[發明專利]光掃描裝置、對象物識別裝置以及光掃描方法

在審

• 申請號: 202180032902.1
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN115552313A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 蘆田雄樹
• 申請（專利權）人: 株式會社斯庫林集團
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G01S7/491;G01S17/34;G02B26/08
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 宋曉寶

本發明的空間相位調制元件22為通過使條片221位移來對光執行相位調制的所謂的光柵光閥。若使測量光束Lm(測量光)入射至該空間相位調制元件22，則測量光束Lm向與條片221的位移方式相對應的方向射出。即，能夠通過控制條片221的位移方式，變更射出測量光束Lm的方向，來對對象物J掃描測量光束Lm。此時，通過空間相位調制元件22執行相位調制后的測量光束Lm成形為直線狀后被投影至對象物J。即，將直線狀的測量光束Lm對對象物J掃描。

技術領域

本發明涉以及一種通過一邊掃描投影至對象物的光的波長一邊檢測被對象物反射的光來識別對象物的技術，涉以及例如LiDAR(Light Detection and Ranging(光探測以及測距)、Laser Imaging Detection and Ranging(激光成像探測以及測距))等所使用的技術。

背景技術

以往，在通過例如LiDAR等識別對象物時，使用FMCW(Frequency ModulatedContinuous Wave：調頻連續波)。該FMCW基于一邊將掃描波長的光投影至對象物一邊由光電檢測器檢測從對象物反射的光的結果來計測到對象物為止的距離。

為了使用該技術識別例如存在于車輛等周圍的對象物，需要向對象物二維地掃描光。這種光的二維掃描能夠通過例如專利文獻1所公開的MEMS(Micro Electro MechanicalSystems：微機電系統)鏡執行。該MEMS鏡能夠以正交的兩個軸彼此為中心轉動。通過一邊使MEMS鏡以一個軸為中心轉動一邊使MEMS鏡反射光，沿主掃描方向掃描光(主掃描)。在該主掃描中，入射至對象物的光朝向MEMS鏡反射，進而通過MEMS鏡向光電檢測器反射，并通過光電檢測器檢測。并且，通過一邊使MEMS鏡以另一個軸為中心轉動而使光的位置向副掃描方向位移一邊反復進行主掃描，能夠二維地掃描光。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2020-016481

發明內容

發明要解決的問題

在使用這種MEMS鏡的光的二維掃描中，一邊使光的位置向副掃描方向位移一邊反復進行主掃描。因此，掃描需要時間。

本發明鑒于上述問題而提出，其目的在于，提供一種能夠減少光的二維掃描所需的時間的技術。

解決問題的技術手段

本發明的光掃描裝置具有：波長掃描光生成部，生成波長連續地變化的基準光以及測量光；空間相位調制元件，具有反射所述測量光的多個光柵構件，通過使光柵構件位移來對測量光執行相位調制；投影光學系統，通過將由空間相位調制元件執行相位調制后的測量光成形為直線狀，將直線狀地延伸的測量光投影至對象物；以及受光部，具有直線狀地排列的多個光電檢測器，將被對象物反射的測量光引導至多個光電檢測器，受光部將與基準光重疊的測量光引導至多個光電檢測器，多個光電檢測器檢測重疊的基準光以及測量光，空間相位調制元件通過控制多個光柵構件彼此的位移，對對象物掃描所述測量光。

本發明的光掃描方法具有：生成波長連續地變化的基準光以及測量光的工序；通過使具有反射測量光的多個光柵構件的空間相位調制元件的光柵構件位移，來對測量光執行相位調制的工序；通過將執行相位調制后的測量光成形為直線狀，將直線狀地延伸的測量光投影至對象物的工序；使被對象物反射的測量光與基準光重疊的工序；以及通過直線狀地排列的多個光電檢測器檢測重疊的測量光和基準光的工序，通過控制空間相位調制元件的多個光柵構件彼此的位移，對對象物掃描測量光。