JP2021028597A - Light emission device, and range finder - Google Patents

Light emission device, and range finder Download PDF

Info

Publication number
JP2021028597A
JP2021028597A JP2019147495A JP2019147495A JP2021028597A JP 2021028597 A JP2021028597 A JP 2021028597A JP 2019147495 A JP2019147495 A JP 2019147495A JP 2019147495 A JP2019147495 A JP 2019147495A JP 2021028597 A JP2021028597 A JP 2021028597A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
rotating
scanning
diffraction grating
rotating body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019147495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
加園 修
Osamu Kasono
修 加園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Priority to JP2019147495A priority Critical patent/JP2021028597A/en
Publication of JP2021028597A publication Critical patent/JP2021028597A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

To provide a light emission device having a rotating element with a rotary-type light reflection body and being capable of emitting light in a desired direction over a wide range, and a range finder including the light emission device.SOLUTION: The light emission device comprises: a light source emitting light; and a rotating element 12 having a rotary body 12B which rotates around a first rotary axis AX and has at least one light reflection surface for reflecting light and also provided with a reflection-type diffraction grating 20 for diffracting light to any light reflection surface of the at least one light reflection surface so that diffraction light of a specific dimension is a main component.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光を出射する光出射装置及び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 and a ranging device that performs optical ranging.

従来から、光を対象物に向けて出射し、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、対象物の光走査を行い、当該対象物までの距離に加えて当該対象物の形状や向きなどに関する情報を得ることができる光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、回転軸に対して傾いた第1ミラー面及び第2ミラー面を備えたミラーユニットと、第1ミラー面に向けて光束を出射する少なくとも1つの光源を含む投光系と、を有する走査光学系が開示されている。 Conventionally, a distance measuring device has been known that measures a distance to an object by emitting light toward the object and detecting the light reflected by the object. Further, there is known an optical scanning type distance measuring device that can perform optical scanning of an object and obtain information on the shape and orientation of the object in addition to the distance to the object. For example, Patent Document 1 includes a mirror unit having a first mirror surface and a second mirror surface inclined with respect to a rotation axis, and at least one light source that emits a luminous flux toward the first mirror surface. A scanning optical system comprising a system is disclosed.

国際公開第2016/056545号公報International Publication No. 2016/056545

走査型の測距装置は、例えば、パルス光を走査領域に向けて出射する光出射部を有する。そして、測距装置は、光出射部からみたパルス光の各々の被照射領域を測距点とし、当該測距点の各々からの光を受光することで、走査領域内の走査情報を得る。例えば、特許文献1には、回動軸に対して傾斜する複数の光反射面を備えた回動式のミラーに複数の位置から光を入射させる光学系が開示されている。これによって、当該回動軸の軸方向に沿ってパルス光の出射領域を拡張し、広範囲に亘って走査を行うことができる。 The scanning type ranging device has, for example, a light emitting unit that emits pulsed light toward a scanning region. Then, the ranging device uses each irradiated area of the pulsed light as seen from the light emitting portion as a ranging point, and receives light from each of the focusing points to obtain scanning information in the scanning region. For example, Patent Document 1 discloses an optical system in which light is incident on a rotary mirror provided with a plurality of light reflecting surfaces inclined with respect to a rotation axis from a plurality of positions. As a result, the emission region of the pulsed light can be expanded along the axial direction of the rotation shaft, and scanning can be performed over a wide range.

また、広範囲の走査を行うために、他の例としては、回動軸に対する傾斜角度が互いに異なる複数の光反射面を有する回動式のミラーにパルス光を入射させる方法や、少なくとも1つの回動軸の周りに往復回動するミラーにパルス光を入射させる方法などが挙げられる。 Further, in order to perform a wide range of scanning, as another example, a method of incidenting pulsed light on a rotating mirror having a plurality of light reflecting surfaces having different inclination angles with respect to the rotating shaft, or at least one time. Examples thereof include a method in which pulsed light is incident on a mirror that reciprocates around a moving axis.

いずれの場合も、走査領域を効率的に走査し、かつ取り扱いに有利な走査情報を取得することを考慮すると、走査領域内において走査軌跡の仰俯角が極力一定に維持されることが好ましい。 In either case, considering that the scanning area is efficiently scanned and scanning information that is advantageous for handling is acquired, it is preferable that the elevation / depression angle of the scanning locus is maintained as constant as possible in the scanning area.

しかし、回動式のミラーにおいては、その動作時に当該ミラーの光反射面の法線ベクトルの向きが光出射部より入射するパルス光の光軸に対して変化することに起因し、当該光反射面によって反射される光の走査軌跡の仰俯角が変化してしまう。この傾向は、ミラーの振り角が大きくなるほど顕著になる。換言すれば、走査軌跡の仰俯角を一定に維持しつつ走査領域を広範囲化することが困難であった。 However, in the rotary mirror, the light reflection is caused by the fact that the direction of the normal vector of the light reflecting surface of the mirror changes with respect to the optical axis of the pulsed light incident from the light emitting portion during its operation. The elevation / depression angle of the scanning locus of the light reflected by the surface changes. This tendency becomes more remarkable as the swing angle of the mirror increases. In other words, it was difficult to widen the scanning area while maintaining the elevation / depression angle of the scanning locus constant.

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、回動式の光反射体を有する回動素子を有し、広範囲に亘って所望の方向に光を出射することが可能な光出射装置及び当該光出射装置を含む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 is a light emitting device having a rotating element having a rotating light reflector and capable of emitting light in a desired direction over a wide range. And one of the objects is to provide a distance measuring device including the light emitting device.

請求項1に記載の発明は、光を出射する光源と、第1の回動軸の周りに回動しかつ光を反射させる少なくとも1つの光反射面を有する回動体を有し、少なくとも1つの光反射面のうちのいずれかの光反射面に光を特定の次数の回折光が主成分となるように回折させる反射型の回折格子が設けられた回動素子と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 comprises a light source that emits light and a rotating body having at least one light reflecting surface that rotates around a first rotation axis and reflects light, and at least one. It is characterized by having a rotating element provided with a reflection type diffraction grating that diffracts light so that diffracted light of a specific order is the main component on any of the light reflecting surfaces. To do.

また、請求項11に記載の発明は、請求項1に記載の光出射装置と、回動素子を経て投光され、対象物によって反射され、かつ回動素子を経た光を受光する受光素子と、受光素子による回動素子を経た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 11 is the light emitting device according to claim 1 and a light receiving element that is projected through a rotating element, reflected by an object, and receives light that has passed through the rotating element. It is characterized by having a distance measuring unit that measures the distance to an object based on the result of receiving light that has passed through the rotating element by the light receiving element.

また、請求項12に記載の発明は、光を出射する光源と、回動軸の周りに回動しかつ回動軸の軸方向を高さ方向とする角錐形状、角錐台形状、又は角柱形状の回動体を有する回動素子と、回動体の複数の側面のうちの少なくとも1つの側面に設けられた反射型の回折格子と、を有し、回動体の複数の側面のうちの少なくとも1つの側面と他の側面とは、光源から出射された光を、回動軸に垂直な平面とのなす角度が互いに異なる方向に反射させることを特徴とする。 The invention according to claim 12 is a light source that emits light, and a prismatic shape, a grating shape, or a grating shape that rotates around a rotation shaft and has an axial direction of the rotation shaft as a height direction. It has a rotating element having the rotating body, and a reflection type diffraction grating provided on at least one side surface of the rotating body, and at least one of the plurality of side surfaces of the rotating body. The side surface and the other side surface are characterized in that the light emitted from the light source is reflected in directions in which the angles formed by the plane perpendicular to the rotation axis are different from each other.

実施例1に係る測距装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the distance measuring apparatus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る測距装置の回動素子の斜視図である。It is a perspective view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る測距装置の回動素子の側面図である。It is a side view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 1. FIG. 比較例に係る測距装置の回動素子の側面図である。It is a side view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on a comparative example. 実施例1に係る測距装置と従来のミラー面による測距装置の仰俯角を示す図である。It is a figure which shows the elevation-depression angle of the distance measuring device which concerns on Example 1 and the distance measuring device by the conventional mirror surface. 実施例1に係る測距装置の走査領域を示す図である。It is a figure which shows the scanning area of the distance measuring apparatus which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る測距装置の光源の配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement example of the light source of the distance measuring device which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係る測距装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the distance measuring apparatus which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の回動素子の斜視図である。It is a perspective view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の回動素子の側面図である。It is a side view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の回動素子の側面図である。It is a side view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る測距装置の走査領域を示す図である。It is a figure which shows the scanning area of the distance measuring apparatus which concerns on Example 2. FIG. 実施例3に係る測距装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the distance measuring apparatus which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の回動素子の斜視図である。It is a perspective view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の回動素子の側面図である。It is a side view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の回動素子の側面図である。It is a side view of the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の回動素子での光の反射態様を示す図である。It is a figure which shows the light reflection mode by the rotating element of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の走査領域を示す図である。It is a figure which shows the scanning area of the distance measuring apparatus which concerns on Example 3. FIG. 実施例3に係る測距装置の光源の配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement example of the light source of the distance measuring device which concerns on Example 3. FIG.

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。本実施例においては、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の構成について説明する。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 device 10 according to the first embodiment. In this embodiment, the distance measuring device 10 performs optical scanning of a predetermined area (hereinafter referred to as a scanning area) R0, and measures the distance to the object OB existing in the scanning area R0. It is a distance device. The configuration of the ranging device 10 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 1 schematically shows the scanning region R0 and the object OB.

測距装置10は、出射光L1として例えばパルス光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、出射光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。 The distance measuring device 10 has, for example, a light source 11 that generates and emits pulsed light as emitted light L1. In this embodiment, the light source 11 generates a laser beam having a peak wavelength in the infrared region as the emitted light L1 and emits the laser beam intermittently.

測距装置10は、互いに直交する回動軸(第2及び第1の回動軸)AX及びAYの周りに回動し、光源11から出射された出射光L1を走査領域R0に向けて反射させる回動素子12を有する。本実施例においては、回動素子12は、出射光L1を方向可変に偏向する偏向素子として機能する。回動素子12は、反射された出射光L1を走査光L2として出射する。 The ranging device 10 rotates around rotation axes (second and first rotation axes) AX and AY that are orthogonal to each other, and reflects the emitted light L1 emitted from the light source 11 toward the scanning region R0. It has a rotating element 12 to be made to move. In this embodiment, the rotating element 12 functions as a deflecting element that deflects the emitted light L1 in a variable direction. The rotating element 12 emits the reflected emitted light L1 as scanning light L2.

本実施例においては、回動素子12は、回動軸AX及びAYの周りに回動する1つの光反射面12Sを有する回動ミラーである。また、回動素子12の光反射面12Sは、少なくとも出射光L1に対して反射性を有する。 In this embodiment, the rotating element 12 is a rotating mirror having one light reflecting surface 12S that rotates around the rotating shafts AX and AY. Further, the light reflecting surface 12S of the rotating element 12 has at least reflectivity with respect to the emitted light L1.

回動素子12は、周期的に光反射面12Sが回動するように構成されている。従って、回動素子12から出射される走査光L2は、その出射方向が周期的に変化する。この走査光L2の出射方向の変化周期内に走査光L2が照射される領域は、走査領域R0となる。走査領域R0は、走査光L2が出射される仮想の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 rotating element 12 is configured such that the light reflecting surface 12S rotates periodically. Therefore, the emission direction of the scanning light L2 emitted from the rotating element 12 changes periodically. The region where the scanning light L2 is irradiated within the change cycle of the scanning light L2 in the emission direction is the scanning region R0. The scanning area R0 is a virtual three-dimensional space from which the scanning light L2 is emitted. In FIG. 1, the outer edge of the scanning region R0 is schematically shown by a broken line.

例えば、走査領域R0は、回動軸AYの軸方向に対応する高さ方向D1に沿った高さ方向範囲、回動軸AXに対応する幅方向D2に沿った幅方向範囲、及び非回動時の光反射面12Sによって反射された走査光L2の光軸の軸方向に対応する奥行方向に沿った奥行方向範囲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 has a height range along the height direction D1 corresponding to the axial direction of the rotation axis AY, a width direction range along the width direction D2 corresponding to the rotation axis AX, and non-rotation. It can be defined as a cone-shaped space having a depth direction range along the depth direction corresponding to the axial direction of the optical axis of the scanning light L2 reflected by the light reflecting surface 12S of time.

例えば、回動素子12の光反射面12Sの法線ベクトルは、回動素子12の回動に応じて周期的に変化する。また、本実施例においては、光源11は、出射光L1が回動中の回動素子12の光反射面12Sに入射するように、出射光L1を回動素子12に向けて出射する。 For example, the normal vector of the light reflecting surface 12S of the rotating element 12 changes periodically according to the rotation of the rotating element 12. Further, in this embodiment, the light source 11 emits the emitted light L1 toward the rotating element 12 so that the emitted light L1 is incident on the light reflecting surface 12S of the rotating element 12.

従って、例えば、走査領域R0の高さ方向範囲は、出射光L1の光軸の軸方向及び出射光L1の入射時における回動素子12の光反射面12Sの法線ベクトルによって定まる走査光L2の光軸の軸方向における、回動軸AYの軸方向の成分の変化範囲に対応する。また、走査領域R0の幅方向範囲は、当該走査光L2の軸方向における回動軸AXの軸方向の成分の変化範囲に対応する。また、走査領域R0の奥行方向範囲は、走査光L2が所定の強度(測距装置10が検出可能な強度)を維持できる距離の範囲に対応する。 Therefore, for example, the height range of the scanning region R0 is determined by the axial direction of the optical axis of the emitted light L1 and the normal vector of the light reflecting surface 12S of the rotating element 12 when the emitted light L1 is incident. Corresponds to the range of change of the axial component of the rotation axis AY in the axial direction of the optical axis. Further, the width direction range of the scanning region R0 corresponds to the change range of the axial component of the rotation axis AX in the axial direction of the scanning light L2. Further, the depth direction range of the scanning area R0 corresponds to a range of distances at which the scanning light L2 can maintain a predetermined intensity (intensity that can be detected by the distance measuring device 10).

また、走査領域R0内における回動素子12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、高さ方向D1及び幅方向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。走査光L2は、この走査面R1を走査するように、走査領域R0に向けて出射される。 Further, when a virtual plane separated from the rotating element 12 in the scanning region R0 by a predetermined distance is defined as the scanning surface R1, the scanning surface R1 is two-dimensionally extending along the height direction D1 and the width direction D2. It can be defined as an area. The scanning light L2 is emitted 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(すなわち走査光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、走査光L2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走査光L2は、その一部が、反射光L3として、走査光L2とほぼ同一の光路を走査光L2とは反対の方向に向かって進み、回動素子12に戻って来る。 Further, as shown in FIG. 1, when an object OB (that is, an object or substance having reflection or scattering property with respect to the scanning light L2) exists in the scanning region R0, the scanning light L2 is reflected by the object OB. Or scattered. A part of the scanning light L2 reflected by the object OB travels in the same optical path as the scanning light L2 as the reflected light L3 in the direction opposite to the scanning light L2, and returns to the rotating element 12. Come.

測距装置10は、出射光L1の光路上に設けられて出射光L1及び反射光L3を分離する分離素子13と、分離された反射光L3を受光する受光素子14と、を有する。分離素子13は、例えば、出射光L1を反射させ、反射光L3を透過させるビームスプリッタである。 The distance measuring device 10 includes a separation element 13 provided on the optical path of the emitted light L1 to separate the emitted light L1 and the reflected light L3, and a light receiving element 14 for receiving the separated reflected light L3. The separation element 13 is, for example, a beam splitter that reflects the emitted light L1 and transmits the reflected light L3.

本実施例においては、受光素子14は、回動素子12を経て投光され、対象物OBによって反射され、かつ回動素子12を経た光である反射光L3を受光する。また、受光素子14は、反射光L3を検出し、反射光L3の検出結果、例えば反射光L3の強度値を示す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。測距装置10は、受光素子14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。 In this embodiment, the light receiving element 14 receives the reflected light L3 which is the light projected through the rotating element 12, reflected by the object OB, and passed through the rotating element 12. Further, the light receiving element 14 has at least one detecting element that detects the reflected light L3 and generates an electric signal indicating the detection result of the reflected light L3, for example, the intensity value of the reflected light L3. The distance measuring device 10 generates the electric signal generated by the light receiving element 14 as a scanning result of the scanning region R0.

なお、図示していないが、測距装置10は、例えば、光源11と回動素子12との間の出射光L1の光路上に設けられて出射光L1を整形する光学系を有していてもよい。また、測距装置10は、分離素子13と受光素子14との間の反射光L3の光路上に設けられて反射光L3を集光する光学系を有していてもよい。これらの光学系は、例えば、少なくとも1つのレンズを含み、フィルタを含んでいてもよい。 Although not shown, the distance measuring device 10 has, for example, an optical system provided on the optical path of the emitted light L1 between the light source 11 and the rotating element 12 to shape the emitted light L1. May be good. Further, the distance measuring device 10 may have an optical system provided on the optical path of the reflected light L3 between the separating element 13 and the light receiving element 14 to collect the reflected light L3. These optics may include, for example, at least one lens and may include a filter.

測距装置10は、光源11、回動素子12及び受光素子14を駆動し、また、その制御を行う制御部15を有する。制御部15は、光源11の駆動及び制御を行う光源制御部15Aと、回動素子12の駆動及び制御を行う回動素子制御部15Aと、受光素子14の駆動及び制御を行う受光素子制御部15Cと、を有する。 The distance measuring device 10 has a control unit 15 that drives and controls the light source 11, the rotating element 12, and the light receiving element 14. The control unit 15 includes a light source control unit 15A that drives and controls the light source 11, a rotating element control unit 15A that drives and controls the rotating element 12, and a light receiving element control unit that drives and controls the light receiving element 14. It has 15C and.

また、制御部15は、受光素子14による反射光L3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15Dを有する。本実施例においては、測距部15Dは、受光素子14によって生成された電気信号から反射光L3を示すパルスを検出する。また、測距部15Dは、走査光L2の出射タイミングと反射光L3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15D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 15 has a distance measuring unit 15D that measures the distance to the object OB based on the light receiving result of the reflected light L3 by the light receiving element 14. In this embodiment, the ranging unit 15D detects a pulse indicating the reflected light L3 from the electric signal generated by the light receiving element 14. Further, the distance measuring unit 15D determines the distance to the object OB (or a part of the surface region thereof) by the time-of-flight method based on the time difference between the emission timing of the scanning light L2 and the reception timing of the reflected light L3. Measure. Further, the distance measuring unit 15D generates data (distance measuring data) indicating the measured distance information.

また、本実施例においては、測距部15D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15Dは、測距点と回動素子12の光反射面12S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 15D distinguishes the scanning area R0 (scanning surface R1) into a plurality of distance measuring points (scanning points), and the distance measurement results (distance) of each of the plurality of distance measuring points. An image (distance measuring image) of the scanning region R0 showing the value) as a pixel is generated. In this embodiment, the distance measuring unit 15D associates the distance measuring point with the information indicating the displacement of the light reflecting surface 12S of the rotating element 12, and an image showing a two-dimensional map or a three-dimensional map of the scanning region R0. Generate data.

また、測距部15Dは、例えば、走査光L2の出射方向の変化周期を走査領域R0を走査する周期である走査周期とし、この走査周期毎に1つの測距画像を生成する。なお、測距部15Dは、測距画像を表示する表示部(図示せず)に接続されていてもよく、当該表示部に当該測距画像を送信するように構成されていてもよい。 Further, the ranging unit 15D sets, for example, a scanning cycle which is a cycle of scanning the scanning region R0 as a change cycle of the scanning light L2 in the emission direction, and generates one ranging image for each scanning cycle. The distance measuring unit 15D may be connected to a display unit (not shown) that displays the distance measuring image, or may be configured to transmit the distance measuring image to the display unit.

図2は、回動素子12の模式的な斜視図である。本実施例においては、回動素子12は、光反射面12Sが回動軸AX及びAYの周りに回動するように構成されたMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーである。 FIG. 2 is a schematic perspective view of the rotating element 12. In this embodiment, the rotating element 12 is a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror configured so that the light reflecting surface 12S rotates around the rotating shafts AX and AY.

まず、本実施例においては、回動素子12は、支持体12Aと、支持体12Aによって支持され、回動軸AX及びAYの周りに回動する回動体12Bとを有する。例えば、支持体12Aは、環状の枠体である。 First, in this embodiment, the rotating element 12 has a support 12A and a rotating body 12B that is supported by the support 12A and rotates around the rotating shafts AX and AY. For example, the support 12A is an annular frame.

また、例えば、回動体12Bは、支持体12Aの内周部において回動軸AXに周りに回動可能なように支持体12Aに支持された回動枠12BAを有する。例えば、回動枠12BAは、回動軸AXに沿って延び、かつ回動軸AXの周方向の弾性を有する一対のトーションバーによって支持体12Aに支持されている。回動枠12BAは、例えば支持体12Aの内側に設けられた環状の枠体である。 Further, for example, the rotating body 12B has a rotating frame 12BA supported by the supporting body 12A so as to be rotatable around the rotating shaft AX at the inner peripheral portion of the supporting body 12A. For example, the rotating frame 12BA extends along the rotating shaft AX and is supported by the support 12A by a pair of torsion bars having elasticity in the circumferential direction of the rotating shaft AX. The rotating frame 12BA is, for example, an annular frame provided inside the support 12A.

また、回動体12Bは、回動枠12BAの内側において、回動軸AYの周りに回動可能なように回動枠12BAに支持された回動板12BBを有する。例えば、回動板12BBは、回動軸AYに沿って延び、かつ回動軸AYの周方向の弾性を有する一対のトーションバーによって回動枠12BAに支持されている。回動板12BBは、例えば、回動枠12BAの内側に設けられた円板状のプレートである。 Further, the rotating body 12B has a rotating plate 12BB supported by the rotating frame 12BA so as to be rotatable around the rotating shaft AY inside the rotating frame 12BA. For example, the rotating plate 12BB is supported by the rotating frame 12BA by a pair of torsion bars extending along the rotating shaft AY and having elasticity in the circumferential direction of the rotating shaft AY. The rotating plate 12BB is, for example, a disk-shaped plate provided inside the rotating frame 12BA.

回動枠12BAは、支持体12Aと回動枠12BAとの間のトーションバーがねじれることで、回動軸AXの周りに回動する。また、回動板12BBは、回動枠12BAと回動板12BBとの間のトーションバーがねじれることで、回動軸AYの周りに回動する。 The rotating frame 12BA rotates around the rotating shaft AX by twisting the torsion bar between the support 12A and the rotating frame 12BA. Further, the rotating plate 12BB rotates around the rotating shaft AY by twisting the torsion bar between the rotating frame 12BA and the rotating plate 12BB.

このように、回動板12BBは、回動軸AX及びAYの周りに回動する。換言すれば、回動体12Bは、支持体12Aに支持され、回動軸AX及びAYの周りに回動可能な回動板12BBを有する可動体である。 In this way, the rotating plate 12BB rotates around the rotating shafts AX and AY. In other words, the rotating body 12B is a movable body supported by the supporting body 12A and having a rotating plate 12BB which is rotatable around the rotating shaft AX and AY.

また、回動板12BBは、出射光L1に対して反射性を有する。回動板12BBの表面は、回動体12Bにおける光反射面12Sとして機能する。なお、回動板12BBの表面には金属反射膜や誘電体多層膜等が設けられていてもよい。これらの膜は、出射光L1の入射角度の変化や波長の変動に対して高い反射率を保つように設計されることができる。これによって、回動板12BBの光反射特性(反射率など)を安定させることができる。 Further, the rotating plate 12BB has a reflectivity with respect to the emitted light L1. The surface of the rotating plate 12BB functions as a light reflecting surface 12S in the rotating body 12B. A metal reflective film, a dielectric multilayer film, or the like may be provided on the surface of the rotating plate 12BB. These films can be designed to maintain high reflectance against changes in the incident angle and wavelength of the emitted light L1. As a result, the light reflection characteristics (reflectance, etc.) of the rotating plate 12BB can be stabilized.

また、回動板12BBの表面には、出射光L1を波長選択的に反射する波長選択性反射膜が設けられていてもよい。この場合、回動板12BBの表面は反射型バンドパスフィルタとして機能する。これによって、例えば環境光などの出射光L1以外の光のうちの不要な波長の光が、反射光L3に混じって受光素子14に入射することを抑制することができる。 Further, a wavelength-selective reflective film that selectively reflects the emitted light L1 may be provided on the surface of the rotating plate 12BB. In this case, the surface of the rotating plate 12BB functions as a reflective bandpass filter. As a result, it is possible to prevent light having an unnecessary wavelength, such as ambient light, other than the emitted light L1 from being mixed with the reflected light L3 and incident on the light receiving element 14.

また、例えば、回動素子12は、支持体12A及び回動体12Bに設けられ、制御部15に接続され、回動体12Bを回動させる力(駆動力)を生成する駆動力生成部(図示せず)を有する。例えば、当該駆動力生成部は、制御部15から供給された駆動信号によって、当該駆動力として圧電力又は電磁気力を生成する。 Further, for example, the rotating element 12 is provided on the support 12A and the rotating body 12B, is connected to the control unit 15, and generates a driving force (driving force) for rotating the rotating body 12B (shown in the figure). Do not have). For example, the driving force generation unit generates pressure power or electromagnetic force as the driving force by the driving signal supplied from the control unit 15.

次に、測距装置10は、回動素子12における回動体12Bの光反射面12Sに設けられた反射型の回折格子20を有する。すなわち、本実施例においては、回動体12Bの光反射面12Sは、出射光L1を回折及び反射させる回折反射面として機能する。 Next, the distance measuring device 10 has a reflection type diffraction grating 20 provided on the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B in the rotating element 12. That is, in this embodiment, the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B functions as a diffraction reflecting surface that diffracts and reflects the emitted light L1.

本実施例においては、回折格子20は、光反射面12Sに沿って配列された複数の格子溝21を有する。また、本実施例においては、回折格子20の格子溝21の各々は、回動体12Bの光反射面12Sにおいて、回動軸AX及びAYのうちの1つの回動軸である第1の回動軸AYの軸方向に垂直な方向に沿って延びている。また、これら複数の格子溝21は、当該1つの回動軸である回動軸AYの軸方向に沿って配列されている。 In this embodiment, the diffraction grating 20 has a plurality of grating grooves 21 arranged along the light reflecting surface 12S. Further, in this embodiment, each of the lattice grooves 21 of the diffraction grating 20 is the first rotation of the rotation shaft AX and AY on the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B. It extends along a direction perpendicular to the axial direction of the axis AY. Further, these plurality of lattice grooves 21 are arranged along the axial direction of the rotation axis AY, which is the one rotation axis.

図3は、回動軸AXの軸方向に沿って回動板12BBを見たときの回動体12Bの模式的な側面図である。図3を用いて、回折格子20の構成について説明する。本実施例においては、回折格子20は、回動軸AYの軸方向における一方の方向DY1に波数ベクトルを有し、かつブレーズ角がθbであるブレーズド回折格子である。 FIG. 3 is a schematic side view of the rotating body 12B when the rotating plate 12BB is viewed along the axial direction of the rotating shaft AX. The configuration of the diffraction grating 20 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the diffraction grating 20 is a blazed diffraction grating having a wave number vector in one direction DY1 in the axial direction of the rotation axis AY and having a blaze angle of θ b.

より具体的には、回折格子20は、回動体12Bの光反射面12Sに平行な格子面(格子溝21の頂部によって画定される面、回折格子面)DP1と、格子面DP1から方向DY1に向かって角度(ブレーズ角)θbだけ傾斜して、かつピッチ(隣接する格子溝21間の距離)dで配列されたブレーズ面21Aと、を有する。 More specifically, the diffraction grating 20 has a lattice surface (a surface defined by the top of the lattice groove 21 and a diffraction grating surface) DP1 parallel to the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B, and from the lattice surface DP1 to the direction DY1. It has a blaze surface 21A that is inclined by an angle (blaze angle) θ b and is arranged at a pitch (distance between adjacent lattice grooves 21) d.

図4は、回動素子12の回動体12B(回動板12BB)に対する出射光L1の入射方向及び走査光L2の出射方向を模式的に示す図である。図4を用いて、光反射面12Sに対する出射光L1の入射態様及び走査光L2の出射態様について説明する。 FIG. 4 is a diagram schematically showing the incident direction of the emitted light L1 and the emitted direction of the scanning light L2 with respect to the rotating body 12B (rotating plate 12BB) of the rotating element 12. The incident mode of the emitted light L1 and the emitted mode of the scanning light L2 with respect to the light reflecting surface 12S will be described with reference to FIG.

なお、図4においては、理解の容易さのため、非回動時における光反射面12Sに対し、光反射面12Sの法線から方向DY1に角度(入射角)θ1だけ傾斜した光軸で出射光L1が入射する場合を例に説明する。本実施例においては、出射光L1は、格子面DP1に対して入射角θ1(=2θb)で入射し、ブレーズド回折格子により回折及び反射され、格子面DP1の法線方向へ走査光L2として出射される。 In FIG. 4, for ease of understanding, the optical axis is inclined by an angle (incident angle) θ 1 from the normal of the light reflecting surface 12S to the direction DY1 with respect to the light reflecting surface 12S when not rotating. The case where the emitted light L1 is incident will be described as an example. In this embodiment, the emitted light L1 is incident on the lattice surface DP1 at an incident angle θ 1 (= 2 θ b ), is diffracted and reflected by the blazed grating, and is scanned light L2 in the normal direction of the lattice surface DP1. Is emitted as.

より具体的には、ブレーズド回折格子は、所定の回折次数及び波長の回折効率を最大化し、他の回折次数及び波長の回折効率を最小化するように構成された回折格子である。従って、ブレーズド回折格子によって回折される光は、特定の次数の回折光を主成分とする光である。また、本実施例においては、当該主成分となる次数の回折光の出射方向は、ブレーズ角θb、格子溝21のピッチd、出射光L1の波長、及び出射光L1の入射角θ1によって定まる。 More specifically, a blazed grating is a diffraction grating configured to maximize the diffraction efficiency of a predetermined diffraction order and wavelength and minimize the diffraction efficiency of other diffraction orders and wavelengths. Therefore, the light diffracted by the blazed diffraction grating is the light whose main component is diffracted light of a specific order. Further, in this embodiment, the emission direction of the diffracted light of the order which is the main component depends on the blaze angle θ b , the pitch d of the lattice groove 21, the wavelength of the emitted light L1, and the incident angle θ 1 of the emitted light L1. It is decided.

すなわち、出射光L1の波長に応じて、ブレーズド回折格子のブレーズ角θb、格子溝21のピッチdを設定することで、ブレーズド回折格子の格子面DP1に入射角θ1で入射する出射光L1を走査光L2として所望の角度に反射させることができる。 That is, by setting the blaze angle θ b of the blazed diffraction grating and the pitch d of the lattice groove 21 according to the wavelength of the emitted light L1, the emitted light L1 incident on the lattice surface DP1 of the blazed diffraction grating at the incident angle θ 1 Can be reflected at a desired angle as scanning light L2.

換言すれば、走査光L2は、回動軸AYの軸方向においては、出射光L1が光反射面12Sにおいて正反射する角度とは異なる角度に向けて出射する。また、走査光L2の出射方向における回動軸AYの軸方向に沿った成分は、光反射面12Sが回動軸AYの周りを回動した場合でも、ほとんど変化しない。 In other words, the scanning light L2 is emitted toward an angle different from the angle at which the emitted light L1 is specularly reflected on the light reflecting surface 12S in the axial direction of the rotation axis AY. Further, the component along the axial direction of the rotation axis AY in the emission direction of the scanning light L2 hardly changes even when the light reflecting surface 12S rotates around the rotation axis AY.

図5A及び図5Bを用いて、回折格子20を設けた場合と設けない場合の走査光L2の出射方向について説明する。図5Aは、比較例に係る測距装置100の回動素子101の模式的な側面図である。また、図5Bは、回動素子12(本実施例)及び回動素子101(比較例)の各々から出射される走査光L2の出射角度の変化を示す図である。 With reference to FIGS. 5A and 5B, the emission directions of the scanning light L2 with and without the diffraction grating 20 will be described. FIG. 5A is a schematic side view of the rotating element 101 of the distance measuring device 100 according to the comparative example. Further, FIG. 5B is a diagram showing changes in the emission angle of the scanning light L2 emitted from each of the rotating element 12 (this embodiment) and the rotating element 101 (comparative example).

まず、図5Aに示すように、比較例に係る測距装置100は、回動素子101を有する点を除いては、測距装置100と同様の構成を有する。また、回動素子101は、回折格子を有しない光反射面である鏡面101Sを有する回動体101Bを有する点を除いては、回動素子12と同様の構成を有する。 First, as shown in FIG. 5A, the distance measuring device 100 according to the comparative example has the same configuration as the distance measuring device 100 except that it has a rotating element 101. Further, the rotating element 101 has the same configuration as the rotating element 12 except that it has a rotating body 101B having a mirror surface 101S which is a light reflecting surface having no diffraction grating.

また、図5Bは、非回動時の回動体12Bの光反射面12Sの法線を基準(0度)とした場合における、回動体12Bの光反射面12S及び回動体101Bの鏡面101Sから出射される走査光L2のそれぞれの、高さ方向D1における出射角度(走査光L2の光軸の俯仰角度)の変化及び幅方向D2における出射角度(走査光L2の光軸の左右角度)の変化を示す図である。 Further, FIG. 5B is emitted from the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B and the mirror surface 101S of the rotating body 101B when the normal line of the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B at the time of non-rotation is used as a reference (0 degree). Changes in the emission angle (elevation angle of the optical axis of the scanning light L2) in the height direction D1 and the change in the emission angle (left-right angle of the optical axis of the scanning light L2) in the width direction D2 of each of the scanning light L2. It is a figure which shows.

なお、図5Aに示すように回動体101Bの鏡面101Sは、回動軸AYに対してθ1/2だけ傾斜した回動軸の周りに回動する。すなわち回動体101Bの回動軸AYHは、回動体12Bの回動軸AYに対してθ1/2だけ傾いている。 As shown in FIG. 5A, the mirror surface 101S of the rotating body 101B rotates around a rotating shaft tilted by θ 1/2 with respect to the rotating shaft AY. That is, the rotation shaft AYH of the rotating body 101B is tilted by θ 1/2 with respect to the rotating shaft AY of the rotating body 12B.

また、測距装置100においても、光源11は、出射光L1が回動軸AYに垂直な平面(破線で示した)に対して角度θ1だけ傾斜した方向に沿って鏡面101Sに入射するように配置されている。 Further, also in the distance measuring device 100, the light source 11 is such that the emitted light L1 is incident on the mirror surface 101S along a direction inclined by an angle θ1 with respect to a plane perpendicular to the rotation axis AY (indicated by a broken line). It is arranged.

図5Bに示すように、測距装置100の回動素子101から出射される走査光L2は、鏡面101Sの法線が非回動時から左右それぞれ20°を超えるまで回動すると急激に仰俯角が変化する。一方、測距装置10の回動素子12から出射される走査光L2の仰俯角は、光反射面12Sが回動しても変化していない。 As shown in FIG. 5B, the scanning light L2 emitted from the rotating element 101 of the distance measuring device 100 suddenly has an elevation / depression angle when the normal of the mirror surface 101S rotates from the non-rotating state to the left and right exceeding 20 °. Changes. On the other hand, the elevation / depression angle of the scanning light L2 emitted from the rotating element 12 of the distance measuring device 10 does not change even if the light reflecting surface 12S rotates.

図6は、走査面R1上での走査光L2の被照射位置を模式的に示す図である。図6においては、走査面R1上における走査光L2の走査軌跡を破線で示している。本実施例においては、測距装置10は、走査面R1上において、幅方向D2に沿って走査光L2を偏向しつつ順次出射し、これを高さ方向D1に沿って複数回行う。 FIG. 6 is a diagram schematically showing an irradiated position of the scanning light L2 on the scanning surface R1. In FIG. 6, the scanning locus of the scanning light L2 on the scanning surface R1 is shown by a broken line. In the present embodiment, the ranging device 10 sequentially emits the scanning light L2 along the width direction D2 on the scanning surface R1 while deflecting the scanning light L2, and this is performed a plurality of times along the height direction D1.

より具体的には、例えば、本実施例においては、制御部15は、回動体12Bの光反射面12Sを、回動軸AXの軸方向に対応する幅方向D2には高速で回動し、回動軸AYの軸方向に対応する高さ方向D1には低速で回動する。この回動体12Bから出射する走査光L2は、幅方向D2には高速に偏向され、高さ方向D1には低速で偏向される。 More specifically, for example, in this embodiment, the control unit 15 rotates the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B at a high speed in the width direction D2 corresponding to the axial direction of the rotating shaft AX. It rotates at a low speed in the height direction D1 corresponding to the axial direction of the rotation shaft AY. The scanning light L2 emitted from the rotating body 12B is deflected at a high speed in the width direction D2 and at a low speed in the height direction D1.

換言すれば、測距装置10は、走査領域R0に対し、回動素子12における回動体12Bの回動軸AYに垂直な方向に対応する幅方向D2に沿った走査線を高さ方向D1に沿って複数本得るようなラスタ走査を行う。また、測距装置10は、当該ラスタ走査を周期的に行うような動作を行う。 In other words, the distance measuring device 10 sets a scanning line in the height direction D1 along the width direction D2 corresponding to the direction perpendicular to the rotation axis AY of the rotating body 12B in the rotating element 12 with respect to the scanning region R0. Raster scanning is performed so as to obtain a plurality of lines along the line. Further, the distance measuring device 10 performs an operation such as periodically performing the raster scanning.

この際、回動体12Bのように光反射面12Sに回折格子20が設けられていることで、回動体12Bが幅方向D2(すなわち共振方向)に沿って1回回動する(往復する)間の走査光L2の高さ方向D1の成分は、ほとんど変化しない。従って、例えば走査領域R0の端部においても、走査光L2の走査軌跡の仰俯角はほとんど変化しない。これによって、走査光L2の出射方向における高さ方向D1の成分が広範囲に亘って安定する。 At this time, since the diffraction grating 20 is provided on the light reflecting surface 12S like the rotating body 12B, the rotating body 12B is rotated (reciprocated) once along the width direction D2 (that is, the resonance direction). The component of the scanning light L2 in the height direction D1 hardly changes. Therefore, for example, even at the end of the scanning region R0, the elevation / depression angle of the scanning locus of the scanning light L2 hardly changes. As a result, the component in the height direction D1 in the emission direction of the scanning light L2 is stabilized over a wide range.

このように、本実施例においては、回動体12Bの光反射面12Sに回折格子20としてブレーズド回折格子を設けた回動素子12を回動させ、この回動素子12に出射光L1を反射させることで走査光L2を走査領域R0に向けて出射する。 As described above, in this embodiment, the rotating element 12 provided with the blazed diffraction grating as the diffraction grating 20 is rotated on the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B, and the emitted light L1 is reflected by the rotating element 12. As a result, the scanning light L2 is emitted toward the scanning region R0.

従って、例えば、走査領域R0への走査光L2(パルス光)走査軌跡の仰俯角の変化が抑制される。従って、広い範囲の走査領域R0に対して効率的に走査し、かつ取り扱いに有利な走査結果及び測距結果を得ることができる。 Therefore, for example, a change in the elevation / depression angle of the scanning light L2 (pulse light) scanning locus to the scanning region R0 is suppressed. Therefore, it is possible to efficiently scan a wide range of scanning areas R0 and obtain scanning results and ranging results that are advantageous for handling.

また、回動素子12及び回折格子20を組み合わせることで、例えば、種々の方向から出射光L1を入射させた場合でも、走査光L2の出射方向が安定する。従って、光源11などの他の光学要素の配置自由度が大幅に向上する。 Further, by combining the rotating element 12 and the diffraction grating 20, the emission direction of the scanning light L2 is stabilized even when the emission light L1 is incident from various directions, for example. Therefore, the degree of freedom in arranging other optical elements such as the light source 11 is greatly improved.

図7は、光源11及び回動素子12の配置例を模式的に示す図である。図7に示すように、光源11は、例えば、回動素子12の光反射面12Sに対して、回動軸AYに垂直な平面PL1と交差する方向に沿って出射光L1を入射させるように構成及び配置されることができる。 FIG. 7 is a diagram schematically showing an arrangement example of the light source 11 and the rotating element 12. As shown in FIG. 7, the light source 11 causes the emitted light L1 to be incident on the light reflecting surface 12S of the rotating element 12 along the direction intersecting the plane PL1 perpendicular to the rotation axis AY. Can be configured and arranged.

これによって、出射光L1は、回動軸AYの軸方向の成分を持つ方向に沿った光軸で回動素子12に入射される。この場合、図7に示すように、回動中における対象物OBの点から見た回動素子12の光反射面12Sの立体角が最大化される。 As a result, the emitted light L1 is incident on the rotating element 12 on the optical axis along the direction having the axial component of the rotating shaft AY. In this case, as shown in FIG. 7, the solid angle of the light reflecting surface 12S of the rotating element 12 as seen from the point of the object OB during rotation is maximized.

具体的には、回動素子12の光反射面12Sは、広い回動範囲において、出射光L1が入射し、かつ同時に反射光L3が入射するように、配置される必要がある。また、反射光L3は、通常は、対象物OBによって散乱した光であり、非常に微弱な強度の光である。従って、本実施例のように回動素子12を介して反射光L3を受光する場合、受光素子14での受光精度を向上させるためには、対象物OBから見て光反射面12Sがより大きな立体角を有することが好ましい。 Specifically, the light reflecting surface 12S of the rotating element 12 needs to be arranged so that the emitted light L1 is incident and the reflected light L3 is incident at the same time in a wide rotation range. Further, the reflected light L3 is usually light scattered by the object OB, and is light having a very weak intensity. Therefore, when the reflected light L3 is received through the rotating element 12 as in this embodiment, the light reflecting surface 12S is larger when viewed from the object OB in order to improve the light receiving accuracy of the light receiving element 14. It is preferable to have a solid angle.

そして、仮に回折格子20が設けられていない場合、回動体12Bは、光反射面12Sが出射光L1に対して正面を向くように配置することは難しく、また走査領域R0に対しても正面を向くように配置することが難しい。従って、回折格子20を設けない場合、回動体12Bの光反射面12Sは、その法線方向が、回動時において、常に出射光L1の光軸に対しても角度を持ち、反射光L3(走査光L2)の光軸に対しても角度を持つように配置せざるを得ない。 If the diffraction grating 20 is not provided, it is difficult to arrange the rotating body 12B so that the light reflecting surface 12S faces the front with respect to the emitted light L1, and the rotating body 12B also faces the scanning region R0. Difficult to arrange so that it faces. Therefore, when the diffraction grating 20 is not provided, the light reflecting surface 12S of the rotating body 12B always has an angle with respect to the optical axis of the emitted light L1 when its normal direction is rotating, and the reflected light L3 ( It must be arranged so as to have an angle with respect to the optical axis of the scanning light L2).

これに対し、本実施例においては、回折格子20を設け、またその回折条件を調節することで、例えば、光反射面12Sの法線から傾斜した光軸で出射光L1を入射させた場合でも、光反射面12Sの法線方向に沿って走査光Lを出射させることができる。 On the other hand, in this embodiment, by providing the diffraction grating 20 and adjusting the diffraction conditions thereof, for example, even when the emitted light L1 is incident on the optical axis inclined from the normal line of the light reflecting surface 12S. , The scanning light L can be emitted along the normal direction of the light reflecting surface 12S.

従って、対象物OBから見た光反射面12Sの立体角を大きくするように、例えば走査領域R0に対して正面を向く程度まで回動体12Bの配置を調節することができる。従って、受光素子14に入射する反射光L3の光量が低下することを抑制することができる。従って、反射光L3の受光精度、さらには走査精度及び測距精度が向上する。 Therefore, the arrangement of the rotating body 12B can be adjusted so as to increase the solid angle of the light reflecting surface 12S as seen from the object OB, for example, so as to face the front with respect to the scanning region R0. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the amount of reflected light L3 incident on the light receiving element 14. Therefore, the light receiving accuracy of the reflected light L3, as well as the scanning accuracy and the distance measurement accuracy are improved.

なお、本実施例においては、回折格子20が回動軸AYの軸方向に波数ベクトルを持つブレーズド回折格子である場合について説明した。しかし、回折格子20の構成はこれに限定されない。 In this embodiment, a case where the diffraction grating 20 is a blazed diffraction grating having a wave vector in the axial direction of the rotation axis AY has been described. However, the configuration of the diffraction grating 20 is not limited to this.

例えば、回折格子20は、特定の回折光が主成分となるように出射光L1を回折させる回折格子であればよい。また、例えば、回折格子20は、各々が1つの回動軸(回動軸AX又はAY)の軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ当該1つの回動軸の軸方向に沿って配列された複数の格子溝21を有していればよい。 For example, the diffraction grating 20 may be a diffraction grating that diffracts the emitted light L1 so that the specific diffracted light is the main component. Further, for example, the diffraction gratings 20 extend along the direction perpendicular to the axial direction of one rotation axis (rotation axis AX or AY), and are arranged along the axial direction of the one rotation axis. It suffices to have a plurality of lattice grooves 21.

また、本実施例においては、回動体12Bが2つの回動軸である回動軸AX及びAYの周りに回動する光反射面12Sを有する場合について説明した。しかし、回動体12Bは、1つの回動軸のみ、例えば回動軸AYのみの周りに回動するように構成されていてもよい。この場合でも、安定して所望の方向に走査光L2を出射することができる。 Further, in this embodiment, the case where the rotating body 12B has a light reflecting surface 12S that rotates around the rotating shafts AX and AY, which are two rotating shafts, has been described. However, the rotating body 12B may be configured to rotate around only one rotating shaft, for example, only the rotating shaft AY. Even in this case, the scanning light L2 can be stably emitted in a desired direction.

このように、測距装置10は、例えば、光(出射光L1)を出射する光源11と、少なくとも1つの回動軸(例えば回動軸AX及びAY)の周りに回動しかつ当該光を反射させる光反射面12Sを有する回動体12Bを有し、光反射面12Sに当該光を特定の次数の回折光が主成分となるように回折させる回折格子20が設けられた回動素子12と、回動素子12を経て投光され、対象物OBによって反射され、かつ回動素子12を経た光(反射光L3)を受光する受光素子14と、受光素子14による回動素子12を経た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15Dと、を有する。従って、回動式の光反射体を有する回動素子12を有し、広範囲に亘って所望の方向に光を出射することで高品質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。 In this way, the ranging device 10 rotates around, for example, a light source 11 that emits light (emitted light L1) and at least one rotation axis (for example, rotation axes AX and AY) and emits the light. A rotating element 12 having a rotating body 12B having a light reflecting surface 12S to be reflected, and provided with a diffraction grid 20 on the light reflecting surface 12S so that the light is diffracted so that diffracted light of a specific order is the main component. Light receiving element 14 that is projected through the rotating element 12, reflected by the object OB, and receives the light (reflected light L3) that has passed through the rotating element 12, and the light that has passed through the rotating element 12 by the light receiving element 14. It has a ranging unit 15D that measures the distance to the object OB based on the light receiving result of the above. Therefore, there is provided a distance measuring device 10 having a rotating element 12 having a rotating light reflector and capable of performing high quality distance measurement by emitting light in a desired direction over a wide range. can do.

図8は、実施例2に係る測距装置30の模式的な配置図である。測距装置30は、光源31、回動素子32、分離素子33及び受光素子34を有する。また、測距装置30は、光源31、回動素子32及び受光素子34を制御する制御部35を有する。 FIG. 8 is a schematic layout diagram of the distance measuring device 30 according to the second embodiment. The distance measuring device 30 includes a light source 31, a rotating element 32, a separating element 33, and a light receiving element 34. Further, the distance measuring device 30 has a control unit 35 that controls a light source 31, a rotating element 32, and a light receiving element 34.

光源31、分離素子33、受光素子34及び制御部35は、それぞれ測距装置10の光源11、分離素子13、受光素子14及び制御部15と同様の構成を有する。一方、本実施例においては、測距装置30は、各々が光反射面として機能する複数の側面32Sを有し、かつ回動軸AYの周りに回動する回動素子32を有する。 The light source 31, the separation element 33, the light receiving element 34, and the control unit 35 have the same configurations as the light source 11, the separation element 13, the light receiving element 14, and the control unit 15 of the distance measuring device 10, respectively. On the other hand, in this embodiment, the distance measuring device 30 has a plurality of side surfaces 32S, each of which functions as a light reflecting surface, and has a rotating element 32 that rotates around the rotating shaft AY.

具体的には、実施例1の測距装置10は、回動素子12として、互いに直交する回動軸AX及びAYの周りに回動し、1つの光反射面12Sを有する回動ミラーを備えている場合について説明した。一方、本実施例の測距装置30の回動素子32は、1つの回動軸AYの周りに回動し、かつ複数の側面32Sの各々に光反射面が設けられた回動ミラーである。 Specifically, the distance measuring device 10 of the first embodiment includes a rotating mirror as a rotating element 12, which rotates around rotating axes AX and AY orthogonal to each other and has one light reflecting surface 12S. I explained the case of. On the other hand, the rotating element 32 of the distance measuring device 30 of this embodiment is a rotating mirror that rotates around one rotating shaft AY and has a light reflecting surface provided on each of the plurality of side surfaces 32S. ..

本実施例においては、回動素子32は、各々が回動軸AYに対して傾斜した複数の側面32Sを有する角錐台形状(多角錐台形状)のポリゴンミラーである。回動素子32の側面32Sの各々は、出射光L1に対して反射性を有し、また、出射光L1の光軸上に配置されている。 In this embodiment, the rotating element 32 is a polygon mirror having a pyramid-shaped (polygonal frustum-shaped) shape, each having a plurality of side surfaces 32S inclined with respect to the rotation axis AY. Each of the side surfaces 32S of the rotating element 32 is reflective to the emitted light L1 and is arranged on the optical axis of the emitted light L1.

回動素子32から出射される走査光L2は、その出射方向が周期的に変化する。この走査光L2の出射方向の1つの変化周期内(回動素子12Aが1回転する期間内)に走査光L2が照射される領域は、走査領域R0となる。走査領域R0は、走査光L2が出射される仮想の3次元空間である。図8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 light L2 emitted from the rotating element 32 periodically changes in its emitting direction. The region where the scanning light L2 is irradiated within one change cycle of the scanning light L2 in the emission direction (within a period during which the rotating element 12A rotates once) is the scanning region R0. The scanning area R0 is a virtual three-dimensional space from which the scanning light L2 is emitted. In FIG. 8, the outer edge of the scanning region R0 is schematically shown by a broken line.

例えば、本実施例においては、走査領域R0は、回動軸AYの軸方向に対応する高さ方向D1に沿った高さ方向範囲、回動軸AYに垂直な方向に対応する幅方向D2に沿った幅方向範囲、及び走査光L2の光軸の軸方向に対応する奥行方向に沿った奥行方向範囲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, in this embodiment, the scanning region R0 is in the height direction range along the height direction D1 corresponding to the axial direction of the rotation axis AY and in the width direction D2 corresponding to the direction perpendicular to the rotation axis AY. It can be defined as a cone-shaped space having a width direction range along the width direction and a depth direction range along the depth direction corresponding to the axial direction of the optical axis of the scanning light L2.

例えば、回動素子32の側面32Sの法線ベクトルは、回動素子32の回動に応じて周期的に変化する。また、本実施例においては、光源31は、出射光L1が回動中の回動素子32の側面32Sのいずれかに入射するように、出射光L1を回動素子32に向けて出射する。 For example, the normal vector of the side surface 32S of the rotating element 32 changes periodically according to the rotation of the rotating element 32. Further, in the present embodiment, the light source 31 emits the emitted light L1 toward the rotating element 32 so that the emitted light L1 is incident on any of the side surfaces 32S of the rotating element 32.

従って、例えば、本実施例においては、走査領域R0の高さ方向範囲は、出射光L1の光軸の軸方向及び出射光L1が入射している回動素子32の側面32Sの法線ベクトルによって定まる走査光L2の光軸の軸方向における、回動軸AYの軸方向の成分の変化範囲に対応する。また、走査領域R0の幅方向範囲は、当該走査光L2の軸方向における回動軸AYに垂直な方向の成分の変化範囲に対応する。また、走査領域R0の奥行方向範囲は、走査光L2が所定の強度(測距装置30が検出可能な強度)を維持できる距離の範囲に対応する。 Therefore, for example, in the present embodiment, the height range of the scanning region R0 is determined by the axial direction of the optical axis of the emitted light L1 and the normal vector of the side surface 32S of the rotating element 32 on which the emitted light L1 is incident. Corresponds to the range of change of the axial component of the rotation axis AY in the axial direction of the optical axis of the determined scanning light L2. Further, the width direction range of the scanning region R0 corresponds to the change range of the component in the direction perpendicular to the rotation axis AY in the axial direction of the scanning light L2. Further, the depth direction range of the scanning area R0 corresponds to a range of distances at which the scanning light L2 can maintain a predetermined intensity (intensity that can be detected by the distance measuring device 30).

また、走査領域R0内における回動素子32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、高さ方向D1及び幅方向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。走査光L2は、この走査面R1を走査するように、走査領域R0に向けて出射される。 Further, when a virtual plane separated from the rotating element 32 in the scanning region R0 by a predetermined distance is defined as the scanning surface R1, the scanning surface R1 is two-dimensionally extending along the height direction D1 and the width direction D2. It can be defined as an area. The scanning light L2 is emitted toward the scanning region R0 so as to scan the scanning surface R1.

図9は、回動素子32の斜視図である。本実施例においては、回動素子32は、支持体32Aと、回動軸AYの周りに回動可能なように支持体32Aに支持された回動体32Bと、を含む。すなわち、本実施例においては、回動素子32は、回動体32Bを有するポリゴンミラーである。 FIG. 9 is a perspective view of the rotating element 32. In this embodiment, the rotating element 32 includes a support 32A and a rotating body 32B supported by the support 32A so as to be rotatable around the rotating shaft AY. That is, in this embodiment, the rotating element 32 is a polygon mirror having a rotating body 32B.

本実施例においては、回動素子32の回動体32Bは、回動軸AYの軸方向を高さ方向とする正多角錐台形状を有する。本実施例においては、回動体32Bは、側面32Sとして3つの側面32SA、32SB及び32SCを有する正三角錐台形状を有する。以下においては、回動体32Bの側面32Sを第1の側面と称し、同様に側面32SB及び32SCをそれぞれ第2及び第3の側面と称する場合がある。 In this embodiment, the rotating body 32B of the rotating element 32 has a regular polygonal pyramid shape with the axial direction of the rotating shaft AY as the height direction. In this embodiment, the rotating body 32B has a regular triangular pyramid shape having three side surfaces 32SA, 32SB and 32SC as the side surface 32S. In the following, the side surface 32S of the rotating body 32B may be referred to as a first side surface, and similarly, the side surfaces 32SB and 32SC may be referred to as a second and third side surfaces, respectively.

本実施例においては、回動体32Bの側面32SA、32SB及び32SCの各々は、回動軸AYの軸方向に対して傾斜した平面の一部である。また、回動体32Bの側面32SA、32SB及び32SCは、回動軸AYの軸方向に沿った方向から見たときに回動軸AYから離間した位置において回動軸AYを取り囲むように配置されている。 In this embodiment, each of the side surfaces 32SA, 32SB and 32SC of the rotating body 32B is a part of a plane inclined with respect to the axial direction of the rotating shaft AY. Further, the side surfaces 32SA, 32SB and 32SC of the rotating body 32B are arranged so as to surround the rotating shaft AY at a position separated from the rotating shaft AY when viewed from a direction along the axial direction of the rotating shaft AY. There is.

なお、本明細書においては、回動体32Bが角錐台形状を有するとは、例えば、回動体32Bが角錐又は角錐台の側面をなすような外形の部分を有することをいう。例えば、回動体32Bは、角錐台形状の部分以外に、他の形状を有する部分を有していてもよい。また、回動体32Bは、側面32S、上面又は底面に、凹凸や貫通孔などを有していてもよい。 In the present specification, the fact that the rotating body 32B has a pyramid-shaped shape means that, for example, the rotating body 32B has an outer shape portion forming a pyramid or a side surface of the pyramid. For example, the rotating body 32B may have a portion having another shape in addition to the pyramid trapezoidal portion. Further, the rotating body 32B may have irregularities or through holes on the side surface 32S, the upper surface or the bottom surface.

例えば、回動素子32の回動体32Bは、角錐台形状の本体部分と、当該本体部分の底面から回動軸AYの軸方向に沿って突出する凸部を有する。当該凸部は、その端部において支持体32Aに回動可能なように結合されている。例えば、当該凸部は、当該本体部分の底面及び上面間を貫通するシャフトの一部である。 For example, the rotating body 32B of the rotating element 32 has a pyramid-shaped main body portion and a convex portion protruding from the bottom surface of the main body portion along the axial direction of the rotating shaft AY. The convex portion is rotatably coupled to the support 32A at its end. For example, the convex portion is a part of a shaft penetrating between the bottom surface and the upper surface of the main body portion.

また、例えば、回動素子32は、支持体32A内に設けられ、制御部35に接続され、回動体32Bを回動させる力(駆動力)を生成する駆動力生成部(図示せず)を有する。例えば、当該駆動力生成部は、制御部35から供給された駆動信号によって回動するモータである。また、例えば、当該駆動力伝達部によって生成された駆動力は、軸受けなどの伝達部(図示せず)によって回動体32Bに伝達される。 Further, for example, the rotating element 32 is provided in the support 32A, is connected to the control unit 35, and has a driving force generating unit (not shown) that generates a force (driving force) for rotating the rotating body 32B. Have. For example, the driving force generating unit is a motor that rotates by a driving signal supplied from the control unit 35. Further, for example, the driving force generated by the driving force transmitting unit is transmitted to the rotating body 32B by a transmitting unit (not shown) such as a bearing.

次に、測距装置30は、回動素子32の回動体32Bの側面32Sの少なくとも1つに設けられた反射型の回折格子40を有する。本実施例においては、回折格子40は、第1及び第2の側面32SA及び32SBにそれぞれ設けられた反射型の第1及び第2の回折格子41及び42を有する。第1及び第2の回折格子41及び42は、それぞれ第1及び第2の側面32SA及び32SBに沿って配列された複数の格子溝41A及び42Aを有する。 Next, the distance measuring device 30 has a reflection type diffraction grating 40 provided on at least one of the side surfaces 32S of the rotating body 32B of the rotating element 32. In this embodiment, the diffraction grating 40 has reflective first and second diffraction gratings 41 and 42 provided on the first and second side surfaces 32SA and 32SB, respectively. The first and second diffraction gratings 41 and 42 have a plurality of grating grooves 41A and 42A arranged along the first and second side surfaces 32SA and 32SB, respectively.

本実施例においては、第1の回折格子41は、回動体32Bの第1の側面32SAにおいて各々が回動軸AYに垂直な方向に沿って延び、かつ回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝41Aを有する。また、第2の回折格子42は、回動体32Bの第2の側面32SBにおいて各々が回動軸AYの軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝42Aを有する。 In this embodiment, each of the first diffraction gratings 41 extends along the direction perpendicular to the rotation axis AY on the first side surface 32SA of the rotation body 32B, and along the axial direction of the rotation axis AY. It has a plurality of arranged lattice grooves 41A. Further, the second diffraction gratings 42 extend along the direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft AY on the second side surface 32SB of the rotating body 32B, and are arranged along the axial direction of the rotating shaft AY. It has a plurality of lattice grooves 42A.

また、本実施例においては、回動体32Bの第3の側面32SCには、回折格子40は設けられていない。本実施例においては、第3の側面32SCは、出射光L1に対して鏡面反射性を有する回動体32Bの側面部分である。すなわち、本実施例においては、第1及び第2の側面32SA及び32SBは出射光L1を回折反射させる回折反射面として機能し、第3の側面32SCは出射光L1を反射させる反射面として機能する。 Further, in this embodiment, the diffraction grating 40 is not provided on the third side surface 32SC of the rotating body 32B. In this embodiment, the third side surface 32SC is a side surface portion of the rotating body 32B having specular reflection with respect to the emitted light L1. That is, in this embodiment, the first and second side surfaces 32SA and 32SB function as diffractive reflection surfaces for diffracting and reflecting the emitted light L1, and the third side surface 32SC functions as a reflecting surface for reflecting the emitted light L1. ..

図10は、回動軸AYに垂直な方向であり、かつ回動体32Bの第1の側面32SAに平行な方向に沿って回動体32Bを見たときの回動体32Bの模式的な側面図である。図10においては、回動体32Bの一部のみを示している。図10を用いて、回折格子40の構成について説明する。 FIG. 10 is a schematic side view of the rotating body 32B when the rotating body 32B is viewed in a direction perpendicular to the rotating shaft AY and in a direction parallel to the first side surface 32SA of the rotating body 32B. is there. In FIG. 10, only a part of the rotating body 32B is shown. The configuration of the diffraction grating 40 will be described with reference to FIG.

本実施例においては、第1の回折格子41は、第1の側面32SA上に沿って回動体32Bの底面から上面に向かう方向であり、図の上方向DY3に波数ベクトルを有し、ブレーズ角がθb1であるブレーズド回折格子である。また、第1の回折格子41は、回動体32Bの第1の側面32SAに平行な格子面(格子溝41Aの頂部によって画定される面、第1の回折格子面)41SAと、格子面41SAから方向DY3に向かって角度(第1のブレーズ角)θb1だけ傾斜しかつピッチ(隣接する格子溝41A間の距離)d1で配列されたブレーズ面(第1のブレーズ面)41SBと、を有する。図10に示すように、角度θb1は、格子面41SAの法線と、ブレーズ面41SBの法線とがなす角度である。 In this embodiment, the first diffraction grating 41 is in the direction from the bottom surface to the top surface of the rotating body 32B along the first side surface 32SA, has a wave number vector in the upward direction DY3 in the figure, and has a blazed angle. Is a blazed diffraction grating with θ b1. Further, the first diffraction grating 41 is composed of a lattice plane (a surface defined by the top of the lattice groove 41A, a first diffraction grating surface) 41SA parallel to the first side surface 32SA of the rotating body 32B and a lattice surface 41SA. It has a blaze plane (first blaze plane) 41SB that is inclined by an angle (first blaze angle) θ b1 toward the direction DY3 and is arranged at a pitch (distance between adjacent lattice grooves 41A) d 1. .. As shown in FIG. 10, the angle θ b1 is an angle formed by the normal of the lattice surface 41SA and the normal of the blaze surface 41SB.

図11は、回動体32Bの第1の側面32SAに対する出射光L1の入射方向及び走査光L2の出射方向を模式的に示す図である。図11を用いて、第1の側面32SAに対する出射光L1の入射態様及び走査光L2の出射態様について説明する。 FIG. 11 is a diagram schematically showing the incident direction of the emitted light L1 and the emitted direction of the scanning light L2 with respect to the first side surface 32SA of the rotating body 32B. The incident mode of the emitted light L1 and the emitted mode of the scanning light L2 with respect to the first side surface 32SA will be described with reference to FIG.

まず、本実施例においては、光源31は、第1〜第3の側面32SA〜32SCに対し、回動体32Bの回動軸AYに垂直な平面PL1と交差する方向に沿って出射光L1を入射させるように構成及び配置されている。本実施例においては、光源31は、平面PL1に対して方向DY3に傾斜した光軸で、出射光L1を、第1〜第3の側面32SA〜32SCに入射させるように構成及び配置されている。 First, in the present embodiment, the light source 31 incidents the emitted light L1 on the first to third side surfaces 32SA to 32SC along the direction intersecting the plane PL1 perpendicular to the rotation axis AY of the rotating body 32B. It is configured and arranged to allow. In this embodiment, the light source 31 is configured and arranged so that the emitted light L1 is incident on the first to third side surfaces 32SA to 32SC on an optical axis inclined in the direction DY3 with respect to the plane PL1. ..

次に、図11に示すように、第1の側面32SAに出射光L1が入射するように回動体32Bが回動している期間中は、出射光(以下、第1の出射光と称する)L11は、第1の回折格子41に入射する。そして、第1の出射光L11は、第1の回折格子41によって回折及び反射される。また、第1の回折格子41によって回折及び反射された第1の出射光L11は、走査光(以下、第1の走査光と称する)L21として、出射される。 Next, as shown in FIG. 11, during the period during which the rotating body 32B is rotating so that the emitted light L1 is incident on the first side surface 32SA, the emitted light (hereinafter referred to as the first emitted light). L11 is incident on the first diffraction grating 41. Then, the first emitted light L11 is diffracted and reflected by the first diffraction grating 41. Further, the first emitted light L11 diffracted and reflected by the first diffraction grating 41 is emitted as scanning light (hereinafter referred to as first scanning light) L21.

ここで、本実施例においては、第1の回折格子41は、ブレーズド回折格子であり、より具体的には、ブレーズド回折格子は、所定の回折次数及び波長の回折効率を最大化し、他の回折次数及び波長の回折効率を最小化するように構成された回折格子である。従って、ブレーズド回折格子によって回折される光は、特定の次数の回折光を主成分とする光である。 Here, in this embodiment, the first diffraction grating 41 is a blazed diffraction grating, and more specifically, the blazed diffraction grating maximizes the diffraction efficiency of a predetermined diffraction order and wavelength, and other diffractions. A diffraction grating configured to minimize the order and wavelength diffraction efficiencies. Therefore, the light diffracted by the blazed diffraction grating is the light whose main component is diffracted light of a specific order.

また、本実施例においては、当該主成分となる次数の回折光の出射方向は、ブレーズ角θb1、格子溝41Aのピッチd1、出射光L1の波長、及び出射光L1の入射角θ11により定まる。すなわち、出射光L1の波長に応じて、ブレーズド回折格子のブレーズ角θb1、格子溝41Aのピッチd1を設定することで、ブレーズド回折格子の格子面41SAに入射角θ11で入射する第1の出射光L11を第1の走査光L21として所望の角度に反射させることができる。 Further, in this embodiment, the emission directions of the diffracted light of the order of the main component are the blaze angle θ b1 , the pitch d 1 of the lattice groove 41A, the wavelength of the emitted light L1, and the incident angle θ 11 of the emitted light L1. Determined by. That is, by setting the blaze angle θ b1 of the blazed diffraction grating and the pitch d 1 of the lattice groove 41A according to the wavelength of the emitted light L1, the first first incident on the lattice surface 41SA of the blazed diffraction grating at the incident angle θ 11. The emitted light L11 can be reflected at a desired angle as the first scanning light L21.

本実施例においては、第1の出射光L11が第1の回折格子41により回折及び反射された結果、走査光L21は、格子面41SAの法線方向に対してθ11−2(θb1)だけ方向DY3とは反対側に傾斜した光軸に沿って出射される。 In the present embodiment, as a result of the first outgoing light L11 is diffracted and reflected by the first diffraction grating 41, the scanning light L21 is, theta 11 with respect to the normal direction of the grating surface 41SA -2 (θ b1) It is emitted along an optical axis inclined in the direction opposite to the direction DY3.

換言すれば、第1の走査光L21は、回動軸AYの軸方向においては、第1の出射光L11が第1の側面32SAにおいて正反射する角度とは異なる角度に向けて出射する。また、第1の走査光L21の出射方向における回動軸AYの軸方向に沿った成分は、第1の側面32SAが回動軸AYの周りを回動した場合でも、ほとんど変化しない。 In other words, the first scanning light L21 is emitted toward an angle different from the angle at which the first emitted light L11 is specularly reflected on the first side surface 32SA in the axial direction of the rotation axis AY. Further, the component along the axial direction of the rotation axis AY in the emission direction of the first scanning light L21 hardly changes even when the first side surface 32SA rotates around the rotation axis AY.

図12は、回動軸AYに垂直な方向であり、かつ回動体32Bの第2の側面32SBに平行な方向に沿って回動体32Bを見たときの回動体32Bの模式的な側面図である。本実施例においては、第2の側面32SBには、第2の回折格子42が設けられている。また、第2の回折格子42上に沿って回動体32Bの底面から上面に向かう方向であり、図の上方向DY3に波数ベクトルを有し、ブレーズ角がθb2であるブレーズド回折格子である。 FIG. 12 is a schematic side view of the rotating body 32B when the rotating body 32B is viewed in a direction perpendicular to the rotating shaft AY and in a direction parallel to the second side surface 32SB of the rotating body 32B. is there. In this embodiment, the second side surface 32SB is provided with the second diffraction grating 42. Further, it is a blazed diffraction grating that is in the direction from the bottom surface to the top surface of the rotating body 32B along the second diffraction grating 42, has a wave number vector in the upward direction DY3 in the figure, and has a blaze angle of θ b2.

第2の回折格子42は、回動体32Bの第2の側面32SBに平行な格子面(格子溝42Aの頂部によって画定される面、第2の回折格子面)42SAと、格子面42SAから方向DY3に向かって角度(第2のブレーズ角)θb2だけ傾斜しかつピッチ(隣接する格子溝42A間の距離)d2で配列されたブレーズ面(第2のブレーズ面)42SBと、を有する。図12に示すように、角度θb2は、格子面42SAの法線と、ブレーズ面42SBの法線とがなす角度である。 The second diffraction grating 42 includes a lattice plane (a surface defined by the top of the lattice groove 42A, a second diffraction grating surface) 42SA parallel to the second side surface 32SB of the rotating body 32B, and a direction DY3 from the lattice surface 42SA. It has a blaze surface (second blaze surface) 42SB which is inclined by an angle (second blaze angle) θ b2 and arranged at a pitch (distance between adjacent lattice grooves 42A) d 2. As shown in FIG. 12, the angle θ b2 is an angle formed by the normal of the lattice surface 42SA and the normal of the blaze surface 42SB.

また、本実施例においては、格子溝42Aのピッチd2は格子溝41Aのピッチd1と等しく、第2のブレーズ角である角度θb2は、第1のブレーズ角である角度θb1よりも小さい。すなわち、第2の回折格子42におけるブレーズ面42SBの格子面42SAに対する傾斜角は、第1の回折格子41におけるブレーズ面41SBの格子面41SAに対する傾斜角よりも小さい。 Further, in the present embodiment, the pitch d 2 of the lattice groove 42A is equal to the pitch d 1 of the lattice groove 41A, and the angle θ b2 which is the second blaze angle is larger than the angle θ b1 which is the first blaze angle. small. That is, the inclination angle of the blaze surface 42SB of the second diffraction grating 42 with respect to the lattice surface 42SA is smaller than the inclination angle of the blaze surface 41SB of the first diffraction grating 41 with respect to the lattice surface 41SA.

図13は、回動体32Bの第2の側面32SBに対する出射光(以下、第2の出射光L12と称する)の入射方向及び走査光(以下、第2の走査光と称する)L22の出射方向を模式的に示す図である。 FIG. 13 shows the incident direction of the emitted light (hereinafter referred to as the second emitted light L12) and the emitted direction of the scanning light (hereinafter referred to as the second scanning light) L22 with respect to the second side surface 32SB of the rotating body 32B. It is a figure which shows typically.

図13に示すように、第2の側面32SBに入射する第2の出射光L12は、第2の回折格子42に入射して回折される。また、第2の回折格子42によって回折された第2の出射光L12は、第2の走査光L21として出射される。 As shown in FIG. 13, the second emitted light L12 incident on the second side surface 32SB is incident on the second diffraction grating 42 and diffracted. Further, the second emitted light L12 diffracted by the second diffraction grating 42 is emitted as the second scanning light L21.

また、本実施例においては、第2の回折格子42は、方向DY3に波数ベクトルを有し、ブレーズ角が第1のブレーズ角θb1よりも小さい角度θb2であるブレーズド回折格子である。従って、本実施例においては、第2の出射光L12が第2の回折格子42により回折及び反射された結果、走査光L22は、格子面42SAの法線方向に対してθ11−2(θb2)だけ方向DY3とは反対側に傾斜した光軸に沿って出射される。例えば、図13に示すように、第2の走査光L22は、回動軸AYに垂直な平面PL1にほぼ平行な光軸に沿って、第2の回折格子42から出射される。 Further, in the present embodiment, the second diffraction grating 42 is a blazed diffraction grating having a wave number vector in the direction DY3 and having a blaze angle θ b2 smaller than the first blaze angle θ b1. Accordingly, in the present embodiment, as a result of the second outgoing light L12 is diffracted and reflected by the second diffraction grating 42, the scanning light L22 is, theta 11 with respect to the normal direction of the grating surface 42SA -2 (θ Only b2 ) is emitted along the optical axis inclined in the direction opposite to the direction DY3. For example, as shown in FIG. 13, the second scanning light L22 is emitted from the second diffraction grating 42 along an optical axis substantially parallel to the plane PL1 perpendicular to the rotation axis AY.

換言すれば、本実施例においては、図10及び図12に示すように、回折格子40は、回動体32Bの第1の側面32SAに設けられた第1の回折格子41と、第1の側面32SAとは異なる第2の側面32SBに設けられた第2の回折格子42と、を含む。 In other words, in this embodiment, as shown in FIGS. 10 and 12, the diffraction grating 40 is the first diffraction grating 41 provided on the first side surface 32SA of the rotating body 32B, and the first side surface. It includes a second diffraction grating 42 provided on a second side surface 32SB different from the 32SA.

また、第1及び第2の回折格子41及び42の各々は、各々が回動軸AYの軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ第1及び第2の側面32SA及び32SB内において回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝41A及び42Aを有する。また、本実施例においては、第1及び第2の回折格子41及び42は、互いに異なる特性を有するブレーズド回折格子である。 Further, each of the first and second diffraction gratings 41 and 42 extends along the direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis AY, and rotates within the first and second side surfaces 32SA and 32SB. It has a plurality of grating grooves 41A and 42A arranged along the axial direction of the axis AY. Further, in this embodiment, the first and second diffraction gratings 41 and 42 are blazed diffraction gratings having different characteristics from each other.

図14は、回動体32Bの第3の側面32SCに対する出射光(以下、第3の出射光L13と称する)の入射方向及び走査光(以下、第3の走査光と称する)L23の出射方向を模式的に示す図である。 FIG. 14 shows the incident direction of the emitted light (hereinafter referred to as the third emitted light L13) and the emitted direction of the scanning light (hereinafter referred to as the third scanning light) L23 with respect to the third side surface 32SC of the rotating body 32B. It is a figure which shows typically.

本実施例においては、回動体32Bの第3の側面32SCには、回折格子40は設けられていない。従って、第3の出射光L13は、第3の側面32SCによって正反射される。従って、第3の走査光L23の出射方向は、第3の出射光L13の第3の側面32SCでの反射条件に対応する方向となる。すなわち、第3の出射光L13が第3の側面32SCにより正反射された結果、第3の走査光L23は、第3の側面32SCの法線方向に対してθ11だけ方向DY3とは反対側に傾斜した光軸に沿って出射される。 In this embodiment, the diffraction grating 40 is not provided on the third side surface 32SC of the rotating body 32B. Therefore, the third emitted light L13 is specularly reflected by the third side surface 32SC. Therefore, the emission direction of the third scanning light L23 is a direction corresponding to the reflection condition on the third side surface 32SC of the third emission light L13. That is, as a result of the third emitted light L13 being specularly reflected by the third side surface 32SC, the third scanning light L23 is on the side opposite to the direction DY3 by θ 11 with respect to the normal direction of the third side surface 32SC. It is emitted along the optical axis inclined to.

このように、走査光L2は、回動体32Bの第1、第2及び第3の側面32SA、32SB及び32SC間において回動軸AYの軸方向の成分が異なるように、回動体32Bの回動に応じて回動軸AYに垂直な方向の成分を変化させつつ、順次出射される。換言すれば、走査光L2は、第1、第2及び第3の側面32SA、32SB及び32SC間で、当該平面PL1とのなす角度が互いに異なる複数の方向に反射されることとなる。 As described above, the scanning light L2 rotates the rotating body 32B so that the axial components of the rotating shaft AY differ among the first, second and third side surfaces 32SA, 32SB and 32SC of the rotating body 32B. The components are sequentially emitted while changing the components in the direction perpendicular to the rotation axis AY according to the above. In other words, the scanning light L2 is reflected between the first, second and third side surfaces 32SA, 32SB and 32SC in a plurality of directions in which the angles formed with the plane PL1 are different from each other.

図15は、走査面R1上での走査光L2の被照射位置を模式的に示す図である。図15においては、走査面R1上における走査光L2の走査軌跡を破線で示している。本実施例においては、走査光L2は、高さ方向D1の位置が異なるように幅方向D2に沿った3つの軌跡TR1、TR2及びTR3を描くように、出射される。 FIG. 15 is a diagram schematically showing an irradiated position of the scanning light L2 on the scanning surface R1. In FIG. 15, the scanning locus of the scanning light L2 on the scanning surface R1 is shown by a broken line. In this embodiment, the scanning light L2 is emitted so as to draw three trajectories TR1, TR2, and TR3 along the width direction D2 so that the positions in the height direction D1 are different.

換言すれば、測距装置30は、走査領域R0に対し、回動素子32における回動体32Bの回動軸AYに垂直な方向に対応する幅方向D2に沿った走査線を高さ方向D1に沿って複数本得るようなラスタ走査を行う。また、測距装置30は、当該ラスタ走査を周期的に行うような動作を行う。また、走査面R1における走査光L2がほぼ完全に幅方向D2Aに沿って照射される部分、例えば走査面R1の中央部分が有効走査領域R11となる。 In other words, the distance measuring device 30 sets the scanning line along the width direction D2 corresponding to the direction perpendicular to the rotation axis AY of the rotating body 32B in the rotating element 32 to the height direction D1 with respect to the scanning region R0. Raster scanning is performed so as to obtain a plurality of lines along the line. Further, the distance measuring device 30 performs an operation such that the raster scanning is periodically performed. Further, a portion of the scanning surface R1 where the scanning light L2 is almost completely irradiated along the width direction D2A, for example, a central portion of the scanning surface R1 becomes an effective scanning region R11.

上記したように、本実施例においては、角錐台形状の回動体32Bを有する回動素子32の少なくとも1つの側面32Sに回折格子40としてブレーズド回折格子を設けて回動させ、この回動素子32に出射光L1を反射させることで走査光L2を走査領域R0Aに向けて出射する。 As described above, in the present embodiment, a blazed diffraction grating is provided as a diffraction grating 40 on at least one side surface 32S of the rotating element 32 having the pyramid trapezoidal rotating body 32B, and the rotating element 32 is rotated. The scanning light L2 is emitted toward the scanning region R0A by reflecting the emitted light L1.

従って、例えば、側面32S毎に回折格子40を設けるか設けないかを選択すること、また、側面32S毎に設ける回折格子40の回折条件(ブレーズ面の傾き方向や格子溝のピッチなど)を変えることなどによって、単純な形状のポリゴンミラーを用いて広い範囲の光走査を行うことが可能となる。例えば、第1及び第2の回折格子41及び42のブレーズ角、及び格子溝のピッチが同じであっても、同じ互いに異なる方向に波数ベクトルを有していれば、両者は回折条件が異なるとみなすことができる。これにより例えば、回動軸AYの軸方向に走査領域を広げるために、複数の光源を用意したり、複雑な形状のポリゴンミラーを用いる必要が無い。 Therefore, for example, it is selected whether or not the diffraction grating 40 is provided for each side surface 32S, and the diffraction conditions of the diffraction grating 40 provided for each side surface 32S (the tilt direction of the blaze surface, the pitch of the lattice grooves, etc.) are changed. As a result, it is possible to perform optical scanning in a wide range using a polygon mirror having a simple shape. For example, even if the blaze angles of the first and second diffraction gratings 41 and 42 and the pitch of the grating grooves are the same, if they have wave vector in the same different directions, they have different diffraction conditions. Can be regarded. As a result, for example, it is not necessary to prepare a plurality of light sources or use a polygon mirror having a complicated shape in order to widen the scanning area in the axial direction of the rotation axis AY.

また、回動体32Bは、回動軸AYに対して回転対称な形状を有するために、容易に作製することができる。また、回動体32Bの重心は回動軸AY上に配置されるため、高い回動安定性を確保することが可能である。従って、回動体32Bの回動時のガタツキが生じにくく、また、これによる走査光L2の出射方向が不安定になることも抑制される。すなわち、走査光L2の走査軌跡の仰俯角の変化を抑制することができる。従って、広い範囲の走査領域R0に対して高精度かつムラのない走査結果及び測距結果を得ることができる。 Further, since the rotating body 32B has a shape rotationally symmetric with respect to the rotating shaft AY, it can be easily manufactured. Further, since the center of gravity of the rotating body 32B is arranged on the rotating shaft AY, it is possible to secure high rotational stability. Therefore, rattling during rotation of the rotating body 32B is unlikely to occur, and the unstable emission direction of the scanning light L2 due to this is also suppressed. That is, it is possible to suppress a change in the elevation / depression angle of the scanning locus of the scanning light L2. Therefore, it is possible to obtain highly accurate and even scanning results and distance measurement results for a wide range of scanning areas R0.

また、回動素子32及び回折格子40を組み合わせることで、例えば、種々の方向から出射光L1を入射させた場合でも、回折格子40の構成を調節することで、走査光L2を所望の方向に出射させることができる。例えば、回動体32Bを第1〜第3の側面32SA〜32SCの回動軸AYに対する傾きが少なくとも一部で異なる角錐台形状とし、第1〜第3の側面32SA〜32SCのいずれか1つの側面に回折格子40を配置した場合でも、走査光L2を所望の方向に出射させることができる。従って、光源31などの他の光学要素の配置自由度が大幅に向上する。 Further, by combining the rotating element 32 and the diffraction grating 40, for example, even when the emitted light L1 is incident from various directions, the scanning light L2 can be directed in a desired direction by adjusting the configuration of the diffraction grating 40. It can be emitted. For example, the rotating body 32B has a pyramidal grating shape in which the inclinations of the first to third side surfaces 32SA to 32SC with respect to the rotation axis AY are at least partially different, and any one side surface of the first to third side surfaces 32SA to 32SC. Even when the diffraction grating 40 is arranged in, the scanning light L2 can be emitted in a desired direction. Therefore, the degree of freedom in arranging other optical elements such as the light source 31 is greatly improved.

また、本実施例においては、回動体32Bの第3の側面32SCに回折格子40を設けず、鏡面反射性を有する反射面を設ける場合について説明した。しかし、第3の側面32SCにも回折格子40として例えばブレーズド回折格子を設けてもよい。すなわち、回動体32Bの全ての側面32SA〜32SCに各側面間で互いに回折条件が異なる回折格子40が設けられていてもよい。 Further, in this embodiment, a case where the diffraction grating 40 is not provided on the third side surface 32SC of the rotating body 32B but a reflection surface having specular reflectivity is provided has been described. However, for example, a blazed diffraction grating may be provided as the diffraction grating 40 on the third side surface 32SC. That is, all the side surfaces 32SA to 32SC of the rotating body 32B may be provided with diffraction gratings 40 having different diffraction conditions between the side surfaces.

この場合においても、側面32S毎に設ける回折格子40の回折条件(ブレーズ面の傾き方向や格子溝のピッチなど)を変えることによって、側面32Sのそれぞれにより反射させる走査光L2を、それぞれ所望の角度に反射させることができる。 Also in this case, by changing the diffraction conditions of the diffraction grating 40 provided for each side surface 32S (the tilt direction of the blaze surface, the pitch of the lattice groove, etc.), the scanning light L2 reflected by each of the side surface 32S is at a desired angle. Can be reflected in.

また、全ての走査光L2を回折によって生成する場合、側面32Sに大きな入射角で出射光L1を入射させても、側面32Sのそれぞれによる走査光L2の走査軌跡の仰俯角の変化を抑制することができる。従って、出射光L1の側面32Sへの入射角が大きくなるように光源31及び受光素子34を配置することが可能となり、光源31、回動素子32及び受光素子34を収容する筐体のサイズを、特に走査光L2の光軸方向のサイズについて、大幅に縮小することができる。 Further, when all the scanning lights L2 are generated by diffraction, even if the emitted light L1 is incident on the side surface 32S at a large incident angle, the change in the elevation / depression angle of the scanning locus of the scanning light L2 due to each of the side surfaces 32S is suppressed. Can be done. Therefore, the light source 31 and the light receiving element 34 can be arranged so that the incident angle of the emitted light L1 on the side surface 32S becomes large, and the size of the housing accommodating the light source 31, the rotating element 32, and the light receiving element 34 can be increased. In particular, the size of the scanning light L2 in the optical axis direction can be significantly reduced.

なお、本実施例においては、回折格子30として、ブレーズ面の法線が回動体32Bの各側面内における回動軸AYの軸方向に沿った方向(例えば方向DY3)に傾斜したブレーズド回折格子を用いる場合について説明した。しかし、回折格子40の構成はこれに限定されない。例えば、第1及び第2の回折格子41及び42は、特定の回折光が主成分となるように出射光L1を回折させる回折格子であればよい。また、例えば、第1及び第2の回折格子41及び42は、各々が各側面32S内において回動軸AYの軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ各側面32S内において回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝41A及び42Aを有していればよい。 In this embodiment, as the diffraction grating 30, a blazed diffraction grating in which the normal of the blaze surface is inclined in a direction (for example, direction DY3) along the axial direction of the rotation axis AY in each side surface of the rotating body 32B is used. The case of using it has been described. However, the configuration of the diffraction grating 40 is not limited to this. For example, the first and second diffraction gratings 41 and 42 may be diffraction gratings that diffract the emitted light L1 so that the specific diffracted light is the main component. Further, for example, the first and second diffraction gratings 41 and 42 each extend along the direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis AY in each side surface 32S, and the rotation axis AY in each side surface 32S. It suffices to have a plurality of lattice grooves 41A and 42A arranged along the axial direction of.

また、本実施例においては、回折格子40が互いに異なる回折条件の第1及び第2の回折格子41及び42を有する場合について説明した。しかし、回折格子40は、少なくとも1つの側面32Sに設けられていればよい。例えば、回折格子40は、第1の側面32SAのみに設けられた第1の回折格子41のみから構成されていてもよい。また、第1及び第2の回折格子41及び42が同一の回折条件を有していてもよい。 Further, in this embodiment, the case where the diffraction grating 40 has the first and second diffraction gratings 41 and 42 under different diffraction conditions has been described. However, the diffraction grating 40 may be provided on at least one side surface 32S. For example, the diffraction grating 40 may be composed of only the first diffraction grating 41 provided only on the first side surface 32SA. Further, the first and second diffraction gratings 41 and 42 may have the same diffraction conditions.

また、本実施例においては、回動体32Bが角錐台形状を有する場合について説明した。しかし、回動体32Bは、角錐台形状を有する場合に限定されず、頂部を有する角錐形状を有していてもよい。 Further, in this embodiment, the case where the rotating body 32B has a pyramid trapezoidal shape has been described. However, the rotating body 32B is not limited to having a pyramid trapezoidal shape, and may have a pyramid shape having a top.

また、本実施例においては、回動体32Bが、3つの側面を有する角錐台形状である場合について説明した。しかし、回動体32Bの側面の数は3つに限定されず、3つ以上の側面を有していてもよい。 Further, in this embodiment, the case where the rotating body 32B has a pyramid trapezoidal shape having three side surfaces has been described. However, the number of side surfaces of the rotating body 32B is not limited to three, and may have three or more side surfaces.

このように、本実施例においては、測距装置10Aは、例えば、光(出射光L1)を出射する光源31と、回動軸AYの周りに回動しかつ回動軸AYの軸方向を高さ方向とする角錐形状又は角錐台形状の回動体32Bを有し、回動体32Bの複数の側面32SAのうちの少なくとも1つの側面に光を特定の次数の回折光が主成分となるように回折させる反射型の回折格子40が設けられた回動素子32と、回動素子32を経て投光され、対象物OBによって反射され、かつ回動素子32を経た光(反射光L3)を受光する受光素子34と、受光素子34による回動素子32を経た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35Dと、を有する。従って、単純な構成又は高い配置自由度を有し、広範囲に亘って所望の方向に光を出射することで高品質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 ranging device 10A rotates around the rotation axis AY and rotates in the axial direction of the rotation axis AY, for example, with the light source 31 that emits light (emission light L1). It has a rotating body 32B having a prismatic shape or a grating trapezoidal shape in the height direction, and light is applied to at least one side surface of the plurality of side surfaces 32SA of the rotating body 32B so that the reflected light of a specific order is the main component. A rotating element 32 provided with a reflective diffraction grating 40 to be diffracted, and light projected through the rotating element 32, reflected by the object OB, and received light (reflected light L3) passing through the rotating element 32. It has a light receiving element 34 and a ranging unit 35D that measures the distance to the object OB based on the light receiving result of the light passing through the rotating element 32 by the light receiving element 34. Therefore, it is possible to provide the distance measuring device 30 which has a simple structure or a high degree of freedom of arrangement and can perform high quality distance measurement by emitting light in a desired direction over a wide range.

図16は、実施例3に係る測距装置50の模式的な配置図である。測距装置50は、光源51、回動素子52、分離素子53及び受光素子54を有する。また、測距装置50は、光源51、回動素子52及び受光素子54を制御する制御部55を有する。 FIG. 16 is a schematic layout diagram of the distance measuring device 50 according to the third embodiment. The distance measuring device 50 includes a light source 51, a rotating element 52, a separating element 53, and a light receiving element 54. Further, the distance measuring device 50 includes a control unit 55 that controls a light source 51, a rotating element 52, and a light receiving element 54.

光源51、分離素子53、受光素子54及び制御部55は、それぞれ測距装置30の光源31、分離素子33、受光素子34及び制御部35と同様の構成を有する。一方、本実施例においては、測距装置50の回動素子52は、各々が光反射面として機能する複数の側面52Sを有し、かつ回動軸AYの周りに回動する角柱形状の回動素子52を有する。 The light source 51, the separation element 53, the light receiving element 54, and the control unit 55 have the same configurations as the light source 31, the separation element 33, the light receiving element 34, and the control unit 35 of the distance measuring device 30, respectively. On the other hand, in this embodiment, the rotating element 52 of the distance measuring device 50 has a plurality of side surfaces 52S, each of which functions as a light reflecting surface, and has a prismatic shape that rotates around the rotating shaft AY. It has a moving element 52.

より具体的には、実施例2の測距装置30においては、回動素子32が角錐台形状(多角錐台形状)を有するポリゴンミラーである場合について説明した。一方、本実施例においては、回動素子52は、角柱形状(多角柱形状)のポリゴンミラーである。 More specifically, in the distance measuring device 30 of the second embodiment, the case where the rotating element 32 is a polygon mirror having a pyramid-shaped (polygonal frustum) shape has been described. On the other hand, in this embodiment, the rotating element 52 is a polygon mirror having a prismatic shape (polygonal column shape).

本実施例においては、回動素子52から出射される走査光L2は、その出射方向が周期的に変化する。この走査光L2の出射方向の1つの変化周期内に走査光L2が照射される領域は、走査領域R0となる。走査領域R0は、走査光L2が出射される仮想の3次元空間である。図16においては、走査領域R0の外縁を破線で模式的に示した。 In this embodiment, the emission direction of the scanning light L2 emitted from the rotating element 52 changes periodically. The region where the scanning light L2 is irradiated within one change cycle in the emission direction of the scanning light L2 is the scanning region R0. The scanning area R0 is a virtual three-dimensional space from which the scanning light L2 is emitted. In FIG. 16, the outer edge of the scanning region R0 is schematically shown by a broken line.

例えば、走査領域R0は、回動軸AYの軸方向に対応する高さ方向D1に沿った高さ方向範囲、回動軸AYに垂直な方向に対応する幅方向D2に沿った幅方向範囲、及び走査光L2の光軸の軸方向に対応する奥行方向に沿った奥行方向範囲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 is a height range along the height direction D1 corresponding to the axial direction of the rotation axis AY, and a width direction range along the width direction D2 corresponding to the direction perpendicular to the rotation axis AY. And can be defined as a cone-shaped space having a depth direction range along the depth direction corresponding to the axial direction of the optical axis of the scanning light L2.

例えば、回動素子52の側面52Sの法線ベクトルは、回動素子52の回動に応じて周期的に変化する。また、本実施例においては、光源51は、出射光L1が回動中の回動素子52の側面52Sのいずれかに入射するように、出射光L1を回動素子52に向けて出射する。 For example, the normal vector of the side surface 52S of the rotating element 52 changes periodically according to the rotation of the rotating element 52. Further, in the present embodiment, the light source 51 emits the emitted light L1 toward the rotating element 52 so that the emitted light L1 is incident on any of the side surfaces 52S of the rotating element 52.

従って、例えば、走査領域R0の高さ方向範囲は、出射光L1の光軸の軸方向及び出射光L1が入射している回動素子52の側面52Sの法線ベクトルによって定まる走査光L2の光軸の軸方向における、回動軸AYの軸方向の成分の変化範囲に対応する。また、走査領域R0の幅方向範囲は、当該走査光L2の軸方向における回動軸AYに垂直な方向の成分の変化範囲に対応する。また、走査領域R0の奥行方向範囲は、走査光L2が所定の強度(測距装置50が検出可能な強度)を維持できる距離の範囲に対応する。 Therefore, for example, the height range of the scanning region R0 is the light of the scanning light L2 determined by the axial direction of the optical axis of the emitted light L1 and the normal vector of the side surface 52S of the rotating element 52 on which the emitted light L1 is incident. Corresponds to the range of change of the axial component of the rotating shaft AY in the axial direction of the shaft. Further, the width direction range of the scanning region R0 corresponds to the change range of the component in the direction perpendicular to the rotation axis AY in the axial direction of the scanning light L2. Further, the depth direction range of the scanning area R0 corresponds to a range of distances at which the scanning light L2 can maintain a predetermined intensity (intensity that can be detected by the distance measuring device 50).

また、走査領域R0内における回動素子52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、高さ方向D1及び幅方向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。走査光L2は、この走査面R1を走査するように、走査領域R0に向けて出射される。 Further, when a virtual plane separated from the rotating element 52 in the scanning region R0 by a predetermined distance is defined as the scanning surface R1, the scanning surface R1 is two-dimensionally extending along the height direction D1 and the width direction D2. It can be defined as an area. The scanning light L2 is emitted toward the scanning region R0 so as to scan the scanning surface R1.

図17は、回動素子52の斜視図である。本実施例においては、回動素子52は、支持体52Aと、支持体52Aに対して回動軸AYの周りに回動可能なように支持体52Aに支持された回動体52Bと、を含む。すなわち、本実施例においては、回動素子52は、回動体52Bを有するポリゴンミラーである。 FIG. 17 is a perspective view of the rotating element 52. In this embodiment, the rotating element 52 includes a support 52A and a rotating body 52B supported by the support 52A so as to be rotatable around the rotation shaft AY with respect to the support 52A. .. That is, in this embodiment, the rotating element 52 is a polygon mirror having a rotating body 52B.

本実施例においては、回動素子52の回動体52Bは、回動軸AYの軸方向を高さ方向とする直角柱形状を有する。本実施例においては、回動体52Bは、側面52Sとして3つの側面52SA、52SB及び52SCを有する正三角柱形状を有する。以下においては、回動体52Bの側面52SAを第1の側面と称し、同様に側面52SB及び52SCをそれぞれ第2及び第3の側面と称する場合がある。 In this embodiment, the rotating body 52B of the rotating element 52 has a right-angled pillar shape with the axial direction of the rotating shaft AY as the height direction. In this embodiment, the rotating body 52B has a regular triangular prism shape having three side surfaces 52SA, 52SB and 52SC as the side surface 52S. In the following, the side surface 52SA of the rotating body 52B may be referred to as a first side surface, and similarly, the side surfaces 52SB and 52SC may be referred to as second and third side surfaces, respectively.

本実施例においては、回動体52Bの側面52SA、52SB及び52SCの各々は、回動軸AYの軸方向に平行な平面の一部である。回動体52Bの側面52SA、52SB及び52SCは、回動軸AYの軸方向に沿った方向から見たときに回動軸AYから離間した位置において回動軸AYを取り囲むように配置されている。 In this embodiment, each of the side surfaces 52SA, 52SB and 52SC of the rotating body 52B is a part of a plane parallel to the axial direction of the rotating shaft AY. The side surfaces 52SA, 52SB and 52SC of the rotating body 52B are arranged so as to surround the rotating shaft AY at a position separated from the rotating shaft AY when viewed from a direction along the axial direction of the rotating shaft AY.

なお、本明細書においては、回動体52Bが角柱形状を有するとは、例えば、回動体52Bが角柱の側面をなすような外形の部分を有することをいう。例えば、回動体52Bは、角柱形状の部分以外に、他の形状を有する部分を有していてもよい。また、回動体52Bは、側面52S、上面又は底面に、凹凸や貫通孔などを有していてもよい。 In the present specification, the term "rotating body 52B" having a prismatic shape means, for example, that the rotating body 52B has an outer shape portion forming a side surface of the prism. For example, the rotating body 52B may have a portion having another shape in addition to the prismatic portion. Further, the rotating body 52B may have irregularities or through holes on the side surface 52S, the upper surface or the bottom surface.

例えば、回動素子52の回動体52Bは、角柱形状の本体部分と、当該本体部分の底面から回動軸AYの軸方向に沿って突出する凸部を有する。当該凸部は、その端部において支持体52Aに回動可能なように結合されている。例えば、当該凸部は、当該本体部分の底面及び上面間を貫通するシャフトの一部である。 For example, the rotating body 52B of the rotating element 52 has a prismatic main body portion and a convex portion protruding from the bottom surface of the main body portion along the axial direction of the rotating shaft AY. The convex portion is rotatably coupled to the support 52A at its end. For example, the convex portion is a part of a shaft penetrating between the bottom surface and the upper surface of the main body portion.

次に、測距装置50は、回動素子52の回動体52Bの側面52Sの少なくとも1つに設けられた反射型の回折格子60を有する。本実施例においては、回折格子60は、側面52SA及び52SBにそれぞれ設けられた反射型の第1及び第2の回折格子61及び62を有する。第1及び第2の回折格子61及び62は、それぞれ側面52SA及び52SBに沿って配列された複数の格子溝61A及び62Aを有する。 Next, the distance measuring device 50 has a reflection type diffraction grating 60 provided on at least one of the side surfaces 52S of the rotating body 52B of the rotating element 52. In this embodiment, the diffraction grating 60 has reflective first and second diffraction gratings 61 and 62 provided on the side surfaces 52SA and 52SB, respectively. The first and second diffraction gratings 61 and 62 have a plurality of grating grooves 61A and 62A arranged along the side surfaces 52SA and 52SB, respectively.

本実施例においては、第1の回折格子61は、回動体52Bの側面52SAにおいて各々が回動軸AYに垂直な方向に沿って延び、かつ回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝61Aを有する。また、第2の回折格子62は、回動体52Bの側面52SBにおいて各々が回動軸AYの伸張方向に垂直な方向に沿って延び、かつ回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝62Aを有する。 In this embodiment, the first diffraction gratings 61 extend along the direction perpendicular to the rotation axis AY on the side surface 52SA of the rotation body 52B, and are arranged along the axial direction of the rotation axis AY. It has a plurality of grating grooves 61A. Further, a plurality of second diffraction gratings 62 extend along the direction perpendicular to the extension direction of the rotation axis AY on the side surface 52SB of the rotation body 52B, and are arranged along the axial direction of the rotation axis AY. Has a grating groove 62A of.

また、本実施例においては、回動体52Bの第3の側面52SCには、回折格子60は設けられていない。本実施例においては、第3の側面52SCは、回動軸AYの軸方向に平行であり、出射光L1に対して反射性を有する平面である。すなわち、本実施例においては、第1及び第2の側面52SA及び52SBは出射光L1を回折及び反射させる回折反射面として機能し、第3の側面52SCは出射光L1を反射させる反射面として機能する。 Further, in this embodiment, the diffraction grating 60 is not provided on the third side surface 52SC of the rotating body 52B. In this embodiment, the third side surface 52SC is a plane that is parallel to the axial direction of the rotation axis AY and has reflectivity with respect to the emitted light L1. That is, in this embodiment, the first and second side surfaces 52SA and 52SB function as diffracted and reflecting surfaces that diffract and reflect the emitted light L1, and the third side surface 52SC functions as a reflecting surface that reflects the emitted light L1. To do.

図18Aは、回動軸AYに垂直な方向であり、かつ回動体52Bの第1の側面52SAに平行な方向に沿って回動体52Bを見たときの回動体52Bの模式的な側面図である。また、図18Bは、回動軸AYに垂直な方向であり、かつ回動体52Bの第2の側面52SBに平行な方向に沿って回動体52Bを見たときの回動体52Bの模式的な側面図である。図18A及び図18Bにおいては、回動体52Bの一部の側面のみを示している。図18A及び図18Bを用いて、回折格子60の構成について説明する。 FIG. 18A is a schematic side view of the rotating body 52B when the rotating body 52B is viewed in a direction perpendicular to the rotating shaft AY and in a direction parallel to the first side surface 52SA of the rotating body 52B. is there. Further, FIG. 18B shows a schematic side surface of the rotating body 52B when the rotating body 52B is viewed in a direction perpendicular to the rotating shaft AY and in a direction parallel to the second side surface 52SB of the rotating body 52B. It is a figure. In FIGS. 18A and 18B, only a part of the side surface of the rotating body 52B is shown. The configuration of the diffraction grating 60 will be described with reference to FIGS. 18A and 18B.

本実施例においては、第1の回折格子61は、回動軸AYの軸方向における第1の方向(回動軸AYの軸方向において支持体52Aから回動体52Bに向かう方向であり、図の上方向)DY4に波数ベクトルを有するブレーズド回折格子である。 In this embodiment, the first diffraction grating 61 is the first direction in the axial direction of the rotating shaft AY (the direction from the support 52A to the rotating body 52B in the axial direction of the rotating shaft AY, and is shown in the figure. (Upward) A blazed diffraction grating having a wave vector in DY4.

また、第1の回折格子61は、回動体52Bの側面52SAに平行な格子面(格子溝61Aの頂部によって画定される面、第1の回折格子面)DP1と、格子面DP1から第1の方向DY4に向かって角度(第1のブレーズ角)θb3だけ傾斜しかつピッチ(隣接する格子溝61A間の距離)d3で配列されたブレーズ面(第1のブレーズ面)61ASと、を有する。図18Aに示すように、格子面DP1の法線と、ブレーズ面61ASの法線とがなす角度が角度θb3である。 Further, the first diffraction grating 61 includes a lattice surface (a surface defined by the top of the lattice groove 61A, a first diffraction grating surface) DP1 parallel to the side surface 52SA of the rotating body 52B, and the lattice surfaces DP1 to the first. It has a blaze plane (first blaze plane) 61AS that is inclined by an angle (first blaze angle) θ b3 toward the direction DY4 and is arranged at a pitch (distance between adjacent lattice grooves 61A) d 3. .. As shown in FIG. 18A, the angle formed by the normal of the lattice surface DP1 and the normal of the blaze surface 61AS is the angle θ b3 .

また、第2の回折格子62は、回動軸AYの軸方向における第1の方向DY4とは反対の第2の方向(回動軸AYの軸方向において回動体52Bから支持体52Aに向かう方向、図の下方向)DY5に波数ベクトルを有するブレーズド回折格子である。 Further, the second diffraction grating 62 is in a second direction opposite to the first direction DY4 in the axial direction of the rotation axis AY (direction from the rotating body 52B to the support 52A in the axial direction of the rotation axis AY). , Downward in the figure) A blazed diffraction grating having a wave vector on DY5.

また、第2の回折格子62は、回動体52Bの側面52SBに平行な格子面(格子溝62Aの頂部によって画定される面、第2の回折格子面)DP2と、格子面DP2から第2の方向DY5に向かって角度(第2のブレーズ角)θb4だけ傾斜しかつピッチ(隣接する格子溝62A間の距離)d4で配列されたブレーズ面(第2のブレーズ面)62ASと、を有する。図18Bに示すように、格子面DP2の法線と、ブレーズ面62ASの法線とがなす角度が角度θb4である。 Further, the second diffraction grating 62 includes a lattice surface (a surface defined by the top of the lattice groove 62A, a second diffraction grating surface) DP2 parallel to the side surface 52SB of the rotating body 52B, and the lattice surfaces DP2 to the second. It has a blaze plane (second blaze plane) 62AS that is inclined by an angle (second blaze angle) θ b4 toward the direction DY 5 and is arranged at a pitch (distance between adjacent lattice grooves 62A) d 4. .. As shown in FIG. 18B, the angle formed by the normal of the lattice surface DP2 and the normal of the blaze surface 62AS is the angle θ b4 .

換言すれば、本実施例においては、回折格子60は、回動体52Bの第1の側面52SAに設けられた第1の回折格子61と、第1の側面52SAとは異なる第2の側面52SBに設けられた第2の回折格子62と、を含む。また、第1及び第2の回折格子61及び62の各々は、各々が回動軸AYの軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝61A及び62Aを有する。また、本実施例においては、第1及び第2の回折格子61及び62は、互いに互いに異なる特性を有するブレーズド回折格子である。 In other words, in this embodiment, the diffraction grating 60 is formed on a first diffraction grating 61 provided on the first side surface 52SA of the rotating body 52B and a second side surface 52SB different from the first side surface 52SA. Includes a second diffraction grating 62 provided. Further, each of the first and second diffraction gratings 61 and 62 extends along the direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis AY, and is arranged along the axial direction of the rotation axis AY. Has lattice grooves 61A and 62A. Further, in this embodiment, the first and second diffraction gratings 61 and 62 are blazed diffraction gratings having different characteristics from each other.

図19A、図19B及び図19Cは、回動素子52の回動体52Bに対する出射光L1の入射方向及び走査光L2の出射方向を模式的に示す図である。図19A乃至図19Cを用いて、出射光L1の入射態様及び走査光L2の出射態様について説明する。 19A, 19B, and 19C are diagrams schematically showing the incident direction of the emitted light L1 and the emitted direction of the scanning light L2 with respect to the rotating body 52B of the rotating element 52. The incident mode of the emitted light L1 and the emitted mode of the scanning light L2 will be described with reference to FIGS. 19A to 19C.

なお、図19A乃至図19Cにおいては、説明の明確さのため、回動軸AYの軸方向をy方向と称する。また、図19A乃至図19Cにおいては、出射光L1がy方向に垂直な方向に沿って回動体52Bに入射し、格子溝62Aのピッチd4は格子溝61Aのピッチd3と等しい場合を例に説明する。そして、回動体52Bへの入射時における出射光L1の光軸の軸方向をz方向と称する。また、y方向及びz方向の両方に直交する方向をx方向と称する。 In FIGS. 19A to 19C, the axial direction of the rotation shaft AY is referred to as the y direction for the sake of clarity of explanation. Further, in FIGS. 19A to 19C, there is an example in which the emitted light L1 is incident on the rotating body 52B along the direction perpendicular to the y direction, and the pitch d 4 of the lattice groove 62A is equal to the pitch d 3 of the lattice groove 61A. Explain to. The axial direction of the optical axis of the emitted light L1 when it is incident on the rotating body 52B is referred to as the z direction. Further, a direction orthogonal to both the y direction and the z direction is referred to as an x direction.

例えば、本実施例においては、回動体52Bの側面52Sの各々は、回動軸AYの軸方向に沿って延びる平面である。従って、回動体52Bの側面52Sの各々の法線ベクトルは、y方向の成分を持たない。また、回動体52Bは、側面52Sの各々並びに第1及び第2の回折格子61及び62の格子面DP1及びDP2の各々の法線ベクトルにおけるx方向及びz方向の成分が周期的に変化するように、回動する。 For example, in this embodiment, each of the side surfaces 52S of the rotating body 52B is a plane extending along the axial direction of the rotating shaft AY. Therefore, each normal vector of the side surface 52S of the rotating body 52B has no component in the y direction. Further, in the rotating body 52B, the components in the x-direction and the z-direction in the normal vectors of the side surfaces 52S and the lattice planes DP1 and DP2 of the first and second diffraction gratings 61 and 62 change periodically. To rotate.

図19Aは、出射光L1が回動体52Bの第1の側面52SAに入射している第1の期間P1中における出射光L1(第1の出射光L11)及び走査光L2(第1の走査光L21)の態様を模式的に示す図である。 FIG. 19A shows the emitted light L1 (first emitted light L11) and the scanning light L2 (first scanning light) during the first period P1 in which the emitted light L1 is incident on the first side surface 52SA of the rotating body 52B. It is a figure which shows the aspect of L21) schematically.

第1の期間P1においては、第1の出射光L11は、第1の回折格子61によって回折及び反射される。また、第1の回折格子61によって回折及び反射された第1の出射光L11は、走査光L21として、出射される。 In the first period P1, the first emitted light L11 is diffracted and reflected by the first diffraction grating 61. Further, the first emitted light L11 diffracted and reflected by the first diffraction grating 61 is emitted as scanning light L21.

ここで、本実施例においては、第1の回折格子61は、ブレーズド回折格子である。ブレーズド回折格子は、所定の回折次数及び波長の回折効率を最大化し、他の回折次数及び波長の回折効率を最小化するように構成された回折格子である。従って、ブレーズド回折格子によって回折される光は、特定の次数の回折光を主成分とする光である。 Here, in this embodiment, the first diffraction grating 61 is a blazed diffraction grating. A blazed grating is a diffraction grating configured to maximize the diffraction efficiency of a predetermined diffraction order and wavelength and minimize the diffraction efficiency of other diffraction orders and wavelengths. Therefore, the light diffracted by the blazed diffraction grating is the light whose main component is diffracted light of a specific order.

また、本実施例においては、当該主成分となる次数の回折光の出射方向は、ブレーズ角θb3、格子溝61Aのピッチd3、出射光L1の波長、及び出射光L1の入射角によって定まる。すなわち、出射光L1の波長に応じて、ブレーズド回折格子のブレーズ角θb3、格子溝61Aのピッチd3を設定することで、ブレーズド回折格子の格子面DP1に入射する第1の出射光L11を第1の走査光L21として所望の角度に反射させることができる。 Further, in this embodiment, the emission direction of the diffracted light of the order which is the main component is determined by the blaze angle θ b3 , the pitch d 3 of the lattice groove 61A, the wavelength of the emission light L1, and the incident angle of the emission light L1. .. That is, by setting the blaze angle θ b3 of the blazed diffraction grating and the pitch d 3 of the lattice groove 61A according to the wavelength of the emitted light L1, the first emitted light L11 incident on the lattice surface DP1 of the blazed diffraction grating is generated. The first scanning light L21 can be reflected at a desired angle.

本実施例においては、出射光L11は、y方向に垂直な方向から第1の回折格子21Bに入射し、第1の回折格子61のブレーズ面61ASの法線は、第1の側面52SAから、y方向における第1の方向DY4に角度θb3だけ傾斜している。従って、y方向においては、第1の走査光L21は、第1の回折格子61によって、第1の方向DY4に向けて回折及び反射する。 In this embodiment, the emitted light L11 is incident on the first diffraction grating 21B from the direction perpendicular to the y direction, and the normal of the blaze surface 61AS of the first diffraction grating 61 is from the first side surface 52SA. It is tilted by an angle θ b3 in the first direction DY4 in the y direction. Therefore, in the y direction, the first scanning light L21 is diffracted and reflected by the first diffraction grating 61 toward the first direction DY4.

このように、第1の期間P1においては、第1の走査光L21は、y方向においては、第1の出射光L11が第1の側面52SAにおいて正反射する方向とは異なる方向に出射する。図19Aに示す例では、第1の出射光L11はy方向の成分を持たないが、第1の走査光L21はy方向の成分を持つ。また、第1の走査光L21のy方向の成分は、第1の期間P1中はほとんど変化しない。 As described above, in the first period P1, the first scanning light L21 is emitted in the y direction in a direction different from the direction in which the first emitted light L11 is specularly reflected on the first side surface 52SA. In the example shown in FIG. 19A, the first emitted light L11 has no component in the y direction, but the first scanning light L21 has a component in the y direction. Further, the y-direction component of the first scanning light L21 hardly changes during the first period P1.

次に、図19Bは、出射光L1が回動体52Bの第2の側面52SBに入射している第2の期間P2中における出射光L1(第2の出射光L12)及び走査光L2(第2の走査光L22)の態様を模式的に示す図である。第2の期間P2Bにおいては、出射光L1は、第2の回折格子62によって回折及び反射される。 Next, FIG. 19B shows the emitted light L1 (second emitted light L12) and the scanning light L2 (second emitted light L12) during the second period P2 in which the emitted light L1 is incident on the second side surface 52SB of the rotating body 52B. It is a figure which shows typically the aspect of the scanning light L22). In the second period P2B, the emitted light L1 is diffracted and reflected by the second diffraction grating 62.

本実施例においては、第2の回折格子62は、ブレーズ面62ASの法線がy方向における第1の方向DY4とは反対の第2の方向DY5に傾斜した、第1の回折格子61とは特性が異なるブレーズド回折格子である。 In this embodiment, the second diffraction grating 62 is different from the first diffraction grating 61 in which the normal of the blazed surface 62AS is inclined in the second direction DY5 opposite to the first direction DY4 in the y direction. It is a blazed diffraction grating with different characteristics.

従って、y方向においては、第2の出射光L12は第2の回折格子62によって、第2の方向DY5、すなわち第1の方向DY4とは異なる方向に走査光L22として回折及び反射される。また、第2の走査光L22は、y方向においては第1の走査光L21とは異なる方向に出射する。また、第2の走査光L22のy方向の成分は、第2の期間P2中はほとんど変化しない。 Therefore, in the y direction, the second emitted light L12 is diffracted and reflected by the second diffraction grating 62 as scanning light L22 in a direction different from the second direction DY5, that is, the first direction DY4. Further, the second scanning light L22 is emitted in a direction different from that of the first scanning light L21 in the y direction. Further, the y-direction component of the second scanning light L22 hardly changes during the second period P2.

図19Cは、出射光L1が回動体52Bの第3の側面52SCに入射している第3の期間P3B中における出射光L1(第3の出射光L13)及び走査光L2(第3の走査光L23)の態様を模式的に示す図である。 FIG. 19C shows the emitted light L1 (third emitted light L13) and the scanning light L2 (third scanning light) during the third period P3B in which the emitted light L1 is incident on the third side surface 52SC of the rotating body 52B. It is a figure which shows the aspect of L23) schematically.

本実施例においては、第3の側面52SCには、回折格子は設けられていない。従って、第3の期間P3においては、出射光L1は、第3の側面52SCによって反射される。従って、第3の走査光L23の出射方向は、x方向、y方向及びz方向の全てにおいて、第3の出射光L13の第3の側面52SCでの反射条件に対応する方向となる。例えば、図19Cに示す例では、第3の出射光L13及び第3の走査光L23の両方は、y方向の成分を持たない。 In this embodiment, the third side surface 52SC is not provided with a diffraction grating. Therefore, in the third period P3, the emitted light L1 is reflected by the third side surface 52SC. Therefore, the emission direction of the third scanning light L23 is a direction corresponding to the reflection condition on the third side surface 52SC of the third emission light L13 in all of the x direction, the y direction, and the z direction. For example, in the example shown in FIG. 19C, both the third emitted light L13 and the third scanning light L23 have no component in the y direction.

このように、走査光L2は、回動体12BBの第1、第2及び第3の側面52SA、52SB及び52SC間においてy方向の成分が異なるように、回動体52Bの回動に応じてx方向及びz方向の成分を変化させながら、出射される。換言すれば、出射光L1の回動体52Bへの入射位置を通りかつ回動軸AYに垂直な平面を平面PL1とした場合、走査光L2は、第1、第2及び第3の側面52SA、52SB及び52SC間で、当該平面PL1とのなす角度が互いに異なる複数の方向に反射されることとなる。 As described above, the scanning light L2 is in the x direction according to the rotation of the rotating body 52B so that the components in the y direction are different between the first, second and third side surfaces 52SA, 52SB and 52SC of the rotating body 12BB. And, it is emitted while changing the component in the z direction. In other words, when the plane PL1 is a plane that passes through the incident position of the emitted light L1 on the rotating body 52B and is perpendicular to the rotating axis AY, the scanning light L2 is the first, second, and third side surfaces 52SA. The angles formed by the plane PL1 are reflected between the 52SB and 52SC in a plurality of directions different from each other.

図20は、走査面R1上での走査光L2の被照射位置を模式的に示す図である。図20においては、走査面R1上における走査光L2の走査軌跡を破線で示している。本実施例においては、走査光L2は、第1の期間P1(第1の側面52SA)、第2の期間P2(第2の側面52SB)及び第3の期間P3(第3の側面52SC)において、それぞれ幅方向D2に沿った軌跡TR1、TR2及びTR3を描くように、順次出射される。 FIG. 20 is a diagram schematically showing an irradiated position of the scanning light L2 on the scanning surface R1. In FIG. 20, the scanning locus of the scanning light L2 on the scanning surface R1 is shown by a broken line. In this embodiment, the scanning light L2 is used in the first period P1 (first side surface 52SA), the second period P2 (second side surface 52SB), and the third period P3 (third side surface 52SC). , Are sequentially emitted so as to draw trajectories TR1, TR2, and TR3 along the width direction D2, respectively.

換言すれば、測距装置50は、走査領域R0に対し、回動素子52における回動体52Bの回動軸AYに垂直な方向に対応する幅方向D2に沿った走査線を高さ方向D1に沿って複数本得るようなラスタ走査を行う。また、測距装置50は、当該ラスタ走査を周期的に行うような動作を行う。 In other words, the distance measuring device 50 sets the scanning line along the width direction D2 corresponding to the direction perpendicular to the rotation axis AY of the rotating body 52B in the rotating element 52 to the height direction D1 with respect to the scanning region R0. Raster scanning is performed so as to obtain a plurality of lines along the line. Further, the distance measuring device 50 performs an operation such as periodically performing the raster scanning.

上記したように、本実施例においては、角柱形状の回動体52Bを有する回動素子52の少なくとも1つの側面52Sに回折格子60としてブレーズド回折格子を設けて回動させ、この回動素子52に出射光L1を反射させることで走査光L2を走査領域R0に向けて出射する。 As described above, in the present embodiment, a blazed diffraction grating is provided as a diffraction grating 60 on at least one side surface 52S of the rotating element 52 having the prismatic rotating body 52B, and the rotating element 52 is rotated. By reflecting the emitted light L1, the scanning light L2 is emitted toward the scanning region R0.

従って、例えば、側面52S毎に回折格子60を設けるか設けないかを選択すること、また、側面52S毎に設ける回折格子60の回折条件(ブレーズ面の傾き方向や格子溝のピッチなど)を変えることなどによって、単純な角柱形状のポリゴンミラーを用いて広い範囲の光走査を行うことが可能となる。例えば、第1及び第2の回折格子61及び62のブレーズ角、及び格子溝のピッチが同じであっても、同じ互いに異なる方向に波数ベクトルを有していれば、両者は回折条件が異なるとみなすことができる。これによって、例えば、回動軸AYの軸方向に走査領域を広げるために、複数の光源を用意したり、複雑な形状のポリゴンミラーを用いる必要が無い。 Therefore, for example, it is selected whether or not to provide the diffraction grating 60 for each side surface 52S, and the diffraction conditions of the diffraction grating 60 provided for each side surface 52S (the tilt direction of the blaze surface, the pitch of the lattice grooves, etc.) are changed. As a result, it is possible to perform optical scanning in a wide range using a simple prismatic polygon mirror. For example, even if the blaze angles of the first and second diffraction gratings 61 and 62 and the pitch of the grating grooves are the same, if they have wave vector in the same different directions, they have different diffraction conditions. Can be regarded. As a result, for example, it is not necessary to prepare a plurality of light sources or use a polygon mirror having a complicated shape in order to widen the scanning area in the axial direction of the rotation axis AY.

例えば、回動軸AYに対して傾斜した側面によって光を正反射させる場合の光の仰俯角の変動、また、これによる走査領域R0への走査光L2(パルス光)の照射密度の不均一さ(隣接する走査光L2の照射位置の間隔が大きい部分と小さい部分とが形成されること)が生じない。また、回動体52Bは単純な角柱形状を有するために、容易に作製することができ、また高い回動精度を維持することが可能なため、走査光L2の出射方向が不安定になることも抑制される。従って、広い範囲の走査領域R0に対して高精度かつムラのない走査結果及び測距結果を得ることができる。 For example, the fluctuation of the elevation / depression angle of light when the light is specularly reflected by the side surface inclined with respect to the rotation axis AY, and the non-uniformity of the irradiation density of the scanning light L2 (pulse light) to the scanning region R0 due to this. (The portion where the distance between the irradiation positions of the adjacent scanning light L2 is large and the portion where the distance is small is formed) does not occur. Further, since the rotating body 52B has a simple prismatic shape, it can be easily manufactured, and since high rotation accuracy can be maintained, the emission direction of the scanning light L2 may become unstable. It is suppressed. Therefore, it is possible to obtain highly accurate and even scanning results and distance measurement results for a wide range of scanning areas R0.

また、回動素子52及び回折格子60を組み合わせることで、例えば、種々の方向から出射光L1を入射させた場合でも、走査光L2の出射方向が安定する。従って、光源51などの他の光学要素の配置自由度が大幅に向上する。 Further, by combining the rotating element 52 and the diffraction grating 60, the emission direction of the scanning light L2 is stabilized even when the emission light L1 is incident from various directions, for example. Therefore, the degree of freedom in arranging other optical elements such as the light source 51 is greatly improved.

図21は、光源51及び回動素子52の配置例を模式的に示す図である。図21に示すように、光源51は、例えば、回動素子52の側面52Sの各々に対して、回動軸AYに垂直な平面PL1と交差する方向に沿って出射光L1を入射させるように構成及び配置されることができる。すなわち、出射光L1は、y方向の成分を持つ方向から回動素子52に入射するように構成されていてもよい。 FIG. 21 is a diagram schematically showing an arrangement example of the light source 51 and the rotating element 52. As shown in FIG. 21, the light source 51 causes the emitted light L1 to be incident on each of the side surfaces 52S of the rotating element 52 along the direction intersecting the plane PL1 perpendicular to the rotation axis AY. Can be configured and arranged. That is, the emitted light L1 may be configured to enter the rotating element 52 from a direction having a component in the y direction.

この場合でも、走査光L2の出射方向、例えば走査光L2の出射方向におけるy方向の成分は、回折格子60のブレーズ条件によって安定する。これによって、走査精度及び測距精度を犠牲にすることなく、例えば測距装置50の小型化を図ることができる。 Even in this case, the components in the y-direction in the emission direction of the scanning light L2, for example, the emission direction of the scanning light L2 are stable depending on the blaze condition of the diffraction grating 60. Thereby, for example, the distance measuring device 50 can be miniaturized without sacrificing the scanning accuracy and the distance measuring accuracy.

なお、本実施例においては、第1及び第2の回折格子61及び62が回動軸AYの軸方向(すなわちy方向)に波数ベクトルを有するブレーズド回折格子である場合について説明した。しかし、第1及び第2の回折格子61及び62の構成はこれに限定されない。 In this embodiment, the case where the first and second diffraction gratings 61 and 62 are blazed diffraction gratings having a wave vector in the axial direction (that is, the y direction) of the rotation axis AY has been described. However, the configurations of the first and second diffraction gratings 61 and 62 are not limited to this.

例えば、第1及び第2の回折格子61及び62は、特定の回折光が主成分となるように出射光L1を回折させる回折格子であればよい。また、例えば、第1及び第2の回折格子61及び62は、各々が回動軸AYの軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ回動軸AYの軸方向に沿って配列された複数の格子溝61A及び62Aを有していればよい。 For example, the first and second diffraction gratings 61 and 62 may be diffraction gratings that diffract the emitted light L1 so that the specific diffracted light is the main component. Further, for example, a plurality of first and second diffraction gratings 61 and 62 each extend along the direction perpendicular to the axial direction of the rotation axis AY and are arranged along the axial direction of the rotation axis AY. It suffices to have the lattice grooves 61A and 62A of.

また、第1及び第2の回折格子61及び62がブレーズド回折格子である場合でも、第1及び第2の回折格子61及び62が互いに異なる方向に波数ベクトルを有する場合に限定されない。例えば、第1及び第2の回折格子61及び62は、例えば同じ方向(例えば第1の方向DY4)に波数ベクトルを有し、かつ互いにブレーズ角が異なる(角度θb3とθb4とが異なる)ブレーズド回折格子であってもよい。この場合でも、例えばy方向において、第1及び第2の走査光L21及び22は互いに異なる位置に向けてそれぞれ第1及び第2の回折格子21B及び22Bから出射することとなる。 Further, even when the first and second diffraction gratings 61 and 62 are blazed diffraction gratings, the case is not limited to the case where the first and second diffraction gratings 61 and 62 have wave number vectors in different directions. For example, the first and second diffraction gratings 61 and 62 have wave vector in the same direction (for example, the first direction DY4) and have different blazing angles (the angles θ b3 and θ b4 are different). It may be a blazed diffraction grating. Even in this case, for example, in the y direction, the first and second scanning lights L21 and 22 are emitted from the first and second diffraction gratings 21B and 22B toward different positions, respectively.

また、本実施例においては、回折格子60が互いに異なる回折条件の第1及び第2の回折格子61及び62を有する場合について説明した。しかし、回折格子60は、少なくとも1つの側面52Sに設けられていればよい。例えば、回折格子60は、第1の側面52SAのみに設けられていてもよい。また、第1及び第2の回折格子61及び62が同一の回折条件を有していてもよい。 Further, in this embodiment, the case where the diffraction grating 60 has the first and second diffraction gratings 61 and 62 under different diffraction conditions has been described. However, the diffraction grating 60 may be provided on at least one side surface 52S. For example, the diffraction grating 60 may be provided only on the first side surface 52SA. Further, the first and second diffraction gratings 61 and 62 may have the same diffraction conditions.

また、本実施例においては、回動体52Bが、三角柱形状である場合について説明した。しかし、回動体52Bの側面の数は3つに限定されず、3つ以上の側面を有していてもよい。 Further, in this embodiment, the case where the rotating body 52B has a triangular prism shape has been described. However, the number of side surfaces of the rotating body 52B is not limited to three, and may have three or more side surfaces.

このように、測距装置50は、例えば、光(出射光L1)を出射する光源51と、回動軸AYの周りに回動しかつ回動軸AYの軸方向を高さ方向とする角柱形状の回動体52Bを有し、回動体52Bの複数の側面52Sのうちの少なくとも1つの側面(第1及び第2の側面52SA及び52SB)に光を特定の次数の回折光が主成分となるように回折させる反射型の回折格子60が設けられた回動素子52と、回動素子52を経て投光され、対象物OBによって反射され、かつ回動素子52を経た光(反射光L3)を受光する受光素子54と、受光素子54による回動素子52を経た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55Dと、を有する。従って、回動式の光反射体を有する回動素子52を有し、広範囲に亘って所望の方向に光を出射することで高品質な測距を行うことが可能な測距装置50を提供することができる。 As described above, the distance measuring device 50 includes, for example, a light source 51 that emits light (emitted light L1) and a prism that rotates around the rotating shaft AY and has the axial direction of the rotating shaft AY as the height direction. It has a rotating body 52B having a shape, and light is applied to at least one side surface (first and second side surfaces 52SA and 52SB) of a plurality of side surfaces 52S of the rotating body 52B, and the main component is diffracted light of a specific order. Light projected through a rotating element 52 provided with a reflective diffraction grating 60 and the rotating element 52, reflected by an object OB, and passed through the rotating element 52 (reflected light L3). It has a light receiving element 54 that receives light, and a ranging unit 55D that measures the distance to the object OB based on the result of receiving light that has passed through the rotating element 52 by the light receiving element 54. Therefore, there is provided a distance measuring device 50 which has a rotating element 52 having a rotating light reflector and can perform high quality distance measuring by emitting light in a desired direction over a wide range. can do.

なお、上記した実施例2及び3においては、回動体32Bの側面32S及び回動体52の側面52Sの各々が出射光L1を反射(及び回折)させる光反射面として機能する場合について説明した。しかし、当該光反射面は、回動体32の側面32Sのいずれかであればよく、また回動体52の側面52Sのいずれかであればよい。 In Examples 2 and 3 described above, the case where each of the side surface 32S of the rotating body 32B and the side surface 52S of the rotating body 52 functions as a light reflecting surface for reflecting (and diffracting) the emitted light L1 has been described. However, the light reflecting surface may be any of the side surfaces 32S of the rotating body 32, and may be any of the side surfaces 52S of the rotating body 52.

換言すれば、回動体32及び52のように、回動体が回動軸AY(第1の回動軸)の周りに回動しかつ当該回動軸の軸方向を高さ方向とする角錐形状、角錐台形状又は角柱形状を有する場合、出射光L1を反射させる少なくとも1つの光反射面は、当該回動体の複数の側面のうちの少なくとも1つの側面にそれぞれ設けられていればよい。 In other words, like the rotating bodies 32 and 52, a pyramid shape in which the rotating body rotates around the rotating shaft AY (first rotating shaft) and the axial direction of the rotating shaft is the height direction. In the case of having a pyramid trapezoidal shape or a prismatic shape, at least one light reflecting surface for reflecting the emitted light L1 may be provided on at least one side surface of the plurality of side surfaces of the rotating body.

また、本発明における走査光L2は、測距以外の用途、例えば、走査用途や単純な照明用途などに用いられることができる。この場合、例えば、測距装置10は、受光素子14及び測距部15Dを有していなくてもよい。この場合、例えば、光源11、回動素子12及び回折格子20は、走査光L2を出射する光出射装置として機能する。この場合でも、走査光L2の仰俯角の変化が抑制されるため安定した走査情報や配光を得ることができる。 Further, the scanning light L2 in the present invention can be used for applications other than ranging, for example, scanning applications and simple lighting applications. In this case, for example, the distance measuring device 10 may not have the light receiving element 14 and the distance measuring unit 15D. In this case, for example, the light source 11, the rotating element 12, and the diffraction grating 20 function as a light emitting device that emits scanning light L2. Even in this case, since the change in the elevation / depression angle of the scanning light L2 is suppressed, stable scanning information and light distribution can be obtained.

換言すれば、例えば、本発明による光出射装置は、光を出射する光源と、少なくとも1つの回動軸(第1の回動軸)の周りに回動しかつ当該光を反射させる少なくとも1つ以上の光反射面(光反射面12S、側面32S又は52S)を有する回動体(回動体12B、32B又は52B)を有し、当該少なくとも1つの光反射面のうちのいずれかの光反射面(光反射面12S、側面32SA、32SB、52SA又は52SB)に当該光を特定の次数の回折光が主成分となるように回折させる反射型の回折格子(回折格子20、40又は60)が設けられた回動素子(回動素子12、32又は52)と、を有する。これにより、広範囲に亘って所望の方向に光を出射することが可能な光出射装置を提供することができる。 In other words, for example, the light emitting device according to the present invention includes a light source that emits light and at least one that rotates around at least one rotation axis (first rotation axis) and reflects the light. A rotating body (rotating body 12B, 32B or 52B) having the above light reflecting surface (light reflecting surface 12S, side surface 32S or 52S), and any one of the at least one light reflecting surface ( A reflection type diffraction grid (diffraction lattice 20, 40 or 60) for diffracting the light so that the diffracted light of a specific order is the main component is provided on the light reflecting surface 12S, the side surface 32SA, 32SB, 52SA or 52SB). It has a rotating element (rotating element 12, 32 or 52). This makes it possible to provide a light emitting device capable of emitting light in a desired direction over a wide range.

10、30、50 測距装置
11、31、51 光源
12、32、52 回動素子
12B、32B、52B 回動体
20、40、60 回折格子
10, 30, 50 Distance measuring device 11, 31, 51 Light source 12, 32, 52 Rotating element 12B, 32B, 52B Rotating body 20, 40, 60 Diffraction grating

Claims (12)

光を出射する光源と、
第1の回動軸の周りに回動しかつ前記光を反射させる少なくとも1つの光反射面を有する回動体を有し、前記少なくとも1つの光反射面のうちのいずれかの光反射面に前記光を特定の次数の回折光が主成分となるように回折させる反射型の回折格子が設けられた回動素子と、を有することを特徴とする光出射装置。
A light source that emits light and
A rotating body having at least one light reflecting surface that rotates around a first rotating shaft and reflects the light, and the light reflecting surface on any one of the at least one light reflecting surfaces. A light emitting device comprising: a rotating element provided with a reflection type diffraction grating that diffracts light so that diffracted light of a specific order is a main component.
前記回折格子は、各々が前記第1の回動軸の軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ前記第1の回動軸の軸方向に沿って配列された複数の格子溝を有することを特徴とする請求項1に記載の光出射装置。 Each of the diffraction gratings has a plurality of grating grooves extending along a direction perpendicular to the axial direction of the first rotation axis and arranged along the axial direction of the first rotation axis. The light emitting device according to claim 1. 前記回折格子は、ブレーズド回折格子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光出射装置。 The light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the diffraction grating is a blazed diffraction grating. 前記光源は、前記回動体の前記少なくとも1つの光反射面の各々に対して、前記第1の回動軸に垂直な平面と交差する方向に沿って光を入射させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の光出射装置。 The light source is characterized in that light is incident on each of the at least one light reflecting surface of the rotating body along a direction intersecting a plane perpendicular to the first rotation axis. The light emitting device according to any one of 1 to 3. 前記回動体は、前記第1の回動軸の周りに回動しかつ前記第1の回動軸の軸方向を高さ方向とする角錐形状、角錐台形状又は角柱形状を有し、
前記少なくとも1つの光反射面は、前記回動体の複数の側面のうちの少なくとも1つの側面にそれぞれ設けら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つに記載の光出射装置。
The rotating body has a pyramid shape, a frustum shape, or a prism shape that rotates around the first rotation shaft and has the axial direction of the first rotation shaft as the height direction.
The light emitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the at least one light reflecting surface is provided on at least one side surface of the plurality of side surfaces of the rotating body. ..
前記回折格子は、前記回動体の前記複数の側面のうちの第1の側面に設けられた第1の回折格子と、前記回動体の前記複数の側面のうちの前記第1の側面とは異なる第2の側面に設けられた第2の回折格子と、を含み、
前記第1及び第2の回折格子の各々は、各々が前記第1の回動軸の軸方向に垂直な方向に沿って延び、かつ前記第1及び第2の側面のそれぞれ内における前記回動軸の軸方向に沿った方向に配列された複数の格子溝を有することを特徴とする請求項5に記載の光出射装置。
The diffraction grating is different from the first diffraction grating provided on the first side surface of the plurality of side surfaces of the rotating body and the first side surface of the plurality of side surfaces of the rotating body. Including a second diffraction grating provided on the second side surface,
Each of the first and second diffraction gratings extends along a direction perpendicular to the axial direction of the first rotation axis, and the rotation within each of the first and second side surfaces. The light emitting device according to claim 5, further comprising a plurality of grating grooves arranged in a direction along the axial direction of the shaft.
前記第1及び第2の回折格子は、特性が互いに異なるブレーズド回折格子であることを特徴とする請求項6に記載の光出射装置。 The light emitting device according to claim 6, wherein the first and second diffraction gratings are blazed diffraction gratings having different characteristics. 前記第1の回折格子は、前記第1の回動軸の軸方向における第1の方向に波数ベクトルを有するブレーズド回折格子であり、
前記第2の回折格子は、前記第1の回動軸の軸方向における前記第1の方向とは反対の第2の方向に波数ベクトルを有するブレーズド回折格子であることを特徴とする請求項6又は7に記載の光出射装置。
The first diffraction grating is a blazed diffraction grating having a wave vector in the first direction in the axial direction of the first rotation axis.
6. The second diffraction grating is a blazed diffraction grating having a wave vector in a second direction opposite to the first direction in the axial direction of the first rotation axis. Or the light emitting device according to 7.
前記回動素子の前記回動体は、前記第1の回動軸の周りに回動し、かつ前記第1の回動軸とは異なる第2の回動軸の周りに回動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の光出射装置。 The rotating body of the rotating element is characterized in that it rotates around the first rotating shaft and rotates around a second rotating shaft different from the first rotating shaft. The light emitting device according to any one of claims 1 to 4. 前記回動素子の前記回動体は、正多角錐台形状を有することを特徴とする請求項5に記載の光出射装置。 The light emitting device according to claim 5, wherein the rotating body of the rotating element has a regular polygonal pyramid shape. 請求項1乃至10のいずれか1つに記載の光出射装置と、
前記回動素子を経て投光され、対象物によって反射され、かつ前記回動素子を経た光を受光する受光素子と、
前記受光素子による前記回動素子を経た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。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 10.
A light receiving element that is projected through the rotating element, reflected by an object, and receives light that has passed through the rotating element.
A distance measuring device including a distance measuring unit that measures a distance to an object based on the result of receiving light from the rotating element by the light receiving element.
光を出射する光源と、
回動軸の周りに回動しかつ前記回動軸の軸方向を高さ方向とする角錐形状、角錐台形状又は角柱形状の回動体を有する回動素子と、
前記回動体の複数の側面のうちの少なくとも1つの側面に設けられた反射型の回折格子と、を有し、
前記回動体の前記複数の側面のうちの前記少なくとも1つの側面と他の側面とは、前記光源から出射された光を、前記回動軸に垂直な平面とのなす角度が互いに異なる方向に反射させることを特徴とする光出射装置。
A light source that emits light and
A rotating element having a pyramid-shaped, frustum-shaped, or prismatic-shaped rotating body that rotates around a rotating shaft and whose height direction is the axial direction of the rotating shaft
It has a reflection type diffraction grating provided on at least one side surface of the plurality of side surfaces of the rotating body.
The at least one side surface and the other side surface of the plurality of side surfaces of the rotating body reflect the light emitted from the light source in directions in which the angles formed by the plane perpendicular to the rotation axis are different from each other. A light emitting device characterized by allowing the light to be emitted.
JP2019147495A 2019-08-09 2019-08-09 Light emission device, and range finder Pending JP2021028597A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019147495A JP2021028597A (en) 2019-08-09 2019-08-09 Light emission device, and range finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019147495A JP2021028597A (en) 2019-08-09 2019-08-09 Light emission device, and range finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021028597A true JP2021028597A (en) 2021-02-25

Family

ID=74666930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019147495A Pending JP2021028597A (en) 2019-08-09 2019-08-09 Light emission device, and range finder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021028597A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007272066A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Brother Ind Ltd Optical scanner and image forming apparatus provided with the same
JP2009251595A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 Samsung Electronics Co Ltd Optical scanning device and image forming device adopting the same
JP2011118178A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Panasonic Electric Works Co Ltd Mems optical scanner
JP2014020889A (en) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd Object detection device
JP2022510039A (en) * 2019-01-04 2022-01-25 ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス エルエルシー LIDAR system including multi-facet deflector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007272066A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Brother Ind Ltd Optical scanner and image forming apparatus provided with the same
JP2009251595A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 Samsung Electronics Co Ltd Optical scanning device and image forming device adopting the same
JP2011118178A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Panasonic Electric Works Co Ltd Mems optical scanner
JP2014020889A (en) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd Object detection device
JP2022510039A (en) * 2019-01-04 2022-01-25 ブラックモア センサーズ アンド アナリティクス エルエルシー LIDAR system including multi-facet deflector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102141127B1 (en) 2D scanning high precision LiDAR using a combination of rotating concave mirror and beam steering devices
JP7322037B2 (en) LASER RADAR AND METHOD OF OPERATION THEREOF
EP3408585B1 (en) Multi-mode illumination module and related method
US10782392B2 (en) Scanning optical system and light projecting and receiving apparatus
US9477080B2 (en) Head-up display device
JP6340851B2 (en) Object detection device and sensing device
US20070177470A1 (en) Distance measuring system
US20210263303A1 (en) Optical scanning device with beam compression and expansion
EP1898648A2 (en) One-dimensional illumination apparatus and image generating apparatus
WO2019146647A1 (en) Lidar device, driving assistance system, and vehicle
JP2009229462A (en) Detection device
US20130229654A1 (en) Illumination optical system, light irradiation apparatus for spectrometory, and spectometer
CN105607248B (en) Optical devices, processing unit (plant) and article manufacturing method
CN107797273B (en) Scanning mirror
EP3206074A1 (en) Scanning optical system and light projection and reception device
JP2013181926A (en) Spectral optical system and spectral measuring apparatus
WO2020250343A1 (en) Obstacle detection device
EP3206072A1 (en) Scanning optical system and radar
JP2010217782A (en) Optical device
US10126113B2 (en) Spectroscope and microspectroscopic system
JP2021028597A (en) Light emission device, and range finder
US20220236383A1 (en) Micro-electro-mechanical system (mems) micro-mirror array (mma) steered active situational awareness sensor
JP2021028594A (en) Light projecting/receiving device, range finder and rotary body device
CN112099241A (en) Light beam collimation system and method and laser radar
JP2021067895A (en) Laser scanning device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220715

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230509

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230620

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231128

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20240521