JPWO2020250343A1 - 障害物検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1から図5を参照して、実施の形態1の障害物検出装置1を説明する。障害物検出装置1は、光偏向器10と、第1反射ミラー20と、第2反射ミラー30と、受光器36とを主に備える。障害物検出装置1は、第1駆動部24と、ケース4とをさらに備えてもよい。障害物検出装置1は、光源5と、コリメータレンズ8とをさらに備えてもよい。障害物検出装置1は、集光レンズ35をさらに備えてもよい。
光源5は、少なくとも一つの光ビーム6を光偏向器10に向けて出射するように構成されている。光源5から出射される光ビーム6は、例えば、レーザ光であってもよい。光源5は、特に限定されないが、半導体レーザのようなレーザ光源であってもよい。光源5は、ケース4の底板4aに支持されている。光源5は、光ビーム6を、+z方向(例えば、垂直方向)に出射してもよい。光ビームの光軸7は、z軸(例えば、垂直軸)に沿って延在している。
本実施の形態の障害物検出装置1は、光偏向器10と、第1反射ミラー20と、第2反射ミラー30と、受光器36とを主に備える。光偏向器10は、少なくとも一つの光ビーム6を第1軸11まわりに円錐状に走査するように構成されている。第1反射ミラー20は、光偏向器10に対向して配置されており、かつ、第2軸27まわりに回転可能である。第1反射ミラー20は、少なくとも一つの光ビーム6を障害物検出装置1の周囲に向けて反射するように構成されている。第1反射ミラー20の第1ミラー面21は、第1軸11及び第2軸27に対して傾いている。第2反射ミラー30は、第1反射ミラー20に対して光偏向器10から遠位する側に配置されており、かつ、第2軸27まわりに回転可能である。第2反射ミラー30は、第2ミラー面31で、障害物検出装置1の周囲にある物体で拡散反射された少なくとも一つの光ビーム6を受光器36に向けて反射するように構成されている。第2反射ミラー30の第2ミラー面31は、第2軸27に対して第1ミラー面21とは逆方向に傾いている。受光器36は、第2反射ミラー30で反射された少なくとも一つの光ビーム6を受光するように構成されている。第1反射ミラー20と第2反射ミラー30とは、同期して第2軸27まわりに回転される。第2軸27は、第1軸11に同軸である。
図9を参照して、実施の形態2の障害物検出装置1bを説明する。本実施の形態の障害物検出装置1bは、実施の形態1の障害物検出装置1と同様の構成を備えるが、光偏向器10bの構成並びに光源5及びコリメータレンズ8の配置の点で主に異なる。
図10を参照して、実施の形態3の障害物検出装置1cを説明する。本実施の形態の障害物検出装置1cは、実施の形態2の障害物検出装置1bと同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、以下の点で主に異なる。
図11を参照して、実施の形態4の障害物検出装置1dを説明する。本実施の形態の障害物検出装置1dは、実施の形態3の障害物検出装置1cと同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、光偏向器10dの構成の点で主に異なる。
図12を参照して、実施の形態5の障害物検出装置1eを説明する。本実施の形態の障害物検出装置1eは、実施の形態3の障害物検出装置1cと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
図1から図6及び図13を参照して、実施の形態6の障害物検出装置1を説明する。本実施の形態の障害物検出装置1は、実施の形態1の障害物検出装置1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
Claims (13)
- 障害物検出装置であって、
少なくとも一つの光ビームを第1軸まわりに円錐状に走査するように構成されている光偏向器と、
前記光偏向器に対向して配置されており、かつ、第2軸まわりに回転可能である第1反射ミラーと、
前記第1反射ミラーに対して前記光偏向器から遠位する側に配置されており、かつ、前記第2軸まわりに回転可能である第2反射ミラーと、
受光器とを備え、
前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとは同期して前記第2軸まわりに回転駆動され、
前記第1反射ミラーは、前記少なくとも一つの光ビームを前記障害物検出装置の周囲に向けて反射するように構成されており、前記第1反射ミラーの第1ミラー面は、前記第1軸及び前記第2軸に対して傾いており、
前記第2反射ミラーは、前記障害物検出装置の前記周囲にある物体で拡散反射された前記少なくとも一つの光ビームを前記受光器に向けて反射するように構成されており、前記第2反射ミラーの第2ミラー面は、前記第2軸に対して前記第1ミラー面とは逆方向に傾いており、
前記受光器は、前記第2反射ミラーで反射された前記少なくとも一つの光ビームを受光するように構成されており、
前記第2軸は前記第1軸に同軸である、障害物検出装置。 - 前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとを同期して前記第2軸まわりに回転させるように構成されている第1駆動部と、
前記光偏向器と前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーと前記第1駆動部とを収容するケースとをさらに備え、
前記光偏向器と前記第1駆動部とは、互いに独立して前記ケースに取り付けられており、
前記第1駆動部は、第1モータと、前記第1モータに連結されておりかつ前記第2軸まわりに回転可能なシャフトとを含み、
前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとは、前記シャフトに固定されており、
前記第1モータは、前記シャフトを前記第2軸まわりに回転させるように構成されている、請求項1に記載の障害物検出装置。 - 前記第2軸に垂直な平面に射影された前記第1ミラー面の第1法線の第1単位ベクトルは、前記平面に射影された前記第2ミラー面の第2法線の第2単位ベクトルに実質的に平行である、請求項1または請求項2に記載の障害物検出装置。
- 前記第2軸と前記第1ミラー面の第1法線の第1単位ベクトルとの間の第1角度は、前記第2軸と前記第2ミラー面の第2法線の第2単位ベクトルとの間の第2角度に実質的に等しい、請求項1または請求項2に記載の障害物検出装置。
- 前記第2ミラー面は、前記第1ミラー面よりも大きい開口径を有している、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
- 前記光偏向器は、前記第1軸まわりに回転可能なウェッジプリズムと、前記ウェッジプリズムを前記第1軸まわりに回転させるように構成されている第2駆動部とを含む、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
- 前記光偏向器は、回転可能な光偏向ミラーと、前記光偏向ミラーを回転させるように構成されている第2駆動部とを含む、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
- 前記光偏向器は、MEMSミラー部材を含む、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の障害物検出装置。
- 前記MEMSミラー部材の開口径は、前記少なくとも一つの光ビームの直径よりも小さい、請求項8に記載の障害物検出装置。
- 前記少なくとも一つの光ビームは、複数の光ビームであり、
前記MEMSミラー部材は、複数の光ビームをそれぞれ前記第1軸まわりに円錐状に走査するように構成されている複数のMEMSミラーを含み、
前記複数の光ビームが前記複数のMEMSミラーに入射するタイミングは互いに異なっている、請求項8に記載の障害物検出装置。 - 前記光偏向器と前記第1駆動部とを制御するように構成されている制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記光偏向器が前記少なくとも一つの光ビームを第1周波数で前記第1軸まわりに円錐状に走査するように、前記光偏向器を制御しており、
前記制御部は、前記第1駆動部が前記第1反射ミラー及び前記第2反射ミラーを第2周波数で前記第2軸まわりに回転させるように、前記第1駆動部を制御しており、
前記第1周波数は、前記第2周波数よりも大きい、請求項2に記載の障害物検出装置。 - 前記光偏向器は、前記第1ミラー面及び前記第2ミラー面よりも小さな開口径を有している、請求項11に記載の障害物検出装置。
- 前記第1周波数は、前記第2周波数の非整数倍である、請求項11または請求項12に記載の障害物検出装置。
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