JP5096008B2 - 面発光レーザ(vcsel)アレイ・レーザスキャナ - Google Patents
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Description
1.車両用ライダーシステムのための装置であって、
複数の半導体レーザと、
前記複数の半導体レーザに対して取り付けられた光学素子であって、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも2つが、前記光学素子から実質的に種々の方向に放射されるビームを生成するように構成される、光学素子と、
前記複数の半導体レーザに接続され、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも2を個別に駆動するように構成された制御回路と
を含む装置。
2.前記複数の半導体レーザは、
単一の半導体基板上に形成された複数の面発光レーザ(VCSEL)(110)と、
複数の面発光レーザであって、該複数の面発光レーザのうちの少なくとも2つが、異なる半導体基板上に形成される、複数の面発光レーザと、
複数の端面発光レーザと
のうちの少なくとも1つを更に含む、1に記載の装置。
3.前記複数の半導体レーザは、一次元線形アレイと二次元線形アレイのうちの少なくとも一方を成すように構成される、1に記載の装置。
4.前記複数の半導体レーザのうちの第1の半導体レーザは、第1の波長を有する光を生成し、前記複数の半導体レーザのうちの第2の半導体レーザは、第2の波長を有する光を生成する、1に記載の装置。
5.前記光学素子は、レンズ、プリズム、及びレンズアレイのうちの少なくとも1つを更に含む、1に記載の装置。
6.(1)前記複数の半導体レーザと(2)前記光学素子のうちのいずれか一方に接続され、前記複数の半導体レーザ及び前記光学素子のうちの1つを、他の前記複数の半導体レーザ及び前記光学素子に対して平行移動させるように構成された平行移動装置を更に含む、1に記載の装置。
7.前記平行移動装置は、音声コイル、圧電平行移動装置、ステッパモータ、形状記憶平行移動装置、及び振動器モータのうちの少なくとも1つを更に含む、6に記載の装置。
8.前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも1つによって生成され、前記ライダーシステムによってスキャンされる物体から反射された光を検出するように構成された光検出器を更に含む、1に記載の装置。
9.前記光検出器に対して取り付けられ、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも1つによって生成され、前記ライダーシステムによってスキャンされる物体によって反射された光の少なくとも一部を集束させるように構成され、反射性光学素子、屈折性光学素子、ホログラフィック光学素子、及び回折性光学素子のうちの少なくとも1つを含む、光収集光学素子を更に含む、8に記載の装置。
10.前記光検出器は、前記複数の半導体レーザと同じ半導体基板上に形成される、8に記載の装置。
11.前記光検出器は、PINフォトダイオード、PNフォトダイオード、アバランシェ・フォトダイオード、CCDデバイス、CMOS検出器、及び光電子増倍管のうちの少なくとも1つを更に含む、8に記載の装置。
12.前記車両と、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも2つによって生成されたビームのうちの少なくとも1つを反射する物体との間の概算距離を判定するための信号処理回路を更に含む、8に記載の装置。
13.前記信号処理回路に接続された車両安全装置を更に含み、該車両安全装置は、前記複数のレーザのうちの少なくとも2つによって生成されたビームのうちの少なくとも1つを反射する物体に関する情報を、車両ユーザに提供するように構成されたインジケータを更に含み、前記インジケータは、ビデオディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ(HUD)、触覚インタフェース、音声インタフェース、及びインジケータランプのうちの少なくとも1つを更に含む、12に記載の装置。
14.車両の周囲にある物体を判定する方法であって、
第1の半導体レーザを駆動し、第1のビームを生成するステップと、
第1の光学素子を使用して、前記第1のビームを第1の方向に屈折させるステップと、
第2の半導体レーザを駆動し、第2のビームを生成するステップと、
前記第1の光学素子を使用して、前記第2のビームを第2の方向に屈折させるステップと、
前記車両の周囲にある物体によって反射された前記第1のビームと前記第2のビームのうちの少なくとも一方からの光を検出するステップと、
前記検出に応答して、前記物体の位置を判定するステップと
からなる方法。
15.前記第1の半導体レーザと前記第2の半導体レーザを併せたものが、
単一の半導体基板上に形成された複数の面発光レーザ(VCSEL)と、
複数の面発光レーザであって、該複数の面発光レーザのうちの少なくとも2つが、異なる半導体基板上に形成される、複数の面発光レーザと、
複数の端面発光レーザと、
一次元線形レーザアレイの一部と、
二次元線形レーザアレイの一部と
のうちのいずれか1つである、14に記載の方法。
16.前記第1のビームを屈折させるステップと、前記第2のビームを屈折させるステップのうちの少なくとも一方は、
前記第1のビームと前記第2のビームのうちのいずれか一方を屈折性光学素子を通して伝送するステップと、
前記第1のビームと前記第2のビームのうちのいずれか一方を回折性光学素子を通して伝送するステップと
のうちの少なくとも一方を更に含む、14に記載の方法。
17.前記第1の半導体レーザと前記第2の半導体レーザのうちの少なくとも一方を前記第1の光学素子に対して平行移動させるステップと、
前記第1の光学素子を前記第1の半導体レーザと前記第2の半導体レーザのうちの少なくとも一方に対して平行移動させるステップと
のうちの少なくとも一方を更に含む、14に記載の方法。
18.前記車両の周囲にある物体により反射された前記第1のビームと前記第2のビームのうちの少なくとも一方からの光を、反射性光学素子、屈折性光学素子、及び回折性光学素子のうちの少なくとも1つを使用して収集するステップと、
収集された前記光の少なくとも一部を光検出器上に集束させるステップと
を更に含む、14に記載の方法。
19.物体検出インジケータを車両ユーザに提供するステップを更に含む、14に記載の方法。
20.車両の周囲にある物体を検出する装置であって、
第1のレーザビームを生成する手段と、
第2のレーザビームを生成する手段と、
前記第1のレーザビームを生成する手段と前記第2のレーザビームを生成する手段とを順番に駆動する手段と、
前記第1のレーザビームを第1の方向に屈折させ、前記第2のレーザビームを第2の方向に屈折させる手段と
前記車両の周囲にある物体によって反射された前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとのうちの少なくとも一方からの光を検出する手段と、
前記光を検出する手段からの情報を使用して前記物体の位置を判定する手段と
を含む装置。
130 光学素子
320、702、739、759 光検出器
330 制御回路
340 信号処理回路
420、470 プリズム(レンズアレイ)
520、620 平行移動装置
705、737、757、770 光収集光学素子
Claims (10)
- 車両用ライダーシステムのための装置であって、
複数の半導体レーザ(110,120,310)と、
前記複数の半導体レーザに対して取り付けられた光学素子(130)であって、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも2つが、前記光学素子から実質的に種々の方向に放射されるビームを生成するように構成される、光学素子(130)と、
前記複数の半導体レーザに接続され、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも2を個別に駆動するように構成された制御回路(330)と
を含む装置。 - 前記複数の半導体レーザは、
単一の半導体基板上に形成された複数の面発光レーザ(VCSEL)(110)と、
複数の面発光レーザであって、該複数の面発光レーザのうちの少なくとも2つが、異なる半導体基板上に形成される、複数の面発光レーザと、
複数の端面発光レーザと
のうちの少なくとも1つを更に含む、請求項1に記載の装置。 - 前記光学素子は、レンズ(120)、プリズム(420,470)、及びレンズアレイ(420,470)のうちの少なくとも1つを更に含む、請求項1に記載の装置。
- (1)前記複数の半導体レーザと(2)前記光学素子のうちのいずれか一方に接続され、前記複数の半導体レーザ及び前記光学素子のうちの1つを、他の前記複数の半導体レーザ及び前記光学素子に対して平行移動させるように構成された平行移動装置(520,620)を更に含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも1つによって生成され、前記ライダーシステムによってスキャンされる物体から反射された光を検出するように構成された光検出器(320,702,739,759)を更に含む、請求項1に記載の装置。
- 前記光検出器に対して取り付けられ、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも1つによって生成され、前記ライダーシステムによってスキャンされる物体によって反射された光の少なくとも一部を集束させるように構成され、反射性光学素子、屈折性光学素子、ホログラフィック光学素子、及び回折性光学素子のうちの少なくとも1つを含む、光収集光学素子(705,737,757,770)を更に含む、請求項5に記載の装置。
- 前記車両と、前記複数の半導体レーザのうちの少なくとも2つによって生成されたビームのうちの少なくとも1つを反射する物体との間の概算距離を判定するための信号処理回路(340)を更に含む、請求項5に記載の装置。
- 車両の周囲にある物体を判定する方法であって、
第1の半導体レーザを駆動し、第1のビームを生成するステップと、
第1の光学素子を使用して、前記第1のビームを第1の方向に屈折させるステップと、
第2の半導体レーザを駆動し、第2のビームを生成するステップと、
前記第1の光学素子を使用して、前記第2のビームを第2の方向に屈折させるステップと、
前記車両の周囲にある物体によって反射された前記第1のビームと前記第2のビームのうちの少なくとも一方からの光を検出するステップと、
前記検出に応答して、前記物体の位置を判定するステップと
からなる方法。 - 前記第1の半導体レーザと前記第2の半導体レーザを併せたものが、
単一の半導体基板上に形成された複数の面発光レーザ(VCSEL)と、
複数の面発光レーザであって、該複数の面発光レーザのうちの少なくとも2つが、異なる半導体基板上に形成される、複数の面発光レーザと、
複数の端面発光レーザと、
一次元線形レーザアレイの一部と、
二次元線形レーザアレイの一部と
のうちのいずれか1つである、請求項8に記載の方法。 - 前記車両の周囲にある物体により反射された前記第1のビームと前記第2のビームのうちの少なくとも一方からの光を、反射性光学素子、屈折性光学素子、及び回折性光学素子のうちの少なくとも1つを使用して収集するステップと、
収集された前記光の少なくとも一部を光検出器上に集束させるステップと
を更に含む、請求項8に記載の方法。
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