[發(fā)明專利]光束照射裝置以及位置檢測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010129472.9
• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN101833167A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 前納良昭;山口淳
• 申請（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會社;三洋光學(xué)設(shè)計株式會社
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G01S7/481;G01S17/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對目標(biāo)區(qū)域照射激光的光束照射裝置，特別適合應(yīng)用于在激光雷達(dá)中裝載的光束照射裝置。另外，本發(fā)明還涉及一種利用伺服光在光學(xué)上檢測移動部的移動位置的位置檢測裝置。

背景技術(shù)

近年來，為了提高行駛時的安全性，將激光雷達(dá)裝載于家庭用乘用車等，該激光雷達(dá)向行駛方向前方照射激光、并根據(jù)其反射光的狀態(tài)檢測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)有無障礙物或達(dá)到障礙物的距離。一般情況下，激光雷達(dá)使激光在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行掃描，根據(jù)各掃描位置處的反射光的有無檢測各掃描位置有無障礙物，進(jìn)而基于從各掃描位置的激光照射時刻起至接收到反射光時刻的所需時間，檢測到達(dá)該掃描位置處的障礙物的距離。

對于提高激光雷達(dá)的檢測精度，需要使激光在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膾呙瑁硗庑枰‘?dāng)?shù)貦z測激光的各掃描位置。以往作為激光的掃描機(jī)構(gòu)，周知存在使用多面反射鏡的掃描機(jī)構(gòu)、二維驅(qū)動掃描用透鏡的透鏡驅(qū)動型掃描機(jī)構(gòu)(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。此外，還周知由反射鏡掃描激光的反射鏡轉(zhuǎn)動型掃描機(jī)構(gòu)(例如，參考專利文獻(xiàn)2以及3)。

在反射鏡轉(zhuǎn)動型掃描機(jī)構(gòu)中，以可以雙軸驅(qū)動的方式支撐反射鏡，由線圈與磁體之間的電磁驅(qū)動力將各驅(qū)動軸作為軸而使反射鏡轉(zhuǎn)動。激光從傾斜方向入射至反射鏡，通過將各驅(qū)動軸作為軸而雙軸驅(qū)動反射鏡，由反射鏡在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)在二維方向掃描激光的反射光。

在該掃描機(jī)構(gòu)中，目標(biāo)區(qū)域中的激光的掃描位置與反射鏡的轉(zhuǎn)動位置一一對應(yīng)。由此，激光的掃描位置能夠通過檢測反射鏡的轉(zhuǎn)動位置而檢測出。在此，反射鏡的轉(zhuǎn)動位置例如能夠通過檢測隨著反射鏡而轉(zhuǎn)動的其他部件的轉(zhuǎn)動位置而檢測出。

圖10是表示這種檢測其他部件的轉(zhuǎn)動位置時的結(jié)構(gòu)例的圖。在該圖中，601是半導(dǎo)體激光器，602是平行平板狀的透光性部件、603是光檢測器(PSD：Position?Sensing?Device位置檢測設(shè)備)。從半導(dǎo)體激光器601射出的激光由對于激光光軸傾斜配置的透光性部件602折射、在光檢測器603接收光。在此，若透光性部件602如箭頭標(biāo)記那樣轉(zhuǎn)動，則激光的光路如圖中的虛線所示變化，在光檢測器603上的激光的接收位置發(fā)生變化。這樣，通過由光檢測器603檢測到的激光的接收位置，能夠檢測出透光性部件602的轉(zhuǎn)動位置。

[專利文獻(xiàn)1]特開平11-83988號公報

[專利文獻(xiàn)2]特開2001-290100號公報

[專利文獻(xiàn)3]特開平10-253907號公報

不過，在圖10的結(jié)構(gòu)中，要增大入射至光檢測器603的激光的變位量從而提高激光的位置檢測精度，需要增大透光性部件602的厚度。若透光性部件602變厚，則伴隨于此透光性部件602的重量增加，將產(chǎn)生驅(qū)動透光性部件602的可動部的負(fù)擔(dān)增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了消除這種問題而進(jìn)行的，目的是提供一種能夠由簡單的結(jié)構(gòu)精度良好地檢測目標(biāo)區(qū)域的激光的掃描位置的光束照射裝置。另外，在更廣的范圍中目的是提供一種可以高精度檢測移動部的移動位置的位置檢測裝置。

本發(fā)明的第1方式涉及一種光束照射裝置。第1方式中的光束照射裝置具有：激光光源，其射出激光；執(zhí)行器(actuator)，通過使入射所述激光的光學(xué)元件轉(zhuǎn)動在目標(biāo)區(qū)域使激光進(jìn)行掃描；伺服光源，其射出伺服光；透明體，其隨著所述光學(xué)元件的轉(zhuǎn)動進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并且入射所述伺服光；光檢測器，其對透過所述透明體的所述伺服光進(jìn)行接收，從而輸出對應(yīng)于該接收位置的信號；以及衍射部，其與所述透明體一起進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并且在所述透明體的轉(zhuǎn)動方向上衍射所述伺服光。

根據(jù)第1方式，通過所述伺服光由所述衍射部在所述透明體的轉(zhuǎn)動方向使其發(fā)生衍射，由于入射至所述光檢測器的伺服光的掃描寬度變寬，因此能夠提高所述光檢測器上的所述伺服光的接收位置。由此，因為提高了伺服光的接收位置的檢測精度，所以即使是使用了質(zhì)量輕并且薄的透明體的情況下，伺服光的接收位置的檢測精度也并不降低可以維持得較高。這樣，根據(jù)該接收位置檢測目標(biāo)區(qū)域的激光的掃描位置，能夠精度良好地檢測激光的掃描位置。

在第1方式中，所述衍射部是能夠在所述透光體的表面上一體形成的衍射圖案。這樣由于減少部件數(shù)目因此使光束照射裝置的結(jié)構(gòu)變得簡單。

另外，在第1方式中，所述執(zhí)行器構(gòu)成為：使所述光學(xué)元件在第1軸和垂直于該第1軸的第2軸的周圍進(jìn)行轉(zhuǎn)動。該情況下，所述衍射部可以構(gòu)成為至少在所述光學(xué)元件于所述第1軸的周圍進(jìn)行轉(zhuǎn)動時的所述透明體的轉(zhuǎn)動方向上，衍射所述伺服光。該情況下衍射部還可以具有如下的結(jié)構(gòu)，即在所述光元件在所述第2軸的周圍進(jìn)行轉(zhuǎn)動時的所述透明體的轉(zhuǎn)動方向使所述伺服光發(fā)生衍射。