CN111819463A - 激光雷达 - Google Patents

激光雷达 Download PDF

Info

Publication number
CN111819463A
CN111819463A CN201880090877.0A CN201880090877A CN111819463A CN 111819463 A CN111819463 A CN 111819463A CN 201880090877 A CN201880090877 A CN 201880090877A CN 111819463 A CN111819463 A CN 111819463A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
laser
linear
longitudinal direction
light intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880090877.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111819463B (zh
Inventor
野口仁志
武田英治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN111819463A publication Critical patent/CN111819463A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111819463B publication Critical patent/CN111819463B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

激光雷达(10)具备：出射激光的光源(11)；将激光整形为在一个方向上长的线状光束(B10)并进行投射的光学系统；使线状光束(B10)在线状光束(B10)的短边方向上扫描的扫描部(15)；用于使线状光束(B10)的光强度在线状光束(B10)的长边方向上不同的结构。例如通过控制器(21)在光源(11)中控制沿着与线状光束(B10)的长边方向相对应的方向配置的多个发光部的出射功率，从而使线状光束(B10)的光强度不同。

Description

激光雷达
技术领域
本发明涉及使用激光来检测物体的激光雷达，例如适合搭载于乘用车等的移动体的激光雷达。
背景技术
一直以来，使用激光来检测物体的激光雷达在各种领域中被开发。例如在车载用的激光雷达中，激光从车辆前方被投射，基于有无该激光的反射光判断在车辆前方是否存在车辆等物体。此外，基于激光的投射时机和反射光的受光时机测量到物体为止的距离。
在以下的专利文献1中，公开了一种使激光束在水平方向以及铅垂方向上二维状地扫描而生成计测对象区域的三维信息的结构的激光雷达装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-150990号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上述专利文献1中所记载的那样，存在在使激光束在检测对象区域中二维状地扫描的结构中，伴随着计测位置的高分辨率化，用于取得1帧量的信息的帧率显著地降低的课题。
作为消除该课题的方式，能够使用使与计测对象区域的宽度相应的长度的细长的线状光束在线状光束的短边方向上扫描的方式。但是，在该方式中，由于线状光束在长边方向上变宽且被投射到检测对象区域，因而伴随着到计测对象区域为止的距离变长，线状光束的能量密度降低。因此，为了检测更远距离的物体，需要以高的光强度使光源发光，但很难说随机提高光强度是优选的对策。因而，优选尽可能高效地利用从光源出射的激光。
鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种能更有效地利用从光源出射的激光的激光雷达。
本发明的主要方式所涉及的激光雷达具备：光源，出射激光；光学系统，将所述激光整形为在一个方向上长的线状光束并投射；扫描部，使所述线状光束在所述线状光束的短边方向上扫描；和用于使所述线状光束的光强度在所述线状光束的长边方向上不同的结构。
根据本方式所涉及的激光雷达，由于具备使线状光束的光强度在线状光束的长边方向上不同的结构，因而例如通过使能检测距离足够短范围的光强度降低，从而能更高效地利用从光源出射的激光并适当地进行物体的检测。
发明效果
如上那样，根据本发明，能够提供一种能更高效地利用从光源出射的激光的激光雷达。
本发明的效果以及意义通过以下所示的实施方式的说明应该更加明确。但是，以下所示的实施方式只不过是实施本发明时的一个例示，本发明并不限于以下的实施方式中记载的任何内容。
附图说明
图1为表示实施方式所涉及的激光雷达的光学系统以及电路部的结构的图。
图2的(a)、(b)分别为表示实施方式所涉及的激光二极管的结构的立体图，图2的(c)为表示实施方式所涉及的激光雷达的光源的结构的立体图。
图3的(a)、(b)分别为在线状光束的长边方向以及短边方向上观察实施方式所涉及的激光雷达的光学系统的作用的图。
图4为示意性地表示实施方式所涉及的、激光雷达的激光的出射状态和目标区域中的线状光束的长边方向上的强度分布的图。
图5的(a)为实施方式1所涉及的、通过光学仿真验证了短边方向上的线状光束的发散角的优选范围的验证结果。图5的(b)为实施方式1所涉及的、通过光学仿真验证了激光二极管的发光部的快轴方向的宽度的优选范围的验证结果。
图6的(a)为表示实施方式所涉及的光源的功率控制的流程图。图6的(b)为示意性地表示在图6的(a)的控制中进行了使两侧的激光二极管的出射功率降低的设定的情况下的各激光二极管的出射状态的图。
图7为示意性地表示在图6的(a)的控制中进行了使两侧的激光二极管的出射功率降低的设定的情况下从激光雷达出射的激光的状态和目标区域中的线状光束的长边方向上的强度分布的图。
图8的(a)为表示用于使实施方式所涉及的两侧的激光二极管的出射功率降低的其他结构例的图。图8的(b)为表示实施方式所涉及的、用于使两侧的激光二极管的出射功率降低的进而其他的结构例的图。
图9的(a)为表示实施方式所涉及的光源的其他的功率控制的流程图。图9的(b)为示意性地表示进行了图9的(a)的控制的情况下的多个激光二极管的出射状态的图。
图10为示意性地表示实施方式所涉及的在图9的(a)的控制中进行了使左侧的激光二极管的出射功率降低的设定的情况下从激光雷达出射的激光的状态和目标区域中的线状光束的长边方向中的强度分布的图。
图11为示意性地表示实施方式所涉及的图9的(a)的控制中进行了使右侧的激光二极管的出射功率降低的设定的情况的状况的图。
图12的(a)为表示实施方式所涉及的光源的其他功率控制的流程图。图12的(b)为示意性地表示进行了图12的(a)的控制的情况下的多个激光二极管的出射状态的图。
图13为示意性地表示实施方式所涉及的、在图12的(a)的控制中进行了使两侧的激光二极管的出射功率上升的设定的情况下从激光雷达出射的激光的状态和目标区域中的线状光束的长边方向中的强度分布的图。
图14的(a)、(b)分别为表示变更例所涉及的激光二极管的结构的立体图，图14的(c)为表示变更例所涉及的激光雷达的光源的结构的立体图。
其中，附图仅用于说明，并不会限定该发明的范围。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。为了方便，在各图中适当地附记有相互正交的X、Y、Z轴。X轴向以及Y轴向分别为线状光束的短边方向以及长边方向，Z轴正方向为线状光束的投射方向。
图1为表示激光雷达10的光学系统以及电路部的结构的图。
激光雷达10作为光学系统的结构具备光源11、准直镜12、13、反射镜14、扫描部15、调整透镜16、放大透镜17、聚光透镜18和受光元件19。通过从光源11到放大透镜17为止的去路的光学系统，根据从光源11出射的激光在Y轴向上生成长的线状光束B10。
光源11出射规定波长的激光。光源11集成多个激光二极管而构成。在本实施方式中，假设激光雷达10被搭载于车辆。因此，各激光二极管的出射波长被设定于红外的波段(例如905nm)。激光二极管的出射波长按照激光雷达10的使用方式能被适宜变更。
图2(a)、(b)分别为表示激光二极管110的结构的立体图，图2的(c)为表示光源11的结构的立体图。
如图2(a)所示那样，激光二极管110成为活性层111被N型包覆层112和P型包覆层113夹着的构造。N型包覆层112被层叠于N型基板114。此外，在P型包覆层113层叠有接触层115。通过对电极116施加电流，激光被从发光部117在Z轴正方向上出射。一般地来说，发光部117的与活性层111平行的方向的宽度W1比与活性层111垂直的方向的宽度W2更宽。
发光部117的短边方向的轴，即，与活性层111垂直的方向(X轴向)的轴被称作快轴，发光部117的长边方向的轴、即与活性层111平行的方向(Y轴向)的轴被称为慢轴。图2(b)中，118a表示快轴，118b表示慢轴。从发光部117出射的激光的快轴方向的广角与慢轴方向的广角相比大。因此，如图2(b)所示那样，光束B20的形状成为在快轴方向上长的椭圆形状。
由于快轴方向的发光部117的宽度窄，因此从发光部117出射的光束B20的快轴方向的强度分布(发光轮廓)成为接近单一高斯型的分布形状。与此相对，由于从发光部117出射的光束B20的慢轴方向的强度分布(发光轮廓)的慢轴方向的发光部117的宽度宽，因而从发光部117出射的光束B20的慢轴方向的强度分布(发光轮廓)成为包括多个峰值的复杂的分布形状。由此，光束的广角的抑制等的光学的控制与慢轴方向相比快轴方向一方容易，能够更适当地进行所希望的控制。
在本实施方式中，如图2的(c)所示那样，多个激光二极管110被配置为沿着慢轴排列，而构成光源11。因此，各激光二极管110的发光部117在慢轴方向上排列为1行。在此，各激光二极管110被配置为发光部117的快轴118a与对应于图1所示的线状光束B10的短边方向的方向(X轴向)成为平行。
另外，在本实施方式中，构成光源11的多个激光二极管110具有全部相同的出射特性。即，如果任一个激光二极管110被施加相同的驱动电流，则以相同的功率出射激光。
返回到图1，准直镜12使从光源11的各激光二极管110出射的激光收敛到快轴方向，并将快轴方向的激光的扩展调整为大致平行的状态。即，准直镜12具有仅在快轴方向上将从光源11的各激光二极管110出射的激光平行光化的作用。
准直镜13使从光源11的各激光二极管110出射的激光收敛于慢轴方向，并将慢轴方向的激光的扩展设定为大致平行的状态。即，准直镜13具有将从光源11的各激光二极管110出射的激光仅在慢轴方向进行平行光化的作用。
通过这些2个准直镜12、13，从光源11的各激光二极管110出射的激光在整周上变换为大致平行的扩展。另外，由于发光部117不是完全的点光源，因而严格来说，在准直镜12、13的光轴与各激光二极管110的发光部117的发光点之间产生极少的位置偏移。因此，透射了2个准直镜12、13的激光不会变成完全平行的光，而是处于从平行光稍微扩展的状态。
反射镜14将透射了准直镜12、13的激光朝向扫描部15反射。扫描部15例如由MEMS(micro electro mechanical systems)反射镜构成。由反射镜14反射的激光通过扫描部15的可动反射镜15a在朝向调整透镜16的方向上被反射。扫描部15通过来自反射镜驱动电路23的驱动信号驱动可动反射镜15a而使由反射镜14进行了反射的激光在与放大透镜17的透镜面17a的母线相平行的方向(X轴向)上扫描。
调整透镜16对线状光束B10的长边方向(Y轴向)中的光强度进行调整。具体地说，调整透镜16构成为对线状光束B10的长边方向(Y轴向)中的光强度进行大致均匀化。线状光束B10的长边方向(Y轴向)中的光强度例如被均匀化为光强度分布的变动宽度收敛于±5％程度。
放大透镜17使从调整透镜16入射的激光仅在Y轴向扩展。放大透镜17具备仅在Y轴向弯曲的透镜面17a。在本实施方式中，作为放大透镜17，使用透镜面17a在内侧凹陷的凹透镜。也可采用透镜面在外侧突出的凸透镜(柱面镜)用作放大透镜17来代替该情况。在该情况下，激光在收敛于Y轴向而形成了焦线之后，在Y轴向上扩展。放大透镜17被配置为透镜面17a的母线与X轴向平行。由此，激光在Y轴向上扩展，形成在Y轴向上细长的线状光束B10。
图3(a)、(b)分别为线状光束B10的长边方向以及短边方向上观察了激光雷达10的光学系统的作用的图。为了方便，图3(a)、(b)中，示出了省略反射镜14、扫描部15、调整透镜16，从光源11到放大透镜17为止的光路被拉伸为直线状。
从光源11出射的激光通过一个眼的准直镜12被收敛于快轴方向，并在快轴方向上被平行光化。此时，激光在慢轴方向上没有受到收敛作用。因此，透射了准直镜12之后的激光以与从光源11出射之后不久同样的广角在慢轴方向上扩展。
另外，准直镜12也可进一步在慢轴方向上具有收敛作用。在准直镜12在慢轴方向上不具有收敛作用的情况下，还会有按照光源11的慢轴方向的宽度、广角以及距准直镜12的距离需要增大位于比准直镜12后段侧的透镜、反射镜的尺寸的情况。因此，激光雷达10的构成上，需要将比准直镜12位于后段侧的透镜、反射镜的尺寸抑制得较小的情况下，也可进一步使准直镜12具有慢轴方向的收敛作用。
此后，激光通过2个眼的准直镜13收敛于慢轴方向，而在慢轴方向上被平行光化。此时，激光在快轴方向上没有受到收敛作用。因此，透射了准直镜13之后的激光在快轴方向上被维持为大致平行光。如上那样，在快轴方向以及慢轴方向上被平行光化的激光入射到放大透镜17。
另外，2个眼的准直镜13也可具有将激光在慢轴方向上从平行光变换为被稍稍收敛的光的光学作用。入射到放大透镜17的激光只要在快轴方向上被平行光化，在慢轴方向上被平行光化或者收敛光化即可。此外，准直镜13也可配置在准直镜12的前段侧。
放大透镜17使所入射的激光仅在慢轴方向上扩散而形成线状光束B10。因此，线状光束B10保持在快轴方向上被准直镜12平行光化的状态不变的情况下，进入到目标区域。线状光束B10的短边方向的宽度由一个眼的准直镜12决定。如上那样，线状光束B10被投射到目标区域。
图4为示意性地表示激光雷达10的激光的出射状态和目标区域中的线状光束B10的长边方向上的强度分布的图。在图4的上段示意性地表示在投射方向(Z轴正方向)上观察时的线状光束B10的截面形状和该线状光束B10的长边方向(Y轴向)的光强度的分布。在此，光强度的分布沿着线状光束B10的短边方向的中间位置(图4的线L1)而取得。
如图4所示那样，在本实施方式中，激光雷达10被搭载于车辆20的前侧，线状光束B10被投射到车辆20的前方。线状光束B10的长边方向的广角θ11例如为120°。此外，能物体检测的距离D11的上限例如为200m程度。在图4中，为了方便，广角θ11表现得比实际小。这一点关于接下来参照的图7、10、13也同样。
在本实施方式中，在设置于光源11的多个激光二极管110以相同的出射功率被驱动的情况下，使长边方向上的线状光束B10的强度分布成为大致均匀地构成调整透镜16。通过如上那样线状光束B10的强度分布被均匀化，从而能够使线状光束B10的长边方向上的各位置中的物体的能检测距离互相相等。伴随着激光的强度的上升，物体的能检测距离变长。因此，如果如上述那样线状光束B10的强度分布在长边方向上被均匀化，则长边方向上的全部位置中的物体的能检测距离变得大致相等。
返回到图1，从目标区域反射的线状光束B10的反射光通过聚光透镜18被聚光到受光元件19的受光面。受光元件19例如为图像传感器。受光元件19例如具有长方形的受光面，被配置为受光面的长边在Y轴上平行。受光元件19的受光面的长边方向与目标区域中的线状光束B10的长边方向相对应。线状光束B10的反射光沿着受光面的长边方向延伸地通过聚光透镜18在受光元件19地受光面被成像。
在此，受光面的Y轴向的像素位置与目标区域中的Y轴向的位置相对应。因此，通过受光信号所产生的像素的位置，能够检测在目标区域的Y轴向哪个位置存在物体。作为受光元件19也可使用像素在Y轴向上排列的行传感器。
激光雷达10作为电路部的构成具备控制器21、激光驱动电路22、反射镜驱动电路23和信号处理电路24。
控制器21具备CPU(Central Processing Unit)等运算处理电路、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)等存储介质，按照预先设定的程序控制各部分。激光驱动电路22按照来自控制器21的控制驱动光源11的各激光二极管110。通过控制器21和激光驱动电路22构成对光源11进行控制的控制部。
反射镜驱动电路23按照来自控制器21的控制驱动扫描部15。如上述那样，控制器21控制扫描部15，以使得激光在与放大透镜17的透镜面17a的母线相平行的方向上被扫描。由此，在目标区域中，线状光束B10在线状光束B10的短边方向上被扫描。
信号处理电路24将受光元件19的各像素的受光信号输出到控制器21。如上述那样，控制器21能够通过受光信号产生的像素的位置，检测在目标区域的Y轴向的哪个位置存在物体。此外，控制器21能够根据使光源11进行脉冲发光的时机和受光元件19接收到来自目标区域的反射光的时机、即从受光元件19接收到受光信号的时机的时间差，计算距到在目标区域中存在的物体为止的距离。
如上那样，控制器21通过使光源11脉冲发光，并通过扫描部15扫描线状光束B10，从而检测目标区域有无物体，进而，计测物体的Y轴向的位置以及到物体为止的距离。这些测定结果随时被发送到车辆侧的控制部。
＜验证＞
然而，如上述那样，从激光二极管110出射的激光透射了准直镜12之后，不会成为在快轴方向上完全的平行光，在快轴方向上稍微变宽的状态下，进入以下的光路。因此，透射放大透镜17而生成的线状光束B10也在短边方向上稍微变宽。如上述那样，该现象由于激光二极管110的发光部117在快轴方向(X轴向)上具有宽度，不是完全的点光源而引起的。如果线状光束B10在短边方向上变宽，则与检测距离变长相应地线状光束B10的光密度降低，物体检测的精度降低。
因而，发明者们对短边方向上的线状光束B10的发散角的优选范围和快轴方向上的发光部117的宽度的优选范围进行了验证。
图5的(a)为通过光学仿真对短边方向上的线状光束B10的发散角的优选范围进行了验证的验证结果。
在图5的(a)中，横轴为用于生成线状光束B10的透射了光学系统统的前后的快轴方向的发散角之比θ1/θ0。θ1为透射了从图1所示的准直镜12到放大透镜17为止的光学系统统后的激光的快轴方向(X轴向)上的发散角，θ0为透射了该光学系统统之前(换句话说，省略了该光学系统统的情况)的激光的快轴方向(X轴向)的发散角。
在图5的(a)中，纵轴为配置有用于生成线状光束B10的光学系统的情况下的物体能检测距离D1和省略了该光学系统的情况下的物体能检测距离D0之比D1/D0。在该验证中，能检测距离意味着能够以规定的强度照射激光的距离。
如图5的(a)所示那样，比θ1/θ0的值越小，比D1/D0的值越急剧地变大，能检测距离大幅度地提高。特别是，在比θ1/θ0的值为0.1以下的范围中，伴随着比θ1/θ0的减少，比D1/D0的值的变化变得急剧。由此，可知如果比θ1/θ0的值为0.1以下，则能使检测距离大幅度地提高。因而，可以说优选比θ1/θ0被设定为0.1以下。即，可以说优选线状光束B10的短边方向的广角进行调整以使得比θ1/θ0成为0.1以下。
图5的(b)为通过光学仿真对快轴方向上的发光部117的宽度的优选范围进行了验证的验证结果。
在图5的(b)中，横轴为激光二极管110的发光部117在快轴方向上的宽度(相当于图2的(a)的宽度W2)，纵轴为与图5的(a)的横轴同样的比θ1/θ0。
根据图5的(a)的验证结果可知，为了在线状光束化中延长能检测距离，优选将比θ1/θ0设定为0.1以下。与此相对，在图5的(b)的验证结果中，可知比θ1/θ0为0.1以下的快轴方向的发光部117的宽度为240μm以下。由此可以说，优选发光部117在快轴方向上的宽度设定于240μm以下。
换句话说，在比θ1/θ0的值处于0.1以下的范围中能使用的激光二极管110为快轴方向上的发光部117的最大宽度为到240μm为止的激光二极管，在使用了快轴方向上的发光部117的最大宽度超过240μm的激光二极管110的情况下，虽然由于伴随着发光部117的放大而光源增大因而激光二极管110本身的光量也增加，但是所增加的光量的比θ1/θ0的值为0.1以上，因而并不很有助于比D1/D0的值的提高。因此，该情况成为浪费多的设计。
根据以上的验证，可以说使比θ1/θ0的值成为0.1以下地构成光学系统。此外，为此可知，通过将快轴方向上的激光二极管110的发光部117的宽度设定为240μm，从而不浪费地有效地使用激光二极管110的特性。
另外，在图3的(a)、(b)所示的光学系统中，将具有准直镜12、13的两方的作用的一个准直镜置换为这些准直镜12、13来进行图5的(a)、(b)的仿真。在此，选择了准直镜的焦点距离，以使得透射了该准直镜后的光束径成为2mm。但是，这些焦点距离以及光束径并不是对图5的(a)、(b)的验证结果带来影响的物理量。在上述仿真中，激光的波长设定为905nm。
＜光强度的控制1＞
然而，在车辆20的直进行驶时，能假设为在车辆前方的中央的范围和车辆前方的侧方的范围中，物体的检测所需的距离互相不同。即，为了在车辆前方的中央的范围中检测前方行驶车辆、对面驶来车辆，优选能在尽量远的距离检测物体。与此相对，由于车辆前方的侧方的范围只要能够检测出歩行者、车辆从人行道、胡同等突然跳出来即可，因而只要能在比较近距离的范围中检测物体即可。
因而，在本实施方式中，设置有用于使线状光束B10的光强度在线状光束B10的长边方向上不同的结构。具体地说，通过控制器21使构成光源11的多个激光二极管110的出射功率不同，从而能调整线状光束B10的长边方向的光强度。
图6的(a)为表示控制器21所进行的光源11的功率控制的流程图。
控制器21具备将线状光束B10的光强度在长边方向上均匀地进行设定的模式(均匀模式)和使线状光束B10在长边方向两侧的光强度与中央相比降低的模式(两侧降低模式)。模式的切换也可由用户设定，或者也可按照来自车辆侧的控制部的指令被设定。例如车辆20处于直进行驶状态的情况下，从车辆侧的控制部对控制器21发出将模式切换为两侧降低模式的指令。或者，在从车辆侧的控制部接收到表示车辆20处于直进行驶状态的信息的情况下，控制器21也可进行模式的切换。
如果激光雷达10被起动，则控制器21判断在规定的时机作为线状光束B10的光强度的模式被设定为均匀模式和两侧降低模式的哪一个(S101)。在此，如果判断为均匀模式(S101：否)，则控制器21使构成光源11的全部的激光二极管110以全都相等的出射功率驱动(S102)。由此，线状光束B10以图4所示的均匀的光强度被投射到目标区域。
另一方面，如果判断为两侧降低模式(S101：是)，则控制器21使构成光源11的激光二极管110中配置于慢轴方向的两侧的规定量的激光二极管110的出射功率比剩余的激光二极管110的出射功率降低(S103)。
图6的(b)为示意性地表示在图6的(a)的控制下设定了两侧降低模式的情况下的各激光二极管110的出射状态的图。在此，为了方便，由7个激光二极管110构成光源11。但是，构成光源11的激光二极管110的数目并不限于此。
在设定了两侧降低模式的情况下，使施加于Y轴正侧的端的2个激光二极管110和Y轴负侧的端的2个激光二极管110的驱动电流C2比施加于中央3个激光二极管110的驱动电流C1降低。由此，施加驱动电流C2的端的激光二极管110的出射功率比施加驱动电流C1的中央的激光二极管110的出射功率变小。在此，端的激光二极管110相对于中央的激光二极管110的出射功率的降低被设定为例如25％程度。
另外，使出射功率降低的激光二极管110的数目不限于4个。使出射功率降低的激光二极管110的数目按照在线状光束B10中使光强度降低的范围的比例、构成光源11的激光二极管110的数目等能适宜变更。
图7为示意性地表示在图6的(a)的控制中设定了两侧降低模式的情况下从激光雷达10出射的激光的状态和目标区域中的线状光束B10的长边方向上的强度分布的图。
线状光束B10的长边方向的广角θ11(例如120°)中中央的角度范围θ12中，光强度被维持地较高，在两侧的角度范围θ13中，与中央相比光强度降低。在此，角度范围θ12例如为60°程度，角度范围θ13例如为30°程度。其中，角度范围θ12，θ13并不限于此。
此外，将中央的角度范围θ12中的物体的能检测距离设定为200m程度，将两端的角度范围θ13中的物体的能检测距离设定为100m程度的情况下，角度范围θ13的光强度相对于角度范围θ12的光强度的降低被调整为例如25％程度。另外，角度范围θ13的光强度相对于角度范围θ12的光强度的降低并不被限定于25％。
通过如上那样使线状光束B10的光强度不同，从而在中央的角度范围θ12中，例如物体的能检测距离被较长地维持为200m程度，在两端的角度范围θ13中，物体的能检测距离变得比中央短。但是，在车辆的直进行驶时，即使如上那样使两侧的角度范围θ13中的能检测距离降低，对于检测歩行者、车辆从人行道、胡同等突然跳出来几乎没有妨碍。此外，通过如上那样使两端的光强度降低，从而能够减少光源11全体的消耗电力。因而，能够使消耗电力减少，更有效地进行物体的检测。
另外，在此通过调节对构成光源11的各激光二极管110的驱动电流，从而使线状光束B10的光强度不同，但也可通过其他的方法使线状光束B10的光强度在长边方向上不同。
例如如图8的(a)所示那样，也可出射能力不同的多个激光二极管110被配置于光源11。即，即使施加相同的驱动电流C0也以不同的出射功率出射激光的多个激光二极管110也可被配置于光源11。
在图8的(a)的例子中，与7个激光二极管110中的中央的3个激光二极管110相比，Y轴正侧的端的2个激光二极管110和Y轴负侧的端的2个激光二极管110的出射能力变低。控制器21对全部的激光二极管110施加相同的驱动电流C0。由此，两端每隔两个的激光二极管110的出射功率比中央的3个激光二极管110的出射功率变低。
或者，如图8的(b)所示那样，也可构成调整透镜16以使得慢轴方向的两端的光强度比中央的光强度降低。图8的(b)中，为了方便，省略了准直镜12、反射镜14以及扫描部15的图示。
在该结构中，构成光源11的全部的激光二极管110相互具有相同的出射能力。控制器21对全部的激光二极管110施加相同的驱动电流C3，使激光从各激光二极管110以相等的功率出射。从各激光二极管110出射的激光调整透镜16被变换为中央的光强度高且慢轴方向的两端的光强度低的光束。此后，该光束通过放大透镜17而在慢轴方向上扩展。由此，生成线状光束B10。
通过这些结构，也与图7同样地得到中央的光强度高且长边方向两端的光强度低的线状光束B10。这些情况下，两端的角度范围θ13的光强度相对于中央的角度范围θ12的光强度的降低被调整为例如25％程度。
另外，在该结构例中，如图6的(a)，(b)所示的结构例那样，不能将线状光束B10的光强度在均匀模式与两侧降低模式之间切换。但是，这些情况下被调整为两端的光强度比中央降低，因而能够有效地利用生成线状光束B10的激光。因而，能够更有效地进行物体的检测。
＜光强度的控制2＞
上述中，被调整为线状光束B10的两端的光强度比中央降低，但使线状光束B10的光强度不同的方式并不限于此。
例如车辆20正在高速道路的最左侧的线道行驶等情况下，在车辆20的左侧可能连续存在路边分隔带、墙壁。上述那样的情况下，不需要对车辆20的左侧远距离探测物体。因此，在表示上述那样的状态的信号被从车辆侧的控制部发送到控制器21的情况下，控制器21也可使光强度在与车辆20的左侧相对应的线状光束B10的范围中降低。
此外，车辆20在交叉点右转弯的情况下，为了掌握从前方的直进对面驶来车辆的状况而需要对车辆20的左前方远距离检测物体，由于车辆20的右前方能够检测在交叉点横穿的人、右转弯道路中停车中的车辆即可，因而只要能在比较的近距离中检测物体即可。因此，在表示车辆20处于右转弯中的信号从车辆侧的控制部被发送到控制器21的情况下，控制器21也可使光强度在与车辆20的右侧相对应的线状光束B10的范围中降低。
如上那样，也可调整线状光束B10的光强度以使得线状光束B10的长边方向的任一方的仅端部侧与其他部分相比光强度降低。
图9的(a)为表示该情况的光源11的功率控制的流程图。
控制器21判断被预先设定的右侧降低条件(S201)以及左侧降低条件(S203)的任一方是否被满足。
在此，所谓右侧降低条件是用于使光强度在与车辆20的前方右侧相对应的线状光束B10的端部侧(Y轴负侧)的规定范围中降低的条件。上述的车辆20处于右转弯中这一情况被包括在右侧降低条件中。作为右侧降低条件，也可包括除车辆20处于右转弯中以外的条件。
此外，所谓左侧降低条件是用于使光强度在与车辆20的前方左侧相对应的线状光束B10的端部侧(Y轴正侧)的规定范围中降低的条件。上述的车辆20在高速道路的最左侧的线道行驶中这一情况被包括在左侧降低条件中。作为左侧降低条件，也可包括除车辆20在高速道路的最左侧的线道行驶中以外的条件。
在右侧降低条件被满足的情况下(S201：是)，控制器21使构成光源11的多个激光二极管110中与车辆右侧(Y轴负侧)相对应的激光二极管110的出射功率与其他的激光二极管110相比降低(S202)。即，在该情况下，控制器21使在Y轴向上排列的多个激光二极管110中自Y轴负侧起规定量的激光二极管110的出射功率与其他的激光二极管110相比降低。
此外，在左侧降低条件被满足的情况下(S201：否，S203：是)，控制器21使构成光源11的多个激光二极管110中与车辆左侧(Y轴正侧)相对应的激光二极管110的出射功率与其他激光二极管110相比降低(S204)。即，在该情况下，控制器21使在Y轴向上排列的多个激光二极管110中自Y轴正侧起规定量的激光二极管110的出射功率比其他激光二极管110降低。
在右侧降低条件以及左侧降低条件都没有被满足的情况下(S201：否，S203：否)，控制器21在通常模式下控制光源11(S205)。即，控制器21使在Y轴向上排列的多个激光二极管110全部以远距离用的出射功率均衡地发光。在该情况下，线状光束B10的光强度与图4所示的光强度相同。控制器21反复执行图9的(a)的处理。
图9的(b)为示意性地表示通过图9的(a)的步骤S204而左侧的激光二极管110的出射功率降低了的情况下的多个激光二极管110的出射状态的图。
在此，为了方便，光源11包括7个激光二极管110。与图6的(b)的情况同样地，7个激光二极管110相互具有相同的出射能力。控制器21将对Y轴正侧端部的2个激光二极管110施加的驱动电流C2设定为比对其他激光二极管110施加的驱动电流C1低。
图10为示意性地表示在图9的(a)的步骤S204中，进行了使左侧的激光二极管110的出射功率降低的设定的情况下从激光雷达10出射的激光的状态和目标区域中的线状光束B10在长边方向上的光强度的分布的图。
在线状光束B10的长边方向上的广角θ11(例如120°)中左端的角度范围θ14中，与其他的角度范围θ15相比，光强度降低。角度范围θ15的光强度与图4的情况同样地被维持地较高。角度范围θ14例如为30°程度，角度范围θ15例如为90°程度。但是，角度范围θ14、θ15并不限于该情况。
此外，在将角度范围θ15中的物体的能检测距离设定为200m程度，将左端的角度范围θ14中的物体的能检测距离设为100m程度的情况下，角度范围θ14的光强度相对于角度范围θ15的光强度的降低被调整为例如25％程度。另外，角度范围θ14的光强度相对于角度范围θ15的光强度的降低并不限定于25％。
如上那样通过使线状光束B10的光强度不同，从而在角度范围θ15中，例如物体的能检测距离被较长地维持为200m程度，在左端的角度范围θ14中，物体的能检测距离比中央短。但是，在车辆行驶于高速道路的最左的线道的情况下，由于在车辆的左侧存在路边分隔带、墙壁，因此即使如上那样使左侧的角度范围θ14中的能检测距离降低，也几乎不对车辆的行驶带来影响。因而，通过如上那样使左端的光强度降低，从而使消耗电力减少，并且能更有效地进行物体的检测。
另外，在图9的(a)的步骤S202中进行了使右侧的激光二极管110的出射功率降低的设定的情况下，控制器21进行使例如图9的(b)所示的7个激光二极管110中最右侧的激光二极管110和自右开始第2个激光二极管110的出射功率与其他激光二极管110相比降低的控制。
图11为示意性表示在图9的(a)的步骤S202中进行了使右侧的激光二极管110的出射功率降低的设定的情况的状况的图。
在此，示出了将车辆20在交叉点J10进行右转弯作为条件，使右侧的激光二极管110的出射功率降低的例子。
在车辆20从道路R10在交叉点J10进行右转弯而进入右转弯道路R20的情况下，在车辆20从开始右转弯到结束右转弯为止的期间，进行使光强度相对于线状光束B10的右侧端部的规定范围降低的控制。由此，在线状光束B10的右侧端部的规定范围中，物体的能检测距离降低。线状光束B10的其他范围中，光强度被较高地维持，因此与图4的情况相同地，物体的能检测距离被确保较长。
在此，可以说在车辆20在交叉点J10处于右转弯中的情况下，为了掌握在前方道路R30反向行驶的对面驶来车辆的状况，需要对车辆20的左前方进行远距离物体检测。与此相对，关于车辆20的右前方，只要能够检测交叉点J10的在人行横道横行的人30、在右转弯道路R20处于停车中的车辆等即可，因此只要能在比较近距离中检测物体即可。因此，车辆20处于右转弯中的情况下，即使在与车辆20的右侧相对应的线状光束B10的范围中使光强度降低而使物体的能检测距离降低，也不会妨碍车辆20的行驶。因而，如上那样，通过在右转弯时使右侧端部的光强度降低，从而使消耗电力减少，并能更有效地进行物体的检测。
另外，在图9的(a)的步骤S202中，也可按照步骤S201中所满足的右侧降低条件的每个种类，变更使出射功率降低的激光二极管110的数目、降低宽度。此外，车辆20的右转弯时，也可与自手柄的中立位置起的旋转角相对应地，变更使出射功率降低的激光二极管110的数目、降低宽度。
同样地，在图9的(a)的步骤S204中，也可按照步骤S203中满足的左侧降低条件的每个种类，变更使出射功率降低的激光二极管110的数目、降低宽度。除此之外，也可按照车辆20的行驶速度，变更使出射功率降低的激光二极管110的数目、降低宽度。即，在使出射功率降低的激光二极管110组中，也可与行驶状态等的规定条件相应地进而使出射功率按每个激光二极管110不同。
＜光强度的控制3＞
在上述中，被调整为线状光束B10的两端或者一端的光强度比中央降低，但使线状光束B10的光强度不同的方式并不限于此。
例如在车辆20正在以低速在普通道路等行驶的情况下，人、自转车可能从车辆20的左右向前方跳出。因此，优选在低速行驶时，提高车辆20的左前方以及右前方中的物体的探测灵敏度。此外，在车辆20正在以低速在普通道路等行驶的情况下，车辆20进行右转弯、左转弯的可能性较高。由此，在低速行驶时，为了防备车辆20的右转弯以及左转弯，预先提高车辆20的右前方以及左前方的探测灵敏度是有效的。
因此，优选在低速行驶时，进行使线状光束B10的左右的端的区域的光强度比中央高的控制。具体地说，在将表示车辆20正在以低速行驶的状态的信号从车辆侧的控制部发送到控制器21的情况下，控制器21只要在与车辆20的左侧以及右侧相对应的线状光束B10的范围中使光强度上升即可。控制器21也可基于从车辆20侧输入的速度信息判断车辆20是否处于低速行驶状态。或者，也可将表示车辆20处于低速行驶状态的信号从车辆20侧输入到控制器21。
在此，所谓低速行驶状态是车辆20以低速在普通道路行驶时的行驶状态。例如车辆20以时速40km以下进行行驶的状态为低速行驶状态。低速行驶状态的上限的速度并不限于此。或者，所谓低速行驶状态也可被定义为车辆20正在速度限制为低速的普通道路行驶的状态。例如在车辆20搭载有导航系统的情况下，控制器21也可按照从车辆20侧接收到的表示车辆20行驶中的道路为限制速度在规定速度(例如时速40km)以下的普通道路的信息，判断车辆20处于低速行驶状态。
图12的(a)为表示控制例3所涉及的光源11的功率控制的流程图。
控制器21判断预先设定的两侧上升条件(S301)是否被满足。
在此，所谓两侧上升条件为用于在与车辆20的前方左侧以及前方右侧相对应的线状光束B10的端部侧(Y轴正侧以及Y轴负侧)的规定范围中，使光强度上升的条件。车辆20处于低速行驶状态的情况包括在两侧上升条件中。作为两侧上升条件也可包括除车辆20处于低速行驶状态以外的条件。
在满足了两侧上升条件的情况下(S301：是)，控制器21使构成光源11的多个激光二极管110中与车辆20的左侧(Y轴正侧)以及右侧(Y轴负侧)相对应的激光二极管110的出射功率与其他的激光二极管110相比上升(S302)。即，在该情况下，控制器21使在Y轴向上排列的多个激光二极管110中从Y轴正侧起规定量的激光二极管110以及从Y轴负侧起规定量的激光二极管110的出射功率比其他激光二极管110上升。在该情况下，线状光束B10的中央附近的光强度被设定为与图4所示的光强度相同的程度。
在不满足两侧上升条件的情况下(S301：否)，控制器21以通常模式控制光源11(S303)。步骤S303的控制与图9的(a)的步骤S205的控制相同。控制器21反复执行图12的(a)的处理。
图12的(b)为示意性地表示通过图12的(a)的步骤S303而两侧的激光二极管110的出射功率上升了的情况下的多个激光二极管110的出射状态的图。
在此，为了方便，光源11包括7个激光二极管110。与图6的(b)的情况同样地，7个激光二极管110相互具有相同的出射能力。控制器21将对Y轴正侧端部的2个激光二极管110以及Y轴负侧端部的2个激光二极管110施加的驱动电流C4设定为比对其他激光二极管110施加的驱动电流C1高。
图13为示意性地表示在图12的(a)的步骤S302中，在进行了使两侧的激光二极管110的出射功率上升的设定的情况下从激光雷达10出射的激光的状态和目标区域中的线状光束B10的长边方向上的光强度的分布的图。
在线状光束B10的长边方向上的广角θ11(例如120°)中、左端的角度范围θ16以及右端的角度范围θ16中，与其他角度范围θ17相比，光强度上升。角度范围θ17的光强度设定为与图4的情况相同。角度范围θ16例如为30°程度，角度范围θ17例如为90°程度。其中，角度范围θ16、θ17并不限于此。此外，角度范围θ16的光强度相对于角度范围θ17的光强度的上升被调整为例如25％程度。另外，角度范围θ16的光强度相对于角度范围θ17的光强度的上升并不限定于25％。
如上那样通过使线状光束B10的光强度不同，从而在两侧的角度范围θ16中，物体的检测灵敏度能比中央提高。
另外，在图12的(a)的步骤S301中，也可判断是否满足了多个两侧上升条件。例如也可在车辆20的速度为时速30km以下的情况下满足第一两侧上升条件，在比时速30km大且为时速40km以下的情况下满足第二两侧上升条件。在满足了第一两侧上升条件的情况下，如图12的(b)所示那样2个激光二极管110的出射功率自端起上升。在满足了第二两侧上升条件的情况下，一个激光二极管110的出射功率自端头起上升。如上那样，在普通道路中车辆20的速度越处于低速，越能更可靠地探测车辆20的两侧的物体。
此外，在图12的(a)的步骤S301中，也可根据包括车辆20处于右转弯中在内的右侧上升条件和包括车辆20处于左转弯中在内的左侧上升条件，调整激光二极管110的出射功率。即，在满足了右侧上升条件的情况下，也可使与车辆20的右侧相对应的激光二极管110的出射功率比其他的激光二极管110上升，在满足了左侧上升条件的情况下，也可使与车辆20的左侧相对应的激光二极管110的出射功率比其他的激光二极管110上升。
＜实施方式的效果＞
以上，根据本实施方式，能实现以下的效果。
如参照图2(a)～(c)进行了说明的那样，激光二极管110被配置为更容易进行光学的控制的快轴118a沿着与线状光束B10的短边方向(X轴向)相对应的方向。因此，能够调整为使线状光束B10的短边方向上的光束的广角更接近平行光。因而，能有效地抑制线状光束B10的短边方向上的能量密度的降低，能更远距离地检测物体。
此外，如图2的(c)所示那样，沿着激光二极管110的慢轴方向配置多个激光的发光部117。由此，能够有效地提高线状光束B10的光量。此外，如参照图6的(a)～图7、图9的(a)～图11以及图12的(a)～图13所说明的那样，通过对各激光二极管110单独地进行控制，从而能够使线状光束B10的光强度在长边方向上圆滑地不同。
另外，在图2的(c)的结构中，通过将多个激光二极管110沿着慢轴方向排列并集成化，从而沿着慢轴方向配置多个发光部117，但激光二极管110也可构成为在一个激光二极管110沿着慢轴方向设置多个发光部117。
此外，如图5的(a)的验证结果所示那样，优选光学系统构成为在将透射用于生成线状光束B10的光学系统前的激光的快轴方向上的发散角设为θ0，将透射率该光学系统之后的激光的快轴方向上的发散角设为θ1时，θ1/θ0为0.1以下。由此，能够使物体的能检测距离大幅度地提高。
此外，如图5的(b)的验证结果所示那样，优选激光二极管110的快轴方向上的发光部117的宽度为240μm以下。由此，能够不浪费且有效地使用激光二极管110的特性，并使物体的能检测距离高效地提高。
此外，在本实施方式中，如图1所示那样，扫描部15被配置在与放大透镜17相比更靠光源11侧(激光二极管110侧)。由此，能够将通过放大透镜17扩展前的小的光束径的激光导入扫描部15，能够使用小型且高响应的扫描部15。因而，能够谋求成本的减少，且能使线状光束B10顺利并适当地扫描。
此外，在本实施方式中，如参照图1所说明的那样，放大透镜17仅在一个方向具备进行了弯曲的透镜面17a，扫描部15使激光在与透镜面17a的母线相平行的方向(X轴向)上扫描，使线状光束B10在短边方向上扫描。如上那样通过使激光在与透镜面17a的母线相平行的方向上扫描，从而能够抑制伴随着激光的扫描，从放大透镜17对激光赋予的光学作用变得较大。因此，能够使线状光束B10的束流剖面稳定化，能够提高物体的检测精度。
此外，在本实施方式中，如图1所示那样，扫描部15被配置在准直镜12、13与放大透镜17之间。由此，能够将被平行光化的小的光束径的激光导入到扫描部15，能够使用小型且高响应的扫描部15。因而，能够谋求成本的减少，并且使线状光束B10顺利且适当地扫描。
此外，在本实施方式中，如图1所示那样，用于生成线状光束B10的光学系统具备对线状光束B10的长边方向上的光强度进行调整的调整透镜16。由此，例如如图4所示那样，能够使线状光束B10的光强度在线状光束B10的长边方向上被大致均匀化，能够在长边方向上的全部的位置上高精度地检测物体。或者，如图8的(b)所示那样，也能通过调整透镜16使线状光束B10的光强度在线状光束B10的长边方向上不同。
此外，如图6的(a)～图13所示那样，通过使线状光束B10的光强度在线状光束B10的长边方向上不同，从而能够更高效地利用从光源11出射的激光。
例如如图6的(a)～图8的(b)所示那样，通过调整为线状光束B10的长边方向上的两方的端部侧与长边方向上的中央部相比减少线状光束B10的光强度，从而能够在直进行驶时更高效地利用激光。即，关于需要远距离检测物体的车辆前方，维持通常的光强度能将能检测距离确保地较长，关于只要较近距离的物体检测足够的车辆侧方，能够使光强度降低来缩短能检测距离。由此，能够更高效地利用从光源11出射的激光。
此外，如图9的(a)～图11所示那样，通过进行调整以使得线状光束B10的长边方向上的一方的端部侧的光强度比长边方向上的中央部相比减少线状光束B10的光强度，从而能够在高速道路的行驶时、交叉点的右转弯等时，更高效地利用激光。
例如在车辆20处于在高速道路的最左侧的线道行驶中的情况下，由于车辆20的左侧，路边分隔带、墙壁连续，因而不需要远距离的物体检测。因而，在该情况下，通过使线状光束B10的左侧端部的强度降低来缩短能检测距离，从而能够更高效地利用激光，并适当地进行物体检测。
或者，在车辆20处于在交叉点右转弯中的情况下，由于对车辆20的右侧只要能检测横穿人行横道的人、停止车辆的状态足够，因而不需要远距离的物体检测。因而，在该情况下，通过使线状光束B10的右侧端部的强度降低并缩短能检测距离，从而能够更高效地利用激光，并适当地进行物体检测。
此外，如图12的(a)～图13所示那样，通过使线状光束B10的光强度以在线状光束B10的长边方向上的端部侧比长边方向上的中央部增加的方式不同，从而提高车辆20的左侧以及右侧的检测灵敏度。由此，在车辆20以低速在普通道路等行驶的情况下，能够更可靠地探测有从车辆20的左侧以及右侧跳出的可能性的人、自转车，可靠地探测右转弯时的右前方的人、自转车以及左转弯时的左前方的人、自转车。
另外，如图2的(c)所示那样，在与线状光束B10的长边方向对应的方向上配置多个发光部117而构成光源11的情况下，优选如图6的(a)、图9的(a)以及图12的(a)所示那样，通过控制器21控制各发光部117的输出，从而使线状光束B10的光强度在线状光束B10的长边方向上不同。由此，能够按照各种状况动态地调整线状光束B10的光强度。
但是，在例如将线状光束B10的光强度固定为图7所示的强度分布的情况下，也可构成调整透镜16，以使得如图8的(a)所示那样，也可通过使多个激光二极管110的出射能力不同，从而使线状光束B10的光强度在长边方向上不同，或者，如图8的(b)所示那样，使线状光束B10的长边方向上的光强度在长边方向上不同。
＜变更例＞
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，能进行其他各种变更。
例如在上述实施方式中，如图2的(c)所示那样，光源11被构成为多个发光部117在慢轴方向上排列，但进而光源11也可被构成为发光部117也在快轴方向上排列。
图14的(a)～(c)为表示该情况的结构例的图。
在该结构例中，如图14的(a)所示那样，在一个激光二极管110设置为多个发光部117在快轴方向(X轴向)上排列。在N型基板114与接触层115之间活性层111、N型包覆层112以及P型包覆层113的组经由通道接合层119被层叠。由此，形成3个发光部117。
与图2(a)的情况同样地，发光部117的与活性层111平行的方向上的宽度W1比与活性层111垂直的方向上的宽度W2更宽。通过对电极116施加驱动电流，从而如图14的(b)所示那样，从3个发光部117分别出射激光。光束B20在与快轴118a平行的方向上的广角与慢轴118b平行的方向上的广角相比增大。因此，光束B20成为在快轴方向上长的椭圆形状。
在该结构例中，如图14的(c)所示那样，多个激光二极管110被配置为在慢轴方向上排列而构成光源11。由此，多个发光部117被配置为不仅在慢轴方向而且在快轴方向上也排列。
在该结构例中，与图2的(c)的结构相比发光部117的数目增加，因而能够提高线状光束B10的光量。但是，由于上下的发光部117的位置相对于准直镜12的光轴产生偏移，因而从这些发光部117出射的激光容易从平行光变宽。因此，优选在该结构中，将在快轴方向上排列的发光部117的间隔竟可能变窄。根据图5的(b)的验证结果，可以说优选最上的发光部117与最下的发光部117的间隔为240μm以下。快轴方向上排列的发光部117的数目并不限于3个，也可为2个等其他的数目。
另外，在该结构例中，也可通过参照图6的(a)～图13进行了说明的方法相同的方法，使线状光束B10的光强度在长边方向上不同。
此外，在上述实施方式中，使用2个准直镜12、13对激光进行了平行光化，但也可通过具有准直镜12、13的两方的作用的一个准直镜对激光进行平行光化。此外，在图1所示的光学系统中，激光通过反射镜14被导入到扫描部15，但也可省略反射镜14，使透射了准直镜13的激光直接入射到扫描部15。除此之外，生成线状光束B10的光学系统的结构能适当变更。
此外，在上述实施方式中，激光二极管110被配置为激光二极管110的发光部117的快轴118a在与线状光束B10的短边方向相对应的方向(X轴向)上成为平行，但发光部117的快轴118a也可不相对与线状光束B10的短边方向相对应的方向严格地成为平行，也可从相对与线状光束B10的短边方向相对应的方向平行的状态稍微倾斜。进而，在也可不对线状光束B10的短边方向上的变宽严格地进行控制的情况下，发光部117的快轴118a也可相对与线状光束B10的短边方向相对应的方向(X轴向)较大地倾斜，例如发光部117的快轴118a也可相对与线状光束B10的短边方向相对应的方向(X轴向)成为垂直。
此外，在上述实施方式中，在图6的(a)～图13所示的控制中，调整了线状光束B10的光强度以使得线状光束B10的在长边方向上的两端或者一方的端部的光强度降低或者上升，但使光强度降低的部分也可未必为线状光束B10的长边方向的端部。使光强度降低的部分能够按照线状光束B10被投射的目标区域的状况进行各种变更。
此外，在上述实施方式中，激光雷达10被搭载于车辆20中，但也可在其他的移动体搭载激光雷达10。此外，激光雷达10也可搭载于移动体以外的机器、设备。
除此之外，本发明的实施方式在权利要求所示的技术的思想的范围内能适当地进行各种变更。
符号说明
10…激光雷达
11…光源
12、13…准直镜
15…扫描部
16…调整透镜
17…放大透镜
17a…透镜面
21…控制器
22…激光驱动电路
110…激光二极管
117…发光部
118a…快轴
118b…慢轴
B10…线状光束。

Claims (9)

1.一种激光雷达，具备：
光源，出射激光；
光学系统，将所述激光整形为在一个方向上长的线状光束并投射；
扫描部，使所述线状光束在所述线状光束的短边方向上扫描；和
用于使所述线状光束的光强度在所述线状光束的长边方向上不同的结构。
2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，
所述线状光束的光强度被调整为所述长边方向上的端部侧比所述长边方向上的中央部减少。
3.根据权利要求1或者2所述的激光雷达，其特征在于，
具备控制所述光源的控制部，
所述激光的发光部沿着与所述长边方向对应的方向配置多个，
所述控制部通过控制所述发光部的输出使所述线状光束的光强度在所述线状光束的长边方向上不同。
4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于
所述控制部通过控制所述发光部的输出，从而使所述线状光束的光强度按照所述长边方向的端部侧比所述长边方向的中央部增加的方式而不同。
5.根据权利要求1或者2所述的激光雷达，其特征在于，
所述光源具备配置为沿着与所述长边方向对应的方向排列的多个激光二极管，
通过使所述多个激光二极管的出射能力不同，从而使所述线状光束的光强度在所述长边方向上不同。
6.根据权利要求1或者2所述的激光雷达，其特征在于，
所述光学系统具备使所述线状光束的长边方向的光强度在所述长边方向上不同的调整透镜。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的激光雷达，其特征在于，
所述光学系统具备将从所述激光二极管出射的所述激光在与所述线状光束的长边方向相对应的方向上变宽的放大透镜，
所述扫描部被配置在与所述放大透镜相比更靠近所述激光二极管一侧。
8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，
所述放大透镜具备仅在一个方向弯曲的透镜面，
所述扫描部使所述激光在与所述透镜面的母线平行的方向上扫描，并使所述线状光束在所述短边方向上扫描。
9.根据权利要求7或者8所述的激光雷达，其特征在于，
所述光学系统具备准直镜，
所述扫描部被配置在所述准直镜与所述放大透镜之间。
CN201880090877.0A 2018-03-08 2018-12-27 激光雷达 Active CN111819463B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018042385 2018-03-08
JP2018-042385 2018-03-08
PCT/JP2018/048175 WO2019171727A1 (ja) 2018-03-08 2018-12-27 レーザレーダ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111819463A true CN111819463A (zh) 2020-10-23
CN111819463B CN111819463B (zh) 2024-03-08

Family

ID=67847166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880090877.0A Active CN111819463B (zh) 2018-03-08 2018-12-27 激光雷达

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11624809B2 (zh)
JP (1) JPWO2019171727A1 (zh)
CN (1) CN111819463B (zh)
WO (1) WO2019171727A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116755064A (zh) * 2023-08-10 2023-09-15 北醒（北京）光子科技有限公司 激光雷达的控制方法和激光雷达

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6804619B1 (ja) * 2019-10-31 2020-12-23 三菱電機株式会社 レーザ距離測定装置
DE102020119720A1 (de) * 2020-07-27 2022-01-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung, Detektionsvorrichtung und Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07306260A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Nikon Corp 距離測定装置
US20070076186A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 Omron Corporation Distance measuring device
US20140085616A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Coherent, Inc. Uniformity adjustment method for a diode-laser line-projector
CN103969637A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 株式会社理光 目标探测器
US20150185859A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 Hitachi Maxell, Ltd. Image projection device
US20160342107A1 (en) * 2014-01-31 2016-11-24 Hewlett-Packard Indigo B.V. Method for controlling a print engine and digital printer
US20170168144A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-15 Sick Ag Optoelectronic sensor and method for detecting an object
US20180038958A1 (en) * 2015-03-23 2018-02-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Laser radar device and traveling body

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62272104A (ja) * 1987-01-08 1987-11-26 Mitsutoyo Corp 走査型光学式寸法測定装置
JPH04242215A (ja) * 1991-01-17 1992-08-28 Canon Inc 光走査装置
JPH07244162A (ja) * 1994-03-09 1995-09-19 Honda Motor Co Ltd 車両用距離検出装置
JPH0815412A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Nikon Corp ビーム投光用光学系
JP4878080B2 (ja) 2001-01-23 2012-02-15 浜松ホトニクス株式会社 物体検知装置
JP5799211B2 (ja) * 2009-04-24 2015-10-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 距離画像センサ
KR20150015530A (ko) * 2013-06-28 2015-02-10 인텔 코포레이션 Mems 스캐닝 미러 광 패턴 생성
JP6250080B2 (ja) 2016-02-25 2017-12-20 三菱重工業株式会社 レーザレーダ装置及び走行体
DE102016205413A1 (de) * 2016-04-01 2017-10-05 Robert Bosch Gmbh Projektionseinrichtung und Verfahren zum Projizieren einer Bildinformation auf eine Projektionsfläche
CN109581360B (zh) * 2017-09-29 2023-06-02 英飞凌科技股份有限公司 用于光检测和测距的装置和方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07306260A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Nikon Corp 距離測定装置
US20070076186A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 Omron Corporation Distance measuring device
US20140085616A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Coherent, Inc. Uniformity adjustment method for a diode-laser line-projector
CN103969637A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 株式会社理光 目标探测器
US20150185859A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 Hitachi Maxell, Ltd. Image projection device
US20160342107A1 (en) * 2014-01-31 2016-11-24 Hewlett-Packard Indigo B.V. Method for controlling a print engine and digital printer
US20180038958A1 (en) * 2015-03-23 2018-02-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Laser radar device and traveling body
US20170168144A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-15 Sick Ag Optoelectronic sensor and method for detecting an object

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116755064A (zh) * 2023-08-10 2023-09-15 北醒（北京）光子科技有限公司 激光雷达的控制方法和激光雷达
CN116755064B (zh) * 2023-08-10 2023-11-21 北醒（北京）光子科技有限公司 激光雷达的控制方法和激光雷达

Also Published As

Publication number Publication date
US11624809B2 (en) 2023-04-11
WO2019171727A1 (ja) 2019-09-12
US20200363510A1 (en) 2020-11-19
CN111819463B (zh) 2024-03-08
JPWO2019171727A1 (ja) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111819462B (zh) 激光雷达
JP6250080B2 (ja) レーザレーダ装置及び走行体
US20080285010A1 (en) Object detector
US11592530B2 (en) Detector designs for improved resolution in lidar systems
US9086273B1 (en) Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
US20170307759A1 (en) Multi-Range Three-Dimensional Imaging Systems
JP5257053B2 (ja) 光走査装置及びレーザレーダ装置
US11624809B2 (en) Laser radar
JP5589705B2 (ja) レーザレーダ装置および車両
US20230417879A1 (en) Fiber-based transmitter and receiver channels of light detection and ranging systems
JP2008096112A (ja) レーダ装置
CN117561458A (zh) 用于车辆角安装的lidar系统和方法
US11768294B2 (en) Compact lidar systems for vehicle contour fitting
US20240134011A1 (en) Two dimensional transmitter array-based lidar
US20240069169A1 (en) Film electromagnetic mirror
US20220334223A1 (en) Dynamic pulse control for lidar light source
US20220337019A1 (en) Single pump, multiple stage power amplifier in lidar application
US20240094351A1 (en) Low-profile lidar system with single polygon and multiple oscillating mirror scanners
JP2017010079A (ja) 車線変更時の安全制御装置
WO2022256090A2 (en) Single pump, multiple stage power amplifier in lidar application
CN116249913A (zh) 使用检流计控制曲线对多边形和电机容差进行动态补偿
CN117813525A (zh) 用于车辆轮廓拟合的紧凑型LiDAR系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant