光扫描装置及其控制方法制造方法及图纸

提供即使使扫描范围变化也能够将空间分辨率保持成恒定的光扫描装置(100)。光扫描装置(100)具备：光源(101)，发出光；扫描镜(106)，为利用反射面反射从光源入射的光的扫描镜(106)，能够绕通过反射面内的第1轴以及与第1轴正交且通过反射面内的第2轴分别独立地振动；以及控制部(103)，控制扫描镜(106)的绕第1轴振动的第1频率以及第1振幅以及绕第2轴振动的第2频率以及第2振幅，扫描被扫描镜(106)的反射面反射的光。控制部(103)根据副扫描方向的最大扫描角来控制第2频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光扫描装置及其控制方法
本专利技术涉及光扫描装置及其控制方法，特别涉及能够以高的空间分辨率进行宽范围的扫描的光扫描装置及其控制方法。
技术介绍
向周围发出光而进行扫描的光扫描装置通过与接收该光的受光单元一并被使用而被用作测定距处于装置的周围的物体的距离的测距装置。例如，专利文献1公开了一种车辆用光飞行型测距装置，该车辆用光飞行型测距装置能够在搭载于车辆的测距装置中根据车辆速度等车辆信息来控制扫描范围。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-090268号公报
技术实现思路
但是，在专利文献1中记载了能够通过变更最大扫描角γ来扩大扫描范围的测距装置，但在扩大扫描范围的情况下存在空间分辨率下降这样的问题。因而，本专利技术的目的在于提供在扩大了扫描范围的情况下也能够不使空间分辨率下降地进行光扫描的光扫描装置。本专利技术的一个方案提供一种光扫描装置，具备：光源，发出光；扫描镜，为利用反射面反射从光源入射的光的扫描镜，能够在通过反射面内的第1轴以及与第1轴正交且通过反射面内的第2轴的周围分别独立地振动；以及控制部，控制扫描镜的绕第1轴振动的第1频率以及第1振幅和绕第2轴振动的第2频率以及第2振幅，扫描由扫描镜的反射面反射的光，所述光扫描装置利用从光源发出的光对由主扫描方向的最大扫描角和副扫描方向的最大扫描角规定的扫描范围内进行扫描，所述主扫描方向的最大扫描角根据与第1振幅相应地变化，所述副扫描方向与主扫描方向正交且所述副扫描方向的最大扫描角与第2振幅相应地变化。控制部根据副扫描方向的最大扫描角来控制第2频率。根据本专利技术，能够得到通过根据加速度以及角速度等信息来控制帧速率而能够防止空间分辨率的下降的光扫描装置。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的光扫描装置和搭载有光扫描装置的车辆的示意图。图2是本专利技术的实施方式1的光扫描装置的基板的概略的俯视图。图3是向III－III方向观察图2的基板的2维扫描镜时的概略的剖视图。图4是向IV－IV方向观察图2的基板的加速度传感器时的概略的剖视图。图5是向V－V方向观察图2的基板的加速度传感器时的概略的剖视图。图6是加工前的SOI基板的示意性的剖视图。图7是示出2维扫描镜的反射镜部的倾斜角与被反射镜部反射的光束的行进方向的关系的示意图。图8是示出基于从本专利技术的实施方式1的光扫描装置射出的光束的扫描范围的示意图。图9是示出基于从本专利技术的实施方式1的光扫描装置射出的光束的扫描路径和扫描点的例子的示意图。图10是示出本专利技术的实施方式1的光扫描装置的加速度与最大扫描角的关系的一个例子的曲线图。图11是示出加速时的基于现有技术的测距装置的扫描路径和扫描点的示意图。图12是示出减速时的基于现有技术的测距装置的扫描路径和扫描点的示意图。图13是示出不使空间分辨率恶化而与加速度相应地变更驱动频率(帧速率)的方法的流程图。图14是示出基于本专利技术的实施方式1的光扫描装置的扫描路径和扫描点的示意图。图15是示出不使空间分辨率恶化而与加速度相应地变更最大扫描角的方法的流程图。图16是示出本专利技术的实施方式1的光扫描装置的加速度与驱动频率(帧速率)的关系的一个例子的曲线图。图17是示出本专利技术的实施方式1的第1变形例的光扫描装置的结构的示意图。图18是示出本专利技术的实施方式1的第2变形例的光扫描装置的结构的示意图。图19是示出本专利技术的实施方式2的光扫描装置的结构的示意图。图20是示出本专利技术的实施方式2的光扫描装置的角速度与最大扫描角的关系的一个例子的曲线图。图21是示出直线前进时的基于现有技术的测距装置的扫描路径和扫描点的示意图。图22是示出转弯时的基于现有技术的测距装置的扫描路径和扫描点的示意图。图23是示出不使空间分辨率恶化而与角速度相应地变更驱动频率(帧速率)的方法的流程图。图24是示出基于本专利技术的实施方式2的光扫描装置的扫描路径和扫描点的示意图。图25是示出本专利技术的实施方式3的光扫描装置的结构的示意图。图26是本专利技术的实施方式3的光扫描装置的基板的概略的俯视图。图27是向XXV－XXV方向观察图26的基板的2维扫描镜时的概略的剖视图。图28是示出从本专利技术的实施方式3的光扫描装置射出的光束的光轴的示意图。图29是示出搭载有本专利技术的实施方式3的光扫描装置的车辆的示意图。图30是示出基于本专利技术的实施方式3的光扫描装置的扫描路径和扫描点的示意图。图31是示出不使振幅变化的频率(帧速率)变化而从图30使最大扫描角增加的情况下的基于本专利技术的实施方式3的光扫描装置的扫描路径和扫描点的示意图。图32是示出不使空间分辨率恶化而与加速度相应地变更振幅变化的频率(帧速率)的方法的流程图。图33是示出基于本专利技术的实施方式3的光扫描装置的扫描路径和扫描点的示意图。图34是示出本专利技术的实施方式4的光扫描装置的结构的示意图。图35是示出本专利技术的实施方式4的光扫描装置的速度与最大扫描角的关系的一个例子的曲线图。图36是示出不使空间分辨率恶化而与速度相应地变更驱动频率的方法的流程图。(符号说明)100、200、300、400：光扫描装置；101：光源；102：基板；103：控制部；104：分束器；105：加速度传感器；106：2维扫描镜；109：固定镜；111：反射镜部；113：框架；115：反射膜；120：梁；121：绝缘膜；122：第1电极；123：压电膜；124：第2电极；125：梁基部；131：惯性质量体；132：梁；133：梳齿电极；134：固定梳齿电极；135：可动梳齿电极；140：SOI基板；141：支承层；142：绝缘层；143：活性层；150：车辆；202：基板；207：角速度传感器；302：基板；306：2维扫描镜；308：扫描角变换单元；321～324：梁；350：车辆。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式的光扫描装置。在各实施方式中，对相同的结构附加相同的符号，省略说明。实施方式1.图1是示出整体用100表示的本专利技术的实施方式1的光扫描装置和搭载有光扫描装置100的车辆150的示意图。如图1所示，光扫描装置100典型而言搭载于汽车等车辆150。光扫描装置100具备：光源101，射出束状的激光(以下，称为“光束”。)；分束器104，从光源101射出的光束入射到该分束器104，该分束器104使入射的光的一部分透过并反射另一部分；以及基板102，从光源101射出的光束经由分束器104入射到该基板102。基板102具备：加速度传感器105，用于检测光扫描装置100的加速度；以及2维扫描镜106，能够改变入射的光束的光轴的方向。光扫描装置100还具备控制部103，该控制部103根据由加速度传感器105检测到的加速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光扫描装置，具备：/n光源，发出光；/n扫描镜，为利用反射面反射从所述光源入射的光的扫描镜，能够绕通过所述反射面内的第1轴以及与所述第1轴正交且通过所述反射面内的第2轴分别独立地振动；以及/n控制部，控制所述扫描镜的绕所述第1轴振动的第1频率以及第1振幅、和绕所述第2轴振动的第2频率以及第2振幅而扫描被所述扫描镜的反射面反射的光，/n所述光扫描装置利用从所述光源发出的光对由主扫描方向的最大扫描角和副扫描方向的最大扫描角规定的扫描范围内进行扫描，所述主扫描方向的最大扫描角与所述第1振幅相应地变化，所述副扫描方向与所述主扫描方向正交且所述副扫描方向的最大扫描角与所述第2振幅相应地变化，其中，/n所述控制部根据所述副扫描方向的最大扫描角，控制所述第2频率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180313 JP 2018-0457741.一种光扫描装置，具备：
光源，发出光；
扫描镜，为利用反射面反射从所述光源入射的光的扫描镜，能够绕通过所述反射面内的第1轴以及与所述第1轴正交且通过所述反射面内的第2轴分别独立地振动；以及
控制部，控制所述扫描镜的绕所述第1轴振动的第1频率以及第1振幅、和绕所述第2轴振动的第2频率以及第2振幅而扫描被所述扫描镜的反射面反射的光，
所述光扫描装置利用从所述光源发出的光对由主扫描方向的最大扫描角和副扫描方向的最大扫描角规定的扫描范围内进行扫描，所述主扫描方向的最大扫描角与所述第1振幅相应地变化，所述副扫描方向与所述主扫描方向正交且所述副扫描方向的最大扫描角与所述第2振幅相应地变化，其中，
所述控制部根据所述副扫描方向的最大扫描角，控制所述第2频率。


2.根据权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，
所述控制部控制所述第2频率，并且根据所述第2频率来控制所述第2振幅，从而控制所述副扫描方向的最大扫描角。


3.根据权利要求1或者2所述的光扫描装置，其特征在于，
所述控制部以使所述第2频率与所述副扫描方向的最大扫描角之积成为恒定的方式，控制所述第2频率或者所述副扫描方向的最大扫描角。


4.根据权利要求3所述的光扫描装置，其特征在于，
所述第2频率与所述副扫描方向的最大扫描角的所述积等于所述第1频率与邻接的主扫描线间的角度间隔即空间分辨率之积。


5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的光扫描装置，其特征在于，
以使通过所述第1轴与所述第2轴的交点的所述扫描镜的所述反射面的法线进行以所述交点为中心的岁差运动的方式，调整所述扫描镜的绕所述第1轴振动的相位和绕所述第2轴振动的相位。


6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的光扫描装置，其特征在于，
所述副扫描方向的最大扫描角为360°。


7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的光扫描装置，其特征在于，
所述光扫描装置还具备扫描角变换单元，该扫描角变换单元进一步反射由所述扫描镜反射的光。


8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的光扫描装置，其特征在于，
所述控制部将所述第1频率的值设定为与所述扫描镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤恭彦，绀野伸显，平田善明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP