JP2020067310A - Light emitting/receiving device and ranging device - Google Patents

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Abstract

To provide a light emitting/receiving device capable of suppressing the cross talk of light between a plurality of light receiving elements and accurately emitting/receiving the light, and a ranging device capable of performing accurate ranging.SOLUTION: A light emitting/receiving device comprises: an emitting part 11 having a plurality of emission regions emitting light and having different polarization directions in lights emitted between emission regions adjacent to each other; a polarization part 18 having a plurality of polarizers provided on the optical path of reflected light formed by reflecting the light emitted from the emitting part on an object and having different polarization directions in lights transmitted between the polarizers adjacent to each other; and a light receiving part 19 having a plurality of light receiving elements for light-receiving the lights transmitting the plurality of polarizers of the polarization part, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、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 and receiving device that projects 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。当該測距装置は、光を投光しかつ光を受光する投受光装置と、当該投受光装置による光の投受光結果に基づいて測距情報を生成する測距部と、を有する。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 Conventionally, there is known a distance measuring device that measures a distance to an object by irradiating the object with light and detecting light reflected by the object. The distance measuring device includes a light emitting and receiving device that emits light and receives light, and a distance measuring unit that generates distance measuring information based on a light emitting and receiving result of light by the light emitting and receiving device. For example, Patent Document 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

例えば、測距装置には、測距用の光を出射する出射部と、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、例えば、独立して光を受光する複数の受光素子を有する受光部を用いることで、複数の領域(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)の各々に対して一括して投受光を行うことができる。   For example, the distance measuring device is provided with an emitting unit that emits light for distance measurement and a light receiving unit that receives light reflected by an object. In addition, for example, by using a light receiving unit having a plurality of light receiving elements that independently receive light, it is possible to collectively perform a plurality of regions (such as a plurality of objects and a plurality of surface areas of the objects) at once. It is possible to project and receive light.

ここで、当該複数の領域の各々に対して正確に投受光及び測距を行うことを考慮すると、例えば、当該複数の受光素子のうちの1の受光素子には、当該複数の領域のうちの当該1の受光素子に対応する1の領域から戻ってきた光のみが受光されることが好ましい。   Here, considering that light projection / light reception and distance measurement are accurately performed on each of the plurality of regions, for example, one light receiving element of the plurality of light receiving elements has one of the plurality of regions. It is preferable that only the light returning from the region 1 corresponding to the one light receiving element is received.

従って、例えば、1の受光素子に複数の領域から戻ってきた光が受光されないこと、及び1の受光素子に受光されるべき光が他の受光素子に受光されないことが好ましい。換言すれば、複数の受光素子間での光のクロストークが抑制されていることが好ましい。   Therefore, for example, it is preferable that one light receiving element does not receive light returning from a plurality of regions, and that one light receiving element should not receive light that should be received by another light receiving element. In other words, it is preferable that the light crosstalk between the plurality of light receiving elements is suppressed.

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、複数の受光素子間の光のクロストークが抑制され、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 suppress light crosstalk between a plurality of light receiving elements and to perform accurate projection and reception, and to perform accurate distance measurement. One of the purposes is to provide a distance measuring device capable of

請求項1に記載の発明は、光を出射する複数の出射領域を有し、互いに隣接する出射領域間で出射する光の偏光方向が異なる出射部と、出射部から出射された光が対象物によって反射された反射光の光路上に設けられた複数の偏光子を有し、かつ互いに隣接する偏光子間で透過する光の偏光方向が異なる偏光部と、偏光部の複数の偏光子の各々を透過した光の各々をそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部と、を有することを特徴とする。   The invention according to claim 1 has a plurality of emission regions for emitting light, and an emission part in which the polarization directions of the light emitted between adjacent emission regions are different, and the light emitted from the emission part is the object. Each of the plurality of polarizers having a plurality of polarizers provided on the optical path of the reflected light reflected by and having different polarization directions of light transmitted between adjacent polarizers And a light-receiving portion having a plurality of light-receiving elements that respectively receive the light that has passed through.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の投受光装置と、受光部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。   The invention according to claim 7 includes the light emitting and receiving device according to claim 1, and a distance measuring unit that measures a distance to an object based on a light reception result of reflected light by the light receiving unit. Characterize.

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 showing an overall configuration of a distance measuring device 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 showing 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出射部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an emission unit in the distance measuring device according to the first embodiment. 実施例1に係る測距装置における受光部及び偏光部の上面を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating upper surfaces of a light receiving unit and a polarization unit in the distance measuring device according to the first embodiment. 実施例1に係る測距装置における偏光部の入射前後の光を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating light before and after incidence of a polarization unit in the distance measuring apparatus according to the first embodiment. 実施例1の変形例に係る測距装置における出射部の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an emission unit in a distance measuring device according to a modified example of the first embodiment. 実施例2に係る測距装置における出射部の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an emission unit in the distance measuring device according to the second embodiment.

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

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 of the distance measuring device 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 area (hereinafter, referred to as a scanning area) R0 and measures a distance to an object OB existing in the scanning area R0. The distance measuring device 10 will be described with reference to FIG. Note that the scanning region R0 and the object OB are schematically shown in FIG.

まず、測距装置10は、走査領域R0に向けて投光する光を生成して出射する出射部11を有する。まず、出射部11は、光(以下、1次光と称する)L1を出射する光源12を有する。本実施例においては、光源12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。   First, the distance measuring device 10 has an emission unit 11 that generates and emits light that is projected toward the scanning region R0. First, the emission unit 11 has a light source 12 that emits light (hereinafter, referred to as primary light) L1. In this embodiment, the light source 12 generates laser light having a peak wavelength in the infrared region as the primary light L1 and intermittently emits it.

出射部11は、1次光L1のビーム形状を示す像、すなわち光源12における1次光L1の出射面の像を結像する結像光学系13を有する。結像光学系13は、例えば、リレーレンズを含む。   The emission unit 11 has an imaging optical system 13 that forms an image showing the beam shape of the primary light L1, that is, an image of the emission surface of the primary light L1 in the light source 12. The imaging optical system 13 includes, for example, a relay lens.

出射部11は、1次光L1の光路上に設けられ、1次光L1の偏光成分を調節しつつ互いに隣接する領域間で偏光方向が異なる光(以下、2次光L2と称する)L2を出射する光学板14を有する。光学板14は、例えば、アレイ状に配置された波長板又は偏光子を有する。本実施例においては、光学板14は、結像光学系13によって1次光L1の像が結像される位置に配置されている。   The emission unit 11 is provided on the optical path of the primary light L1 and adjusts the polarization component of the primary light L1 to emit light (hereinafter, referred to as secondary light L2) L2 having different polarization directions between adjacent regions. It has an optical plate 14 for emitting light. The optical plate 14 has, for example, wave plates or polarizers arranged in an array. In the present embodiment, the optical plate 14 is arranged at a position where the image of the primary light L1 is formed by the image forming optical system 13.

出射部11は、2次光L2の整形しつつ出射する出射光学系15を有する。出射光学系15は、例えば、2次光L2を集光し、また2次光L2の断面形状を整形する少なくとも1つのレンズを含む。出射部11は、出射光学系15から出射される2次光L2を走査領域R0にむけて投光するための光として出射する。   The emission part 11 has an emission optical system 15 for emitting the secondary light L2 while shaping it. The emission optical system 15 includes, for example, at least one lens that collects the secondary light L2 and shapes the cross-sectional shape of the secondary light L2. The emission unit 11 emits the secondary light L2 emitted from the emission optical system 15 as light for projecting toward the scanning region R0.

測距装置10は、出射部11から出射された2次光L2を方向可変に偏向しつつ3次光L3として投光する偏向部(第1の偏向部)16を有する。偏向部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。偏向部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。偏向部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 device 10 includes a deflection unit (first deflection unit) 16 that deflects the secondary light L2 emitted from the emission unit 11 in a variable direction and projects the secondary light L2 as the tertiary light L3. The deflecting unit 16 performs a periodic operation to periodically change the deflection direction of the secondary light L2. The deflecting unit 16 bends the traveling direction of the secondary light L2 while emitting the secondary light L2, and periodically changes the bending direction. The secondary light L2 deflected by the deflecting unit 16 is projected as the tertiary light L3 toward the scanning region R0.

本実施例においては、偏向部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、偏向部16は、ポリゴンミラーを含む。本実施例においては、偏向部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、偏向部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 the present embodiment, the deflection unit 16 has at least one rotating mirror 16A that rotates around the rotation axis AY and reflects the secondary light L2. For example, the deflection unit 16 includes a polygon mirror. In the present embodiment, the deflecting unit 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 this embodiment, the tertiary light L3 is the secondary light L2 reflected by the turning mirror 16A of the deflecting unit 16.

なお、走査領域R0は、偏向部13を経た2次光L2(3次光L3)が投光される仮想の3次元空間である。また、本実施例においては、出射部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2次光L2として出射する。   The scanning region R0 is a virtual three-dimensional space in which the secondary light L2 (third light L3) that has passed through the deflection unit 13 is projected. In addition, in the present embodiment, the emitting unit 11 emits laser light having a linear cross-sectional shape extending along the axial direction of the rotation axis AY of the rotation mirror 16A as the secondary light L2.

図1には、走査領域R0の外縁を破線で模式的に示した。また、図1には、1次光L1乃至3次光L3の主光軸を実線で示し、1次光L1及び2次光L2における回動軸AYの軸方向に沿った端部の光路を破線で示した。   In FIG. 1, the outer edge of the scanning region R0 is schematically shown by a broken line. Further, in FIG. 1, the main optical axes of the primary light L1 to the tertiary light L3 are shown by solid lines, and the optical paths of the ends of the primary light L1 and the secondary light L2 along the axial direction of the rotation axis AY are shown. It is shown by a broken line.

例えば、走査領域R0は、3次光L3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、偏向部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。   For example, the scanning region R0 includes a height direction direction range along a longitudinal direction (hereinafter, referred to as a first direction) D1 in a cross section of the tertiary light L3, and a deflection direction of the secondary light L2 by the deflection unit 16. A widthwise direction range along a direction (hereinafter, referred to as a second direction) D2 corresponding to the variable range and a distance direction range (that is, 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内における偏向部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。   When a virtual plane distant from the deflecting unit 16 within the scanning region R0 by a predetermined distance is defined as the scanning surface R1, the scanning surface R1 is two-dimensionally spread along the first and second directions D1 and D2. Can be defined as an area. The tertiary light L3 is projected toward the scanning region R0 so as to scan the scanning surface R1.

また、図1に示すように、走査領域R0に対象物OB(すなわち3次光L3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(すなわち反射光又は戻り光)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、偏向部16に戻って来る。   Further, as shown in FIG. 1, when an object OB (that is, an object or a substance having a reflectivity or a scattering property with respect to the third-order light L3) exists in the scanning region R0, the third-order light L3 changes to the object OB. Is reflected or scattered by. The third-order light L3 reflected by the object OB has a part of the third-order light L3 as a fourth-order light (that is, reflected light or return light) L4, and has an optical path substantially the same as that of the third-order light L3 opposite to the third-order light L3. It proceeds in the direction and returns to the deflection unit 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部16と出射光学系15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を偏向する偏向部(第2の偏向部)SPを有する。例えば、偏向部SP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 provided on the optical path of the quaternary light L4, in the present embodiment, on the optical path common to the secondary light L2 and the quaternary light L4 between the deflection unit 16 and the emission optical system 15. It has a deflection unit (second deflection unit) SP that deflects the next light L4. For example, the deflecting unit SP 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, and is a beam splitter in this embodiment. is there.

本実施例においては、偏向部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式偏向素子である。一方、偏向部SPは、2次光L2及び4次光L4を分離するための固定式偏向素子である。   In the present embodiment, the deflecting unit 16 is a movable deflecting element for scanning that deflects the secondary light L2 in a directionally variable manner by operating. On the other hand, the deflection unit SP is a fixed deflection element for separating the secondary light L2 and the quaternary light L4.

測距装置10は、偏向部SPによって偏向された4次光L4を受光しつつ集光する受光光学系17を有する。受光光学系17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 17 that receives and collects the fourth-order light L4 deflected by the deflecting unit SP. The light receiving optical system 17 includes, for example, at least one lens.

測距装置10は、偏向部SPによって偏向された4次光L4の光路上に設けられ、4次光L4のうちの所定の偏光成分を透過させる偏光部18を有する。偏光部18は、4次光L4の光路上に並置された複数の偏光子を有する平板形状の透光部材である。本実施例においては、偏光部18は、受光光学系17によって4次光L4が集光される位置に配置されている。   The distance measuring device 10 includes a polarization unit 18 provided on the optical path of the quaternary light L4 deflected by the deflection unit SP and transmitting a predetermined polarization component of the quaternary light L4. The polarization unit 18 is a plate-shaped light-transmitting member having a plurality of polarizers juxtaposed on the optical path of the fourth-order light L4. In the present embodiment, the polarization unit 18 is arranged at a position where the light receiving optical system 17 collects the fourth-order light L4.

測距装置10は、偏光部18を透過した4次光L4を受光する受光部19を有する。受光部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複数の受光素子を有する。受光部19は、当該電気信号を4次光L4の受光結果として生成する。すなわち、測距装置10は、受光部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 distance measuring device 10 includes a light receiving unit 19 that receives the fourth-order light L4 that has passed through the polarization unit 18. The light receiving unit 19 has a plurality of light receiving elements that detect the fourth-order light L4 and generate an electrical signal according to the fourth-order light. The light receiving unit 19 generates the electric signal as a result of receiving the fourth-order light L4. That is, the distance measuring device 10 generates the electric signal generated by the light receiving unit 19 as the scanning result of the scanning region R0.

測距装置10は、出射部11、偏向部16及び受光部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、出射部11の光源12の駆動及びその制御を行う光源制御部21と、偏向部16の回動ミラー16Aの駆動及びその制御を行う偏向制御部22と、と、を含む。   The distance measuring device 10 includes a control unit 20 that drives and controls the emitting unit 11, the deflecting unit 16, and the light receiving unit 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 12 of the emission unit 11, and a deflection control unit that drives and controls the rotating mirror 16A of the deflection unit 16. 22 and.

また、制御部20は、受光部19を駆動し、受光部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、受光部19によって生成された電気信号から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。   The control unit 20 also includes a distance measuring unit 23 that drives the light receiving unit 19 and measures the distance to the object OB based on the light reception result of the fourth-order light L4 by the light receiving unit 19. In the present embodiment, the distance measuring unit 23 detects a pulse indicating the fourth order light L4 from the electric signal generated by the light receiving unit 19. Further, the distance measuring unit 23 uses the time-of-flight method based on the time difference between the projection timing of the tertiary light L3 and the reception timing of the quaternary light L4 to reach the object OB (or a partial surface area thereof). To measure the distance. Further, the distance measuring unit 23 generates data indicating the measured distance information (distance measuring data).

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 region R0 (scanning surface R1) into a plurality of distance measuring points (scanning points), and the distance measuring results (distances) of each of the plurality of distance measuring points. An image (distance-measuring image) of the scanning region R0 in which (value) is shown as a pixel is generated. In the present embodiment, the distance measuring unit 23 associates the distance measuring point with the information indicating the displacement of the rotating mirror 16A and generates image data indicating the two-dimensional map or the 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 measuring unit 23 uses, for example, a change cycle of the projection direction of the tertiary light L3, that is, a scanning cycle that is a cycle of scanning the scanning region R0, as a distance measurement image generation cycle, and one cycle for each scanning 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 means, for example, a period until the predetermined displacement of the rotating mirror 16A returns to the displacement again when the distance measuring device 10 periodically performs optical scanning on the scanning region R0. Further, the distance measuring unit 23 may have a display unit (not shown) that displays a plurality of generated distance measuring images as moving images in time series.

図2は、光源12の光出射面12Sを模式的に示す図である。本実施例においては、光源12は、第1の方向D1を長手方向とするライン状又は楕円状のビーム形状を有するレーザ光を1次光L1として出射するレーザ素子12Aを有する。本実施例においては、レーザ素子12A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を有するライン状のレーザ光を出射する。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the light emitting surface 12S of the light source 12. In the present embodiment, the light source 12 has a laser element 12A that emits laser light having a linear or elliptical beam shape having the first direction D1 as the longitudinal direction as the primary light L1. In the present embodiment, the laser element 12A emits a linear laser beam having a cross-sectional shape in which the first direction D1 is the longitudinal direction and the second direction D2 is the lateral direction.

図3は、光学板14に入射する直前の1次光L2の断面形状、光学板14の構成及び光学板14から出射された直後の2次光L2の断面形状を模式的に示す図である。なお、本実施例においては、光学板14は、結像光学系13によって光源12の光出射面12Sにおける1次光L1の出射領域の像(以下、単に光出射面12Sの像と称する)L1Pが結像される位置に配置されている。図3には、像L1Pの外縁を示している。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the cross-sectional shape of the primary light L2 immediately before entering the optical plate 14, the configuration of the optical plate 14, and the cross-sectional shape of the secondary light L2 immediately after being emitted from the optical plate 14. . In the present embodiment, the optical plate 14 causes the imaging optical system 13 to image the emission area of the primary light L1 on the light emission surface 12S of the light source 12 (hereinafter, simply referred to as the image of the light emission surface 12S) L1P. Is arranged at a position where an image is formed. FIG. 3 shows the outer edge of the image L1P.

まず、光源12は、第1の偏光方向PD1に沿った直線偏光の光を含むレーザ光を1次光L1として出射する。例えば、1次光L1は、1次光L1の長手方向である第1の方向D1に沿った方向を第1の偏光方向PD1とする直線偏光の光を含むレーザ光である。   First, the light source 12 emits laser light including linearly polarized light along the first polarization direction PD1 as the primary light L1. For example, the primary light L1 is laser light that includes linearly polarized light having a direction along the first direction D1, which is the longitudinal direction of the primary light L1, as the first polarization direction PD1.

次に、本実施例においては、光学板14は、1次光L1(レーザ光)の光路上に設けられ、1次光L1を透過させる第1の領域14Aと1/2波長板が形成された第2の領域14Bとが互い違いに配列された透光領域14Sを有する。本実施例においては、光学板14の透光領域14Sには、第1及び第2の領域14A及び14Bが全体として1列に配列されている。例えば、第1の領域14Aは、光学板14の開口部として形成されていてもよいし、透光板が形成された領域であってもよい。   Next, in the present embodiment, the optical plate 14 is provided on the optical path of the primary light L1 (laser light), and the first region 14A for transmitting the primary light L1 and the half-wave plate are formed. The second regions 14B and the transparent regions 14S are alternately arranged. In the present embodiment, the first and second regions 14A and 14B are arranged in a row as a whole in the translucent region 14S of the optical plate 14. For example, the first region 14A may be formed as an opening of the optical plate 14 or may be a region where a light transmitting plate is formed.

従って、本実施例においては、光学板14を透過した1次光L1である2次光L2のうち、第1の領域14Aを透過した光を第1の2次光L2Aとした場合、第1の2次光L2Aは、1次光L1と同じ第1の偏光方向PD1に沿った直線偏光の光である。   Therefore, in the present embodiment, of the secondary light L2 that is the primary light L1 that has transmitted through the optical plate 14, if the light that has transmitted through the first region 14A is the first secondary light L2A, then The secondary light L2A is linearly polarized light along the same first polarization direction PD1 as the primary light L1.

一方、2次光L2のうち、第2の領域14Bを透過した光を第2の2次光L2Bとした場合、第2の2次光L2Bは、1次光L1とは偏光方向が90度異なる光となる。すなわち、第2の2次光L2Bは、第1の偏光方向PD1に垂直な第2の偏向方向PD2に沿った直線偏光の光である。   On the other hand, when the light transmitted through the second region 14B of the secondary light L2 is the second secondary light L2B, the polarization direction of the second secondary light L2B is 90 degrees with respect to the primary light L1. Different light. That is, the second secondary light L2B is linearly polarized light along the second polarization direction PD2 that is perpendicular to the first polarization direction PD1.

従って、光学板14の投光領域14Sにおける2次光L2が取り出される表面を出射部11における2次光L2の出射面11Sとした場合、出射面11Sには、それぞれ光学板14の第1及び第2の領域14A及び14Bに対応し、第1及び第2の2次光L2A及びL2Bを出射する複数の第1及び第2の出射領域11A及び11Bが設けられる。また、出射面11Sの互いに隣接する第1及び第2の出射領域11A及び11B間では、出射される2次光L2の偏光方向が異なる。   Therefore, when the surface from which the secondary light L2 in the light projecting region 14S of the optical plate 14 is extracted is the emission surface 11S of the secondary light L2 in the emission portion 11, the emission surface 11S includes the first and second optical plates 14, respectively. Corresponding to the second regions 14A and 14B, a plurality of first and second emission regions 11A and 11B for emitting the first and second secondary lights L2A and L2B are provided. Further, the polarization directions of the secondary light L2 emitted are different between the first and second emission areas 11A and 11B adjacent to each other on the emission surface 11S.

換言すれば、測距装置10は、光(2次光L2)を出射する複数の出射領域11A及び11Bを有し、互いに隣接する出射領域11A及び11B間で光の偏光方向が異なる出射部11を有する。出射部11は、このような偏光成分を含む2次光L2を出射する。そして、2次光L2は、偏向部16によって偏向されつつ3次光L3として走査領域R0の対象物OBに向けて投光される。   In other words, the distance measuring device 10 has a plurality of emission areas 11A and 11B that emit light (secondary light L2), and the emission sections 11 having different polarization directions of the emission areas 11A and 11B adjacent to each other. Have. The emission unit 11 emits the secondary light L2 including such a polarization component. Then, the secondary light L2 is projected by the deflecting unit 16 as the tertiary light L3 toward the object OB in the scanning region R0.

図4は、受光部19の受光面19S及び偏光部18の偏光領域18Sを示す平面図である。まず、本実施例においては、受光部19は、第1の方向D1(第1の方向D1に対応する方向)に沿って複数の第1及び第2の受光素子19A及び19Bが配列された受光面19Sを有する。本実施例においては、受光部19の受光面19Sには、複数の第1及び第2の受光素子19A及び19Bが互いに違いにかつ1列に配列されている。本実施例においては、受光部19は、ライン状の受光面19Sを有するラインセンサである。   FIG. 4 is a plan view showing the light receiving surface 19S of the light receiving unit 19 and the polarization region 18S of the polarization unit 18. First, in the present embodiment, the light receiving unit 19 is a light receiving unit in which a plurality of first and second light receiving elements 19A and 19B are arranged along the first direction D1 (direction corresponding to the first direction D1). It has a surface 19S. In this embodiment, a plurality of first and second light receiving elements 19A and 19B are arranged in a row on the light receiving surface 19S of the light receiving section 19 so as to be different from each other. In this embodiment, the light receiving section 19 is a line sensor having a linear light receiving surface 19S.

本実施例においては、第1及び第2の受光素子19A及び19B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、第1及び第2の受光素子19A及び19Bの各々は、少なくとも1つの光電変換素子によって光検出を行う検出素子を有する。   In the present embodiment, each of the first and second light receiving elements 19A and 19B performs the light receiving operation of the fourth-order light L4 independently of each other. Further, each of the first and second light receiving elements 19A and 19B has a detection element that performs light detection by at least one photoelectric conversion element.

また、偏光部18は、4次光L4の光路上に設けられた複数の第1及び第2の偏光子18A及び18Bを有し、第1及び第2の偏光子18A及び18Bが配列された偏光領域18Sを有する。   Further, the polarization unit 18 has a plurality of first and second polarizers 18A and 18B provided on the optical path of the fourth-order light L4, and the first and second polarizers 18A and 18B are arranged. It has a polarization region 18S.

また、第1の偏光子18Aは、第1の偏光方向PD1の光を透過させるように構成されている。また、第2の偏光子18Bは、第2の偏向方向PD2の光を透過させるように構成されている。また、本実施例においては、偏光部18の偏光領域18Sには、第1及び第2の偏光子18A及び18Bが互い違いにかつ第1の方向D1に対応する方向に沿って1列に配列されている。   In addition, the first polarizer 18A is configured to transmit light in the first polarization direction PD1. The second polarizer 18B is configured to transmit light in the second polarization direction PD2. Further, in the present embodiment, in the polarization region 18S of the polarization unit 18, the first and second polarizers 18A and 18B are arranged in a staggered manner in a row along a direction corresponding to the first direction D1. ing.

図5は、偏光部18を透過する前の4次光L4及び偏光部18を透過して受光部19に入射する際の4次光L4を示す図である。図5には、偏光部18及び受光部19の斜視図を示している。なお、本実施例においては、偏光部18及び受光部19の各々は、受光光学系17によって4次光L4が集光される位置に配置されている。   FIG. 5 is a diagram showing the quaternary light L4 before passing through the polarization unit 18 and the quaternary light L4 when passing through the polarization unit 18 and entering the light receiving unit 19. FIG. 5 shows a perspective view of the polarization unit 18 and the light receiving unit 19. In addition, in the present embodiment, each of the polarization unit 18 and the light receiving unit 19 is arranged at a position where the fourth order light L4 is condensed by the light receiving optical system 17.

まず、第1の偏光子18Aは、偏光領域18S内において、出射部11の第1の出射領域11A、すなわち光学板14の第1の領域14Aに対応する位置に配置されている。また、第2の偏光子18Bは、偏光領域18S内において、出射部11の第2の出射領域11B、すなわち光学板14の第2の領域14Bに対応する位置に配置されている。   First, the first polarizer 18A is arranged in the polarization region 18S at a position corresponding to the first emission region 11A of the emission unit 11, that is, the first region 14A of the optical plate 14. In addition, the second polarizer 18B is arranged in the polarization region 18S at a position corresponding to the second emission region 11B of the emission unit 11, that is, the second region 14B of the optical plate 14.

従って、4次光L4のうち、第1の偏光子18Aに入射する光を第1の4次光L4Aとした場合、第1の4次光L4Aは、出射部11の第1の出射領域11Aから出射された第1の2次光L2Aが走査領域R0から戻ってきた光に対応する。また、4次光L4のうち、第2の偏光子18Bに入射する光を第2の4次光L4Bとした場合、第2の4次光L4Bは、出射部11の第2の出射領域11Bから出射された第2の2次光L2Bが走査領域R0から戻ってきた光に対応する。   Therefore, when the light that enters the first polarizer 18A among the fourth order light L4 is the first fourth order light L4A, the first fourth order light L4A is the first exit area 11A of the exit unit 11. The first secondary light L2A emitted from the laser corresponds to the light returned from the scanning region R0. Further, when the light that enters the second polarizer 18B among the fourth-order light L4 is the second fourth-order light L4B, the second fourth-order light L4B is the second emission area 11B of the emission unit 11. The second secondary light L2B emitted from the laser corresponds to the light returned from the scanning region R0.

従って、第1の4次光L4Aは、第1の偏光方向PD1に沿った直線偏光の光を多く含む場合が多い。また、第2の4次光L4Bは、第2の偏光方向PD2に沿った直線偏光の光を多く含む場合が多い。従って、第1の4次光L4Aの大部分は、第1の偏光子18Aを透過する。また、第2の4次光L4Bの大部分は、第2の偏光子18Bを透過する。偏光部18の第1及び第2の偏光子18A及び18Bの各々を透過した第1及び第2の4次光L4A及びL4Bは、受光部19の受光素子19Aの各々によって受光される。   Therefore, the first fourth-order light L4A often includes a large amount of linearly polarized light along the first polarization direction PD1. In addition, the second fourth-order light L4B often includes a large amount of linearly polarized light along the second polarization direction PD2. Therefore, most of the first fourth-order light L4A passes through the first polarizer 18A. Further, most of the second fourth-order light L4B passes through the second polarizer 18B. The first and second fourth-order lights L4A and L4B that have passed through the first and second polarizers 18A and 18B of the polarization unit 18 are received by the respective light receiving elements 19A of the light receiving unit 19.

また、本実施例においては、第1及び第2の受光素子19A及び19Bの各々は、受光面19S内において、偏光部18の1つの偏光子18A又は18Bに対応した位置に配置されている。従って、図5に示す例では、1つの第1の受光素子19Aには1つの第1の偏光子18Aを透過した第1の4次光L4Aが入射し、1つの第2の受光素子19Bには1つの第2の偏光子18Bを透過した第2の4次光L4Bが入射する。   Further, in the present embodiment, each of the first and second light receiving elements 19A and 19B is arranged in the light receiving surface 19S at a position corresponding to one polarizer 18A or 18B of the polarization unit 18. Therefore, in the example shown in FIG. 5, the first fourth-order light L4A transmitted through the one first polarizer 18A is incident on the one first light receiving element 19A, and is incident on the one second light receiving element 19B. Enters the second fourth-order light L4B that has passed through one second polarizer 18B.

また、本実施例においては、第1の偏光子18Aを透過した第1の4次光L4Aが入射する第1の受光素子19Aの隣の第2の受光素子19Bには、第2の偏光子18Aを透過した第2の4次光L4Bが入射する。すなわち、受光部19の隣接する第1及び第2の受光素子19A及び19B間においては、入射する4次光L4の偏光方向が互いに異なる。   Further, in the present embodiment, the second light receiving element 19B adjacent to the first light receiving element 19A on which the first fourth-order light L4A transmitted through the first polarizer 18A is incident has a second polarizer. The second fourth-order light L4B transmitted through 18A is incident. That is, the polarization direction of the incident fourth-order light L4 is different between the adjacent first and second light-receiving elements 19A and 19B of the light-receiving unit 19.

このように偏向部18及び受光部19が構成されていることで、受光素子19A間の光のクロストークを抑制しつつ、走査領域R0の複数の領域に対する投受光を一括して行うことができる。   Since the deflecting unit 18 and the light receiving unit 19 are configured in this manner, it is possible to collectively project and receive light in a plurality of regions of the scanning region R0 while suppressing crosstalk of light between the light receiving elements 19A. .

具体的には、走査領域R0内には、種々の対象物OBが存在する場合が想定される。そして、走査領域R0における3次光L3が1度に投光される領域を受光素子19Aの各々に対応する複数の部分領域に分けたとき、当該複数の部分領域には、種々の距離だけ離れた対象物OB(又は対象面)が存在する場合が想定される。   Specifically, it is assumed that various objects OB are present in the scanning region R0. When the region of the scanning region R0 onto which the tertiary light L3 is projected at one time is divided into a plurality of partial regions corresponding to each of the light receiving elements 19A, the plurality of partial regions are separated by various distances. It is assumed that a target object OB (or target surface) exists.

すなわち、受光素子19Aのそれぞれには、種々のタイミングで4次光L4が入射することとなる。また、第1及び第2の受光素子19A及び19Bの各々に入射する際の4次光の特性は、投光される対象物OBの表面特性及び走査領域R0の環境に応じて異なる。   That is, the fourth order light L4 is incident on each of the light receiving elements 19A at various timings. The characteristics of the fourth-order light when entering the first and second light-receiving elements 19A and 19B differ depending on the surface characteristics of the projected object OB and the environment of the scanning region R0.

従って、例えば、受光光学系17及び受光素子19の配置などを厳密に調整した場合でも、図5に示すように、例えば、1つの第1の受光素子19Aに入射するべき1つの第1の4次光L4Aの一部が隣接する第2の受光素子19Bに入射する場合が想定される。   Therefore, for example, even when the arrangements of the light receiving optical system 17 and the light receiving element 19 are strictly adjusted, as shown in FIG. 5, for example, one first light receiving element 19A that should be incident on one first light receiving element 19A. It is assumed that a part of the next light L4A is incident on the adjacent second light receiving element 19B.

これに対し、本実施例においては、まず、投光時においては、出射部11は、互いに隣接する第1及び第2の出射領域11A及び11B間で偏光方向が異なる光を2次光L2として出射する。そして、受光時においては、受光部19は、この2次光L2の偏光方向に対応する光のみを透過させるように構成された偏光部18を透過した4次光L4を受光する。   On the other hand, in the present embodiment, at the time of projecting light, the emitting unit 11 first regards light having different polarization directions between the first and second emitting regions 11A and 11B adjacent to each other as the secondary light L2. Emit. Then, at the time of receiving light, the light receiving unit 19 receives the fourth-order light L4 transmitted through the polarization unit 18 configured to transmit only the light corresponding to the polarization direction of the secondary light L2.

従って、例えば、仮に、偏光部19の第1の偏光子19Aに、第2の偏光方向PD2の光、すなわち隣接する第2の偏光子19Bに入射するべき第2の4次光L4Bの一部が入射した場合でも、この第2の4次光L4Bの成分は第1の偏光子19Aを透過しない。従って、第2の受光素子19Bに受光されるべき第2の4次光L4Bが第1の受光素子19A1に入射することが抑制される。このようにして、第1及び第2の受光素子19A19B間の光のクロストークが抑制される。従って、正確な投受光を行うことができ、正確な測距を行うことができる。   Therefore, for example, tentatively, a part of the second fourth-order light L4B that should be incident on the first polarizer 19A of the polarization unit 19 in the second polarization direction PD2, that is, the adjacent second polarizer 19B. Is incident, the component of the second fourth-order light L4B does not pass through the first polarizer 19A. Therefore, the second quaternary light L4B that should be received by the second light receiving element 19B is suppressed from entering the first light receiving element 19A1. In this way, crosstalk of light between the first and second light receiving elements 19A19B is suppressed. Therefore, it is possible to accurately project and receive light, and it is possible to perform accurate distance measurement.

また、本実施例においては、第1及び第2の偏光子19A及び19Bが互い違いに配置されている。従って、1つの第1の受光素子19Aに対し、その2つ隣の第1の受光素子19Aに入射しない範囲内であれば、受光光学系17と偏光部18及び受光部19との間の配置構成を調節することができる。   In addition, in this embodiment, the first and second polarizers 19A and 19B are arranged alternately. Therefore, the arrangement between the light receiving optical system 17 and the polarization unit 18 and the light receiving unit 19 is within a range in which one first light receiving element 19A does not enter the two first light receiving elements 19A adjacent thereto. The composition can be adjusted.

例えば、受光面19Sの幅方向(第2の方向D2)の全体に第1の4次光L4Aを入射させることを優先し、偏光部18及び受光部19を4次光L4の受光光学系17による集光位置とは異なる位置に配置することができる。この場合でも、受光素子19Aには偏光子18A又は18Bを透過した1つの偏光成分の4次光L4のみが入射する。従って、第1及び第2の受光素子19A及び19B間の光のクロストークを抑制しつつ、例えば受光面19Sの全体で高感度な受光動作を行うことができる。   For example, giving priority to the incidence of the first fourth-order light L4A over the entire width direction (second direction D2) of the light-receiving surface 19S, the polarization unit 18 and the light-receiving unit 19 are configured to receive the fourth-order light L4. It can be arranged at a position different from the condensing position by. Even in this case, only the fourth-order light L4 of one polarization component transmitted through the polarizer 18A or 18B is incident on the light receiving element 19A. Therefore, while suppressing crosstalk of light between the first and second light receiving elements 19A and 19B, it is possible to perform a highly sensitive light receiving operation on the entire light receiving surface 19S, for example.

なお、本実施例においては、光源12がライン状の断面形状の1次光L1を出射する場合について説明した。しかし、光源12の構成はこれに限定されない。例えば、光源12は、ドット状の光を1次光L1として出射するように構成されていてもよい。この場合、例えば、光学板14、偏光部18及び受光部19は、1次光L1の断面形状に応じた構成を有していればよい。   In this embodiment, the case where the light source 12 emits the primary light L1 having a linear cross-sectional shape has been described. However, the configuration of the light source 12 is not limited to this. For example, the light source 12 may be configured to emit the dot-shaped light as the primary light L1. In this case, for example, the optical plate 14, the polarization unit 18, and the light receiving unit 19 may have a configuration according to the cross-sectional shape of the primary light L1.

また、本実施例においては、出射部11が結像光学系13を有し、光学板14が光源12の光出射面12Sの像L1Pが結像される位置に配置される場合について説明した。しかし、光学板14の位置はこれに限定されない。   In addition, in the present embodiment, the case where the emitting portion 11 has the image forming optical system 13 and the optical plate 14 is arranged at a position where the image L1P of the light emitting surface 12S of the light source 12 is formed is described. However, the position of the optical plate 14 is not limited to this.

例えば、出射部11は、結像光学系12を有していなくてもよい。また、光学板14は、光源12の光出射面12S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12から出射された直後に光学板14を透過するように構成されていてもよい。   For example, the emission unit 11 does not have to have the imaging optical system 12. Further, the optical plate 14 may be arranged in the immediate vicinity of the light emitting surface 12S of the light source 12. That is, the primary light L1 may be configured to pass through the optical plate 14 immediately after being emitted from the light source 12.

なお、確実に1次光L1の偏光方向を調節することを考慮すると、結像光学系12を配置した上で、光学板14を光源12の光出射面12S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、光学板14を経た1次光L1の偏光方向が確実に調節されない場合があるからである。   In consideration of surely adjusting the polarization direction of the primary light L1, the imaging optical system 12 is arranged, and then the optical plate 14 is arranged at the image forming position of the image L1P of the light emitting surface 12S of the light source 12. Preferably. Specifically, when the light shielding portion 13 is arranged at a position other than the image formation position of the image L1P, the polarization direction of the primary light L1 that has passed through the optical plate 14 may not be adjusted reliably.

換言すれば、出射部11は、例えば、直線偏光のレーザ光を含む光を1次光L1として出射する光源11と当該レーザ光の光路上に設けられ、当該レーザ光を透過させる第1の領域14Aと1/2波長板が形成された第2の領域14Bとが互い違いに配列された光学板14と、を有していればよい。   In other words, the emitting unit 11 is provided on the optical path of the light source 11 that emits the light including the linearly polarized laser light as the primary light L1 and the optical path of the laser light, and the first region that transmits the laser light, for example. 14A and the second region 14B in which the half-wave plate is formed, and the optical plate 14 in which the second regions 14B are alternately arranged.

また、本実施例においては、出射部11が光源12及び光学板14によって、出射部11から出射する2次光L2を生成する場合について説明した。しかし、出射部11の構成はこれに限定されない。出射部11は、光を出射する複数の出射領域11A及び11Bを有し、互いに隣接する出射領域11A及び11B間で出射する光の偏光方向が異なるように構成されていればよい。   Further, in the present embodiment, the case has been described in which the emitting unit 11 generates the secondary light L2 emitted from the emitting unit 11 by the light source 12 and the optical plate 14. However, the configuration of the emitting unit 11 is not limited to this. The emitting section 11 may have a plurality of emitting areas 11A and 11B that emit light, and the emitting areas 11A and 11B that are adjacent to each other may have different polarization directions of the emitted light.

例えば、本実施例においては、光学板14の第1の領域14Aが1次光L1を透過させる領域であり、第2の領域14Bが1/2波長板が形成された領域である場合について説明した。しかし、光学板14の構成はこれに限定されない。   For example, in the present embodiment, the case where the first region 14A of the optical plate 14 is a region that transmits the primary light L1 and the second region 14B is a region in which the ½ wavelength plate is formed will be described. did. However, the configuration of the optical plate 14 is not limited to this.

図6は、本実施例の変形例に係る測距装置10Mの出射部11Mの構成を模式的に示す図である。測距装置10Mにおいては、出射部11Mは、互いに光学軸が異なる波長板が互い違いに配列された光学板14Mを有する。   FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the emission unit 11M of the distance measuring device 10M according to the modified example of the present embodiment. In the distance measuring device 10M, the emission unit 11M has an optical plate 14M in which wave plates having different optical axes are arranged alternately.

具体的には、本変形例においては、出射部11Mは、直線偏光のレーザ光を含む光を1次光L1として出射する光源12と、第1の1/2波長板(第1の波長板)が形成された第1の領域14Cと第1の領域14Cの波長板とは光学軸の軸方向が異なる第2の1/2波長板(第2の波長板)が形成された第2の領域14Dとが互い違いに配列された光学板14Mと、を有する。   Specifically, in the present modification, the emission unit 11M includes a light source 12 that emits light including linearly polarized laser light as the primary light L1, a first half-wave plate (first wave plate). ) Is formed on the first region 14C and the second region 14C is formed with a second half-wave plate (second wave plate) having a different optic axis direction. The optical plate 14M in which the regions 14D are arranged alternately with each other.

出射部11Mにおいては、光学板14Mにおける第1及び第2の領域14C及び14Dに対応する1次光L1の透過領域がそれぞれ出射部11Aの第1及び第2の出射領域11C及び11Dとして機能する。このように光学板14Mが構成された場合でも、出射部11Aの第1及び第2の出射領域11C及び11Dからは、互いに偏光方向が異なる光が第1及び第2の2次光L2A及びL2Bとして出射される。   In the emission section 11M, the transmission areas of the primary light L1 corresponding to the first and second areas 14C and 14D of the optical plate 14M function as the first and second emission areas 11C and 11D of the emission section 11A, respectively. . Even in the case where the optical plate 14M is configured in this way, the lights having different polarization directions from the first and second emission regions 11C and 11D of the emission unit 11A are different from each other in the first and second secondary lights L2A and L2B. Is emitted as.

また、例えば、図6に示すように、第1及び第2の2次光L2A及びL2Bの偏光方向は、それぞれ第1及び第2の方向D1及びD2に沿っていなくてもよい。出射部11は、出射部11Mのように、例えば、第1の2次光L2Aとして、第1の方向D1とは異なる偏光方向PD3に沿った光を出射してもよいし、第2の2次光L2Bとして、第2の方向D2とは異なる偏光方向PD4に沿った光を出射してもよい。   Further, for example, as shown in FIG. 6, the polarization directions of the first and second secondary lights L2A and L2B may not be along the first and second directions D1 and D2, respectively. Like the emitting unit 11M, the emitting unit 11 may emit light along the polarization direction PD3 different from the first direction D1 as the second secondary light L2A, or the second secondary light L2A, for example. As the next light L2B, light along a polarization direction PD4 different from the second direction D2 may be emitted.

この場合であっても、偏光部18は、例えば、この第1及び第2の2次光L2A及びL2Bの偏光方向PD3及びPD4に対応する第1及び第2の3次光L3A及びL3Bを透過させるように、互いに透過させる光の偏向方向が異なる第1及び第2の偏光子18A及び18Bを有していればよい。また、例えば、受光部19は、第1及び第2の偏光子18A及び18Bの各々を透過した第1及び第2の4次光L4A及びL4Bをそれぞれ受光して検出する第1及び第2の受光素子19A及び19Bを有していればよい。   Even in this case, the polarization unit 18 transmits, for example, the first and second tertiary lights L3A and L3B corresponding to the polarization directions PD3 and PD4 of the first and second secondary lights L2A and L2B. As described above, it suffices to have the first and second polarizers 18A and 18B in which the polarization directions of the lights to be transmitted are different from each other. In addition, for example, the light receiving unit 19 receives and detects the first and second fourth-order lights L4A and L4B that have passed through the first and second polarizers 18A and 18B, respectively. It suffices to have the light receiving elements 19A and 19B.

上記したように、本実施例においては、測距装置10は、光(2次光L2)を出射する複数の出射領域11A及び11Bを有し、互いに隣接する出射領域11A及び11B間で出射する光の偏光方向が異なる出射部11と、出射部11から出射された光を方向可変に偏向しつつ対象物OBに向けて投光する偏向部16と、対象物OBによって反射された光(反射光)の光路上に設けられた複数の偏光子18A及び18Bを有し、かつ互いに隣接する偏光子18A及び18B間で透過する光の偏光方向が異なる偏光部18と、偏光部18の複数の偏光子18A及び18Bの各々を透過した光の各々をそれぞれ受光する複数の受光素子19A及び19Bを有する受光部19と、受光部19による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、受光素子19A及び19B間での光のクロストークが抑制され、走査領域R0に対して正確な投受光を行うことで、対象物OBに対する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。   As described above, in the present embodiment, the distance measuring device 10 has the plurality of emission areas 11A and 11B for emitting the light (secondary light L2), and emits between the emission areas 11A and 11B adjacent to each other. The emission section 11 having different polarization directions of light, the deflection section 16 for projecting the light emitted from the emission section 11 toward the object OB while deflecting the light variably, and the light reflected by the object OB (reflection). A plurality of polarizers 18A and 18B provided on the optical path of (light), and the polarization direction of the light transmitted between the adjacent polarizers 18A and 18B is different, A light receiving unit 19 having a plurality of light receiving elements 19A and 19B respectively receiving the light transmitted through each of the polarizers 18A and 18B, and a distance to the object OB is measured based on the light receiving result of the light receiving unit 19. Has a distance measuring unit 23 which, a. Therefore, the crosstalk of light between the light receiving elements 19A and 19B is suppressed, and the distance measuring device capable of performing accurate distance measurement with respect to the object OB by accurately projecting and receiving light in the scanning region R0. 10 can be provided.

なお、本実施例においては、測距装置10が偏向部16を有する場合について説明した。しかし、測距装置10は、偏向部16を有していなくてもよい。すなわち、測距装置10は、所定の方向に向けて2次光L2を出射し、対象物OBによって反射された2次光L2を受光するように構成されていてもよい。この場合でも、受光素子19A及び19B間の光のクロストークを抑制することができ、正確な測距を行うことができる。すなわち、測距装置10は、出射部11、偏光部18及び受光部19によって2次光L2の投受光を行うように構成されていればよい。   In the present embodiment, the case where the distance measuring device 10 has the deflecting unit 16 has been described. However, the distance measuring device 10 may not have the deflecting unit 16. That is, the distance measuring device 10 may be configured to emit the secondary light L2 in a predetermined direction and receive the secondary light L2 reflected by the object OB. Even in this case, crosstalk of light between the light receiving elements 19A and 19B can be suppressed, and accurate distance measurement can be performed. That is, the distance measuring device 10 may be configured to emit and receive the secondary light L2 by the emitting unit 11, the polarizing unit 18, and the light receiving unit 19.

また、受光部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における出射部11、偏光部18及び受光部19は、投受光装置として機能する。   Further, the reception result of the fourth-order light L4 by the light receiving unit 19 can be effectively used for purposes other than distance measurement, for example, for detecting the object OB. Therefore, the distance measuring device 10 may not include the distance measuring unit 23. In this case, for example, the emitting unit 11, the polarization unit 18, and the light receiving unit 19 in the distance measuring device 10 function as a light emitting and receiving device.

このように、本実施例においては、測距装置10は、光(2次光L2)を出射する複数の出射領域11A及び11Bを有し、互いに隣接する出射領域11A及び11B間で出射する光の偏光方向が異なる出射部11と、出射部11から出射された光が対象物OBによって反射された光(反射光L4)の光路上に設けられた複数の偏光子18A及び18Bを有し、かつ互いに隣接する偏光子18A及び18B間で透過する光の偏光方向が異なる偏光部18と、偏光部18の複数の偏光子18A及び18Bの各々を透過した光の各々をそれぞれ受光する複数の受光素子19Aを有する受光部19と、を有する。従って、受光素子19A及び19B間での光のクロストークが抑制され、正確な投受光を行うことが可能な投受光装置を提供することができる。   As described above, in the present embodiment, the distance measuring device 10 has the plurality of emission areas 11A and 11B for emitting light (secondary light L2), and the light emitted between the emission areas 11A and 11B adjacent to each other. And a plurality of polarizers 18A and 18B provided on the optical path of the light (reflected light L4) in which the light emitted from the emission unit 11 is reflected by the object OB, And a plurality of light-receiving units that respectively receive the light transmitted through each of the plurality of polarizers 18A and 18B of the polarization unit 18 and the polarization unit 18 in which the polarization directions of the light transmitted between the adjacent polarizers 18A and 18B are different from each other. And a light receiving section 19 having an element 19A. Therefore, it is possible to provide a light projecting / receiving device capable of suppressing light crosstalk between the light receiving elements 19A and 19B and performing accurate light projecting / receiving.

図7は、実施例2に係る測距装置30における出射部31の偏光板32の斜視図である。図7には、偏光板32に入射する直前の1次光L1及び偏光板32から出射された直後の2次光L2を示している。測距装置30は、出射部31の構成を除いては、測距装置10と同様の構成を有する。また、出射部31は、光源11が種々の光を1次光L1として出射する点、及び光学板14に代えて偏光板32を有する点を除いては、出射部11と同様の構成を有する。   FIG. 7 is a perspective view of the polarizing plate 32 of the emitting unit 31 in the distance measuring device 30 according to the second embodiment. FIG. 7 shows the primary light L1 immediately before entering the polarizing plate 32 and the secondary light L2 immediately after exiting from the polarizing plate 32. The distance measuring device 30 has the same configuration as the distance measuring device 10 except for the configuration of the emitting unit 31. The emitting unit 31 has the same configuration as that of the emitting unit 11 except that the light source 11 emits various kinds of light as the primary light L1 and that the optical plate 14 includes a polarizing plate 32. .

本実施例においては、出射部31は、1次光L1の光路上に設けられた複数の偏光子(第1及び第2の偏光子32A及び32B)を有し、これら偏光子が配列された偏光領域32Sを有する偏光板32を有する。   In the present embodiment, the emission unit 31 has a plurality of polarizers (first and second polarizers 32A and 32B) provided on the optical path of the primary light L1, and these polarizers are arranged. It has a polarizing plate 32 having a polarizing region 32S.

また、偏光板32においては、互いに隣接する第1及び第2の偏光子32A及び32B間で透過する光の偏光方向が異なる。本実施例においては、第1の偏光子32Aが第1の偏光方向PD1に沿った光を透過させるように構成され、第2の偏光子32Bが第2の偏光方向PD2に沿った光を透過させるように構成されている。   Further, in the polarizing plate 32, the polarization directions of the light transmitted through the first and second polarizers 32A and 32B adjacent to each other are different. In the present embodiment, the first polarizer 32A is configured to transmit the light along the first polarization direction PD1, and the second polarizer 32B transmits the light along the second polarization direction PD2. Is configured to let.

本実施例においては、偏光板32の偏光領域32Sにおける2次光L2が取り出される表面が出射部31における2次光L2の出射面31Sとなる。また、偏光領域32Sには、それぞれ偏光板32の第1及び第2の偏光子32A及び32Bが設けられた領域に対応し、第1及び第2の2次光L2A及びL2Bを出射する複数の第1及び第2の出射領域31A及び31Bが設けられる。   In this embodiment, the surface of the polarization region 32S of the polarizing plate 32 from which the secondary light L2 is extracted serves as the emission surface 31S of the secondary light L2 in the emission unit 31. Further, the polarization region 32S corresponds to the regions of the polarizing plate 32 where the first and second polarizers 32A and 32B are provided, and a plurality of first and second secondary lights L2A and L2B are emitted. First and second emission areas 31A and 31B are provided.

換言すれば、本実施例においては、出射部31は、光源12及び偏光板32を用いることによって、互いに隣接する出射領域31A及び31B間で光の偏光方向が異なる2次光L2を出射する。   In other words, in the present embodiment, the emitting section 31 uses the light source 12 and the polarizing plate 32 to emit the secondary light L2 having different light polarization directions between the emitting areas 31A and 31B adjacent to each other.

本実施例においては、偏光板32を介して2次光L2を生成することで、2次光L2の偏光成分を確実に調節することができる。すなわち、第1の2次光L2Aとして、ほぼ第1の偏光方向PD1に沿った直線偏光の光のみを生成することができる。また、第2の2次光L2Bとして、ほぼ第2の偏光方向PD2に沿った直線偏光の光のみを生成することができる。従って、受光時における4次光L4の光量の低下を抑制することができる。従って、受光部19による4次光L4の受光精度が向上する。   In this embodiment, by generating the secondary light L2 via the polarizing plate 32, it is possible to reliably adjust the polarization component of the secondary light L2. That is, it is possible to generate only linearly polarized light substantially along the first polarization direction PD1 as the first secondary light L2A. Further, as the second secondary light L2B, it is possible to generate only linearly polarized light substantially along the second polarization direction PD2. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the light amount of the fourth-order light L4 when receiving light. Therefore, the light receiving accuracy of the fourth order light L4 by the light receiving unit 19 is improved.

また、本実施例のように偏光板32を用いて2次光L2を生成する場合、光源12は、1次光L1として直線偏光のレーザ光を出射する構成を有していなくてもよい。すなわち、光源12は、偏光板32に入射させる光を生成すればよい。   Further, when the secondary light L2 is generated using the polarizing plate 32 as in the present embodiment, the light source 12 does not have to have a configuration for emitting linearly polarized laser light as the primary light L1. That is, the light source 12 may generate light to be incident on the polarizing plate 32.

また、本実施例においても、確実に偏光成分が調節された2次光L2を得ることを考慮すると、出射部31は、光源12における光出射面12Sの像L1Pを結像する結像光学系13を有し、偏光板32が当該像L1Pが結像される位置に配置されていることが好ましい。   Further, also in the present embodiment, considering that the secondary light L2 whose polarization component is reliably adjusted is obtained, the emitting unit 31 forms the image L1P of the light emitting surface 12S of the light source 12 into the image forming optical system. 13 is included, and the polarizing plate 32 is preferably arranged at a position where the image L1P is formed.

このように、本実施例においては、出射部31は、光(1次光L1)を出射する光源12と、当該光の光路上に設けられた複数の偏光子32A及び32Bを有し、かつ互いに隣接する偏光子32A及び32B間で透過する光の偏光方向が異なる偏光板32と、を有する。従って、受光素子19A間での光のクロストークが抑制され、正確な投受光を行うことが可能な投受光装置を提供することができ、また正確な測距を行うことが可能な測距装置30を提供することができる。   As described above, in the present embodiment, the emitting unit 31 includes the light source 12 that emits light (primary light L1) and the plurality of polarizers 32A and 32B provided on the optical path of the light, and The polarizing plate 32 in which the polarization directions of the light transmitted between the polarizers 32A and 32B adjacent to each other are different. Therefore, crosstalk of light between the light receiving elements 19A is suppressed, and it is possible to provide a light emitting and receiving device capable of performing accurate light emitting and receiving, and a distance measuring device capable of performing accurate distance measuring. 30 can be provided.

10、30 測距装置
11、31 出射部
14 光学板
32 偏光板
18 偏光部
19 受光部
10, 30 Distance measuring device 11, 31 Emitting unit 14 Optical plate 32 Polarizing plate 18 Polarizing unit 19 Light receiving unit

Claims (7)

光を出射する複数の出射領域を有し、互いに隣接する前記出射領域間で出射する前記光の偏光方向が異なる出射部と、
前記出射部から出射された前記光が対象物によって反射された反射光の光路上に設けられた複数の偏光子を有し、かつ互いに隣接する前記偏光子間で透過する光の偏光方向が異なる偏光部と、
前記偏光部の前記複数の偏光子の各々を透過した前記光の各々をそれぞれ受光する複数の受光素子を有する受光部と、を有することを特徴とする投受光装置。
An emission part having a plurality of emission regions for emitting light, and an emission part in which the polarization directions of the light emitted between the emission regions adjacent to each other are different,
The light emitted from the emission unit has a plurality of polarizers provided on the optical path of the reflected light reflected by the object, and the polarization directions of the light transmitted between the adjacent polarizers are different. A polarization part,
A light-receiving unit having a plurality of light-receiving elements that respectively receive the respective lights that have passed through the respective polarizers of the polarizing unit.
前記出射部は、
直線偏光の光を含むレーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光の光路上に設けられ、前記レーザ光を透過させる第1の領域と1/2波長板が形成された第2の領域とが互い違いに配列された光学板と、を有することを特徴とする請求項1に記載の投受光装置。
The emitting portion is
A light source that emits laser light including linearly polarized light,
An optical plate provided on the optical path of the laser light, in which first regions for transmitting the laser light and second regions in which half-wave plates are formed are arranged alternately. The light emitting and receiving device according to claim 1.
前記出射部は、
直線偏光の光を含むレーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光の光路上に設けられ、第1の1/2波長板が形成された第1の領域と前記第1の1/2波長板とは光学軸の軸方向が異なる第2の1/2波長板が形成された第2の領域とが互いに違いに配列された光学板と、を有することを特徴とする請求項1に記載の投受光装置。
The emitting portion is
A light source that emits laser light including linearly polarized light,
A first area provided on the optical path of the laser light, in which a first half-wave plate is formed, and a second area 1/2 in which the first half-wave plate has a different optical axis direction. The light projecting / receiving device according to claim 1, further comprising: an optical plate in which a second region in which the two-wave plate is formed is arranged so as to be different from each other.
前記出射部は、前記光源における光出射面の像を結像する結像光学系を有し、
前記光学板は、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2又は3に記載の投受光装置。
The emitting section has an image forming optical system for forming an image of a light emitting surface of the light source,
The light emitting and receiving device according to claim 2, wherein the optical plate is arranged at a position where the image is formed.
前記出射部は、
光を出射する光源と、
前記光の光路上に設けられた複数の偏光子を有し、かつ互いに隣接する前記偏光子間で透過する光の偏光方向が異なる偏光板と、を有することを特徴とする請求項1に記載の投受光装置。
The emitting portion is
A light source that emits light,
The polarizing plate having a plurality of polarizers provided on the optical path of the light, and having different polarization directions of light transmitted between the polarizers adjacent to each other. Emitter / Receiver.
前記出射部は、前記光源における光出射面の像を結像する結像光学系を有し、
前記偏光板は、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5に記載の投受光装置。
The emitting section has an image forming optical system for forming an image of a light emitting surface of the light source,
The light emitting and receiving device according to claim 5, wherein the polarizing plate is arranged at a position where the image is formed.
請求項1乃至6のいずれか1つに記載の投受光装置と、
前記受光部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 1 to 6,
A distance measuring unit that measures a distance to the target object based on a reception result of the reflected light by the light receiving unit.
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