WO2023182371A1 - 照明装置、アクティブセンサ、物体識別システム、車両用灯具 - Google Patents

照明装置、アクティブセンサ、物体識別システム、車両用灯具 Download PDF

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light
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和也 本橋
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株式会社小糸製作所
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    • 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
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    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements

Definitions

  • the present disclosure relates to an active sensor, and particularly to a lighting device thereof.
  • An object identification system that senses the position and type of objects around the vehicle is used for autonomous driving and automatic control of headlamp light distribution.
  • the object identification system includes a sensor and a processing unit that analyzes the output of the sensor.
  • the sensor is selected from cameras, LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging), millimeter wave radar, ultrasonic sonar, etc., taking into consideration the application, required accuracy, and cost.
  • Sensors include passive sensors and active sensors.
  • a passive sensor detects the light emitted by an object or the light reflected from the environment by the object, and the sensor itself does not emit light.
  • an active sensor irradiates an object with illumination light and detects the reflected light.
  • An active sensor mainly includes a floodlight (illumination) that irradiates an object with light and a light sensor that detects reflected light from the object. Active sensors have the advantage of being more resistant to external disturbances than passive sensors by matching the wavelength of illumination light with the sensitive wavelength range of the sensor.
  • a laser diode As a light source for illumination light, a laser diode (LD), which has characteristics such as high-speed response, narrow pulse width, and high output, is often used. Since laser light has a high energy density, standards have been established to ensure eye safety (JIS C 6802).
  • the aspect ratio of the light beam emerging from the laser source is significantly different from the aspect ratio of the sensing area of the active sensor, it must be converted to the appropriate aspect ratio by an additional optical system, thus increasing the depth of the optical system, increasing the optical system Problems such as an increase in the number of parts arise.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and one exemplary purpose of a certain aspect thereof is to provide an illumination device that can emit laser light with a desired aspect ratio with a small depth and a small number of parts. be.
  • the illumination device includes a laser light source that emits a laser beam, and an optical system that receives the laser beam and emits illumination light having a predetermined aspect ratio.
  • the optical system includes a first lens having a focal length in the first direction of f1x and a focal length in the second direction of f1y, and a second lens having a focal length in the first direction of f2x and a focal length in the second direction of f2y. and.
  • the spread angle in the first direction of the laser beam emitted from the laser light source is 2 x ⁇ x
  • the spread angle in the second direction of the laser beam is 2 x ⁇ y
  • the distance between the emission surface of the laser light source and the first lens is BF
  • the first When the distance between the lens and the second lens is d, the length of the illumination light emitted from the optical system in the first direction is W, and the length of the illumination light in the second direction is H
  • f1x d ⁇ fx/(fx-BF)
  • f2x d ⁇ BF/(d ⁇ fx ⁇ BF)
  • f1y d ⁇ fy/(fy-BF)
  • f2y d ⁇ BF/(d-fy-BF) satisfy.
  • an illumination device that can emit a laser beam with a desired aspect ratio with a small depth and a small number of parts.
  • FIG. 1 is a diagram showing an active sensor according to an embodiment.
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of the lighting device according to the embodiment.
  • 1 is a diagram showing a vehicle lamp including a lighting device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an in-vehicle sensing system.
  • An illumination device for an active sensor includes a laser light source that emits a laser beam, and an optical system that receives the laser beam and emits illumination light having a predetermined aspect ratio.
  • the optical system includes a first lens having a focal length in the first direction of f1x and a focal length in the second direction of f1y, and a second lens having a focal length in the first direction of f2x and a focal length in the second direction of f2y. and.
  • the spread angle of the laser beam in the first direction is 2 x ⁇ x
  • the spread angle of the laser beam in the second direction is 2 x ⁇ y
  • the distance between the emission surface of the laser light source and the first lens is BF
  • the distance between the first lens and the second lens is
  • the distance between the first lens and the second lens is
  • the length of the output light of the optical system in the first direction is W
  • the length of the illumination light in the second direction is H
  • f1x d ⁇ fx/(fx-BF)
  • f2x d ⁇ BF/(d ⁇ fx ⁇ BF)
  • irradiation light having a desired aspect ratio can be generated using two lenses.
  • An active sensor includes the above-mentioned lighting device and an optical sensor that detects reflected light that is generated by reflecting light emitted from the lighting device from an object.
  • the active sensor may be a TOF (Time Of Flight) camera.
  • TOF Time Of Flight
  • An object identification system includes the above-described active sensor and a processing unit capable of identifying the type of object based on an image obtained by the active sensor.
  • FIG. 1 is a diagram showing an active sensor 100 according to an embodiment.
  • the active sensor 100 is a ToF camera, LIDAR, etc., and includes a lighting device 110, a light sensor 120, and a sensing controller 130.
  • the illumination device 110 irradiates the field of view with illumination light 2.
  • An irradiation range 3 indicates a portion through which the luminous flux of the illumination light 2 passes.
  • the illumination light 2 is substantially parallel light, and the irradiation range 3 has a height H and a width W. Substantially parallel light means that a slight spread is allowed.
  • the object OBJ within the field of view reflects the illumination light 2.
  • Optical sensor 120 detects reflected light 4 from object OBJ.
  • the sensing controller 130 generates a light emission timing signal S1 that instructs the light emission timing of the illumination device 110 and a detection timing signal S2 that instructs the detection timing by the optical sensor 120, and synchronously controls the illumination device 110 and the optical sensor 120.
  • the configuration and processing of the optical sensor 120 and sensing controller 130 may be designed depending on the type of active sensor 100.
  • FIGS. 2(a) and 2(b) are cross-sectional views of the lighting device 110 according to the embodiment.
  • FIG. 2(a) shows a horizontal sectional view seen from above
  • FIG. 2(b) shows a vertical sectional view seen from the side.
  • Illumination device 110 includes a laser light source 112 and an optical system 114.
  • the laser light source 112 emits a laser beam 6.
  • the area of the light emitting portion 113 of the laser light source 112 is sufficiently smaller than the irradiation range 3, and therefore the laser light source 112 can be regarded as a point light source.
  • the laser beam 6 spreads in the first direction (x direction, horizontal direction) with a spread angle of 2 ⁇ x, and in the second direction (y direction, vertical direction) with a spread angle of 2 ⁇ y.
  • ⁇ x ⁇ y or ⁇ x ⁇ y.
  • the optical system 114 receives the laser beam 6 emitted from the laser light source 112 and emits illumination light 2 having a predetermined aspect ratio.
  • the optical system 114 is an anamorphic optical system and includes a first lens L1 and a second lens L2.
  • the first lens L1 has a focal length f1x in the first direction (x direction) and a focal length f1y in the second direction (y direction).
  • the second lens L2 has a focal length of f2x in the first direction (x direction) and a focal length of f2y in the second direction.
  • the spread angle in the first direction (x direction) of the laser beam 6 emitted from the laser light source 112 is 2 ⁇ x
  • the spread angle in the second direction (y direction) of the laser beam 6 is 2 ⁇ y
  • the distance between the emission surface of the laser light source 112 and the first lens L1 is BF
  • the distance between the first lens L1 and the second lens L2 is d.
  • W be the length of the illumination light 2 that is the output light of the optical system 114 in the first direction (x direction)
  • H the length of the illumination light 2 in the second direction (y direction).
  • the optical system 114 will be explained focusing on the first direction.
  • fx be the combined focal length of the optical system 114 in the first direction.
  • W 2 ⁇ fx ⁇ tan( ⁇ x)...(1) becomes.
  • ⁇ x is sufficiently small, tan ⁇ x ⁇ sin ⁇ x holds true, so Equation (2) holds true.
  • W 2 ⁇ fx ⁇ sin( ⁇ x)...(2) Therefore, the composite focal length fx only needs to satisfy equation (3).
  • fx (W/2)/sin ⁇ x...(3)
  • the focal lengths of the first lens L1 and the second lens L2 should satisfy the following formula.
  • f1x d ⁇ fx/(fx-BF)
  • f2x d ⁇ BF/(d ⁇ fx ⁇ BF)
  • f1y d ⁇ fy/(fy-BF)
  • f2y d ⁇ BF/(d ⁇ fy ⁇ BF)
  • the two lenses L1 and L2 can convert the laser beam 6 emitted by the laser light source 112 into illumination light 2 having a desired aspect ratio.
  • the depth of the optical system 114 is determined by the distance BF and the distance d, and in the illumination device 110 of FIG. 2, the focal lengths f1x, f2x, f1y, and f2y can be designed so that BF+d is small. Furthermore, it is possible to select a laser light source 112 with a small light emitting area as the laser light source 112, and there is no need to arrange a plurality of laser light sources 112 on a plane.
  • FIG. 3 is a diagram showing a vehicle lamp 200 including the lighting device 110.
  • the vehicle lamp 200 includes the lighting device 110 described above.
  • the vehicle lamp 200 includes a housing 210, an outer lens 220, high beam and low beam lamp units 230H/230L, and an active sensor 100.
  • the active sensor 100 for example, the optical sensor 120
  • the optical sensor 120 may be installed outside the vehicle lamp 200, for example, on the back side of the rearview mirror.
  • the lighting device 110 in FIG. 2 can be designed to have a small depth BF+d, it can be housed in the headlamp housing 210, which does not have enough space.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the in-vehicle sensing system 300.
  • Sensing system 300 includes active sensor 100 and arithmetic processing unit 310.
  • the active sensor 100 senses the field of view in front of the vehicle. Data indicating the sensing results is supplied to the arithmetic processing unit 310.
  • the arithmetic processing unit 310 is configured to be able to identify the type of object based on the data obtained by the active sensor 100.
  • the arithmetic processing unit 310 can be implemented by a combination of a processor (hardware) such as a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or a microcomputer, and a software program executed by the processor (hardware). Arithmetic processing unit 310 may be a combination of multiple processors. Alternatively, the arithmetic processing unit 310 may be configured only by hardware.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or a microcomputer
  • Arithmetic processing unit 310 may be a combination of multiple processors. Alternatively, the arithmetic processing unit 310 may be configured only by hardware.
  • the information regarding the object OBJ detected by the arithmetic processing unit 310 may be used to control the light distribution of the vehicle lamp. Alternatively, the information regarding the object OBJ detected by the arithmetic processing unit 310 may be used for automatic driving or the like.
  • the present disclosure relates to an active sensor, and particularly to a lighting device thereof.

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Abstract

照明装置１１０はアクティブセンサ１００に使用される。レーザ光源１１２は、レーザビーム６を出射する。光学系１１４は、レーザビーム６を受け、所定のアスペクト比を有する照明光２を出射する。光学系１１４は、第１方向の焦点距離がｆ１ｘ、第２方向の焦点距離がｆ１ｙである第１レンズＬ１および第１方向の焦点距離がｆ２ｘ、第２方向の焦点距離がｆ２ｙである第２レンズＬ２を含む。

Description

照明装置、アクティブセンサ、物体識別システム、車両用灯具
　本開示は、アクティブセンサに関し、特にその照明装置に関する。
　自動運転やヘッドランプの配光の自動制御のために、車両の周囲に存在する物体の位置および種類をセンシングする物体識別システムが利用される。物体識別システムは、センサと、センサの出力を解析する演算処理装置を含む。センサは、カメラ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、超音波ソナーなどの中から、用途、要求精度やコストを考慮して選択される。
　センサには、パッシブセンサとアクティブセンサがある。パッシブセンサは、物体が放射した光、あるいは物体が環境光を反射した光を検出するものであり、センサ自体は、光を放射しない。一方、アクティブセンサは、物体に照明光を照射し、その反射光を検出する。アクティブセンサは、主として、物体に光を照射する投光器（照明）と、物体からの反射光を検出する光センサを備える。アクティブセンサは、照明光の波長とセンサの感度波長域を合わせることで、パッシブセンサよりも外乱に対する耐性を高めることができるという利点を有する。
　照明光の光源としては、高速応答、狭パルス幅、高出力といった特性を有するレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）が使用されることが多い。レーザ光はエネルギー密度が高いため、目に対する安全性を確保するための規格が定められている（JIS C 6802）。
　アクティブセンサとして必要な出力を確保しつつ、目に対する安全を確保するために、アクティブセンサに搭載するレーザ光源の発光面積を大きくせざるを得ない。しかし自動運転などにこれらのアクティブセンサを適用する場合は、アクティブセンサの照明装置を、車両の前面に搭載する必要があり、搭載スペースの都合から、レーザ光源の発光面積あるいは発光部のアスペクト比に制約がかかる。
　レーザ光源から射出する光線のアスペクト比が、アクティブセンサのセンシングエリアのアスペクト比と著しく異なる場合、追加の光学系によって適切なアスペクト比に変換する必要があるため、光学系の奥行の増加、光学系の部品点数の増加などの問題が生ずる。
　本開示は係る課題に鑑みて成されたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、小さい奥行きと少ない部品点数で所望のアスペクト比のレーザ光を照射可能な照明装置の提供にある。
　本開示のある態様は、アクティブセンサ用の照明装置に関する。照明装置は、レーザビームを出射するレーザ光源と、レーザビームを受け、所定のアスペクト比を有する照明光を出射する光学系と、を備える。光学系は、第１方向の焦点距離がｆ１ｘ、第２方向の焦点距離がｆ１ｙである第１レンズと、第１方向の焦点距離がｆ２ｘ、第２方向の焦点距離がｆ２ｙである第２レンズと、を備える。レーザ光源から放射されるレーザビームの第１方向の拡がり角を２×θｘ、レーザビームの第２方向の拡がり角を２×θｙ、レーザ光源の出射面と第１レンズの距離をＢＦ、第１レンズと第２レンズの距離をｄ、光学系から出射される照明光の第１方向の長さをＷ、照明光の第２方向の長さをＨとするとき、
　ｆｘ＝（Ｗ／２）／ｓｉｎθｘ
　ｆｙ＝（Ｈ／２）／ｓｉｎθｙ
　ｆ１ｘ＝ｄ・ｆｘ／（ｆｘ－ＢＦ）
　ｆ２ｘ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｘ－ＢＦ）
　ｆ１ｙ＝ｄ・ｆｙ／（ｆｙ－ＢＦ）　ｆ２ｙ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｙ－ＢＦ）
を満たす。
　なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
　本開示のある態様によれば、小さい奥行きと少ない部品点数で所望のアスペクト比のレーザビームを照射可能な照明装置を提供できる。
実施の形態に係るアクティブセンサを示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の断面図である。 照明装置を備える車両用灯具を示す図である。 車載用センシングシステムを示すブロック図である。
（実施形態の概要）
　本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
　一実施形態に係るアクティブセンサ用の照明装置は、レーザビームを出射するレーザ光源と、レーザビームを受け、所定のアスペクト比を有する照明光を出射する光学系と、を備える。光学系は、第１方向の焦点距離がｆ１ｘ、第２方向の焦点距離がｆ１ｙである第１レンズと、第１方向の焦点距離がｆ２ｘ、第２方向の焦点距離がｆ２ｙである第２レンズと、を備える。レーザビームの第１方向の拡がり角を２×θｘ、レーザビームの第２方向の拡がり角を２×θｙ、レーザ光源の出射面と第１レンズの距離をＢＦ、第１レンズと第２レンズの距離をｄ、光学系の出射光の第１方向の長さをＷ、照明光の第２方向の長さをＨとするとき、
　ｆｘ＝（Ｗ／２）／ｓｉｎθｘ
　ｆｙ＝（Ｈ／２）／ｓｉｎθｙ
　ｆ１ｘ＝ｄ・ｆｘ／（ｆｘ－ＢＦ）
　ｆ２ｘ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｘ－ＢＦ）
　ｆ１ｙ＝ｄ・ｆｙ／（ｆｙ－ＢＦ）
　ｆ２ｙ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｙ－ＢＦ）を満たす。
　この構成によると、２枚のレンズで、所望のアスペクト比を有する照射光を生成できる。
　一実施形態に係るアクティブセンサは、上述の照明装置と、物体が照明装置の出射光を反射した反射光を検出する光センサと、を備える。
　一実施形態において、アクティブセンサは、ＴＯＦ（Time Of Flight）カメラであってもよい。
　一実施形態において、アクティブセンサは、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）であってもよい。
　一実施形態に係る物体識別システムは、上述のアクティブセンサと、アクティブセンサによって得られる画像にもとづいて、物体の種類を識別可能な演算処理装置と、を備える。
（実施形態）
　以下、好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施形態は、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
　図１は、実施の形態に係るアクティブセンサ１００を示す図である。アクティブセンサ１００は、ＴｏＦカメラ、ＬＩＤＡＲなどであり、照明装置１１０、光センサ１２０、センシングコントローラ１３０を備える。
　照明装置１１０は、視野に、照明光２を照射する。照明光２の光束が通過する部分を照射範囲３で示す。照明光２は実質的に平行光であり、照射範囲３は、高さＨ、幅Ｗを有する。実質的に平行光とは、わずかな拡がりは許容する趣旨である。視野内の物体ＯＢＪは、照明光２を反射する。光センサ１２０は、物体ＯＢＪからの反射光４を検出する。
　センシングコントローラ１３０は、照明装置１１０の発光タイミングを指示する発光タイミング信号Ｓ１と、光センサ１２０による検出タイミングを指示する検出タイミング信号Ｓ２を発生し、照明装置１１０と光センサ１２０を同期制御する。
　光センサ１２０およびセンシングコントローラ１３０の構成および処理は、アクティブセンサ１００の種類に応じて設計すればよい。
　図２（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係る照明装置１１０の断面図である。図２（ａ）は、上から見た水平断面図を示し、図２（ｂ）は横から見た垂直断面図を示している。照明装置１１０は、レーザ光源１１２および光学系１１４を備える。
　レーザ光源１１２は、レーザビーム６を出射する。レーザ光源１１２の発光部分１１３の面積は、照射範囲３に比べて十分に小さく、したがってレーザ光源１１２は点光源とみなすことができる。レーザビーム６は、第１方向（ｘ方向、水平方向）に拡がり角２×θｘで拡がり、第２方向（ｙ方向、垂直方向）に拡がり角２×θｙで広がる。θｘ＝θｙであってもよいし、θｘ≠θｙであってもよい。
　光学系１１４は、レーザ光源１１２から放射されるレーザビーム６を受け、所定のアスペクト比を有する照明光２を出射する。光学系１１４は、アナモルフィック光学系であり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２を含む。
　第１レンズＬ１は、第１方向（ｘ方向）の焦点距離がｆ１ｘ、第２方向（ｙ方向）の焦点距離がｆ１ｙである。第２レンズＬ２は、第１方向（ｘ方向）の焦点距離がｆ２ｘ、第２方向の焦点距離がｆ２ｙである。
　レーザ光源１１２から放射されるレーザビーム６の第１方向（ｘ方向）の拡がり角を２×θｘ、レーザビーム６の第２方向（ｙ方向）の拡がり角を２×θｙとする。また、レーザ光源１１２の出射面と第１レンズＬ１の距離をＢＦ、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の距離をｄとする。また光学系１１４の出射光である照明光２の第１方向（ｘ方向）の長さをＷ、照明光２の第２方向（ｙ方向）の長さをＨとする。
　光学系１１４について、第１方向に着目して説明する。
　光学系１１４の第１方向の合成焦点距離をｆｘとする。拡がり角２×θｘで放射されるビームを、合成焦点距離ｆｘの光学系１１４によってコリメートするとき、コリメート後の光の幅は、
　Ｗ＝２×ｆｘ×ｔａｎ（θｘ）　　…（１）
となる。θｘが十分に小さいとき、ｔａｎθｘ≒ｓｉｎθｘが成り立つから、式（２）が成り立つ。
　Ｗ＝２×ｆｘ×ｓｉｎ（θｘ）　　…（２）
　したがって、合成焦点距離ｆｘは、式（３）を満たせばよい。
　ｆｘ＝（Ｗ／２）／ｓｉｎθｘ　　　…（３）
　レンズ間距離がｄであり、焦点距離がｆ１ｘとｆ２ｘである２枚のレンズの合成焦点距離ｆｘは、式（４）で表される。
　１／ｆｘ＝１／ｆ１ｘ＋１／ｆ２ｘ－ｄ／（ｆ１ｘ×ｆ２ｘ）　　　…（４）
　同様にして、光学系１１４の第２方向に着目する。合成焦点距離をｆｙとするとき、ｆｙは式（５）を満たせばよい。
　ｆｙ＝（Ｈ／２）／ｓｉｎθｙ　　　…（５）
　レンズ間距離がｄであり、焦点距離がｆ１ｙとｆ２ｙである２枚のレンズの合成焦点距離ｆｙは、式（６）で表される。
　１／ｆｙ＝１／ｆ１ｙ＋１／ｆ２ｙ－ｄ／（ｆ１ｙ×ｆ２ｙ）　　　…（６）
　また、第１方向と第２方向に関して、レーザ光源１１２の出射面と第１レンズＬ１の距離ＢＦは等しいから、式（７）が成り立つ。
　１／（ｆ１ｘ－ｄ）＋１／ｆ２ｘ＝１／（ｆ１ｙ－ｄ）＋１／ｆ２ｙ＝１／ＢＦ　…（７）
　これらを整理すると、
　ｆｘ＝（Ｗ／２）／ｓｉｎθｘ
　ｆｙ＝（Ｈ／２）／ｓｉｎθｙ
として、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の焦点距離は、以下の式を満たせばよい。
　ｆ１ｘ＝ｄ・ｆｘ／（ｆｘ－ＢＦ）
　ｆ２ｘ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｘ－ＢＦ）
　ｆ１ｙ＝ｄ・ｆｙ／（ｆｙ－ＢＦ）
　ｆ２ｙ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｙ－ＢＦ）
　以上が照明装置１１０の構成である。この照明装置１１０によれば、２枚のレンズＬ１，Ｌ２で、レーザ光源１１２が放射するレーザビーム６を、所望のアスペクト比を有する照明光２に変換することができる。
　ここで光学系１１４の奥行きは、距離ＢＦおよび距離ｄによって決まるところ、図２の照明装置１１０では、ＢＦ＋ｄが小さくなるように、焦点距離ｆ１ｘ、ｆ２ｘ、ｆ１ｙ、ｆ２ｙを設計することができる。またレーザ光源１１２として、発光面積が小さいレーザ光源１１２を選択することが可能であり、複数のレーザ光源１１２を平面上に並べる必要がない。
　図３は、照明装置１１０を備える車両用灯具２００を示す図である。車両用灯具２００は、上述の照明装置１１０を備える。
　車両用灯具２００は、筐体２１０、アウターレンズ２２０、ハイビームおよびロービームの灯具ユニット２３０Ｈ／２３０Ｌおよびアクティブセンサ１００を備える。
　なお、アクティブセンサ１００の一部、たとえば光センサ１２０は、車両用灯具２００の外部、たとえばルームミラーの裏側に設置してもよい。
　上述のように、図２の照明装置１１０は、奥行きＢＦ＋ｄを小さく設計できるため、スペースの余裕がないヘッドランプの筐体２１０内に収容することが可能となる。
　図４は、車載用センシングシステム３００を示すブロック図である。センシングシステム３００は、アクティブセンサ１００および演算処理装置３１０を備える。
　アクティブセンサ１００は、車両前方の視野をセンシングする。センシング結果を示すデータは、演算処理装置３１０に供給される。演算処理装置３１０は、アクティブセンサ１００によって得られるデータにもとづいて、物体の種類を識別可能に構成される。
　演算処理装置３１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）、マイコンなどのプロセッサ（ハードウェア）と、プロセッサ（ハードウェア）が実行するソフトウェアプログラムの組み合わせで実装することができる。演算処理装置３１０は、複数のプロセッサの組み合わせであってもよい。あるいは演算処理装置３１０はハードウェアのみで構成してもよい。
　演算処理装置３１０が検出した物体ＯＢＪに関する情報は、車両用灯具の配光制御に利用してもよい。あるいは、演算処理装置３１０が検出した物体ＯＢＪに関する情報は、自動運転などに利用してもよい。
　本開示に係る実施形態について、具体的な用語を用いて説明したが、この説明は、理解を助けるための例示に過ぎず、本開示あるいは請求の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって規定されるものであり、したがって、ここでは説明しない実施形態、実施例、変形例も、本発明の範囲に含まれる。
　本開示は、アクティブセンサに関し、特にその照明装置に関する。
Ｓ１…発光タイミング信号、Ｓ２…検出タイミング信号、１００…アクティブセンサ、１１０…照明装置、１１２…レーザ光源、１１４…光学系、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、１２０…光センサ、１３０…センシングコントローラ、２００…車両用灯具、３００…センシングシステム、３１０…演算処理装置。

Claims (4)

  1. 　アクティブセンサ用の照明装置であって、
    　レーザビームを出射するレーザ光源と、
    　前記レーザビームを受け、所定のアスペクト比を有する照明光を出射する光学系と、
    　を備え、
    　前記光学系は、
    　第１方向の焦点距離がｆ１ｘ、第２方向の焦点距離がｆ１ｙである第１レンズと、
    　前記第１方向の焦点距離がｆ２ｘ、前記第２方向の焦点距離がｆ２ｙである第２レンズと、
    　を備え、
    　前記レーザ光源から放射される前記レーザビームの前記第１方向の拡がり角を２×θｘ、前記レーザビームの第２方向の拡がり角を２×θｙ、前記レーザ光源の出射面と前記第１レンズの距離をＢＦ、前記第１レンズと前記第２レンズの距離をｄ、前記照明光の前記第１方向の長さをＷ、前記照明光の前記第２方向の長さをＨとするとき、
    　ｆｘ＝（Ｗ／２）／ｓｉｎθｘ
    　ｆｙ＝（Ｈ／２）／ｓｉｎθｙ
    　ｆ１ｘ＝ｄ・ｆｘ／（ｆｘ－ＢＦ）
    　ｆ２ｘ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｘ－ＢＦ）
    　ｆ１ｙ＝ｄ・ｆｙ／（ｆｙ－ＢＦ）
    　ｆ２ｙ＝ｄ・ＢＦ／（ｄ－ｆｙ－ＢＦ）
    を満たすことを特徴とする照明装置。
  2. 　請求項１に記載の照明装置を備えることを特徴とする車両用灯具。
  3. 　請求項１に記載の照明装置と、
    　物体が前記照明装置の出射光を反射した反射光を検出する光センサと、
    　を備えることを特徴とするアクティブセンサ。
  4. 　請求項３に記載のアクティブセンサと、
    　前記アクティブセンサによって得られる画像にもとづいて、物体の種類を識別可能な演算処理装置と、
    　を備えることを特徴とする物体識別システム。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0772311A (ja) * 1993-09-06 1995-03-17 Kansei Corp レーザヘッドの送光レンズ
JP2020003246A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 投光装置
US20200201058A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Exalos Ag Source Module and Optical System For Line-Field Imaging
JP2021504707A (ja) * 2017-11-30 2021-02-15 セプトン テクノロジーズ，インコーポレイテッド ライダーシステムの分解能を向上させるための光学設計および検出器設計

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0772311A (ja) * 1993-09-06 1995-03-17 Kansei Corp レーザヘッドの送光レンズ
JP2021504707A (ja) * 2017-11-30 2021-02-15 セプトン テクノロジーズ，インコーポレイテッド ライダーシステムの分解能を向上させるための光学設計および検出器設計
JP2020003246A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 投光装置
US20200201058A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Exalos Ag Source Module and Optical System For Line-Field Imaging

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