线射束扫描光学系统以及激光雷达技术方案

本发明专利技术提供一种线射束扫描光学系统以及激光雷达。线射束扫描光学系统(10)具备：激光光源(11a)；光偏转器(15)，具有反射镜(15a)；慢轴柱面透镜(14)，将激光聚光于线射束(B10)的长边方向并使其入射到反射镜(15a)；和导光件(13)，配置在激光光源(11a)与慢轴柱面透镜(14)之间，入射从激光光源(11a)射出的激光。导光件(13)具有在线射束(B10)的长边方向上对置的两个面(13a、13b)，在两个面(13a、13b)使激光反射，在将激光封闭到导光件(13)的内部的同时使混合后的激光入射到慢轴柱面透镜(14)。使混合后的激光入射到慢轴柱面透镜(14)。使混合后的激光入射到慢轴柱面透镜(14)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线射束扫描光学系统以及激光雷达


[0001]本专利技术涉及使线射束扫描的线射束扫描光学系统、以及使用该线射束扫描光学系统来检测物体的激光雷达。

技术介绍

[0002]以往，使用激光来检测物体的激光雷达在各种领域中已开发。例如，在车载用的激光雷达中，从车辆前方投射激光，基于该反射光的有无来判别在车辆前方是否存在人或车辆等物体。此外，基于激光的投射时刻和反射光的受光时刻来计测到物体的距离。
[0003]在以下的专利文献1中，公开了一种使线状的射束在短边方向上扫描来检测车辆前方的物体的激光雷达。在该激光雷达中，多个激光光源呈直线状排列，由此提高了线射束的辐射能量。从多个激光光源射出的激光通过第1柱面透镜而在与激光光源的排列方向垂直的方向上分别被平行光化，进而，通过第2柱面透镜而聚光到光偏转器的反射镜。被反射镜反射后的激光在激光光源的排列方向上扩展。由此，形成在长边方向上扩展的线射束。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2020/137079号

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]在上述专利文献1记载的结构中，越是增加呈直线状排列的激光光源的数量或者越是扩展多个光源间的间隔，越能够扩展激光相对于第2柱面透镜的入射区域，通过使远离第2柱面透镜的光轴的折射力高的外周区域作用于激光，从而能够扩展线射束的扩展角。另一方面，在激光雷达中，从结构的简化以及小型化、成本的降低等观点出发，还有时要求削减激光光源的数量、缩减多个光源的间隔。此外，为了在线射束进行扫描的全部范围内，适当且可靠地检测距光源为等距离地存在的物体，希望在线射束的长边方向上光强度是均匀的。
[0009]鉴于该问题，本专利技术的目的在于，提供一种即使在所配置的激光光源的数量少的情况、存在发光区域的范围窄的情况下也能够同时实现线射束的广角化以及光强度的均匀化的线射束扫描光学系统以及激光雷达。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011]本专利技术的第1方式涉及一种生成在一个方向上长的线射束并使所述线射束在其短边方向上扫描的线射束扫描光学系统。该方式涉及的线射束扫描光学系统具备：至少一个激光光源；光偏转器，具有使所述线射束在所述短边方向上偏转的反射镜；透镜，将从所述激光光源射出的激光至少聚光于所述线射束的长边方向并使其入射到所述反射镜；和导光件，配置在所述激光光源与所述透镜之间，入射从所述激光光源射出的所述激光。所述导光件具有在所述线射束的长边方向上对置的两个面，在所述两个面使所述激光反射，在将所
述激光封闭到所述导光件的内部的同时使混合后的所述激光入射到所述透镜。
[0012]根据本方式涉及的线射束扫描光学系统，从激光光源射出的激光通过导光件而射束宽度在线射束的长边方向上扩展后入射到透镜。由此，激光在长边方向上以大的聚光角聚光并入射到反射镜，因此能够扩大被反射镜反射后的激光的扩展角。此外，激光通过在导光件的相互对置的面反复反射而被混合，从而长边方向上的强度分布被均匀化。因而，根据本方式涉及的线射束扫描光学系统，即使在所配置的激光光源的数量少的情况下，也能够同时实现线射束的广角化以及辐射强度分布的均匀化。
[0013]本专利技术的第2方式涉及一种激光雷达。该方式涉及的激光雷达具备：上述第1方式涉及的线射束扫描光学系统、和对从所述线射束扫描光学系统投射的激光的从物体的反射光进行受光的受光光学系统。
[0014]根据本方式涉及的激光雷达，由于具备第1方式涉及的线射束扫描光学系统，因此即使在削减了所配置的激光光源的数量的情况下，也能够同时实现线射束的广角化以及辐射强度分布的均匀化。
[0015]专利技术效果
[0016]如上所述，根据本专利技术，能够提供一种即使在所配置的激光光源的数量少的情况、存在发光区域的范围窄的情况下也能够同时实现线射束的广角化以及辐射强度分布的均匀化的线射束扫描光学系统以及激光雷达。
[0017]本专利技术的效果或意义根据以下所示的实施方式的说明而变得更明确。不过，以下所示的实施方式终究只是将本专利技术实施化时的一个例示，本专利技术完全不限制于以下的实施方式记载的内容。
附图说明
[0018]图1是示出实施方式涉及的激光雷达的光学系统以及电路部的结构的图。
[0019]图2是示出实施方式涉及的线射束扫描光学系统的结构的立体图。
[0020]图3的(a)以及图3的(b)分别是示出实施方式涉及的激光光源的结构的立体图，图3的(c)是示出实施方式涉及的激光雷达的光源阵列的结构的立体图。
[0021]图4的(a)以及图4的(b)分别是示意性地示出实施方式涉及的扩散光学元件的结构的俯视图以及主视图。
[0022]图5是示意性地示出实施方式涉及的激光雷达的激光的射出状态和目标区域中的线射束的状态的图。
[0023]图6的(a)以及图6的(b)分别是示意性地示出实施方式涉及的导光件的作用的图。
[0024]图7是示出变更例1涉及的线射束扫描光学系统的结构的立体图。
[0025]图8的(a)以及图8的(b)分别是示出变更例1涉及的线射束扫描光学系统10的结构的侧视图以及俯视图。
[0026]图9的(a)以及图9的(b)分别是示出变更例2涉及的线射束扫描光学系统10的结构的侧视图以及俯视图。
[0027]图10的(a)以及图10的(b)分别是示出变更例3涉及的线射束扫描光学系统10的结构例的侧视图。
[0028]图11的(a)以及图11的(b)是示出变更例4涉及的线射束扫描光学系统10的结构的
俯视图以及侧视图。
[0029]图12的(a)以及图12的(b)是示出变更例5涉及的线射束扫描光学系统的结构的俯视图以及侧视图。
[0030]不过，附图是专门用于说明的，并不限定本专利技术的范围。
具体实施方式
[0031]以下，参照图对本专利技术的实施方式进行说明。方便起见，在各图中附记了相互正交的X、Y、Z轴。X轴方向以及Y轴方向分别是从线射束扫描光学系统投射的线射束的长边方向以及短边方向，Z轴正方向是线射束的投射方向。
[0032]图1是示出激光雷达1的光学系统以及电路部的结构的图。图2是示出线射束扫描光学系统10的结构的立体图。
[0033]如图1所示，激光雷达1作为光学系统的结构，具备线射束扫描光学系统10和受光光学系统20。线射束扫描光学系统10生成在一个方向(X轴方向)上长的线射束B10并使线射束B10在其短边方向(Y轴方向)上扫描。受光光学系统20对从线射束扫描光学系统10投射的激光的从物体的反射光进行受光。
[0034]线射束扫描光学系统10具备光源阵列11、快轴柱面透镜12、导光件13、慢轴柱面透镜14、光偏转器15和扩散光学元件16。此外，受光光学系统20具备受光透镜21和受光元件22。
[0035]光源阵列11是集成多个激光光源11a而构成的。例如，在光源阵列11中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种线射束扫描光学系统，生成在一个方向上长的线射束并使所述线射束在其短边方向上扫描，所述线射束扫描光学系统具备：至少一个激光光源；光偏转器，具有使所述线射束在所述短边方向上偏转的反射镜；透镜，将从所述激光光源射出的激光至少聚光于所述线射束的长边方向并使其入射到所述反射镜；和导光件，配置在所述激光光源与所述透镜之间，入射从所述激光光源射出的所述激光，所述导光件具有在所述线射束的长边方向上对置的两个面，在所述两个面使所述激光反射，在将所述激光封闭到所述导光件的内部的同时使混合后的所述激光入射到所述透镜。2.根据权利要求1所述的线射束扫描光学系统，其中，所述透镜将所述激光仅聚光于所述线射束的长边方向，所述线射束扫描光学系统具备：其他透镜，在所述线射束的短边方向上将从所述激光光源射出的所述激光平行光化，所述导光件配置在所述透镜与所述其他透镜之间。3.根据权利要求1或2所述的线射束扫描光学系统，其中，所述导光件具有在所述线射束的短边方向上将光路折弯的其他面。4.根据权利要求3所述的线射束扫描光学系统，其中，所述导光件具有所述两个面以及所述其他面被一体地形成的棱镜。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上公博，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：