投射光学系统和物体检测装置制造方法及图纸

本申请涉及投射光学系统和物体检测装置。具体地，一种投射光学系统包括：激光二极管；激光二极管模块，该激光二极管模块具有一行排列的多个激光二极管；光投射镜头，该光投射镜头调节从各激光二极管发出的光的展开；以及光偏转器，该光偏转器使通过光投射镜头后的光偏转，并把偏转后的光照射至对象物。激光二极管发光，使得光在第一方向上以第一角度展开，并且在第二方向上以第二角度展开，第二角度比第一角度宽，并且第二方向与第一方向垂直。激光二极管模块被布置为使得其排列方向与第一方向一致，并且激光二极管模块沿着第二方向放置，且在第一方向上彼此错开。光投射镜头被布置为与激光二极管模块对应。

Projective optical system and object detection device

This application involves the projective optical system and the object detection device. Specifically, a projection optical system includes: a laser diode; laser diode module, the laser diode module has a row of multiple laser diode; light projection lens, the light emitted from the laser diode lens to adjust the light; and light deflection device, the optical deflector makes deflection of light by light after the projection lens, and the light irradiation to the object after the deflection. The laser diode luminescence makes the light expand at the first angle in the first direction, and expands in second directions in the second direction. The second angle is wider than the first angle, and the second direction is perpendicular to the first direction. The laser diode module is arranged to make the alignment direction consistent with the first direction, and the laser diode module is placed in second directions and staggered in the first direction. The optical projection lens is arranged to correspond to the laser diode module.

【技术实现步骤摘要】
投射光学系统和物体检测装置相关申请的交叉引用本申请基于2016年10月4日在日本专利局提交的日本专利申请第2016-196111号，此处以引证的方式将该申请的整个内容并入。
本公开涉及具有多个激光二极管的投射光学系统和包括该投射光学系统的物体(object)检测装置。
技术介绍
例如，诸如用于车载的激光雷达的物体检测装置包括：投射光学系统，该投射光学系统投射光；光接收光学系统，该光接收光学系统接收被投射并被对象物反射的光；等等。如在JPH07-183621A、JP2014-32149A、JP2014-235075A、JP2015-137951A、JP2004-146720A、JPH09-232677A、JP2014-154851A以及JP2016-115767A中公开的，一种投射光学系统包括：作为光源的激光二极管，和调节从激光二极管发出的光的展开的光学部件(诸如光投射镜头)。光接收光学系统包括光接收元件，该光接收元件接收从投射光学系统投射并被对象物反射的光；等等。另外，如在JP2014-32149A、JP2014-235075A以及JP2015-137951A中公开的，还存在包括光偏转器的投射光学系统和光接收光学系统，该光偏转器使通过光投射镜头后的光偏转并将偏转后光投射到对象物上，并且使从对象物反射的光偏转并允许经偏转光进入光接收元件。物体检测装置基于从光接收元件输出的光接收信号来确定是否存在对象物。另外，还存在物体检测装置，该物体检测装置基于例如从激光二极管发光的时间直到光接收元件接收从对象物反射的光为止的时间段，来检测从物体检测装置到对象物的距离。例如，为了扩大对象物检测范围或为了提高检测精度，多个激光二极管用作光源。还存在内部多个激光二极管沿一个方向排列的模块(例如，JPH07-183621A、JP2015-137951A、JP2004-146720A、JPH09-232677A、JP2014-154851A以及JP2016-115767A)。另外，还存在内部这种多个激光二极管模块沿一个方向堆叠在彼此顶部上的装置(例如，JP2004-146720A、JP2014-154851A以及JP2016-115767A)。此外，存在包括冷却从激光二极管生成的热量的冷却结构的激光二极管模块(例如，JP2004-146720A、JPH09-232677A、JP2014-154851A以及JP2016-115767A)。在JP2014-32149A、JP2014-235075A以及JP2015-137951A中，多个激光二极管沿与光偏转器偏转并扫描光的方向垂直的上下方向(例如，车身的上下方向)并排布置。一些激光二极管具有以下特性：在与所发的光的光轴垂直的平面内，所发的光在一个方向上以窄角展开，并且在与该一个方向垂直的方向上以广角展开(例如，JP2014-32149A)。当多个激光二极管或多个激光二极管模块用作光源时，如果激光二极管或激光二极管模块在一个方向(诸如上下方向)上布置成行，则投射光学系统或物体检测装置在一个方向上尺寸增大。
技术实现思路
本公开的目的是实现包括多个激光二极管或激光二极管模块的投射光学系统和物体检测装置的小型化。根据本公开的一个或更多个实施方式的投射光学系统包括：激光二极管，该激光二极管是光源；激光二极管模块，该激光二极管模块具有排列成行的多个激光二极管；光投射镜头，该光投射镜头被配置为调节从各个激光二极管发出的光的展开；以及光偏转器，该光偏转器被配置为使通过光投射镜头后的光偏转，并把偏转后的光照射至对象物。另外，根据本公开的一个或更多个实施方式的物体检测装置除了包括以上所描述的投射光学系统之外，还包括光接收元件，该光接收元件被配置为接收从光偏转器投射的且被对象物反射的光，并且物体检测装置基于从光接收元件输出的光接收信号来检测是否该对象物。然后，激光二极管发光，使得光在第一方向上以第一角度展开，并且在第二方向上以第二角度展开，第二角度比第一角度宽，并且第二方向与第一方向垂直。多个激光二极管模块被布置为使得激光二极管的排列方向与第一方向一致，并且激光二极管模块在第二方向上并排，且在第一方向上彼此错开。多个光投射镜头被布置为使得光投射镜头与激光二极管模块分别对应。根据以上描述，激光二极管模块被布置为使得多个激光二极管在第一方向上并排，并且这种多个激光二极管模块被布置为在与第一方向垂直的第二方向上并排，并在第一方向上彼此错开。因此，减小在第一方向上的所占用的空间，这使得与多个激光二极管和多个激光二极管模块在第一方向上并排布置的情况相比，能够实现投射光学系统和物体检测装置在第一方向上的小型化。另外，多个激光二极管在第一方向上排列成行，从激光二极管发出的光的展开角在第一方向上比第二方向窄。由此，不仅可以在第二方向上确保宽对象物检测范围，还在第一方向上确保宽对象物检测范围。此外，多个光投射镜头被布置为使得光投射镜头与多个激光二极管模块分别对应。由此，可以由对应的光投射镜头容易地调节从各激光二极管模块中的各激光二极管发出的光的展开。在本公开的一个或更多个实施方式中，在上述描述中，还可以包括基板，该基板具有前表面和后表面，激光二极管模块中的一个激光二极管模块安装在前表面上，并且激光二极管模块中的另一个激光二极管模块安装在后表面上。即，多个激光二极管模块可以分开地安装在一个基板的两个表面上。另外，在本公开的一个或更多个实施方式中，在上述描述中，多个光投射镜头可以被布置为在第一方向上并排，且在第二方向上彼此错开。根据本公开的一个或更多个实施方式，可以实现包括多个激光二极管或激光二极管模块的投射光学系统和物体检测装置的小型化。附图说明图1是根据本公开的一个或更多个实施方式的物体检测装置的电气配置图；图2是示出了图1的物体检测装置的外观的图；图3是示出了在图1的物体检测装置中包括的光学系统的立体图；图4A和图4B是示出了图3的激光二极管(LD)模块的详情的图；图5是图3的LD模块和光投射镜头的放大立体图；以及图6A至图6D是示出了图3的LD模块与光投射镜头之间的位置关系的图。具体实施方式下面将参照附图来描述本公开的实施方式。在附图中，相同或等效的部件由相同的附图标记来指定。在本公开的实施方式中，为了提供本专利技术的更彻底理解，阐述大量具体细节。然而，将对本领域普通技术人员明显的是，本专利技术可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，未详细描述公知特征，以避免使本专利技术模糊。首先，将参照图1来描述本公开的一个或更多个实施方式的物体检测装置100的电气配置。图1是物体检测装置100的电气配置图。物体检测装置100是用于车载的激光雷达。控制器1由CPU等组成，并且控制物体检测装置100的各单元的操作。设置两个激光二极管(LD：laserdiode)模块2A和2B。各个LD模块2A和2B被封装。各个LD模块2A和2B包括四个激光二极管(LD)。各LD是发出高功率光学脉冲的光源。充电电路3A和3B设置为与LD模块2A和2B一一对应。控制器1允许充电电路3A和3B对在它们对应的LD模块2A和2B中的各LD充电，使得LD可以发光。另外，控制器1允许LD模块2A和2B中的各LD发光，以将光投射到对象物(诸如人或物体)上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投射光学系统，该投射光学系统包括：激光二极管，该激光二极管是光源；激光二极管模块，该激光二极管模块具有排列成行的多个所述激光二极管；光投射镜头，该光投射镜头被配置为调节从各个所述激光二极管发出的光的展开；以及光偏转器，该光偏转器被配置为使通过所述光投射镜头后的光偏转，并把偏转后的光照射至对象物，其中，所述激光二极管发光，使得所述光在第一方向上以第一角度展开，并且在第二方向上以第二角度展开，所述第二角度比所述第一角度宽，并且所述第二方向与所述第一方向垂直，其中，多个所述激光二极管模块被布置为使得所述激光二极管的排列方向与所述第一方向一致，并且所述激光二极管模块在所述第二方向上并排，且在所述第一方向上彼此错开，并且其中，多个所述光投射镜头被布置为使得所述光投射镜头与所述激光二极管模块分别对应。

【技术特征摘要】
2016.10.04 JP 2016-1961111.一种投射光学系统，该投射光学系统包括：激光二极管，该激光二极管是光源；激光二极管模块，该激光二极管模块具有排列成行的多个所述激光二极管；光投射镜头，该光投射镜头被配置为调节从各个所述激光二极管发出的光的展开；以及光偏转器，该光偏转器被配置为使通过所述光投射镜头后的光偏转，并把偏转后的光照射至对象物，其中，所述激光二极管发光，使得所述光在第一方向上以第一角度展开，并且在第二方向上以第二角度展开，所述第二角度比所述第一角度宽，并且所述第二方向与所述第一方向垂直，其中，多个所述激光二极管模块被布置为使得所述激光二极管的排列方向与所述第一方向一致，并且所述激光二极管模块在所述第二方向上并排，且在所述第一方向上彼此错开，并且其中，多个所述光投射镜头被布置为使得所述光投射镜头与所述激光二极管模块分别对应。2.根据权利要求1所述的投射光学系统，其中，多个所述激光二极管模块分开地安装在一个基板的两个表面上。3.根据权利要求1或2所述的投射光学系统，其中，所述光投射镜头被布置为在所述第一方向上并排，且在所述第二方向上彼此错开。4.一种物体检测装置，该物体检测装置包括：激光二极管，该激光二极管是光源；激光二极管模...

【专利技术属性】
技术研发人员：横田求，一柳星文，宫崎秀德，安木秀之，
申请(专利权)人：欧姆龙汽车电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP