JP2022074195A - 光検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1~図5に示す本開示の第一実施形態によるライダ(LiDAR,Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging)装置100は、光検出装置として機能する。ライダ装置100は、移動体としての車両に搭載されている。ライダ装置100は、例えば車両の前方部、左右の側方部、後方部又はルーフ等に配置されている。ライダ装置100は、装置外部となる車両の所定の周辺領域(以下、測定領域)を、投光ビームPBによって走査する。ライダ装置100は、測定領域に照射した投光ビームPBが測定対象物に反射されることによる戻り光(以下、反射ビームRB)を検出する。投光ビームPBには、通常、外界の人間から視認困難な近赤外域の光が用いられる。
図6~図8に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態の光学ユニット60には、第一光学素子61及び第二光学素子71がそれぞれ1つずつ設けられている。具体的に、第二実施形態の光学ユニット60には、第一光学素子61及び第二光学素子71として、凹シリンドリカルレンズ261及び凸シリンドリカルレンズ271が設けられている。
図9~図11に示す本開示の第三実施形態は、第二実施形態の変形例である。第三実施形態の光学ユニット60には、ビーム整形レンズ87として、レンチキュラーレンズ387が採用されている。レンチキュラーレンズ387は、合成石英ガラス又は樹脂等の透光性材料によって形成されている。レンチキュラーレンズ387は、微小な平凸レンズ部387aを多数含んでいる。レンチキュラーレンズ387は、多数の平凸レンズ部387aを連続的に配列してなる光学素子である。
図12に示す本開示の第四実施形態は、第二実施形態の別の変形例である。第四実施形態のライダ装置400では、発光ユニット20及び走査ユニット30の構成が第二実施形態と異なっている。
図13に示す本開示の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。第五実施形態のライダ装置500では、走査ユニット30(図12参照)に相当する構成が省略されている。一方で、受光ユニット40には、複数の検出部41が設けられている。複数の検出部41は、長手矩形状を呈する検出面42の短手方向に配列されている。各検出部41は、測定演算部53(図1参照)の検出制御により、VCSELアレイ21の電子的な走査と同期した検出を実施する。即ち、複数の検出部41のうちで、ビームSBを放射するVCSELアレイ21と関連付けられた1つの検出部41が、反射ビームRBを検出する。
図14及び図15に示す本開示の第六実施形態は、第二実施形態のさらに別の変形例である。第六実施形態の光学ユニット60には、第一光学素子61、第二光学素子71及びビーム整形レンズ87に加えて、ホモジナイザー80が含まれている。
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
Claims (12)
- ビーム(SB)を放射する複数の発光部(23)が特定配列方向(ADs)に配列される発光ユニット(20)と、
前記発光ユニットから放射される前記ビームの光路上に位置し、前記特定配列方向に延伸する投光ビーム(PB)を形成する光学ユニット(60)と、
測定領域に投光された前記投光ビームの戻り光(RB)を受光する受光ユニット(40)と、を備え、
前記光学ユニットは、
前記特定配列方向に対し垂直な特定断面(MS)において、前記ビームの透過方向に負のパワーを有する第一光学素子(61)と、
前記第一光学素子の後段に位置し、前記特定断面において前記透過方向に正のパワーを有する第二光学素子(71)と、を含む光検出装置。 - 前記光学ユニットは、前記第一光学素子及び前記第二光学素子の少なくとも一方を複数含んでいる請求項1に記載の光検出装置。
- 前記光学ユニットは、複数の前記第二光学素子と、複数の前記第二光学素子よりも前段に位置する複数の前記第一光学素子と、を含む請求項1に記載の光検出装置。
- 前記第一光学素子の前段射出面(63,68)は、前記第二光学素子の後段入射面(72)と接している請求項1~3のいずれか一項に記載の光検出装置。
- 前記第一光学素子の前段射出面(63,68)は、前記第二光学素子の後段入射面(72)から離れている請求項1~3のいずれか一項に記載の光検出装置。
- 前記第一光学素子は、前記第二光学素子と一体で形成されている請求項1~3のいずれか一項に記載の光検出装置。
- 前記光学ユニットは、
前記特定断面に直交し前記透過方向に沿う直交断面(SS)内にて射出側に凸湾曲した複数の射出面部(83)が前記特定配列方向に複数並ぶ前段光学素子(181)と、
前記直交断面内にて入射側に凸湾曲し、複数の前記射出面部と個別に対向する複数の入射面部(85)が前記特定配列方向に複数並ぶ後段光学素子(184)と、を前記第一光学素子の前段にさらに含む請求項1~6のいずれか一項に記載の光検出装置。 - 前記光学ユニットは、
入射側に凹湾曲した凹状入射面(62,67)を有する凹シリンドリカルレンズ(161,166,261)を、前記第一光学素子として含み、
射出側に凸湾曲した凸状射出面(73,78)を有する凸シリンドリカルレンズ(171,176,271)を、前記第二光学素子として含む請求項1~7のいずれか一項に記載の光検出装置。 - 前記凹状入射面及び前記凸状射出面の少なくとも一方は、非球面状に形成されている請求項8に記載の光検出装置。
- 前記発光ユニットは、前記ビームの放射面(24)を前記透過方向に向けた面発光レーザ素子が、前記特定配列方向を長手とする長手形状の発光領域(22)に前記発光部として2次元配列されてなる発光素子アレイ(21)、を有する請求項1~9のいずれか一項に記載の光検出装置。
- 前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、前記測定領域に投光する走査ユニット(30)、をさらに備え、
前記走査ユニットは、前記特定配列方向に沿う回動軸(AS)まわりに回動する回動ミラー(33)を有する請求項1~10のいずれか一項に記載の光検出装置。 - 前記発光ユニットは、前記発光領域の短手方向に配列される複数の前記発光素子アレイ、を有し、
複数の前記発光素子アレイは、前記短手方向に順に前記ビームを放射する請求項10に記載の光検出装置。
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