光检测装置制造方法及图纸

激光雷达装置(100)是具备发光单元(20)、受光单元(40)以及光学单元(60)的光检测装置。在发光单元(20)中，在光源排列方向(ADs)上排列辐射光束(SB)的多个VCSEL元件。受光单元(40)接收来自测定区域的反射光束(RB)。光学单元(60)包含第一光学元件(61)以及第二光学元件(71)，并形成沿在光源排列方向(ADs)上延伸的投射光束(PB)。第一光学元件(61)在与光源排列方向(ADs)垂直的主扫描面(MS)上，在光束(SB)的透射方向上具有负光焦度。第二光学元件(71)位于第一光学元件(61)的后级，在主扫描面(MS)上在透射方向上具有正光焦度。(MS)上在透射方向上具有正光焦度。(MS)上在透射方向上具有正光焦度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光检测装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该申请主张于2020年11月3日在日本申请的日本专利申请第2020－184034号的优先权，并在此引用其全部内容。


[0003]该说明书的公开涉及光检测装置。

技术介绍

[0004]在专利文献1记载了具备以规定的间隔一维地排列了多个发光元件的光源、和将来自多个发光元件的光转换为线光的线发生器，并朝向测量对象射出线光的光学装置。专利文献1所公开的线发生器构成为包含具有凸面的平凸柱面透镜。
[0005]专利文献1：日本特开2020－34310号公报
[0006]例如在朝向远方的测量对象对专利文献1那样的线光进行投射的情况下，线光的宽度的扩大可能成为斑点噪声的重要因素。因此，为了抑制线光的宽度的扩大，期望通过平凸柱面透镜的透镜形状的调整，较长地确保线发生器的焦距。但是，在较长地确保焦距的情况下，需要在远离线发生器的位置配置光源，所以有光学系统大型化的担心。

技术实现思路

[0007]本公开的目的在于提供能够抑制线状的投射光束的宽度的扩大，并且抑制光学系统的大型化的光检测装置。
[0008]为了实现上述目的，公开的一个方式是光检测装置，具备：发光单元，在特定排列方向上排列辐射光束的多个发光部；光学单元，位于从发光单元辐射的光束的光路上，并形成在特定排列方向上延伸的投射光束；以及受光单元，接收向测定区域投射的投射光束的返回光，光学单元包含：第一光学元件，在与特定排列方向垂直的特定剖面上，在光束的透射方向上具有负光焦度；以及第二光学元件，位于第一光学元件的后级，且在特定剖面上在透射方向上具有正光焦度。
[0009]在该方式中，在与发光单元的特定排列方向垂直的特定剖面上，在具有正光焦度的第二光学元件的前级配置具有负光焦度的第一光学元件。因此，基于第一光学元件以及第二光学元件的组合的主面在特定剖面上，与第二光学元件相比定义在后级。根据以上，能够在确保光学元件组的焦距的同时，实现使发光单元接近光学单元的配置。其结果，能够抑制在特定排列方向上延伸的线状的投射光束的宽度的扩大，并且抑制光学系统的大型化。
[0010]另外，权利要求书等中的括号内的参照编号仅表示与后述的实施方式中的具体的构成的对应关系的一个例子，并不对技术范围进行任何限制。
附图说明
[0011]图1是表示本公开的第一实施方式的激光雷达装置的构成的图。
[0012]图2是表示VCSEL阵列的构成的俯视图。
[0013]图3是表示光学单元的透镜构成的立体图。
[0014]图4是说明主扫描面内的光学单元的光学作用的图。
[0015]图5是说明副扫描面内的光学单元的光学作用的图。
[0016]图6是表示本公开的第二实施方式的激光雷达装置的构成的图。
[0017]图7是说明主扫描面上的光学单元的结构的图。
[0018]图8是说明副扫描面上的光学单元的结构的图。
[0019]图9是表示本公开的第三实施方式的激光雷达装置的构成的图。
[0020]图10是说明主扫描面上的光学单元的结构的图。
[0021]图11是说明副扫描面上的光学单元的结构的图。
[0022]图12是表示本公开的第四实施方式的激光雷达装置的构成的图。
[0023]图13是表示本公开的第五实施方式的激光雷达装置的构成的图。
[0024]图14是表示本公开的第六实施方式的激光雷达装置的构成的图。
[0025]图15是用于说明均化器的光学作用的图。
[0026]图16是表示变形例1的激光雷达装置的构成的图。
[0027]图17是表示VCSEL阵列的变形例2～7的图。
具体实施方式
[0028]以下，基于附图对本公开的多个实施方式进行说明。另外，有时通过对各实施方式中对应的构成要素附加相同的附图标记，来省略重复的说明。在各实施方式中仅对构成的一部分进行说明的情况下，该构成的其它的部分能够应用先行说明的其它的实施方式的构成。另外，不仅是各实施方式的说明中明示的构成的组合，只要组合未特别产生妨碍，则即使未明示也能够部分地组合多个实施方式的构成彼此。而且，多个实施方式以及变形例所记述的构成彼此的未明示的组合也通过以下的说明公开。
[0029](第一实施方式)
[0030]图1～图5所示的本公开的第一实施方式的激光雷达(LiDAR，Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging：光探测测距/激光成像探测测距)装置100作为光检测装置发挥作用。激光雷达装置100搭载于作为移动体的车辆。激光雷达装置100例如配置在车辆的前方部、左右的侧方部、后方部或者车顶等。激光雷达装置100通过投射光束PB扫描成为装置外部的车辆的规定的周边区域(以下，称为测定区域)。激光雷达装置100检测照射到测定区域的投射光束PB被测定对象物反射所引起的返回光(以下，称为反射光束RB)。投射光束PB通常使用外界的人难以视觉确认的近红外域的光。
[0031]激光雷达装置100通过反射光束RB的检测，能够对测定对象物进行测定。测定对象物的测定例如是测定对象物存在的方向(相对方向)的测定、从激光雷达装置100到测定对象物为止的距离(相对距离)的测定等。在应用于车辆的激光雷达装置100中，代表性的测定对象物是行人、自行车手、人以外的动物、以及其它车辆等移动物体，或者为护栏、道路标志、道路旁的结构物、道路上的落下物等静止物体。
[0032]另外，在车载的激光雷达装置100中，除非另有说明，则以在水平面上静止的车辆为基准定义前后、上下、左右表示的各方向。另外，水平方向表示相对于水平面的切线方向，
垂直方向表示相对于水平面的垂直方向。
[0033]激光雷达装置100具备发光单元20、扫描单元30、受光单元40、控制器50以及光学单元60、及收容这些构成的壳体。
[0034]壳体形成激光雷达装置100的外壳。壳体由遮光容器以及盖板等构成。遮光容器由具有遮光性的合成树脂或者金属等形成，作为整体呈大致长方体的箱状。在遮光容器形成有收容室以及光学窗。在收容室收容有激光雷达装置100的主要的光学构成。光学窗是使投射光束PB以及反射光束RB两方在收容室与测定区域之间往复的矩形形状的开口。盖板例如是由合成树脂或者玻璃等透光性材料形成的盖体。在盖板形成有使投射光束PB以及反射光束RB透过的透过部。盖板以配置为通过透过部堵住遮光容器的光学窗的状态组装于遮光容器。壳体以使光学窗的长边方向沿着车辆的水平方向的姿势保持于车辆。
[0035]发光单元20具有多个VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直腔面发射激光器)阵列21、以及保护各VCSEL阵列21的玻璃罩27(参照图4以及图5)。VCSEL阵列21作为整体形成为长边矩形的板状。在各VCSEL阵列21的单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光检测装置，具备：发光单元(20)，在特定排列方向(ADs)上排列辐射光束(SB)的多个发光部(23)；光学单元(60)，位于从上述发光单元辐射的上述光束的光路上，并形成在上述特定排列方向上延伸的投射光束(PB)；以及受光单元(40)，接收向测定区域投射的上述投射光束的返回光(RB)，上述光学单元包含：第一光学元件(61)，在与上述特定排列方向垂直的特定剖面(MS)上，在上述光束的透射方向上具有负光焦度；以及第二光学元件(71)，位于上述第一光学元件的后级，在上述特定剖面上在上述透射方向上具有正光焦度。2.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，上述光学单元将上述第一光学元件以及上述第二光学元件的至少一方包含多个。3.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，上述光学单元包含多个上述第二光学元件、和与多个上述第二光学元件相比位于前级的多个上述第一光学元件。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的光检测装置，其中，上述第一光学元件的前级射出面(63、68)与上述第二光学元件的后级射入面(72)接触。5.根据权利要求1～3中任意一项所述的光检测装置，其中，上述第一光学元件的前级射出面(63、68)与上述第二光学元件的后级射入面(72)分离。6.根据权利要求1～3中任意一项所述的光检测装置，其中，上述第一光学元件与上述第二光学元件一体地形成。7.根据权利要求1～6中任意一项所述的光检测装置，其中，上述光学单元还在上述第一光学元件的前级包含：前级光学元件(181)，在上述特定排列方向上排列多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩田一寿，柳井谦一，山田仁，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：