JP7422313B2 - ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ - Google Patents
ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7422313B2 JP7422313B2 JP2020562375A JP2020562375A JP7422313B2 JP 7422313 B2 JP7422313 B2 JP 7422313B2 JP 2020562375 A JP2020562375 A JP 2020562375A JP 2020562375 A JP2020562375 A JP 2020562375A JP 7422313 B2 JP7422313 B2 JP 7422313B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser light
- line beam
- optical system
- cylindrical lens
- scanning optical
- 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.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 102
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/484—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
受光素子22としてX軸方向に画素が並ぶライセンサが用いられてもよい。この場合は、ラインビームの動きに同期して、検出対象となる物体のY位置が特定される。
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
たとえば、上記実施形態では、図2(a)~(c)に示したように、各レーザ光源11aが1つの発光領域117を有したが、各レーザ光源11aがファスト軸方向に複数の発光領域117を備えてもよい。
上記実施形態では、図9(a)に示すように、光偏向器14に配置されるミラー14aとして、円形のミラーが用いられ得る。ここでは、光偏向器14がMEMSミラーにより構成されている。この場合、光偏向器14は、平面視において正方形の支持部14bと、支持部14bの周囲を囲む枠部14cと、支持部14bの対向する辺の中間位置において支持部14bと枠部14cとを連結する梁部14dとを備える。支持部14bの上面に、ミラー14aが設置される。支持部14bは、図示しない駆動部によって、2つの梁部14dを軸として回動する。2つの梁部14dを結ぶ軸が、支持部14bおよびミラー14aの回転軸R1となる。ビームは、破線矢印の方向にミラー14aに入射する。
上記実施形態では、ラインビームB10の角度ピッチθpが一定となるように、スロー軸シリンドリカルレンズ13のレンズ面13aが構成されたが、図11に示すように、投射平面P0におけるレーザ光間の幅ピッチDpが一定となるように、スロー軸シリンドリカルレンズ13が構成されてもよい。投射平面P0は、ラインビームB10の中心を通る軸A0(スロー軸シリンドリカルレンズ13の光軸)に対して垂直な平面である。
上記実施形態では、レーザ光源11aとして端面発光型のレーザダイオードが用いられたが、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)等の面発光型のレーザ光源が直線状またはマトリクス状に並ぶ光源アレイ11が用いられてもよい。
10 … ラインビーム走査光学系
11a … レーザ光源
12 … ファスト軸シリンドリカルレンズ(第1のシリンドリカルレンズ)
13 … スロー軸シリンドリカルレンズ(第2のシリンドリカルレンズ)
14 … 光偏向器
14a、14e … ミラー
20 … 受光光学系
117 … 発光領域
118a … ファスト軸
118b … スロー軸
Claims (12)
- 一方向に長いラインビームを生成してその短辺方向に前記ラインビームを走査させるラインビーム走査光学系であって、
前記ラインビームの長辺に対応する方向に並べて配置された複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射するミラーを変位させて前記短辺方向に前記ラインビームを偏向させる光偏向器と、
前記複数のレーザ光源から出射された前記レーザ光を前記レーザ光源の並び方向に垂直な方向において略平行光に収束させて前記ミラーに入射させる第1のシリンドリカルレンズと、
前記複数のレーザ光源から出射された前記レーザ光を前記レーザ光源の並び方向に集光して前記ミラーに入射させる第2のシリンドリカルレンズと、を備え、
前記複数のレーザ光源は、前記ラインビームの長辺方向における強度分布が均一化されるように、前記第2のシリンドリカルレンズの前記レーザ光源側の焦点位置から外れた位置に配置される、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。 - 請求項1に記載のラインビーム走査光学系において、
前記第2のシリンドリカルレンズは、前記第2のシリンドリカルレンズを透過した前記レーザ光間の角度ピッチを均一化する、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項2に記載のラインビーム走査光学系において、
前記角度ピッチが、前記各レーザ光源から出射された前記レーザ光の前記第2のシリンドリカルレンズを透過した後の半値全幅に対応する範囲の角度以下となる位置に、前記複数のレーザ光源が配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1に記載のラインビーム走査光学系において、
前記第2のシリンドリカルレンズは、前記第2のシリンドリカルレンズを透過した前記レーザ光間の投射平面における幅ピッチを均一化する、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項4に記載のラインビーム走査光学系において、
前記幅ピッチが、前記各レーザ光源から出射された前記レーザ光の前記第2のシリンドリカルレンズを透過した後の半値全幅以下となる位置に、前記複数のレーザ光源が配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1ないし5の何れか一項に記載のラインビーム走査光学系において、
前記複数のレーザ光源は、前記焦点位置よりも前記第2のシリンドリカルレンズから離れた位置に配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1ないし6の何れか一項に記載のラインビーム走査光学系において、
前記各レーザ光源は、端面発光型の半導体レーザであって、スロー軸方向に並ぶように配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1ないし7の何れか一項に記載のラインビーム走査光学系において、
前記ミラーは、前記第2のシリンドリカルレンズの焦点位置付近に配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1ないし8の何れか一項に記載のラインビーム走査光学系において、
前記各レーザ光源は、前記並び方向に垂直な方向に複数の発光領域を備え、前記発光領域間の間隔が、前記レーザ光源間の間隔より小さい、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1ないし9の何れか一項に記載のラインビーム走査光学系において、
前記ミラーは、一方向に長い形状を有し、前記形状の長手方向が前記並び方向に対応する方向に平行となるように配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
- 請求項1ないし10の何れか一項に記載のラインビーム走査光学系と、
前記ラインビーム走査光学系から投射されたレーザ光の物体からの反射光を受光する受光光学系と、を備える、
ことを特徴とするレーザレーダ。
- 一方向に長いラインビームを生成してその短辺方向に前記ラインビームを走査させるラインビーム走査光学系であって、
前記ラインビームの長辺に対応する方向に並べて配置された複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射するミラーを変位させて前記短辺方向に前記ラインビームを偏向させる光偏向器と、
前記複数のレーザ光源から出射された前記レーザ光を前記レーザ光源の並び方向に垂直な方向において略平行光に収束させて前記ミラーに入射させる第1のシリンドリカルレンズと、
前記複数のレーザ光源からそれぞれ出射された複数の前記レーザ光が互いに接近するよう前記複数のレーザ光を前記レーザ光源の並び方向に集光して前記ミラーに入射させる第2のシリンドリカルレンズと、を備え、
前記ミラーは、一方向に長い形状を有し、前記形状の長手方向が前記並び方向に対応する方向に平行となるように、前記第2のシリンドリカルレンズの焦点位置付近に配置されている、
ことを特徴とするラインビーム走査光学系。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018243644 | 2018-12-26 | ||
JP2018243644 | 2018-12-26 | ||
PCT/JP2019/039648 WO2020137079A1 (ja) | 2018-12-26 | 2019-10-08 | ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020137079A1 JPWO2020137079A1 (ja) | 2021-11-11 |
JPWO2020137079A5 JPWO2020137079A5 (ja) | 2022-06-13 |
JP7422313B2 true JP7422313B2 (ja) | 2024-01-26 |
Family
ID=71126243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020562375A Active JP7422313B2 (ja) | 2018-12-26 | 2019-10-08 | ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11619742B2 (ja) |
JP (1) | JP7422313B2 (ja) |
WO (1) | WO2020137079A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111856481B (zh) * | 2020-07-29 | 2021-07-06 | 杭州视光半导体科技有限公司 | 一种扫描器以及应用该扫描器的同轴和非同轴雷达系统 |
US20220043124A1 (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | Uatc, Llc | Light Detection and Ranging (LIDAR) System Having Transmit Optics for Pre-Collimation Steering |
CN112444796B (zh) * | 2020-11-17 | 2023-09-08 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种振镜和激光雷达 |
JPWO2022153849A1 (ja) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | ||
CN115079201A (zh) * | 2021-03-10 | 2022-09-20 | 中强光电股份有限公司 | 光学扫描系统 |
JP7258115B1 (ja) | 2021-12-24 | 2023-04-14 | 株式会社ライトショー・テクノロジー | 投射型表示装置 |
CN114967162A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-30 | 西安炬光科技股份有限公司 | 光学整形模组、装置及激光雷达系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218054A (ja) | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザビーム長尺化装置 |
WO2017110121A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 | ラインビーム光源およびラインビーム照射装置ならびにレーザリフトオフ方法 |
JP2020034310A (ja) | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 株式会社リコー | 光学装置、計測装置、ロボット、電子機器、移動体、および造形装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5153768A (en) * | 1990-03-08 | 1992-10-06 | Xerox Corporation | Multiple wavelength, multiple diode laser ROS |
JP3330624B2 (ja) | 1992-01-29 | 2002-09-30 | マツダ株式会社 | 車両の障害物検出装置 |
JPH10325872A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 光レーダ装置 |
JP4080608B2 (ja) * | 1998-09-25 | 2008-04-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ光源装置 |
US6959870B2 (en) * | 1999-06-07 | 2005-11-01 | Metrologic Instruments, Inc. | Planar LED-based illumination array (PLIA) chips |
JP5082316B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2012-11-28 | 株式会社ジェイテクト | 集光ブロック |
JP6326760B2 (ja) * | 2012-12-10 | 2018-05-23 | 株式会社リコー | 画像記録システム及び画像記録方法 |
JP2016091572A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | ホログラム再生装置、ホログラム再生方法 |
JP6250080B2 (ja) | 2016-02-25 | 2017-12-20 | 三菱重工業株式会社 | レーザレーダ装置及び走行体 |
JP6675951B2 (ja) * | 2016-08-08 | 2020-04-08 | 三菱電機株式会社 | ビーム整形装置 |
-
2019
- 2019-10-08 JP JP2020562375A patent/JP7422313B2/ja active Active
- 2019-10-08 WO PCT/JP2019/039648 patent/WO2020137079A1/ja active Application Filing
-
2021
- 2021-05-12 US US17/318,971 patent/US11619742B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218054A (ja) | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザビーム長尺化装置 |
WO2017110121A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 | ラインビーム光源およびラインビーム照射装置ならびにレーザリフトオフ方法 |
JP2020034310A (ja) | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 株式会社リコー | 光学装置、計測装置、ロボット、電子機器、移動体、および造形装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11619742B2 (en) | 2023-04-04 |
WO2020137079A1 (ja) | 2020-07-02 |
JPWO2020137079A1 (ja) | 2021-11-11 |
US20210278542A1 (en) | 2021-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7422313B2 (ja) | ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ | |
JP6025014B2 (ja) | 距離測定装置 | |
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 | |
US4826269A (en) | Diode laser arrangement forming bright image | |
US7826117B2 (en) | Beam irradiation apparatus | |
US6494371B1 (en) | Diode-laser light projector for illuminating a linear array of light modulators | |
US9348137B2 (en) | Optical scanning apparatus, system and method | |
US11555990B2 (en) | Laser radar | |
KR101120487B1 (ko) | 멀티빔 주사 장치 | |
WO2019108752A2 (en) | Optical designs and detector designs for improved resolution in lidar systems | |
JP4965935B2 (ja) | 光偏向器、光走査装置及び走査型画像表示装置 | |
JP2014020889A (ja) | 物体検出装置 | |
WO2020116078A1 (ja) | レーザレーダ | |
KR101399985B1 (ko) | 실린더형 광학계를 이용한 레이저 빔의 포컬 스폿 사이즈 조절 장치 | |
CN111164450A (zh) | 用于根据激光雷达原理的距离测量设备的光学装置 | |
WO2021192601A1 (ja) | ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ | |
WO2021240978A1 (ja) | ビーム走査光学系およびレーザレーダ | |
CN114488080A (zh) | 匀光片、可用于激光雷达的光发射单元和激光雷达 | |
KR20220122925A (ko) | 디퓨저 기기 | |
WO2015137125A1 (ja) | ビーム露光装置 | |
JP2021067895A (ja) | レーザスキャニング装置 | |
WO2022153849A1 (ja) | ラインビーム走査光学系およびレーザレーダ | |
WO2023139645A1 (ja) | 光ビーム走査装置及び測距装置 | |
JP2811988B2 (ja) | 画像形成装置における光走査装置 | |
JPH08309574A (ja) | レーザ光源およびレーザ描画装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220603 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230829 |
|
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: 20231212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231227 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7422313 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |