JP2023145783A

JP2023145783A - 投光装置、投受光装置及び測距装置

Info

Publication number: JP2023145783A
Application number: JP2023130098A
Authority: JP
Inventors: 充佐藤; Mitsuru Sato
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2023-08-09
Publication date: 2023-10-11
Also published as: JP2020046341A

Abstract

【課題】安全に遠距離又は広範囲にレーザ光を投光することが可能な投光装置、投受光装置及び測距装置を提供する。【解決手段】光を方向可変に偏向しつつ投光する１の偏向素子と１の偏向素子に向けて互いに異なる光路で複数のレーザ光を出射する出射部とを有する投光装置であって、複数のレーザ光の各々が、１の偏向素子から投光された際には互いに離間しており、投光装置から所定距離離れた位置で少なくとも一部が互いに重なる投光装置及び対象物によって反射された複数のレーザ光である反射光を受光する受光素子を有する投受光装置と、受光素子による反射光の受光結果に基づいて対象物までの距離を測定する測距部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、光を投光する投光装置、光の投光及び受光を行う投受光装置並びに光学的な測距を行う測距装置に関する。

従来から、光を対象物に照射し、当該対象物によって反射された光を検出することで、当該対象物までの距離を測定する測距装置が知られている。また、光走査を行うことで複数の対象物に対する測距を行う走査型の測距装置が知られている。例えば、特許文献１には、投光部、受光部及び距離計測手段を含む光学式レーダ装置が開示されている。

特開2007-85832号公報

例えば、測距装置には、測距用のレーザ光を投光し、対象物によって反射された光を受光することで、対象物までの距離を測定する。測距装置は、測距可能な距離を長くすること、また高精度な測距を行うことを考慮した場合、高強度なレーザ光を遠距離まで投光するように構成されることが好ましい。また、測距可能な範囲、すなわち投光可能な範囲は広いことが好ましい。

一方、測距装置は、種々の環境下で使用できることが好ましい。例えば、測距装置は、車両などの移動体に搭載され、当該移動体の周辺に存在する種々の対象物に対して測距を行う用途に使用することが想定されることができる。この場合、測距用のレーザ光が人体などの生物に照射されることとなる。この場合、例えば日本工業規格に規定されるレーザ製品の安全基準などを満たす必要がある。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、安全に遠距離又は広範囲にレーザ光を投光することが可能な投光装置、投受光装置及び測距装置を提供することを目的の１つとしている。

請求項１に記載の発明は、光を方向可変に偏向しつつ投光する１の偏向素子と１の偏向素子に向けて互いに異なる光路で複数のレーザ光を出射する出射部とを有する投光装置であって、複数のレーザ光の各々が、１の偏向素子から投光された際には互いに離間しており、投光装置から所定距離離れた位置で少なくとも一部が互いに重なる投光装置及び対象物によって反射された複数のレーザ光である反射光を受光する受光素子を有する投受光装置と、受光素子による反射光の受光結果に基づいて対象物までの距離を測定する測距部と、を有することを特徴とする。

実施例１に係る測距装置の全体構成を示す図である。実施例１に係る測距装置におけるレーザ素子の光出射面を示す図である。実施例１に係る測距装置における光の投光態様を示す図である。実施例１に係る測距装置における受光素子の受光面を示す図である。実施例２に係る測距装置における出射部の構成を示す図である。実施例２に係る測距装置における光の投光態様を示す図である。実施例３に係る測距装置における出射部の構成を示す図である。実施例４に係る測距装置の構成を示す図である。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

図１は、実施例１に係る測距装置１０の模式的な配置図である。測距装置１０は、所定の領域（以下、走査領域と称する）Ｒ０の光走査を行い、走査領域Ｒ０内に存在する対象物ＯＢまでの距離を測定する走査型の測距装置である。図１を用いて、測距装置１０について説明する。なお、図１には、走査領域Ｒ０及び対象物ＯＢを模式的に示している。

まず、測距装置１０は、走査領域Ｒ０に向けて投光する走査用の光を出射する出射部１１を有する。まず、出射部１１は、レーザ光Ｌ１を生成及び出射するレーザ素子１２を有する。本実施例においては、レーザ素子１２は、赤外領域にピーク波長を有するレーザ光Ｌ１を生成し、これを断続的に出射する。

出射部１１は、レーザ光Ｌ１を集光及び整形する投光光学系１３を有する。投光光学系１３は、例えば、少なくとも１つのレンズを有する。

出射部１１は、レーザ光Ｌ１を分離して出射する第１及び第２の光学素子１４及び１５を有する。本実施例においては、第１の光学素子１４は、レーザ光Ｌ１の一部を第１の分離光Ｌ２１として反射させ、他のレーザ光Ｌ１を第２の分離光Ｌ２２として透過させるハーフミラー（第１のミラー）からなる。また、第２の光学素子１５は、第２の分離光Ｌ２２を反射させるミラー（第２のミラー）からなる。

換言すれば、出射部１１は、互いに光路が異なる複数のレーザ光（以下、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２）を出射するように構成されている。

測距装置１０は、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を方向可変に偏向させつつそれぞれ走査光（以下、第１及び第２の走査光と称する場合がある）Ｌ３１及びＬ３２として投光する偏向素子（第１の偏向素子）１６を有する。偏向素子１６は、周期的な動作を行って第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の偏向方向を周期的に変化させる。

偏向素子１６は、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の各々を進行方向を屈曲させつつ出射し、またその屈曲方向を周期的に変化させる。偏向素子１６によって偏向された第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２は、それぞれ走査光Ｌ３１及びＬ３２として、走査領域Ｒ０に向けて投光される。

本実施例においては、偏向素子１６は、回動軸ＡＹの周りに回動し、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を反射させる回動ミラー１６Ａを有する。例えば、偏向素子１６は、回動ミラー１６Ａとして各々が回動軸ＡＹの周りに回動する複数の反射面からなるポリゴンミラーを含む。

本実施例においては、出射部１１は、互いにほぼ平行な光軸に沿って進む第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の各々を偏向素子１６の回動ミラー１６Ａに向けて出射する。偏向素子１６は、回動ミラー１６Ａが回動しつつ第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の各々を反射させることで、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２各々の反射方向を周期的に変化させる。すなわち、本実施例においては、走査光Ｌ３１及びＬ３２は、それぞれ偏向素子１６の回動ミラー１６Ａによって反射された第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２である。

なお、走査領域Ｒ０は、偏向素子１６を経た走査光Ｌ３１及びＬ３２が投光される仮想の３次元空間である。図１においては、走査領域Ｒ０の外縁を破線で模式的に示した。

本実施例においては、レーザ素子１２は、回動ミラー１６Ａの回動軸ＡＹの軸方向に沿って延びるライン状のビーム形状を有するパルス状のレーザ光Ｌ１を出射する。また、偏向素子１６は、走査光Ｌ３１及びＬ３２の各々を、ほぼ平行な光軸に沿って同時に投光する。

従って、例えば、走査領域Ｒ０は、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の断面における長手方向（以下、第１の方向と称する）Ｄ１に沿った高さ方向の方向範囲と、偏向素子１６による第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の偏向方向の可変範囲に対応する方向（以下、第２の方向と称する）Ｄ２に沿った幅方向の方向範囲と、走査光Ｌ３１及びＬ３２が所定の強度を維持できる距離方向の範囲（すなわち奥行範囲）と、を有する錐状の空間として定義されることができる。

また、走査領域Ｒ０内における偏向素子１６から所定の距離だけ離れた仮想の平面を走査面Ｒ１としたとき、走査面Ｒ１は、第１及び第２の方向Ｄ１及びＤ２に沿って広がる２次元的な領域として定義されることができる。走査光Ｌ３１及びＬ３２は、この走査面Ｒ１を走査するように、走査領域Ｒ０に向けて投光される。

また、図１に示すように、走査領域Ｒ０に対象物ＯＢ（すなわち２次光Ｌ２に対して反射性又は散乱性を有する物体又は物質）が存在する場合、走査光Ｌ３１及びＬ３２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Ｌ３１及びＬ３２は、その一部が、反射光Ｌ４として、走査光Ｌ３１及びＬ３２とほぼ同一の光路を走査光Ｌ３１及びＬ３２とは反対の方向に向かって進み、偏向素子１６に戻って来る。

測距装置１０は、反射光Ｌ４の光路上に設けられ、反射光Ｌ４を偏向する偏向素子（第２の偏向素子）１７を有する。例えば、偏向素子１７は、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を透過させ、反射光Ｌ４を反射させる光分離素子であり、本実施例においてはビームスプリッタである。

換言すれば、本実施例においては、偏向素子１６は、動作することで第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を方向可変に偏向する走査用の可動偏向素子である。一方、偏向素子１７は、固定式の偏向素子である。

測距装置１０は、反射光Ｌ４を受光する受光光学系１８を有する。受光光学系１７は、反射光Ｌ４を集光しつつ整形する。受光光学系１８は、例えば、少なくとも１つのレンズを含む。

また、測距装置１０は、反射光Ｌ４を受光する受光素子１９を有する。受光素子１９は、例えば、受光光学系１８によって集光された反射光Ｌ４の焦点位置に配置されている。例えば、受光素子１９は、反射光Ｌ４を検出し、反射光Ｌ４に応じた電気信号を生成する少なくとも１つの検出素子を有する。

受光素子１９は、当該電気信号を反射光Ｌ４の検出結果（受光結果）として生成する。すなわち、測距装置１０は、受光素子１９によって生成された当該電気信号を走査領域Ｒ０の走査結果として生成する。

測距装置１０は、レーザ素子１２、偏向素子１６及び受光素子１９の駆動及びその制御を行う制御部２０を有する。例えば、本実施例においては、制御部２０は、レーザ素子１２の駆動及びその制御を行う光源制御部２１と、偏向素子１６の駆動及びその制御を行う偏向制御部２２と、を有する。また、制御部２０は、受光素子１９の駆動を行う。

また、制御部２０は、受光素子１９による反射光Ｌ４の受光結果に基づいて対象物ＯＢまでの距離を測定する測距部２３を有する。本実施例においては、測距部２３は、当該電気信号から反射光Ｌ４を示すパルスを検出する。また、測距部２３は、走査光Ｌ３１及びＬ３２の投光タイミングと反射光Ｌ４の受光タイミングとの間の時間差に基づくタイムオブフライト法によって、対象物ＯＢ（又はその一部の表面領域）までの距離を測定する。また、測距部２３は、測定した距離情報を示すデータ（測距データ）を生成する。

また、本実施例においては、測距部２３は、走査領域Ｒ０（走査面Ｒ１）を複数の測距点（走査点）に区別し、当該複数の測距点の各々の測距結果（距離値）を画素として示す走査領域Ｒ０の画像（測距画像）を生成する。本実施例においては、測距部２３は、測距点と回動ミラー１６Ａの変位とを示す情報とを対応付け、走査領域Ｒ０の２次元マップ又は３次元マップを示す画像データを生成する。

また、測距部２３は、例えば、走査光Ｌ３１及びＬ３２の投光方向の変化周期、すなわち走査領域Ｒ０を走査する周期である走査周期を測距画像の生成周期とし、当該走査周期毎に１つの測距画像を生成する。

なお、走査周期とは、例えば、測距装置１０が走査領域Ｒ０に対する光走査を周期的に行う場合において、回動ミラー１６Ａの１の変位が、その後に再度当該１の変位に戻るまでの期間をいう。また、測距部２３は、生成した複数の測距画像を時系列に沿って動画として表示する表示部（図示せず）を有していてもよい。

図２は、レーザ素子１２におけるレーザ光Ｌ１の出射面１２Ｓを模式的に示す図である。本実施例においては、レーザ素子１２は、第１の方向Ｄ１を長手方向とするライン状又は楕円状の断面形状を有する出射口１２Ａを有する。本実施例においては、レーザ素子１２は、第１の方向Ｄ１を長手方向とし、第２の方向Ｄ２を短手方向とする断面形状を有するライン状のレーザ光Ｌ１を出射する。

図３は、走査光Ｌ３１及びＬ３２の投光態様を模式的に示す図である。図３は、偏向素子１６における回動ミラー１６Ａから投光される時の走査光Ｌ３１及びＬ３２と、対象物ＯＢに照射される時の走査光Ｌ３１及びＬ３２と、の形状を模式的に示す図である。

まず、本実施例においては、第１及び第２の光学素子１４及び１５は、第２の方向Ｄ２に沿って並んで配置されている。従って、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２は、第２の方向Ｄ２において互いに離間した状態で偏向素子１６の回動ミラー１６Ａに入射する。従って、図３に示すように、偏向素子１６から投光された直後においては、走査光Ｌ３１及びＬ３２の各々は、互いに離間している。

一方、走査光Ｌ３１及びＬ３２は、所定の比率でビーム形状を相似形に拡大しつつ走査領域Ｒ０内を進む。従って、走査光Ｌ３１及びＬ３２は、所定の距離以上離れた（例えば遠方の）対象物ＯＢに照射される際には互いに重なり合い、ほぼ同一の領域を照射したとみなすことができる。すなわち、走査光Ｌ３１及びＬ３２は、投光直後には互いに離間した２つの光であり、走査領域Ｒ０内においては１つの光となるような態様で投光される。

ここで、レーザ光Ｌ１などのレーザ光を投光する場合、人の目にレーザ光が入射した場合の安全性を考慮する必要がある。例えば、測距装置１０などのように走査型の測距装置においては、遠方における投光スポットが高速で移動するため、遠方の人の目に走査光Ｌ３１及びＬ３２が入射した場合でも安全である場合が多い。一方、測距装置１０の至近距離においては、遠方の場合に比べて走査光Ｌ３１及びＬ３２の投光スポットの移動速度が遅い。従って、仮にレーザ光Ｌ１の全てのエネルギが１点に集中した状態で人の目に入射した場合に人の目に危険が及ぶ可能性を考慮する必要がある。

従って、安全なレーザ光を走査領域Ｒ０に投光することを考慮した場合、十分に離間させることで、それぞれで安全基準を満たす範囲内の走査光Ｌ３１及びＬ３２を投光することができる。

一方、走査光Ｌ３１及びＬ３２を所定の距離だけ離れた位置で重なるように投光することで、遠距離の位置においても、測距に必要な光の強度を確保することができる。従って、安全性を確保しつつ、測距可能な距離を長くすることができる。

図４は、受光素子１９の受光面１９Ｓを模式的に示す図である。図４に示すように、受光素子１９は、第１の方向Ｄ１に沿って配列された複数の受光セグメント１９Ａからなる受光面１９Ｓを有する。本実施例においては、受光素子１９は、受光セグメント１９Ａの各々が１列に配列され、ライン状の受光面１９Ｓを有するラインセンサである。

本実施例においては、受光セグメント１９Ａの各々は、互いに独立して反射光Ｌ４の受光動作を行う。また、受光セグメント１９Ａの各々は、少なくとも１つの光電変換素子を有する。

本実施例においては、反射光Ｌ４は、受光光学系１８によって集光され、受光セグメント１９Ａの各々に入射する。そして、受光セグメント１９Ａ毎に受光された反射光Ｌ４の部分に対応する電気信号が受光セグメント１９Ａの各々によって生成される。従って、受光セグメント１９Ａの個数分の走査情報を一括して取得することができる。

このように、本実施例においては、測距装置１０は、出射部１１がレーザ光Ｌ１を第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２に分離した上で、これら第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の各々を偏向素子１６の回動ミラー１６Ａの互いに離間した領域に向けて出射する。また、偏向素子１６は、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を用いて走査領域Ｒ０に走査光Ｌ３１及びＬ３２を投光する。従って、安全に遠距離までレーザ光Ｌ１を投光することができ、遠距離の対象物ＯＢに対しても正確な測距を行うことができる。

なお、本実施例においては、出射部１１が偏向素子１６の互いに離間した領域に向けて第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を出射する場合について説明した。しかし、出射部１１におけるレーザ光Ｌ１の出射態様はこれに限定されない。

第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の各々は、少なくとも互いに異なる光路を通って偏向素子１６に入射すればよい。これによって、走査光Ｌ３１及びＬ３２の各々は、偏向素子１６によって偏向された後、互いに異なる方向に向けて投光される。従って、例えば、走査光Ｌ３１及びＬ３２の各々を安全基準の範囲内で高い出力で出射した場合でも、投光後の走査光Ｌ３１及びＬ３２は互いに離間することとなり、安全性を確保することができる。

また、本実施例においては、第１及び第２の光学素子１４及び１５がそれぞれミラーからなる場合について説明した。しかし、第１及び第２の光学素子１４及び１５の構成はこれに限定されない。例えば、第１の光学素子１４はビームスプリッタであってもよい。また、第２の光学素子１５は、回折格子であってもよい。

第１の光学素子１４は、レーザ光Ｌ１の光路上に設けられ、レーザ光Ｌ１を第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２に分離しかつ第１の分離光Ｌ２１を偏向素子１６に導くように構成されていればよい。また、第２の光学素子１５は、第２の分離光Ｌ２２の光路上に設けられ、第２の分離光Ｌ２２を偏向素子１６に導くように構成されていればよい。

また、本実施例においては、光源１１がライン状の断面形状のレーザ光を出射する場合について説明した。しかし、光源１１の構成はこれに限定されない。例えば、光源１１が出射するレーザ光の断面形状はライン状に限定されない。例えば、光源１１は、点状のレーザ光を出射するように構成されていてもよい。

このように、本実施例においては、測距装置１０は、光を方向可変に偏向する１の偏向素子１６と、偏向素子１６に向けて互いに異なる光路で複数のレーザ光（第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２）を出射する出射部１１と、対象物ＯＢによって反射された複数のレーザ光（第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２）である反射光Ｌ４を受光する受光素子１９と、受光素子１９による反射光Ｌ４の受光結果に基づいて対象物ＯＢまでの距離を測定する測距部２３と、を有する。従って、安全に遠距離までレーザ光Ｌ１を投光することができ、遠距離の対象物ＯＢに対しても正確な測距を行うことができる。

なお、受光素子１９による反射光Ｌ４の受光結果は、測距以外の用途、例えば対象物ＯＢの検出用途などにも有効に利用することができる。従って、測距装置１０は、測距部２３を有していなくてもよい。この場合、例えば、測距装置１０における出射部１１、偏向素子１６及び受光素子１９は、走査装置、すなわち走査型の投受光装置として機能する。この場合であっても、安全に遠距離までレーザ光Ｌ１を投光することができ、遠距離の対象物ＯＢに対しても正確な投受光を行うことができる。

さらに、測距装置１０は、受光素子１９を有していなくてもよい。この場合、測距装置１０の出射部１１及び偏向素子１６は、投光装置として機能する。例えば、本実施例における投光装置は、光を方向可変に偏向する１の偏向素子１６と、偏向素子１６に向けて互いに異なる光路で複数のレーザ光（第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２）を出射する出射部１１と、を有する。従って、安全に遠距離までレーザ光Ｌ１を投光することができる投光装置を提供することができる。

図５は、実施例２に係る測距装置３０における出射部３１の構成を示す図である。測距装置３０は、出射部３１の構成を除いては、測距装置１０と同様の構成を有する。測距装置３０においては、出射部３１が第１及び第２の光学素子３２及び３３として互いに法線方向が異なる第１及び第２のミラーを有する。

具体的には、第１の光学素子３２としての第１のミラー（ハーフミラー）におけるレーザ光Ｌ１の入射面の法線Ｎ１は、第２の光学素子３３としての第２のミラーにおける第２の分離光Ｌ２２の入射面の法線Ｎ２とは異なる方向に延びている。これによって、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２は、第１及び第２の光学素子３２及び３３から、互いに離れつつ、偏向素子１６に向けて出射される。

図６は、測距装置３０における走査光Ｌ３１及びＬ３２の投光態様を模式的に示す図である。図６に示すように、例えば、第１及び第２の光学素子３２及び３３によって、第１及び第２の分離光Ｌ２１及び２２は、回動ミラー１６Ａにおける第１及び第２の方向Ｄ１及びＤ２においてズレた位置に入射する。

この場合、対象物ＯＢに照射される際には、図６に示すように、走査光Ｌ３１及びＬ３２は、第１の方向Ｄ１に沿って拡大された１つのレーザ光となる。すなわち、走査光Ｌ３１及びＬ３２の走査領域Ｒ０内における投光可能範囲が第１の方向に拡大される。従って、広範囲に亘って安全にレーザ光を投光することが可能となる。

このように、本実施例においては、第１及び第２のミラー（第１及び第２の光学素子３２及び３３）は、第１のミラーにおけるレーザ光Ｌ１の入射面の法線Ｎ１と第２のミラーにおける第２の分離光Ｌ２２の入射面の法線Ｎ２とが異なる方向に延びるように配置されている。従って、安全にかつ広範囲にレーザ光Ｌ１を投光することができる投光装置、投受光装置及び測距装置を提供することができる。

図７は、実施例３に係る測距装置４０における出射部３１の構成を示す図である。測距装置４０は、出射部４１の構成を除いては、測距装置１０と同様の構成を有する。測距装置４０においては、出射部４１が第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の光路上にそれぞれ設けられた第１及び第２の回折格子４２及び４３を有する。

具体的には、出射部４１は、第１の分離光Ｌ２１の光路上に設けられ、第１の分離光Ｌ２１を偏向させる第１の回折格子４２を有する。また、出射部４１は、第２の分離光Ｌ２２の光路上に設けられ、第２の分離光Ｌ２２を偏向させる第２の回折格子４３を有する。

本実施例においても、実施例２と同様に、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２を互いに離れさせつつ偏向素子１６に向けて出射することができる。従って、安全にかつ広範囲にレーザ光を安定して投光することができる。

なお、本実施例においては、第１及び第２の分離光Ｌ２１及びＬ２２の光路上の各々にそれぞれ第１及び第２の回折格子４２及び４３が設けられる場合について説明した。しかし、出射部４１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４２及び４２のいずれか一方のみが設けられていてもよい。すなわち、出射部４１は、第１の回折格子４２又は第２の回折格子４３を有していればよい。

このように、本実施例においては、出射部４１は、第１の分離光Ｌ２１の光路上又は第２の分離光Ｌ２２の光路上に設けられた回折格子（第１又は第２の回折格子４２又は４３）を有する。従って、安全にかつ広範囲にレーザ光Ｌ１を投光することができる投光装置、投受光装置及び測距装置を提供することができる。

図８は、実施例４に係る測距装置５０の構成を示す図である。測距装置５０は、出射部５１の構成を除いては、測距装置１０と同様の構成を有する。測距装置５０においては、出射部５１は、各々が偏向素子１６に向けてレーザ光Ｌ１１及びＬ１２を出射し、互いに離間して配置された複数のレーザ素子５２を有する。

本実施例においては、出射部５１は、互いに離間したレーザ素子５２の各々から偏向素子１６に向けてレーザ光Ｌ１１及びＬ１２を出射する。このように出射部５１が構成されている場合であっても、偏向素子１６に向けて互いに異なる光路で複数のレーザ光Ｌ１１及びＬ１２を出射することができる。また、レーザ光Ｌ１１及びＬ１２の光軸を調節することで、遠距離又は広範囲にレーザ光Ｌ１１及びＬ１２を投光することができる。

このように、本実施例においては、出射部５１は、各々が偏向素子１６に向けてレーザ光Ｌ１１及びＬ１２を出射し、互いに離間した複数のレーザ素子５２を有する。従って、安全に遠距離又は広範囲までレーザ光Ｌ１１及びＬ１２を投光することができる投光装置、投受光装置及び測距装置を提供することができる。

１０、３０、４０、５０測距装置
１１、３１、４１、５１出射部
１６偏向素子

Claims

光を方向可変に偏向しつつ投光する１の偏向素子と前記１の偏向素子に向けて互いに異なる光路で複数のレーザ光を出射する出射部とを有する投光装置であって、前記複数のレーザ光の各々が、前記１の偏向素子から投光された際には互いに離間しており、前記投光装置から所定距離離れた位置で少なくとも一部が互いに重なる投光装置及び対象物によって反射された前記複数のレーザ光である反射光を受光する受光素子を有する投受光装置と、
前記受光素子による前記反射光の受光結果に基づいて前記対象物までの距離を測定する測距部と、
を有することを特徴とする測距装置。
前記出射部は、レーザ光を生成するレーザ素子と、前記レーザ光の光路上に設けられ、前記レーザ光を第１及び第２の分離光に分離しかつ前記第１の分離光を前記１の偏向素子に導く第１の光学素子と、前記第２の分離光の光路上に設けられ、前記第２の分離光を前記１の偏向素子に導く第２の光学素子と、を有することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
前記第１の光学素子は、前記レーザ光の一部を前記１の偏向素子に向けて反射させる第１のミラーを有し、
前記第２の光学素子は、前記第１のミラーを透過した前記レーザ光を前記１の偏向素子に向けて反射させる第２のミラーを有することを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
前記第１及び第２のミラーは、前記第１のミラーにおける前記レーザ光の入射面の法線と前記第２のミラーにおける前記第２の分離光の入射面の法線とが異なる方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の測距装置。
前記出射部は、前記第１の分離光の光路上又は前記第２の分離光の光路上に設けられた回折格子を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載の測距装置。
前記出射部は、各々が前記１の偏向素子に向けてレーザ光を出射し、互いに離間した複数のレーザ素子を有することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
前記１の偏向素子は、所定の軸の周りに回動しかつ前記第１及び第２の分離光の各々を反射させることで、前記第１及び第２の分離光の各々を方向可変に偏向する回動ミラーを有することを特徴とする請求項３に記載の測距装置。