JP4421252B2 - レーザ光送受光装置 - Google Patents
レーザ光送受光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4421252B2 JP4421252B2 JP2003333530A JP2003333530A JP4421252B2 JP 4421252 B2 JP4421252 B2 JP 4421252B2 JP 2003333530 A JP2003333530 A JP 2003333530A JP 2003333530 A JP2003333530 A JP 2003333530A JP 4421252 B2 JP4421252 B2 JP 4421252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- linearly polarized
- laser
- light beam
- laser beam
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Description
前記レーザ光送出用光学系は、半導体レーザ光源側から順に、正のパワーを有するコリメートレンズ部、前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズと前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に屈折力を有する第2シリンドリカルレンズからなるビームエクスパンダ部、およびスリット部を配列するとともに、前記第1シリンドリカルレンズと前記第2シリンドリカルレンズの間、または前記第2シリンドリカルレンズと前記スリット部の間に、前記半導体レーザ光源の接合面に対して平行方向に正の屈折力を有する第3シリンドリカルレンズを配置してなり、
前記コリメートレンズ部の後側焦点位置と前記第3シリンドリカルレンズの前側焦点位置を略一致させるように配置し、
前記レーザ光の光路上には、光束径変換素子を配設してなり、
前記光束径変換素子は、単一直線偏光光束を、光束径を縮小しつつ、互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光を重畳させた光束に変換する光束径変換素子であって、
反射面と偏光合成面を互いに平行に、かつこれら2つの面が前記単一直線偏光光束である入射光束に対して各々45度の角度となるように配置するとともに、該2つの面のいずれか一方の光束入射側に位相差1/2波長変換素子を配置するように構成され、該位相差1/2波長変換素子に入射した前記単一直線偏光光束は該位相差1/2波長変換素子により偏光方向を90度変換されて第1の直線偏光とされるとともに、その余の前記単一直線偏光光束は偏光方向を変換されずに第2の直線偏光とされ、
前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち前記反射面に入射した直線偏光を前記偏光合成面方向に反射するとともに、他方の直線偏光は前記偏光合成面に直接到達するようになし、
前記偏光合成面において、前記反射面により反射された直線偏光と、前記偏光合成面に直接到達した直線偏光を互いに重畳して合成し、
これら2つの直線偏光が合成された状態で出射するように構成されていることを特徴とするものである。
前記レーザ光送出用光学系は、半導体レーザ光源側から順に、正のパワーを有するコリメートレンズ部、前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズと前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に屈折力を有する第2シリンドリカルレンズからなるビームエクスパンダ部、および該第2シリンドリカルレンズからの出力光を通過せしめるスリット部を配列されてなり、
前記レーザ光の光路上には、光束径変換素子を配設してなり、
前記光束径変換素子は、単一直線偏光光束を、光束径を縮小しつつ、互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光を重畳させた光束に変換する光束径変換素子であって、
反射面と偏光合成面を互いに平行に、かつこれら2つの面が前記単一直線偏光光束である入射光束に対して各々45度の角度となるように配置するとともに、該2つの面のいずれか一方の光束入射側に位相差1/2波長変換素子を配置するように構成され、該位相差1/2波長変換素子に入射した前記単一直線偏光光束は該位相差1/2波長変換素子により偏光方向を90度変換されて第1の直線偏光とされるとともに、その余の前記単一直線偏光光束は偏光方向を変換されずに第2の直線偏光とされ、
前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち前記反射面に入射した直線偏光を前記偏光合成面方向に反射するとともに、他方の直線偏光は前記偏光合成面に直接到達するようになし、
前記偏光合成面において、前記反射面により反射された直線偏光と、前記偏光合成面に直接到達した直線偏光を互いに重畳して合成し、
これら2つの直線偏光が合成された状態で出射するように構成されていることを特徴とするものである。
さらに、前記所定の光学部材が、前記レーザ光送出用光学系からのレーザ光を所定の空間に向け該空間内を多次元的に走査するように反射させるスキャンミラーであり、前記空間内の物体から反射して前記スキャンミラーに戻り、該スキャンミラーによって前記レーザ光の光路を逆進するように反射された戻り光を、
前記光路分離部材によって該レーザ光の光路とは外れた方向へ出力せしめて受光素子により受光させ、前記戻り光に担持された情報に基づき前記物体を認識するように構成することが可能である。
まず、本発明の実施形態に係るレーザ光送受光装置を搭載した自動監視装置について、図5に基づき簡単に説明する。図5は、本発明の実施形態に係るレーザ光送受光装置を搭載した自動監視装置の構成図である。
次に、図6を用いて、上記レーザ光送受光装置10Aについて、より詳細に説明する。なお、図6においては、構成部材の図示方法が図5と異なるものがあり、また、図5では図示を省略された一部の部材が図示されている。
また、上述したようなスリット板17を配することにより、光源部3からのレーザ光B1の光束径を、有孔反射ミラー13の孔部13aの径よりも十分に小さく絞ることが可能となるので、光源部3からのレーザ光B1が有孔反射ミラー13の孔部13aの端部に照射されて散乱光が発生することを防止することができる。
以下、上記レーザ光送出用レンズ部16、光束径変換素子18およびスリット板17からなるレーザ光送出用光学系について、図1、図2および図4を用いて説明する。なお、図1、図4において、(A)はレーザ光送出用光学系を示す側面図であり、(B)はその平面図である。
すなわち、この光束径変換素子18は、単一直線偏光光束を、光束径を縮小しつつ、互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光を重畳させた光束に変換する光束径変換素子であって、双方とも立方体形状をなす偏光合成プリズム(一般にはPBSとも称される)31と反射プリズム32を互いに当接配置するとともに、反射プリズム32の光束入射側に位相差1/2波長変換素子33を配置してなるものである。ここで、位相差1/2波長変換素子33の具体例としては、1/2波長板やフレネルロム位相板等がある。なお、偏光合成面31aは偏光合成プリズム31の対角面位置に形成されており、一方、反射面32aは反射プリズム32の対角面位置に形成されており、これら2つの面31a、32aは互いに平行に設けられるとともに、入射光束に対して45度の傾きを有するように配置されている。
この結果、スキャンミラー11により空間Rに照射されたレーザ光60は、ノイズの低減を図ることができるとともに、図3に示すように、大きく拡散されることなく物体70aに照射されるため、この物体70aからの戻り光は検出するのに十分な光強度を有し、かつS/N比のとれたものとすることができる。
なお、本発明に係るレーザ光送受光装置としては、図6に示すものに限られるものではなく、例えば、図7に示すような構成とすることもできる。以下、図7に示す実施形態に係るレーザ光送受光装置について説明する。
なお、図7においては、上述したレーザ光送受光装置10Aを構成する部材と同様の部材に対して、図6で用いたものと同じ番号を付している。
例えば、上記実施形態においては、半導体レーザ光源として、多数の発光点を一列に配設してなるものを用いているが、発光面がライン状に形成されるのであれば、発光点が2列あるいは3列等の複数列とされていてもかまわない。
なお、特開平10−332816号公報には、本発明のものと同様に送信リレー光学系が開示されているが、この送信リレー光学系は、光ファイバ端面におけるケラレを防止するものであって、ファイバ端面の前段に配置された結像レンズの開口数を制御することを目的としたものである。したがって、本発明のものとは、その目的および構成が大きく相違する。
3、103 光源部(列状アレイレーザ光源)
5 受光素子
11 スキャンミラー
13 有孔反射ミラー
14 微小反射ミラー
15 集光レンズ
16、86 レーザ光送出用光学系
17 スリット板
17a スリット
18、218、318、418 光束径変換素子
20 コントロール部
31 偏光合成プリズム
31a、231a、232a、431a 偏光合成面
32 反射プリズム
32a、332a、432a 反射面
33 位相差1/2波長変換素子
52、82、152 コリメートレンズ部
53、83 第1シリンドリカルレンズ
54、84 第2シリンドリカルレンズ
55 第3シリンドリカルレンズ
60、90、160 レーザ光
231、332 プリズム
431 偏光合成板
432 光反射板
Claims (4)
- 発光点が、少なくとも1つの列状に配された半導体レーザ光源と、この半導体レーザ光源から射出されたレーザ光をコリメートするとともに、光束径を絞った状態で所定の光学部材に照射せしめるレーザ光送出用光学系と、このレーザ光送出用光学系から該所定の光学部材への送出光束の光路と、該所定の光学部材からの戻り光束の光路を互いに分離する光路分離部材を備え、
前記レーザ光送出用光学系は、前記半導体レーザ光源側から順に、正のパワーを有するコリメートレンズ部、前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズと前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に屈折力を有する第2シリンドリカルレンズからなるビームエクスパンダ部、およびスリット部を配列するとともに、前記第1シリンドリカルレンズと前記第2シリンドリカルレンズの間、または前記第2シリンドリカルレンズと前記スリット部の間に、前記半導体レーザ光源の接合面に対して平行方向に正の屈折力を有する第3シリンドリカルレンズを配置してなり、
前記コリメートレンズ部の後側焦点位置と前記第3シリンドリカルレンズの前側焦点位置を略一致させるように配置し、
前記レーザ光の光路上には、光束径変換素子を配設してなり、
前記光束径変換素子は、単一直線偏光光束を、光束径を縮小しつつ、互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光を重畳させた光束に変換する光束径変換素子であって、
反射面と偏光合成面を互いに平行に、かつこれら2つの面が前記単一直線偏光光束である入射光束に対して各々45度の角度となるように配置するとともに、該2つの面のいずれか一方の光束入射側に位相差1/2波長変換素子を配置するように構成され、該位相差1/2波長変換素子に入射した前記単一直線偏光光束は該位相差1/2波長変換素子により偏光方向を90度変換されて第1の直線偏光とされるとともに、その余の前記単一直線偏光光束は偏光方向を変換されずに第2の直線偏光とされ、
前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち前記反射面に入射した直線偏光を前記偏光合成面方向に反射するとともに、他方の直線偏光は前記偏光合成面に直接到達するようになし、
前記偏光合成面において、前記反射面により反射された直線偏光と、前記偏光合成面に直接到達した直線偏光を互いに重畳して合成し、
これら2つの直線偏光が合成された状態で出射するように構成されていることを特徴とするレーザ光送受光装置。 - 発光点が、少なくとも1つの列状に配された半導体レーザ光源と、この半導体レーザ光源から射出されたレーザ光をコリメートするとともに、光束径を絞った状態で所定の光学部材に照射せしめるレーザ光送出用光学系と、このレーザ光送出用光学系から該所定の光学部材への送出光束の光路と、該所定の光学部材からの戻り光束の光路を互いに分離する光路分離部材を備え、
前記レーザ光送出用光学系は、前記半導体レーザ光源側から順に、正のパワーを有するコリメートレンズ部、前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に正の屈折力を有する第1シリンドリカルレンズと前記半導体レーザ光源の接合面に対して直交方向に屈折力を有する第2シリンドリカルレンズからなるビームエクスパンダ部、および該第2シリンドリカルレンズからの出力光を通過せしめるスリット部を配列されてなり、
前記レーザ光の光路上には、光束径変換素子を配設してなり、
前記光束径変換素子は、単一直線偏光光束を、光束径を縮小しつつ、互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光を重畳させた光束に変換する光束径変換素子であって、
反射面と偏光合成面を互いに平行に、かつこれら2つの面が前記単一直線偏光光束である入射光束に対して各々45度の角度となるように配置するとともに、該2つの面のいずれか一方の光束入射側に位相差1/2波長変換素子を配置するように構成され、該位相差1/2波長変換素子に入射した前記単一直線偏光光束は該位相差1/2波長変換素子により偏光方向を90度変換されて第1の直線偏光とされるとともに、その余の前記単一直線偏光光束は偏光方向を変換されずに第2の直線偏光とされ、
前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光のうち前記反射面に入射した直線偏光を前記偏光合成面方向に反射するとともに、他方の直線偏光は前記偏光合成面に直接到達するようになし、
前記偏光合成面において、前記反射面により反射された直線偏光と、前記偏光合成面に直接到達した直線偏光を互いに重畳して合成し、
これら2つの直線偏光が合成された状態で出射するように構成されていることを特徴とするレーザ光送受光装置。 - 前記反射面を反射プリズムの対角面位置に形成するとともに前記偏光合成面を偏光合成プリズムの対角面位置に形成し、これら2つのプリズムを当接配置するとともに、これら2つのプリズムのいずれか一方の光束入射面側に前記位相差1/2波長変換素子を配置するように構成してなることを特徴とする請求項1または2記載のレーザ光送受光装置。
- 前記所定の光学部材が、前記レーザ光送出用光学系からのレーザ光を所定の空間に向け該空間内を多次元的に走査するように反射させるスキャンミラーであり、前記空間内の物体から反射して前記スキャンミラーに戻り、該スキャンミラーによって前記レーザ光の光路を逆進するように反射された戻り光を、前記光路分離部材によって該レーザ光の光路とは外れた方向へ出力せしめて受光素子により受光させ、前記戻り光に担持された情報に基づき前記物体を認識するように構成されたことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載のレーザ光送受光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003333530A JP4421252B2 (ja) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | レーザ光送受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003333530A JP4421252B2 (ja) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | レーザ光送受光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005099459A JP2005099459A (ja) | 2005-04-14 |
JP4421252B2 true JP4421252B2 (ja) | 2010-02-24 |
Family
ID=34461515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003333530A Expired - Fee Related JP4421252B2 (ja) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | レーザ光送受光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4421252B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4414183B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2010-02-10 | フジノン株式会社 | レーザ光送受光装置 |
JP2009294396A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Jtekt Corp | レーザ集光プリズム及びレーザ集光プリズムの組み付け方法 |
JP6195807B2 (ja) * | 2014-05-29 | 2017-09-13 | 三菱電機株式会社 | 光合波器および光合波器の製造方法 |
JP6233366B2 (ja) * | 2015-08-12 | 2017-11-22 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光変調装置 |
JP7135374B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2022-09-13 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調装置 |
CN109031244A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-12-18 | 北醒(北京)光子科技有限公司 | 一种激光雷达同轴光学系统及激光雷达 |
-
2003
- 2003-09-25 JP JP2003333530A patent/JP4421252B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005099459A (ja) | 2005-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP4191282A1 (en) | Optical system of laser radar and laser radar system | |
US9285266B2 (en) | Object detector including a light source with light emitting region of a first size in a first direction and a second size in a second direction | |
US5220450A (en) | Scanning optical system capable of automatic focusing | |
JP2023078283A (ja) | コリメートを行うカバー要素によって覆われたスキャンミラーを備えた送信器 | |
JP6256673B2 (ja) | 投射光学系、物体検出装置 | |
JP2014032149A (ja) | 物体検出装置 | |
JP2006259098A (ja) | 光走査装置 | |
US11520011B2 (en) | Optical assembly for a lidar system, lidar system and working apparatus | |
US11882662B2 (en) | Receiving optical system, laser receiving module, LiDAR, and optical adjustment method | |
JP4476599B2 (ja) | 集光光学系 | |
JP2022000659A (ja) | 計測装置 | |
JP4824253B2 (ja) | 光学測距装置 | |
JP4421252B2 (ja) | レーザ光送受光装置 | |
JP6323056B2 (ja) | 光電センサ | |
JP4414183B2 (ja) | レーザ光送受光装置 | |
CN113544533A (zh) | Lidar发射器/接收器对准 | |
JP2005274678A (ja) | 光学走査装置 | |
JP4588339B2 (ja) | 送受光装置および該送受光装置を備えた自動監視装置 | |
US6701093B1 (en) | Integral transmitter-receiver optical communication apparatus and a crosstalk preventive device therefor | |
KR102072623B1 (ko) | 광학 빔 성형 유닛, 거리 측정 디바이스 및 레이저 조명기 | |
JP5430112B2 (ja) | ビーム光投受光装置 | |
CN109991614B (zh) | 激光雷达测距装置 | |
JPH1127472A (ja) | 画像記録装置 | |
US11137482B2 (en) | Lidar device having increased transmission power while taking eye safety into consideration, and method for scanning a region to be scanned | |
CN115616529A (zh) | 一种tof成像模组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060614 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091009 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091105 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091202 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4421252 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |