学式検出装置。
The optical detection device of claim 1, wherein
The optical detection device, wherein the plurality of light receiving pixels are arranged without gaps in the arrangement direction of the plurality of light emitting elements so that the light intensity spots included in the reflected light are received by the plurality of light receiving pixels.
請求項1または2に記載の光学式検出装置において、
前記複数の受光画素は、前記反射光に含まれる光強度斑を複数の受光画素で受光するように前記複数の発光素子の配置方向と直交する方向に隙間なく配置されている、光学式検出装置。
The optical detection device according to claim 1 or 2,
The plurality of light-receiving pixels are arranged without gaps in a direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light-emitting elements so that the plurality of light-receiving pixels receive light intensity spots included in the reflected light. .
請求項1に記載の光学式検出装置において、
前記複数の受光画素の各受光画素は、前記反射光に含まれる光強度斑を複数の受光画素によって受光するように寸法が設定されている、光学式検出装置。
The optical detection device of claim 1, wherein
The optical detection device, wherein each light receiving pixel of the plurality of light receiving pixels is dimensioned such that the light intensity spots contained in the reflected light are received by the plurality of light receiving pixels.
請求項1から4のいずれか一項に記載の光学式検出装置において、
前記判定部は、前記光強度斑の光強度と前記反射光の光強度との差分を用いて前記検出受光領域を判定する、光学式検出装置。
In the optical detection device according to any one of claims 1 to 4,
The determination unit determines the detection light-receiving area using a difference between the light intensity of the light intensity spots and the light intensity of the reflected light.
請求項5に記載の光学式検出装置において、
前記判定部は、前記光強度斑の光強度と前記反射光の光強度とを用いて前記差分を学習する、光学式検出装置。
An optical detection device according to claim 5, wherein
The determination unit is an optical detection device that learns the difference using the light intensity of the light intensity spots and the light intensity of the reflected light.
請求項2から6いずれか一項に記載の光学式検出装置において、
前記判定部は、前記基準受光領域と前記検出受光領域とのずれ量が予め定められた第1の判定値よりも大きい場合に、光軸ずれを判定し、光軸ずれの報知処理を実行する、光学式検出装置。
An optical detection device according to any one of claims 2 to 6,
The judging unit judges optical axis displacement and executes an optical axis displacement notification process when an amount of displacement between the reference light receiving area and the detection light receiving area is larger than a predetermined first judgment value. , an optical detection device.
請求項7に記載の光学式検出装置において、
前記判定部は、前記基準受光領域と前記検出受光領域とのずれ量が前記第1の判定値よりも小さい、予め定められた第2の判定値よりも大きい場合に、光軸ずれが発生する予測時期を算出する、光学式検出装置。
An optical detection device according to claim 7, wherein
The judging unit determines that optical axis misalignment occurs when a displacement amount between the reference light receiving area and the detection light receiving area is smaller than the first judgment value and larger than a predetermined second judgment value. An optical detection device that calculates the predicted time.
請求項1に記載の光学式検出装置において、
前記判定部は、前記基準受光領域と前記検出受光領域とのずれ量が光軸ずれの判定値である第1の判定値よりも小さい、予め定められた第2の判定値よりも大きい場合に、光軸ずれが発生する予測時期を算出する、光学式検出装置。
The optical detection device of claim 1, wherein
The judging unit is configured to determine if the deviation amount between the reference light receiving area and the detection light receiving area is smaller than a first judgment value that is a judgment value for optical axis deviation and is larger than a predetermined second judgment value. , an optical detection device for calculating a predicted time at which an optical axis deviation will occur.
光学式検出装置(10)における光軸ずれ判定方法であって、
複数の発光素子(32)を有する発光部(30)の照射光に応じた反射光を受光する複数の受光画素(230)により形成されている受光素子アレイ(22)を備える受光部(20)により、前記受光素子アレイにおける前記照射光の反射光に含まれる、前記複数の発光素子の照射光の重複、または、前記複数の発光素子の照射光の非重複により生じる光強度斑の検出受光領域を取得し、
前記照射光に含まれる光強度斑の発生位置に対応し、予め用意されている前記受光素子アレイにおける基準受光領域を取得し、
前記基準受光領域と、前記検出受光領域とのずれを用いて光軸ずれを判定する、光学式検出装置における光軸ずれ判定方法。
A method for determining an optical axis deviation in an optical detection device (10), comprising:
A light-receiving section (20) comprising a light-receiving element array (22) formed by a plurality of light-receiving pixels (230) for receiving reflected light according to irradiation light from a light-emitting section (30) having a plurality of light-emitting elements (32). a detection light-receiving area of light intensity unevenness caused by overlap of the irradiation light of the plurality of light emitting elements or non-overlapping of the irradiation light of the plurality of light emitting elements included in the reflected light of the irradiation light in the light receiving element array and get
Acquiring a reference light-receiving region in the light-receiving element array prepared in advance corresponding to the position where the light intensity spots included in the irradiation light occur,
A method for determining optical axis deviation in an optical detection device, wherein the deviation between the reference light receiving area and the detection light receiving area is used to determine the optical axis deviation.
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