JP2020046339A - Light projection device, light projection/reception device, and ranging device - Google Patents

Light projection device, light projection/reception device, and ranging device Download PDF

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Abstract

To provide a light projection/reception device capable of accurately projecting and receiving light by projecting light with reduced intensity irregularity, and to provide a ranging device capable of accurately measuring distance.SOLUTION: A light projection/reception device provided herein comprises: a light source 11 configured to emit light having a cross-section with a long axis and a short axis; a light shield 13 for blocking light in end portions in a long-axis direction; and a photosensitive element 14 having a light receiving surface comprised of a plurality of photosensitive segments arrayed along a direction corresponding to the long-axis direction and configured to receive reflection light reflected by an object.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光を投光する投光装置、光の投光及び受光を行う投受光装置並びに光学的な測距を行う測距装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device that emits light, a light emitting and receiving device that emits and receives light, and a distance measuring device that performs optical distance measurement.

従来から、光を対象物に照射し、当該対象物によって反射された光を検出することで、当該対象物までの距離を測定する測距装置が知られている。また、光走査を行うことで複数の対象物に対する測距を行う走査型の測距装置が知られている。例えば、特許文献1には、投光部、受光部及び距離計測手段を含む光学式レーダ装置が開示されている。   2. Description of the Related Art A ranging device that irradiates a target with light and detects light reflected by the target to measure a distance to the target has been known. In addition, a scanning distance measuring device that measures a distance to a plurality of objects by performing optical scanning is known. For example, Patent Literature 1 discloses an optical radar device including a light projecting unit, a light receiving unit, and a distance measuring unit.

特開2007-85832号公報JP 2007-85832 A

例えば、測距装置には、測距用のレーザ光を投光する投光部と、対象物によって反射された光を受光する受光部とが設けられている。また、投光部及び受光部の構成としては、例えば、投光部が所定の細長いビーム形状のレーザ光を投光し、受光部が複数の受光素子によって対象物からの反射光を受光する構成が挙げられる。この場合、複数の対象領域(複数の対象物や当該対象物における複数の表面領域など)に対して一括して投受光を行うことができる。   For example, a distance measuring device includes a light emitting unit that emits a laser beam for distance measurement and a light receiving unit that receives light reflected by an object. In addition, as a configuration of the light emitting unit and the light receiving unit, for example, a configuration in which the light emitting unit emits a laser beam having a predetermined elongated beam shape, and the light receiving unit receives reflected light from an object by a plurality of light receiving elements. Is mentioned. In this case, it is possible to collectively transmit and receive light to and from a plurality of target regions (a plurality of target objects and a plurality of surface regions of the target object).

ここで、当該複数の対象領域の各々に対して正確に測距を行うことを考慮すると、例えば、当該複数の対象領域の各々に対して均一な強度の光が投光されることが好ましい。すなわち、投光される光のビーム内に強度ムラが少ないことが好ましい。   Here, considering that accurate distance measurement is performed on each of the plurality of target regions, for example, it is preferable that light having a uniform intensity is projected on each of the plurality of target regions. That is, it is preferable that intensity unevenness is small in the beam of the projected light.

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、強度ムラが低減された光を投光することが可能な投光装置を提供することを目的の1つとしている。また、本発明は、強度ムラが低減された光を投光することで正確な投受光を行うことが可能な投受光装置及び正確な測距を行うことが可能な測距装置を提供することを目的の1つとしている。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a light projecting device capable of projecting light with reduced intensity unevenness. Further, the present invention provides a light emitting and receiving device capable of performing accurate light emitting and receiving by projecting light with reduced intensity unevenness and a distance measuring device capable of performing accurate distance measuring. Is one of the objectives.

請求項1に記載の発明は、長手方向及び短手方向を有する断面形状の光を出射する光源と、光の長手方向の端部を遮光する遮光部と、を有することを特徴とする。   The invention according to claim 1 includes a light source that emits light having a cross-sectional shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and a light-shielding portion that shields an end in the longitudinal direction of the light.

また、請求項10に記載の発明は、請求項1に記載の投光装置と、遮光部を経た光が対象物に向けて投光されかつ対象物によって反射された反射光を受光し、長手方向に対応する方向に沿って配列された複数の受光セグメントからなる受光面を有する受光素子と、を有することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the light projecting device according to the first aspect, wherein the light passing through the light-shielding portion is projected toward the target and receives the reflected light reflected by the target, and receives the light. A light-receiving element having a light-receiving surface composed of a plurality of light-receiving segments arranged along a direction corresponding to the direction.

また、請求項13に記載の発明は、請求項10に記載の投受光装置と、受光素子による反射光の受光結果に基づいて対象物までの距離を測定する測距部と、を有することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the light emitting and receiving device according to the tenth aspect, and a distance measuring unit that measures a distance to an object based on a result of receiving the reflected light by the light receiving element. Features.

実施例1に係る測距装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an entire configuration of a distance measuring apparatus according to a first embodiment. 実施例1に係る測距装置における光源の光出射面を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a light emitting surface of a light source in the distance measuring apparatus according to the first embodiment. 実施例1に係る測距装置における遮光部の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a light shielding unit in the distance measuring apparatus according to the first embodiment. 実施例1に係る測距装置における受光素子の受光面を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a light receiving surface of a light receiving element in the distance measuring apparatus according to the first embodiment. 実施例1に係る測距装置における受光光学系の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a light receiving optical system in the distance measuring apparatus according to the first embodiment.

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、実施例1に係る測距装置10の模式的な配置図である。測距装置10は、所定の領域(以下、走査領域と称する)R0の光走査を行い、走査領域R0内に存在する対象物OBまでの距離を測定する走査型の測距装置である。図1を用いて、測距装置10について説明する。なお、図1には、走査領域R0及び対象物OBを模式的に示している。   FIG. 1 is a schematic layout diagram of the distance measuring apparatus 10 according to the first embodiment. The distance measuring device 10 is a scanning type distance measuring device that performs optical scanning of a predetermined region (hereinafter, referred to as a scanning region) R0 and measures a distance to an object OB existing in the scanning region R0. The distance measuring device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows the scanning region R0 and the object OB.

まず、測距装置10は、パルス光(以下、1次光と称する)L1を生成及び出射する光源11を有する。本実施例においては、光源11は、1次光L1として赤外領域にピーク波長を有するレーザ光を生成し、これを断続的に出射する。また、本実施例においては、ライン状の断面形状を有するレーザ光を1次光L1として出射する。   First, the distance measuring apparatus 10 includes a light source 11 that generates and emits pulsed light (hereinafter, referred to as primary light) L1. In this embodiment, the light source 11 generates laser light having a peak wavelength in the infrared region as the primary light L1, and emits the laser light intermittently. In this embodiment, a laser beam having a linear cross-sectional shape is emitted as the primary light L1.

測距装置10は、1次光L1の像(中間像)、すなわち1次光L1の断面形状(ビーム形状を示す像)を結像する結像光学系12を有する。結像光学系12は、例えば、リレーレンズを含む。   The distance measuring device 10 includes an imaging optical system 12 that forms an image of the primary light L1 (an intermediate image), that is, a cross-sectional shape (an image indicating a beam shape) of the primary light L1. The imaging optical system 12 includes, for example, a relay lens.

測距装置10は、1次光L1の一部を遮光する遮光部13を有する。本実施例においては、遮光部13は、1次光L1の像が結像される位置(結像点)に配置されている。遮光部13を経た1次光L1は、2次光L2として、遮光部13から出力される。   The distance measuring device 10 has a light blocking unit 13 that blocks a part of the primary light L1. In the present embodiment, the light shielding unit 13 is disposed at a position (imaging point) where the image of the primary light L1 is formed. The primary light L1 that has passed through the light shielding unit 13 is output from the light shielding unit 13 as a secondary light L2.

本実施例においては、遮光部13は、開口部を有する遮光板である。本実施例においては、1次光L1の一部は、遮光部13によって遮光される。また、遮光部13に遮光されない1次光L1は、2次光(以下、投光光と称する場合がある)L2として、遮光部13の開口部を通過する。また、本実施例においては、遮光部13は、1次光L1に対して反射性を有する反射板である。   In the present embodiment, the light shielding unit 13 is a light shielding plate having an opening. In the present embodiment, a part of the primary light L1 is shielded by the light shielding unit 13. The primary light L1 that is not shielded by the light-shielding portion 13 passes through the opening of the light-shielding portion 13 as secondary light (hereinafter sometimes referred to as light-projected light) L2. In the present embodiment, the light shielding unit 13 is a reflecting plate having reflectivity for the primary light L1.

測距装置10は、遮光部13によって反射された一部の1次光L1である反射1次光L1Rを受光する受光素子(第1の受光素子)14を有する。例えば、受光素子14は、反射1次光L1Rを検出する少なくとも1つの検出素子を含む。   The distance measuring device 10 includes a light receiving element (first light receiving element) 14 that receives the reflected primary light L1R, which is a part of the primary light L1 reflected by the light shielding unit 13. For example, the light receiving element 14 includes at least one detection element that detects the reflected primary light L1R.

測距装置10は、2次光L2、すなわち遮光部13を経た1次光L1を投光する投光光学系15を有する。投光光学系15は、例えば、少なくとも1つのレンズを含む。   The distance measuring device 10 has a light projecting optical system 15 that projects the secondary light L2, that is, the primary light L1 that has passed through the light shielding unit 13. The light projecting optical system 15 includes, for example, at least one lens.

測距装置10は、2次光L2を方向可変に偏向しつつ3次光(以下、走査光と称する場合がある)L3として投光する偏向素子(第1の偏向素子)16を有する。偏向素子16は、周期的な動作を行って2次光L2の偏向方向を周期的に変化させる。偏向素子16は、2次光L2の進行方向を屈曲させつつ出射し、またその屈曲方向を周期的に変化させる。偏向素子16によって偏向された2次光L2は、3次光L3として、走査領域R0に向けて投光される。   The distance measuring apparatus 10 includes a deflecting element (first deflecting element) 16 that deflects the secondary light L2 in a variable direction and projects the secondary light L2 as tertiary light (hereinafter sometimes referred to as scanning light) L3. The deflecting element 16 performs a periodic operation to periodically change the deflecting direction of the secondary light L2. The deflection element 16 emits the secondary light L2 while bending the traveling direction thereof, and periodically changes the bending direction. The secondary light L2 deflected by the deflecting element 16 is emitted as a tertiary light L3 toward the scanning region R0.

本実施例においては、偏向素子16は、回動軸AYの周りに回動し、2次光L2を反射させる少なくとも1つの回動ミラー16Aを有する。例えば、偏向素子16は、ポリゴンミラーを含む。本実施例においては、偏向素子16は、回動ミラー16Aが回動しつつ2次光L2を反射させることで、2次光L2の反射方向を周期的に変化させる。すなわち、本実施例においては、3次光L3は、偏向素子16の回動ミラー16Aによって反射された2次光L2である。   In this embodiment, the deflecting element 16 has at least one turning mirror 16A that turns around the turning axis AY and reflects the secondary light L2. For example, the deflecting element 16 includes a polygon mirror. In the present embodiment, the deflecting element 16 periodically changes the reflection direction of the secondary light L2 by reflecting the secondary light L2 while the rotating mirror 16A rotates. That is, in the present embodiment, the tertiary light L3 is the secondary light L2 reflected by the turning mirror 16A of the deflecting element 16.

なお、走査領域R0は、偏向素子16を経た2次光L2である3次光L3が投光される仮想の3次元空間である。図1においては、走査領域R0の外縁を破線で模式的に示した。   The scanning region R0 is a virtual three-dimensional space where the tertiary light L3, which is the secondary light L2 that has passed through the deflecting element 16, is projected. In FIG. 1, the outer edge of the scanning region R0 is schematically shown by a broken line.

本実施例においては、光源11は、回動ミラー16Aの回動軸AYの軸方向に沿って延びるライン状の断面形状を有するレーザ光を1次光L1として出射する。   In the present embodiment, the light source 11 emits, as the primary light L1, laser light having a linear cross-sectional shape extending along the axial direction of the rotation axis AY of the rotation mirror 16A.

従って、例えば、走査領域R0は、2次光L2の断面における長手方向(以下、第1の方向と称する)D1に沿った高さ方向の方向範囲と、偏向素子16による2次光L2の偏向方向の可変範囲に対応する方向(以下、第2の方向と称する)D2に沿った幅方向の方向範囲と、3次光L3が所定の強度を維持できる距離方向の範囲(すなわち奥行範囲)と、を有する錐状の空間として定義されることができる。   Therefore, for example, the scanning region R0 includes a direction range in the height direction along the longitudinal direction (hereinafter, referred to as a first direction) D1 in the cross section of the secondary light L2, and the deflection of the secondary light L2 by the deflection element 16. A direction range in the width direction along a direction (hereinafter, referred to as a second direction) D2 corresponding to the variable range of the direction, and a range in the distance direction (ie, a depth range) in which the tertiary light L3 can maintain a predetermined intensity. , Can be defined as a conical space having

また、走査領域R0内における偏向素子16から所定の距離だけ離れた仮想の平面を走査面R1としたとき、走査面R1は、第1及び第2の方向D1及びD2に沿って広がる2次元的な領域として定義されることができる。3次光L3は、この走査面R1を走査するように、走査領域R0に向けて投光される。また、本実施例においては、第1の方向D1は主走査方向に対応し、第2の方向D2は副走査方向に対応する。   When a virtual plane separated by a predetermined distance from the deflecting element 16 in the scanning area R0 is defined as the scanning plane R1, the scanning plane R1 has a two-dimensional shape that extends along the first and second directions D1 and D2. Area can be defined. The tertiary light L3 is emitted toward the scanning region R0 so as to scan the scanning surface R1. In the present embodiment, the first direction D1 corresponds to the main scanning direction, and the second direction D2 corresponds to the sub-scanning direction.

また、図1に示すように、走査領域R0に対象物OB(すなわち2次光L2に対して反射性又は散乱性を有する物体又は物質)が存在する場合、3次光L3は、対象物OBによって反射又は散乱される。対象物OBによって反射された3次光L3は、その一部が、4次光(以下、反射光と称する場合がある)L4として、3次光L3とほぼ同一の光路を3次光L3とは反対の方向に向かって進み、偏向素子16に戻って来る。   In addition, as shown in FIG. 1, when the target object OB (that is, an object or a substance having reflectivity or scattering property with respect to the secondary light L2) exists in the scanning region R0, the tertiary light L3 emits the target object OB. Reflected or scattered by Part of the tertiary light L3 reflected by the object OB is a quaternary light (hereinafter, sometimes referred to as reflected light) L4, and the tertiary light L3 and the tertiary light L3 have substantially the same optical path as the tertiary light L3. Travels in the opposite direction and returns to the deflecting element 16.

測距装置10は、4次光L4の光路上、本実施例においては偏向素子16と投光光学系15(遮光部13)との間の2次光L2及び4次光L4に共通の光路上に設けられ、4次光L4を偏向する偏向素子(第2の偏向素子)17を有する。例えば、偏向素子17は、2次光L2を透過させかつ4次光L4を反射させることで2次光L2及び4次光L4を分離する光分離素子であり、本実施例においてはビームスプリッタである。   The distance measuring device 10 is a light common to the secondary light L2 and the quaternary light L4 on the optical path of the quaternary light L4, in this embodiment, between the deflecting element 16 and the light projecting optical system 15 (the light shielding unit 13). A deflecting element (second deflecting element) 17 is provided on the road and deflects the fourth-order light L4. For example, the deflecting element 17 is a light separating element that separates the secondary light L2 and the quaternary light L4 by transmitting the secondary light L2 and reflecting the quaternary light L4. In the present embodiment, the deflecting element 17 is a beam splitter. is there.

換言すれば、本実施例においては、偏向素子16は、動作することで2次光L2を方向可変に偏向する走査用の可動偏向素子である。一方、偏向素子17は、固定式の偏向素子である。   In other words, in the present embodiment, the deflecting element 16 is a movable deflecting element for scanning that operates to deflect the secondary light L2 in a variable direction. On the other hand, the deflection element 17 is a fixed deflection element.

測距装置10は、偏向素子17によって偏向された4次光L4を受光する受光光学系18を有する。受光光学系18は、4次光L4を集光しつつ整形する。受光光学系18は、例えば、少なくとも1つのレンズを含む。   The distance measuring device 10 has a light receiving optical system 18 that receives the quaternary light L4 deflected by the deflecting element 17. The light receiving optical system 18 shapes the fourth order light L4 while condensing it. The light receiving optical system 18 includes, for example, at least one lens.

また、測距装置10は、4次光L4を受光する受光素子(第2の受光素子)19を有する。受光素子19は、例えば、受光光学系18によって集光された4次光L4の焦点位置に配置されている。例えば、受光素子19は、4次光L4を検出し、4次光に応じた電気信号を生成する少なくとも1つの検出素子を有する。   Further, the distance measuring device 10 includes a light receiving element (second light receiving element) 19 that receives the fourth-order light L4. The light receiving element 19 is arranged, for example, at the focal position of the quaternary light L4 collected by the light receiving optical system 18. For example, the light receiving element 19 has at least one detection element that detects the fourth-order light L4 and generates an electric signal corresponding to the fourth-order light.

受光素子19は、当該電気信号を4次光L4の検出結果(受光結果)として生成する。すなわち、測距装置10は、受光素子19によって生成された当該電気信号を走査領域R0の走査結果として生成する。   The light receiving element 19 generates the electric signal as a detection result (light reception result) of the fourth light L4. That is, the distance measuring device 10 generates the electric signal generated by the light receiving element 19 as a scanning result of the scanning region R0.

測距装置10は、光源11、受光素子14、偏向素子16及び受光素子19の駆動及びその制御を行う制御部20を有する。例えば、本実施例においては、制御部20は、光源11の駆動及びその制御を行う光源制御部21と、1次光L1の一部を受光して1次光L1の監視を行う監視部22と、を含む。また、制御部20は、受光素子14、偏向素子16及び受光素子19の駆動を行う。   The distance measuring device 10 includes a control unit 20 that drives and controls the light source 11, the light receiving element 14, the deflection element 16, and the light receiving element 19. For example, in the present embodiment, the control unit 20 includes a light source control unit 21 that drives and controls the light source 11 and a monitoring unit 22 that receives part of the primary light L1 and monitors the primary light L1. And Further, the control unit 20 drives the light receiving element 14, the deflection element 16, and the light receiving element 19.

また、制御部は、受光素子19による4次光L4の受光結果に基づいて対象物OBまでの距離を測定する測距部23を有する。本実施例においては、測距部23は、当該電気信号から4次光L4を示すパルスを検出する。また、測距部23は、3次光L3の投光タイミングと4次光L4の受光タイミングとの間の時間差に基づくタイムオブフライト法によって、対象物OB(又はその一部の表面領域)までの距離を測定する。また、測距部23は、測定した距離情報を示すデータ(測距データ)を生成する。   Further, the control unit includes a distance measuring unit 23 that measures a distance to the object OB based on a result of receiving the fourth-order light L4 by the light receiving element 19. In the present embodiment, the distance measuring unit 23 detects a pulse indicating the fourth-order light L4 from the electric signal. Further, the distance measurement unit 23 uses the time-of-flight method based on the time difference between the timing of projecting the tertiary light L3 and the timing of receiving the quaternary light L4 to reach the object OB (or a partial surface area thereof). Measure the distance. Further, the distance measuring unit 23 generates data (distance measurement data) indicating the measured distance information.

また、本実施例においては、測距部23は、走査領域R0(走査面R1)を複数の測距点(走査点)に区別し、当該複数の測距点の各々の測距結果(距離値)を画素として示す走査領域R0の画像(測距画像)を生成する。本実施例においては、測距部23は、測距点と回動ミラー16Aの変位とを示す情報とを対応付け、走査領域R0の2次元マップ又は3次元マップを示す画像データを生成する。   Further, in the present embodiment, the distance measuring unit 23 distinguishes the scanning area R0 (scanning surface R1) into a plurality of distance measuring points (scanning points), and calculates a distance measurement result (distance) of each of the plurality of distance measuring points. The image (distance measurement image) of the scanning region R0 indicating the value (pixel value) as a pixel is generated. In the present embodiment, the distance measurement unit 23 associates the distance measurement points with the information indicating the displacement of the rotating mirror 16A, and generates image data indicating a two-dimensional map or a three-dimensional map of the scanning region R0.

また、測距部23は、例えば、3次光L3の投光方向の変化周期、すなわち走査領域R0を走査する周期である走査周期を測距画像の生成周期とし、当該走査周期毎に1つの測距画像を生成する。   Further, the distance measurement unit 23 sets, for example, a change cycle of the projection direction of the tertiary light L3, that is, a scan cycle that is a cycle of scanning the scan region R0 as a distance measurement image generation cycle, and one scan cycle for each scan cycle. Generate a ranging image.

なお、走査周期とは、例えば、測距装置10が走査領域R0に対する光走査を周期的に行う場合において、回動ミラー16Aの所定の変位が、その後に再度当該所定の変位に戻るまでの期間をいう。また、測距部23は、生成した複数の測距画像を時系列に沿って動画として表示する表示部(図示せず)を有していてもよい。   Note that the scanning cycle is, for example, a period until a predetermined displacement of the rotating mirror 16A returns to the predetermined displacement again thereafter when the distance measuring device 10 periodically performs optical scanning on the scanning region R0. Say. Further, the distance measurement unit 23 may include a display unit (not shown) that displays the generated plurality of distance measurement images as a moving image in chronological order.

図2は、光源11の光出射面11Aを模式的に示す図である。本実施例においては、光源11は、各々が第1の方向D1に延びる3つのレーザーバーE1、E2及びE3を有し、これらレーザーバーE1〜E3が第2の方向D2(すなわちレーザーバーE1〜E3の各々の短手方向)に沿ってスタックされた構造を有する。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a light emitting surface 11A of the light source 11. As shown in FIG. In this embodiment, the light source 11 has three laser bars E1, E2 and E3, each extending in the first direction D1, and these laser bars E1 to E3 are in the second direction D2 (that is, the laser bars E1 to E3). E3).

レーザーバーE1〜E3の各々は、第1の方向D1を長手方向とし、第2の方向D2を短手方向とする断面形状(ビーム形状)を有するライン状又は楕円状のレーザ光を出射する。また、レーザーバーE1〜E3の各々は、第2の方向D2に沿って並んでおりかつ互いに平行に延びる光軸に沿ってレーザ光を出射する。   Each of the laser bars E1 to E3 emits a linear or elliptical laser beam having a cross-sectional shape (beam shape) having the first direction D1 as a longitudinal direction and the second direction D2 as a lateral direction. Further, each of the laser bars E1 to E3 is arranged along the second direction D2 and emits a laser beam along an optical axis extending in parallel with each other.

光源11は、これらレーザーバーE1〜E3から出射されたレーザ光の全体を1次光L1として出射する。本実施例においては、1次光L1は、その全体が、第1の方向D1及び第2の方向D2をそれぞれ長手方向及び短手方向として有するライン状の断面形状を有する。   The light source 11 emits the entirety of the laser beams emitted from the laser bars E1 to E3 as primary light L1. In the present embodiment, the entire primary light L1 has a linear cross-sectional shape having the first direction D1 and the second direction D2 as the longitudinal direction and the lateral direction, respectively.

図3は、遮光部13の構成及び遮光部13によって生成される2次光L2の断面形状を模式的に示す図である。図3に示すように、本実施例においては、光源11から出射される1次光L1は、各々が第1の方向D1及び第2の方向D2をそれぞれ長手方向及び短手方向として有する断面形状の複数の1次レーザ光L11、L12及びL13を含む。例えば、1次レーザ光L11、L12及びL13は、それぞれ、レーザーバーE1、E2及びE3から出射されたレーザ光に対応する。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of the light shielding unit 13 and a cross-sectional shape of the secondary light L2 generated by the light shielding unit 13. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the primary light L1 emitted from the light source 11 has a cross-sectional shape having a first direction D1 and a second direction D2 as a longitudinal direction and a lateral direction, respectively. Of the primary laser beams L11, L12, and L13. For example, the primary laser beams L11, L12, and L13 correspond to the laser beams emitted from the laser bars E1, E2, and E3, respectively.

すなわち、本実施例においては、光源11は、1次レーザ光L11、L12及びL13として、各々が長手方向及び短手方向を有する断面形状を有しかつ当該短手方向に沿って配列された複数の光を出射する。   That is, in this embodiment, the light source 11 has a plurality of primary laser beams L11, L12, and L13 each having a cross-sectional shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and being arranged along the lateral direction. Is emitted.

また、本実施例においては、遮光部13は、結像光学系12によって光源11における1次光L1の光出射面11Aの像(中間像)L1Pが結像される位置に配置されている。図3は、像L1Pを構成する1次レーザ光L11〜L13の光出射面の像の各々を模式的に示している。   Further, in the present embodiment, the light shielding unit 13 is arranged at a position where the image (intermediate image) L1P of the primary light L1 of the light source 11 on the light emission surface 11A of the light source 11 is formed by the imaging optical system 12. FIG. 3 schematically illustrates each of the images of the primary laser beams L11 to L13 constituting the image L1P on the light emitting surface.

また、遮光部13を経た1次レーザ光L11、L12及びL13は、それぞれ、2次レーザ光L21、L22及びL23として、遮光部13を通過する。2次光L2は、これら3つの2次レーザ光L21、L22及びL23を含む。また、2次光L2は、その全体が、第1の方向D1及び第2の方向D2をそれぞれ長手方向及び短手方向として有するライン状の断面形状を有する。   In addition, the primary laser beams L11, L12, and L13 that have passed through the light shielding unit 13 pass through the light shielding unit 13 as secondary laser lights L21, L22, and L23, respectively. The secondary light L2 includes these three secondary laser lights L21, L22, and L23. Further, the entire secondary light L2 has a linear cross-sectional shape having the first direction D1 and the second direction D2 as the longitudinal direction and the lateral direction, respectively.

また、図3に示すように、本実施例においては、遮光部13は、1次レーザ光L11〜L13の各々の端部を遮光するように構成及び配置されている。また、本実施例においては、遮光部13は、2次レーザ光L21〜L23、すなわち遮光部13を経た1次レーザ光L11〜L13の第1の方向D1に沿った長さを揃えるように、1次レーザ光L11〜L13の各々の端部を遮光する。   Further, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the light shielding unit 13 is configured and arranged so as to shield each end of the primary laser beams L11 to L13. Further, in the present embodiment, the light-shielding portions 13 are arranged such that the lengths of the secondary laser beams L21 to L23, that is, the primary laser beams L11 to L13 passing through the light-shielding portions 13 are aligned along the first direction D1. Each end of the primary laser beams L11 to L13 is shielded.

従って、2次レーザ光L21〜L23の各々は、長手方向の長さ、及び長手方向の端部の位置が揃った断面形状を有することとなる。従って、2次光L2は、長手方向の外縁が明確となった矩形の外形形状を有する光となって投光される。   Therefore, each of the secondary laser beams L21 to L23 has a cross-sectional shape in which the length in the longitudinal direction and the positions of the ends in the longitudinal direction are aligned. Therefore, the secondary light L2 is projected as light having a rectangular outer shape with a clear outer edge in the longitudinal direction.

ここで、1次光L1及び2次光L2について説明する。例えば、測距装置10の測距可能距離を長くしようとした場合、3次光L3として投光される光の強度を上げることが考えられる。そして、高強度な1次光L1を出射することを考慮すると、光源11として、高出力な光源を用いることが考えられる。   Here, the primary light L1 and the secondary light L2 will be described. For example, when trying to increase the distance that the distance measuring device 10 can measure, it is conceivable to increase the intensity of the light projected as the tertiary light L3. In consideration of emitting the high-intensity primary light L1, it is conceivable to use a high-output light source as the light source 11.

また、一括して走査領域R0内の複数の領域からの4次光L4を得ることを考慮すると、光源11としては、上記したようなレーザーバーE1〜E3をスタックしたレーザ素子を用いることが考えられる。これによって、例えば、光学系の大型化又は複雑化を抑えつつ、高出力なライン状の3次光L3を得ることができる。   In consideration of obtaining the quaternary light L4 from a plurality of regions in the scanning region R0 collectively, it is conceivable to use a laser element in which the laser bars E1 to E3 are stacked as the light source 11 as described above. Can be Thereby, for example, it is possible to obtain a high-output linear tertiary light L3 while suppressing an increase in the size or complexity of the optical system.

一方、光源11としてスタック型のレーザ素子においては、レーザーバーE1〜E3の光出射面の形状がわずかに異なる。具体的には、例えば図2に示すように、レーザーバーE1〜E3における長手方向の長さ(バーの長さ)がわずかに異なる。例えば、レーザーバーE1のバー長さが最も長く、レーザーバーE3のバー長さが最も大きい。   On the other hand, in a stacked laser element as the light source 11, the shape of the light emitting surface of the laser bars E1 to E3 is slightly different. Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the lengths of the laser bars E1 to E3 in the longitudinal direction (the lengths of the bars) are slightly different. For example, the laser bar E1 has the longest bar length, and the laser bar E3 has the longest bar length.

この場合、図3に示すように、1次レーザ光L11〜L13のうち、1次レーザ光L11が最も短いビーム形状を有し、1次レーザ光L13が最も長いビーム形状を有する。この1次レーザ光L11〜L13からなる1次光L1は、全体としては、第1の方向D1における中央部と端部との間で異なる強度を有する。   In this case, as shown in FIG. 3, among the primary laser beams L11 to L13, the primary laser beam L11 has the shortest beam shape, and the primary laser beam L13 has the longest beam shape. The primary light L1 composed of the primary laser lights L11 to L13 has different intensities as a whole between the center and the end in the first direction D1.

従って、例えば、1次光L1の第1の方向D1の中央部に対応する光は十分な強度を有する一方で、1次光L1の第1の方向D1の端部に対応する光は十分な強度を有していない場合がある。従って、仮に、この1次光L1をそのまま3次光L3として投光した場合、走査領域R0内において十分な光量の3次光L3が照射される領域と十分な光量の3次光L3が照射されない領域とが存在する場合がある。従って、走査領域R0内の測距精度にムラが生ずる場合や、測距可能距離が他の領域に比べて短い領域が生ずる場合がある。   Therefore, for example, the light corresponding to the center of the primary light L1 in the first direction D1 has sufficient intensity, while the light corresponding to the end of the primary light L1 in the first direction D1 is sufficient. May not have strength. Therefore, if the primary light L1 is projected as it is as the tertiary light L3, a region where the sufficient amount of the tertiary light L3 is irradiated in the scanning region R0 and the region where the tertiary light L3 is irradiated with the sufficient light are irradiated. There is a case where there is a region that is not performed. Therefore, unevenness may occur in the distance measurement accuracy in the scanning area R0, or an area where the distance that can be measured may be shorter than other areas may occur.

これに対し、本実施例においては、1次レーザ光L11〜L13の各々の第1の方向D1における端部を遮光する遮光部13が配置されている。従って、2次レーザ光L21〜L23の第1の方向D1における長さが揃い、2次光L2の全体としての第1の方向D1に沿った強度が均一化される。従って、走査領域R0に投光される3次光L3の光量が均一化され、走査領域R0の全体で安定した精度の走査及び測距を行うことができる。   On the other hand, in the present embodiment, the light shielding unit 13 that shields the end of each of the primary laser beams L11 to L13 in the first direction D1 is arranged. Accordingly, the lengths of the secondary laser beams L21 to L23 in the first direction D1 are uniform, and the intensity of the secondary light L2 as a whole along the first direction D1 is made uniform. Therefore, the light amount of the tertiary light L3 projected on the scanning region R0 is made uniform, and scanning and distance measurement with stable accuracy can be performed over the entire scanning region R0.

また、本実施例においては、1次光L1の一部のみを2次光L2として投光することとなる。すなわち、2次光L2は、1次光L1よりも小さな強度を有する。これに対し、制御部20の光源制御部21は、2次光L2が設計上の光量となるように、1次光L1の強度、すなわち光源11の出力を制御する。すなわち、光源11は、遮光部13を経た1次光L1である2次光L2の光量に基づいた出力で1次光L1を出射する。   In this embodiment, only a part of the primary light L1 is projected as the secondary light L2. That is, the secondary light L2 has a smaller intensity than the primary light L1. On the other hand, the light source control unit 21 of the control unit 20 controls the intensity of the primary light L1, that is, the output of the light source 11, so that the secondary light L2 has a designed light amount. That is, the light source 11 emits the primary light L1 with an output based on the light amount of the secondary light L2, which is the primary light L1 that has passed through the light shielding unit 13.

より具体的には、例えば、光源11は、1次光L1としてレーザ光を出射する。また、測距装置10は、例えば車両などの移動体に搭載されるなど、種々の空間を走査領域R0として測距を行う場合が想定される。この場合、レーザ光を人間に照射する場合が想定される。従って、3次光L3として投光できるレーザ光の上限となる強度を考慮する必要がある。   More specifically, for example, the light source 11 emits a laser beam as the primary light L1. In addition, it is assumed that the distance measuring device 10 measures a distance using various spaces as a scanning region R0, for example, being mounted on a moving body such as a vehicle. In this case, it is assumed that a human is irradiated with laser light. Therefore, it is necessary to consider the intensity that is the upper limit of the laser light that can be projected as the tertiary light L3.

本実施例においては、光源制御部21は、3次光L3の光量を設定するための光源11の出力を、2次光L2の光量に基づいて制御する。換言すれば、1次光L1よりも3次光L3の光量に近い光量の2次光L2を考慮して、光源11の出力制御を行う。従って、当該レーザ光の出力制限を満たしつつ、適切な出力調節を行いつつ3次光L3を投光することができる。   In the present embodiment, the light source control unit 21 controls the output of the light source 11 for setting the light amount of the tertiary light L3 based on the light amount of the secondary light L2. In other words, the output of the light source 11 is controlled in consideration of the secondary light L2 having a light amount closer to the light amount of the tertiary light L3 than the primary light L1. Therefore, the tertiary light L3 can be emitted while appropriately adjusting the output while satisfying the output limitation of the laser light.

また、本実施例においては、遮光部13が1次光L1に対して反射性を有する。また、遮光部13によって反射された反射1次光L1Rを受光する受光素子14が設けられている。また、監視部22は、この受光素子14による反射1次光L1Rの受光結果に基いて1次光L1を監視する。   Further, in the present embodiment, the light shielding portion 13 has reflectivity to the primary light L1. Further, a light receiving element 14 for receiving the reflected primary light L1R reflected by the light shielding unit 13 is provided. The monitoring unit 22 monitors the primary light L1 based on the result of receiving the reflected primary light L1R by the light receiving element 14.

すなわち、遮光部13が1次光L1の一部を反射させる場合、当該反射された1次光L1は、光源11の監視に用いられることができる。従って、受光素子14を設けるだけで光源11の動作監視を行うことができる。換言すれば、遮光部13が1次光L1に対して反射性を有する場合、遮光部13によって反射された1次光L1を受光して1次光L1(例えば1次光L1の光量)を監視する監視部22を設けることで、単純な構成で測距装置10に監視機能を持たせることができる。   That is, when the light shielding unit 13 reflects a part of the primary light L <b> 1, the reflected primary light L <b> 1 can be used for monitoring the light source 11. Therefore, the operation monitoring of the light source 11 can be performed only by providing the light receiving element 14. In other words, when the light shielding unit 13 has reflectivity for the primary light L1, the primary light L1 reflected by the light shielding unit 13 is received and the primary light L1 (for example, the light amount of the primary light L1) is received. By providing the monitoring unit 22 for monitoring, the ranging device 10 can have a monitoring function with a simple configuration.

図4は、受光素子19の受光面19Rを模式的に示す図である。図4に示すように、受光素子19は、第1の方向D1に沿って配列された複数の受光セグメント19Aからなる受光面19Rを有する。本実施例においては、受光素子19は、受光セグメント19Aの各々が1列に配列され、ライン状の受光面19Rを有するラインセンサである。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the light receiving surface 19R of the light receiving element 19. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the light receiving element 19 has a light receiving surface 19R including a plurality of light receiving segments 19A arranged along the first direction D1. In this embodiment, the light receiving element 19 is a line sensor in which each of the light receiving segments 19A is arranged in one line and has a linear light receiving surface 19R.

本実施例においては、受光セグメント19Aの各々は、互いに独立して4次光L4の受光動作を行う。また、受光セグメント19Aの各々は、少なくとも1つの光電変換素子を有する。   In the present embodiment, each of the light receiving segments 19A performs a light receiving operation of the fourth order light L4 independently of each other. Each of the light receiving segments 19A has at least one photoelectric conversion element.

図5は、受光光学系18及び受光素子19の構成例を示す図である。本実施例においては、受光光学系18は、4次光L4を、受光素子19の受光面19Rにおける第1の方向D1の全体に入射させるように、4次光L4を集光する。従って、4次光L4は、受光セグメント19Aの各々に入射する。そして、受光セグメント19A毎に受光された4次光L4の部分に対応する電気信号が受光セグメント19Aの各々によって生成される。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the light receiving optical system 18 and the light receiving element 19. In the present embodiment, the light receiving optical system 18 condenses the fourth order light L4 such that the fourth order light L4 is incident on the entire light receiving surface 19R of the light receiving element 19 in the first direction D1. Therefore, the fourth-order light L4 is incident on each of the light receiving segments 19A. Then, an electric signal corresponding to the portion of the fourth-order light L4 received for each light receiving segment 19A is generated by each of the light receiving segments 19A.

換言すれば、受光光学系18は、遮光部13を経た1次光L1のビーム形状(本実施例においてはビームの第1の方向D1における長さ)に合わせて、受光素子19を最大限に動作させるような集光特性に調節されている。従って、受光セグメント19Aの全てで正確な受光動作を行うことができる。   In other words, the light receiving optical system 18 maximizes the light receiving element 19 according to the beam shape of the primary light L1 that has passed through the light shielding unit 13 (in this embodiment, the length of the beam in the first direction D1). The light-gathering characteristics are adjusted so as to operate. Therefore, an accurate light receiving operation can be performed in all of the light receiving segments 19A.

このように、本実施例においては、測距装置10が、第1の方向D1を長手方向とする断面形状の1次光L1を出射する光源11に対し、1次光L1の第1の方向D1の端部を遮光する遮光部13を有する。従って、1次光L1の端部の光、すなわち1次光L1における強度が小さい光の投光が遮断される。従って、強度ムラが低減された2次光L2を投光することが可能となり、正確な走査及び測距を行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the distance measuring device 10 emits the first light L1 in the first direction with respect to the light source 11 that emits the primary light L1 having a cross-sectional shape whose longitudinal direction is the first direction D1. A light-shielding portion 13 that shields the end of D1 is provided. Therefore, the light at the end of the primary light L1, that is, the light with low intensity in the primary light L1, is blocked. Therefore, the secondary light L2 with reduced intensity unevenness can be projected, and accurate scanning and distance measurement can be performed.

なお、本実施例においては、光源11が複数のレーザーバーE1〜E3がスタックされたスタック型のレーザ素子を含む場合について説明した。しかし、光源11の構成はこれに限定されない。   In the present embodiment, a case has been described in which the light source 11 includes a stacked laser element in which a plurality of laser bars E1 to E3 are stacked. However, the configuration of the light source 11 is not limited to this.

例えば、光源11は、各々が長手方向(例えば第1の方向D1)及び短手方向(例えば第2の方向D2)を有する断面形状の複数の光(例えば1次レーザ光L11〜L13)を出射するように構成されていればよい。例えば、光源11は、種々の発光素子を含み、当該発光素子から出射された光を上記したように整形する光学系を有していてもよい。   For example, the light source 11 emits a plurality of light beams (for example, primary laser beams L11 to L13) each having a cross-sectional shape having a longitudinal direction (for example, a first direction D1) and a lateral direction (for example, a second direction D2). What is necessary is just to be comprised so that. For example, the light source 11 may include various light emitting elements, and may have an optical system for shaping light emitted from the light emitting elements as described above.

また、光源11は、複数の1次レーザ光L11〜L13を出射するように構成される場合に限定されない。例えば、光源11は、1つの1次レーザ光のみ(例えば1次レーザ光L12のみ)を1次光L1として出射するように構成されていてもよい。   Further, the light source 11 is not limited to the case where the light source 11 is configured to emit a plurality of primary laser lights L11 to L13. For example, the light source 11 may be configured to emit only one primary laser light (for example, only the primary laser light L12) as the primary light L1.

具体的には、1次光L1のようにライン状の断面形状を有する1次光L1を投光する場合、1次光L1の端部は中央部に比べて小さな強度を有する場合がある。また、1次光L1の端部の強度は、中央部の強度に比べて安定しない場合がある。このように、1次光L1の端部の特性は、1次光L1の中央部の特性よりも不安定な場合がある。従って、1次光L1の中央部のみを投光させることが好ましい。従って、光源11から出射される1次光L1の第1の方向D1の端部を遮光することで、安定した強度の2次光L2を投光することができる。   Specifically, when the primary light L1 having a linear cross-sectional shape like the primary light L1 is projected, the edge of the primary light L1 may have a smaller intensity than the center. In addition, the intensity of the end of the primary light L1 may not be stable as compared with the intensity of the center. Thus, the characteristics of the end of the primary light L1 may be more unstable than the characteristics of the center of the primary light L1. Therefore, it is preferable to project only the central portion of the primary light L1. Therefore, by shielding the end of the primary light L1 emitted from the light source 11 in the first direction D1, the secondary light L2 having a stable intensity can be emitted.

また、本実施例においては、遮光部13が1次レーザ光L11〜L13の端部の各々を遮光するように構成される場合について説明した。しかし、遮光部13の構成はこれに限定されない。遮光部13は、1次レーザ光L11〜L13の少なくとも1つの端部を遮光するように構成されていればよい。   Further, in the present embodiment, the case where the light shielding unit 13 is configured to shield each of the ends of the primary laser lights L11 to L13 has been described. However, the configuration of the light shielding unit 13 is not limited to this. The light shielding unit 13 only needs to be configured to shield at least one end of the primary laser beams L11 to L13.

なお、光源11が複数の光(例えば1次レーザ光L11〜L13)からなる1次光L1を出射する場合、上記したように、遮光部13は、遮光部13を経た(遮光部13によって遮光されない)光の第1の方向D1における長さが揃うように、当該複数の光の少なくとも1つにおける第1の方向D1の端部を遮光するように構成されることが好ましい。   When the light source 11 emits the primary light L1 composed of a plurality of lights (for example, primary laser lights L11 to L13), as described above, the light shielding unit 13 passes through the light shielding unit 13 (the light is shielded by the light shielding unit 13). It is preferable that an end of at least one of the plurality of lights in the first direction D1 is shielded so that the lengths of the light in the first direction D1 are uniform.

また、遮光部13は、遮光部13を経た光の第1の方向D1における長さを揃えるように構成される場合に限定されない。遮光部13は、光源11から出射される複数の光のうち、第1の方向D1において他の光よりも突出した少なくとも1つの光(例えば1次レーザ光L13のみ、又は1次レーザ光L12及びL13のみ)の第1の方向D1の端部を遮光するように構成されていればよい。この場合であっても、1次光L1の強度ムラは低減されることが期待できる。   Further, the light-shielding portion 13 is not limited to a case where the light passing through the light-shielding portion 13 is configured to have the same length in the first direction D1. The light-shielding unit 13 is configured to output at least one light (for example, only the primary laser light L13 or the primary laser light L12 and the primary laser light L13) protruding from the other light in the first direction D1 among the plurality of lights emitted from the light source 11. (L13 only) as long as it is configured to shield the end in the first direction D1. Even in this case, it can be expected that the intensity unevenness of the primary light L1 is reduced.

また、本実施例においては、遮光部13が1次光L1に対して反射性を有する場合について説明した。しかし、遮光部13は、1次光L1の第1の方向D1の端部を遮光する(投光させない)ように構成されていればよい。例えば、遮光部13は、1次光L1に対して吸収性を有していてもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the light shielding unit 13 has reflectivity to the primary light L1 has been described. However, it is only necessary that the light shielding unit 13 be configured to shield (not project) the end of the primary light L1 in the first direction D1. For example, the light shielding unit 13 may have an absorptivity to the primary light L1.

なお、遮光部13が1次光L1に対して反射性を有しない場合、受光素子14は設けられなくてもよい。この場合、遮光部13を用いることなく他の一般的な手段によって光源11の監視を行えばよい。   In the case where the light-shielding portion 13 does not reflect the primary light L1, the light-receiving element 14 may not be provided. In this case, the light source 11 may be monitored by other general means without using the light shielding unit 13.

また、本実施例においては、遮光部13が1次光L1の一部(本実施例においては中央部)の光路上に開口部を有する遮光板からなる場合について説明した。しかし、遮光部13の構成はこれに限定されない。例えば、遮光部13は、1次光L1の中央部の光路上に1次光L1を透過させる透過部を有し、他の部分が遮光特性を有する透光板であってもよい。また、遮光部13は、複数の遮光板を有していてもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the light shielding portion 13 is formed of a light shielding plate having an opening on the optical path of a part (the central portion in the present embodiment) of the primary light L1 has been described. However, the configuration of the light shielding unit 13 is not limited to this. For example, the light-shielding part 13 may be a light-transmitting plate having a transmission part for transmitting the primary light L1 on the optical path in the central part of the primary light L1, and other parts having light-shielding characteristics. Further, the light shielding unit 13 may have a plurality of light shielding plates.

また、遮光部13は、1次光L1の第1の方向D1の端部の一方のみを遮光するように構成されていてもよい。例えば、1次レーザ光L11〜L13間のビーム形状の関係によっては、第1の方向D1における一方の端部においては1次レーザ光L13が最も突出しており、他方の端部では1次レーザ光L12が最も突出している場合がある。この場合、遮光部13は、当該一方の端部においては1次レーザ光L13の端部を遮光し、当該他方の端部においては1次レーザ光L12の端部を遮光するように構成されていてもよい。   Further, the light shielding unit 13 may be configured to shield only one of the ends of the primary light L1 in the first direction D1. For example, depending on the beam shape relationship between the primary laser beams L11 to L13, the primary laser beam L13 protrudes most at one end in the first direction D1 and primary laser light at the other end. L12 may protrude most. In this case, the light shielding unit 13 is configured to shield the end of the primary laser light L13 at the one end and shield the end of the primary laser light L12 at the other end. You may.

また、本実施例においては、1次光L1の像L1Pを結像する結像光学系12が設けられており、遮光部13は1次光L1の像L1Pが結像される位置に配置されている場合について説明した。しかし、遮光部13の位置はこれに限定されない。   Further, in the present embodiment, an imaging optical system 12 that forms an image L1P of the primary light L1 is provided, and the light shielding unit 13 is disposed at a position where the image L1P of the primary light L1 is formed. The case has been described. However, the position of the light shielding unit 13 is not limited to this.

例えば、測距装置10は、結像光学系12を有していなくてもよい。また、遮光部13は、光源11の光出射面11Aの極近傍に配置されていてもよい。すなわち、1次光L1は、光源11から出射された直後にその一部が遮光部13によって遮光されるように構成されていてもよい。   For example, the distance measuring device 10 may not have the imaging optical system 12. Further, the light-shielding portion 13 may be disposed very near the light emission surface 11A of the light source 11. That is, the primary light L <b> 1 may be configured so that a part of the primary light L <b> 1 is shielded by the light shielding unit 13 immediately after being emitted from the light source 11.

なお、確実に1次光L1の端部を遮光することを考慮すると、結像光学系12を配置した上で、遮光部13を光源11の光出射面11Aの像L1Pの結像位置に配置することが好ましい。具体的には、像L1Pの結像位置以外に遮光部13を配置する場合、遮光部13を経た1次光L1の端部が確実に遮光されない場合があるからである。   Considering that the end of the primary light L1 is surely shielded, the light-shielding part 13 is arranged at the image-forming position of the image L1P of the light emitting surface 11A of the light source 11 after the image-forming optical system 12 is arranged. Is preferred. Specifically, when the light shielding portion 13 is arranged at a position other than the image forming position of the image L1P, the end of the primary light L1 passing through the light shielding portion 13 may not be reliably shielded.

換言すれば、測距装置10は、光源11と遮光部13との間の1次光L1の光路上に設けられ、光源11の光出射面11Aの像L1Pを結像する結像光学系12を有することが好ましい。また、遮光部13は、この像L1Pが結像される位置に配置されていることが好ましい。   In other words, the distance measuring device 10 is provided on the optical path of the primary light L1 between the light source 11 and the light shielding unit 13, and forms an image forming optical system 12 that forms an image L1P of the light emitting surface 11A of the light source 11. It is preferable to have Further, it is preferable that the light shielding unit 13 is arranged at a position where the image L1P is formed.

また、本実施例においては、制御部20の光源制御部21が2次光L2の光量に応じた強度の1次光L1を出射するように光源11を制御する場合について説明した。しかし、光源11は、例えば、予め定められた態様で1次光L1を出射するか、又は1次光L1の出射態様を調節可能なように構成されていればよい。   In the present embodiment, the case has been described in which the light source control unit 21 of the control unit 20 controls the light source 11 so as to emit the primary light L1 having an intensity corresponding to the amount of the secondary light L2. However, the light source 11 only needs to be configured to emit the primary light L1 in a predetermined manner or to adjust the emission manner of the primary light L1.

このように、本実施例においては、測距装置10は、長手方向(第1の方向D1)及び短手方向(第2の方向D2)を有する断面形状の光(1次光L1)を出射する光源11と、当該光の当該長手方向の端部を遮光する遮光部13と、遮光部13を経た光(2次光L2)を方向可変に偏向しつつ走査領域R0内の対象物OBに向けて投光する偏向素子16と、を有する。   As described above, in the present embodiment, the distance measuring device 10 emits light (primary light L1) having a cross-sectional shape having a longitudinal direction (first direction D1) and a lateral direction (second direction D2). Light source 11, a light-shielding portion 13 for shielding the end portion of the light in the longitudinal direction, and a light (secondary light L2) passing through the light-shielding portion 13 deflectable in a variable direction to the object OB in the scanning region R0. And a deflecting element 16 for projecting light.

また、測距装置10は、対象物OBによって反射された光(3次光L3)である反射光(4次光L4)を受光し、当該長手方向に対応する方向に沿って配列された複数の受光セグメント19Aからなる受光面19Sを有する受光素子19と、受光素子19による当該反射光の受光結果に基づいて対象物OBまでの距離を測定する測距部23と、を有する。従って、強度ムラが低減された光を投光することによって正確な測距を行うことが可能な測距装置10を提供することができる。   Further, the distance measuring device 10 receives reflected light (quaternary light L4), which is light (tertiary light L3) reflected by the object OB, and arranges a plurality of light beams arranged along a direction corresponding to the longitudinal direction. And a distance measuring unit 23 that measures the distance to the object OB based on the result of receiving the reflected light by the light receiving element 19. Therefore, it is possible to provide the distance measuring apparatus 10 capable of performing accurate distance measurement by projecting light with reduced intensity unevenness.

なお、受光素子19による4次光L4の受光結果は、測距以外の用途、例えば対象物OBの検出用途などにも有効に利用することができる。従って、測距装置10は、測距部23を有していなくてもよい。この場合、例えば、測距装置10における光源11、遮光部13、偏向素子16及び受光素子19は、走査装置、すなわち走査型の投受光装置として機能する。   The result of receiving the fourth-order light L4 by the light receiving element 19 can be effectively used for purposes other than distance measurement, for example, for detecting the object OB. Therefore, the distance measuring device 10 does not need to include the distance measuring unit 23. In this case, for example, the light source 11, the light shielding unit 13, the deflecting element 16, and the light receiving element 19 in the distance measuring device 10 function as a scanning device, that is, a scanning type light emitting and receiving device.

また、測距装置10は、測距部23に加え、偏向素子16を有していなくてもよい。この場合、例えば、測距装置10における光源11、遮光部13及び受光素子19は、非走査型の投受光装置として機能する。この場合であっても、例えば均一な強度の光を用いた投受光を行うことができる。すなわち、本発明は、強度ムラが低減された光を投光することによって正確な投受光を行うことが可能な投受光装置としても実施されることができる。   Further, the distance measuring device 10 may not have the deflection element 16 in addition to the distance measuring unit 23. In this case, for example, the light source 11, the light shielding unit 13, and the light receiving element 19 in the distance measuring device 10 function as a non-scanning type light emitting and receiving device. Even in this case, for example, light emission and reception using light of uniform intensity can be performed. That is, the present invention can also be implemented as a light emitting and receiving device capable of performing accurate light emitting and receiving by projecting light with reduced intensity unevenness.

さらに、測距装置10は、受光素子19を有していなくてもよい。この場合、光源11及び遮光部13は、投光装置として機能する。この場合、例えば均一な強度の光を投光することができる。すなわち、本発明は、強度ムラが低減された光を投光することが可能な投光装置としても実施されることができる。   Further, the distance measuring device 10 may not have the light receiving element 19. In this case, the light source 11 and the light shielding unit 13 function as a light emitting device. In this case, for example, light of uniform intensity can be emitted. That is, the present invention can also be implemented as a light projecting device capable of projecting light with reduced intensity unevenness.

上記したように、例えば、本実施例における投光装置は、長手方向(第1の方向D1)及び短手方向(第2の方向D2)を有する断面形状の光(1次光L1)を出射する光源11と、当該光の当該長手方向の端部を遮光する遮光部13と、を有する。従って、強度ムラが低減された光を投光することが可能となる。   As described above, for example, the light projecting device according to the present embodiment emits light (primary light L1) having a cross-sectional shape having a longitudinal direction (first direction D1) and a lateral direction (second direction D2). A light source 11 and a light shielding unit 13 for shielding the end of the light in the longitudinal direction. Therefore, it is possible to emit light with reduced intensity unevenness.

10 測距装置
11 光源
13 遮光部
Reference Signs List 10 distance measuring device 11 light source 13 light shielding unit

Claims (13)

進行方向に垂直な断面において長手方向及び短手方向を有する断面形状の光を出射する光源と、
前記光の前記長手方向の端部を遮光する遮光部と、を有することを特徴とする投光装置。
A light source that emits light having a cross-sectional shape having a longitudinal direction and a lateral direction in a cross section perpendicular to the traveling direction,
A light-shielding portion that shields the end of the light in the longitudinal direction.
前記光源は、各々が長手方向及び短手方向を有する断面形状を有しかつ前記短手方向に沿って配列された複数の光を出射し、
前記遮光部は、前記複数の光の少なくとも1つの前記長手方向の端部を遮光することを特徴とする請求項1に記載の投光装置。
The light source has a cross-sectional shape each having a longitudinal direction and a transverse direction and emits a plurality of lights arranged along the transverse direction,
The light projection device according to claim 1, wherein the light blocking unit blocks at least one end of the plurality of lights in the longitudinal direction.
前記遮光部は、前記複数の光のうち、前記長手方向において他の光よりも突出した少なくとも1つの光の前記長手方向の端部を遮光することを特徴とする請求項2に記載の投光装置。   3. The light projection device according to claim 2, wherein the light shielding unit blocks an end in the longitudinal direction of at least one light of the plurality of lights protruding from other light in the longitudinal direction. 4. apparatus. 前記遮光部は、前記遮光部を経た前記複数の光の各々の前記長手方向に沿った長さを揃えるように、前記少なくとも1つの光の前記長手方向の端部を遮光することを特徴とする請求項2又は3に記載の投光装置。   The light-shielding portion shields an end of the at least one light in the longitudinal direction such that the lengths of the plurality of lights passing through the light-shielding portion along the longitudinal direction are aligned. The light emitting device according to claim 2. 前記光源と前記遮光部との間の前記光の光路上に設けられ、前記光源の光出射面の像を結像する結像光学系を有し、
前記遮光部は、前記像が結像される位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の投光装置。
An imaging optical system is provided on an optical path of the light between the light source and the light shielding unit, and forms an image of a light emission surface of the light source,
The light projection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light shielding unit is disposed at a position where the image is formed.
前記光源は、前記遮光部を経た前記光の光量に基づいた出力で前記光を出射することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の投光装置。   The light emitting device according to claim 1, wherein the light source emits the light with an output based on a light amount of the light passing through the light blocking unit. 前記遮光部は、前記光に対して反射性を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の投光装置。   The light projection device according to claim 1, wherein the light blocking unit has reflectivity for the light. 前記遮光部によって反射された前記光を受光して前記光を監視する監視部を有することを特徴とする請求項7に記載の投光装置。   The light projection device according to claim 7, further comprising a monitoring unit that receives the light reflected by the light blocking unit and monitors the light. 前記光源は、各々が前記長手方向に延びる複数のレーザーバーが前記短手方向に沿ってスタックされたレーザ素子を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1つに記載の投光装置。   9. The light projection device according to claim 1, wherein the light source includes a laser element in which a plurality of laser bars each extending in the longitudinal direction are stacked along the short direction. 10. apparatus. 請求項1乃至9のいずれか1つに記載の投光装置と、
前記遮光部を経た前記光が対象物に向けて投光されかつ前記対象物によって反射された反射光を受光し、前記長手方向に対応する方向に沿って配列された複数の受光セグメントからなる受光面を有する受光素子と、を有することを特徴とする投受光装置。
A light emitting device according to any one of claims 1 to 9,
The light passing through the light-shielding portion is projected toward an object and receives reflected light reflected by the object, and includes a plurality of light-receiving segments arranged along a direction corresponding to the longitudinal direction. And a light receiving element having a surface.
前記反射光を前記受光素子の前記受光面における前記長手方向の全体に入射させるように前記反射光を集光する受光光学系を有することを特徴とする請求項10に記載の投受光装置。   The light emitting and receiving device according to claim 10, further comprising a light receiving optical system that collects the reflected light so that the reflected light is made to enter the entire light receiving surface of the light receiving element in the longitudinal direction. 前記遮光部を経た前記光を方向可変に偏向しつつ前記対象物に向けて投光する偏向素子を有することを特徴とする請求項10又は11に記載の投受光装置。   The light emitting and receiving device according to claim 10, further comprising a deflecting element configured to deflect the light having passed through the light blocking unit in a variable direction and project the light toward the object. 請求項10乃至12のいずれか1つに記載の投受光装置と、
前記受光素子による前記反射光の受光結果に基づいて前記対象物までの距離を測定する測距部と、を有することを特徴とする測距装置。
A light emitting and receiving device according to any one of claims 10 to 12,
A distance measuring unit for measuring a distance to the object based on a result of receiving the reflected light by the light receiving element.
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