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公開番号2024134384
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044653
出願日2023-03-20
発明の名称ビーム走査システム
出願人株式会社デンソーウェーブ
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類G01S 7/481 20060101AFI20240926BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物に照射されるビームの像を走査範囲と直交するライン状に維持する新規な構成を開示する。
【解決手段】ビーム走査システムは、ライン状の像を有するビームを第1方向に沿って照射する光源と、前記光源から照射された前記ビームを前記第1方向と直交する第2方向へ反射して、前記ビームを対象物へ照射する照射ミラーと、前記光源から前記照射ミラーまでの前記ビームの経路上に配置されており、前記光源から照射された前記ビームの前記像を前記ビームの光軸周りに回転させる像回転素子と、前記対象物から反射された前記ビームを受光する受光センサと、前記照射ミラーを前記第1方向に沿った軸周りに回転させる第1回転手段と、前記像回転素子を前記照射ミラーの回転に合わせて前記第1方向に沿った軸周りに回転させる第2回転手段と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ライン状の像を有するビームを第１方向に沿って照射する光源と、
前記光源から照射された前記ビームを前記第１方向と直交する第２方向へ反射して、前記ビームを対象物へ照射する照射ミラーと、
前記光源から前記照射ミラーまでの前記ビームの経路上に配置されており、前記光源から照射された前記ビームの前記像を前記ビームの光軸周りに回転させる像回転素子と、
前記対象物から反射された前記ビームを受光する受光センサと、
前記照射ミラーを前記第１方向に沿った軸周りに回転させる第１回転手段と、
前記像回転素子を前記照射ミラーの回転に合わせて前記第１方向に沿った軸周りに回転させる第２回転手段と、
を備え、
前記光源から照射された前記ビームが、前記第２回転手段によって回転する前記像回転素子を通過し、前記第１回転手段によって回転する前記照射ミラーで反射することにより、前記対象物に照射される前記ビームの前記像は、前記第２方向と直交する前記ライン状に維持される、
ビーム走査システム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記像回転素子は、ダブプリズムであり、
前記第１回転手段によって前記照射ミラーが回転する第１速度は、前記第２回転手段によって前記像回転素子が回転する第２速度の２倍である、請求項１に記載のビーム走査システム。
【請求項３】
前記ダブプリズムの長軸に沿って前記ビームが入射するように前記ダブプリズムを配置する、請求項２に記載のビーム走査システム。
【請求項４】
前記ビーム走査システムは、さらに、
前記光源と前記受光センサと前記第１回転手段と前記第２回転手段とを支持する第１筐体を備え、
前記像回転素子を回転させる前記第２回転手段は、前記第１筐体の内部に渡された第１梁に固定されており、
前記光源は、前記梁と対面する前記第１筐体の第１壁に固定されており、
前記照射ミラーを回転させる前記第１回転手段は、前記梁を挟んで前記第１壁の反対側に位置する、前記第１筐体の第２壁に固定されており、
前記照射ミラーの回転軸と前記像回転素子の回転軸は、前記第１方向に沿って直線状に並んでおり、
前記光源から照射された前記ビームは、前記像回転素子と前記第１梁に固定された前記第１回転手段の周囲とを通過して、前記照射ミラーへ入射する、請求項３に記載のビーム走査システム。
【請求項５】
前記ダブプリズムの長手面と直交する方向に沿って前記ビームが入射するように前記ダブプリズムを配置する、請求項２に記載のビーム走査システム。
【請求項６】
前記ビーム走査システムは、さらに、
前記光源と前記受光センサと前記第１回転手段と前記第２回転手段とを支持する第２筐体を備え、
前記光源は、前記第２筐体の内部に渡された第２梁に固定されており、
前記照射ミラーを回転させる前記第１回転手段は、前記第２梁と対面する前記第２筐体の第３壁に固定されており、
前記像回転素子を回転させる前記第２回転手段は、前記第２梁を挟んで前記第３壁の反対側に位置する、前記第２筐体の第４壁に固定されており、
前記照射ミラーの回転軸と前記像回転素子の回転軸は、前記第１方向に沿って直線状に並んでおり、
前記光源から照射された前記ビームは、前記像回転素子と前記第２梁に固定された前記光源の周囲とを通過して、前記照射ミラーへ入射する、請求項５に記載のビーム走査システム。
【請求項７】
前記像回転素子は、前記光源から照射された前記ビームを前記第１方向と交差する第３方向へ反射する第１ミラーと、前記第１ミラーによって反射された前記ビームを前記第３方向と交差する第４方向へ反射する第２ミラーと、前記第２ミラーによって反射された前記ビームを前記第１方向へ反射する第３ミラーと、を備え、
前記第１回転手段によって前記照射ミラーが回転する第１速度は、前記第２回転手段によって前記像回転素子が回転する第２速度の２倍である、請求項１に記載のビーム走査システム。
【請求項８】
前記第１回転手段は、第１アクチュエータであり、
前記第２回転手段は、前記第１アクチュエータとは異なる第２アクチュエータである、請求項１から７のいずれか一項に記載のビーム走査システム。
【請求項９】
前記ビーム走査システムは、さらに、
前記受光センサによって出力される出力画像が所定の条件を満たす場合に、前記第１アクチュエータの回転状態と前記第２アクチュエータの回転状態とのうちの少なくとも一方を調整する調整部を備え、
前記出力画像が前記所定の条件を満たすことは、
前記出力画像がライン状とは異なる形状を有することと、
前記出力画像が所定のライン画像から特定の角度で傾いた他のライン画像であることと、
のうちのいずれかを満たすことである、請求項８に記載のビーム走査システム。
【請求項１０】
前記ビーム走査システムは、さらに、特定のアクチュエータを備え、
前記第１回転手段は、前記特定のアクチュエータのトルクを前記照射ミラーの回転軸へ伝達する第１ギアであり、
前記第２回転手段は、前記特定のアクチュエータのトルクを前記像回転素子の回転軸へ伝達する第２ギアである、請求項１から７のいずれか一項に記載のビーム走査システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、ビームを走査するビーム走査システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ビームを照射する光源と、光源から照射されたビームを対象物へ反射するミラーと、ミラーを回転させるモータと、対象物から反射されたビームを受光する受光系と、を備えるシステムが開示されている。当該システムは、ビームを所定の角度を有する範囲（以下、「走査範囲」と記載）に亘って走査する。当該システムは、対象物までの距離を計測することに利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１８０９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、対象物までの距離を立体的に計測することが求められる。例えば、対象物に照射されるビームの像を、走査範囲と直交するライン状にすることにより、対象物までの距離を立体的に計測することができる。
【０００５】
本明細書では、対象物に照射されるビームの像を走査範囲と直交するライン状に維持する新規な構成を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示するビーム走査システムは、ライン状の像を有するビームを第１方向に沿って照射する光源と、前記光源から照射された前記ビームを前記第１方向と直交する第２方向へ反射して、前記ビームを対象物へ照射する照射ミラーと、前記光源から前記照射ミラーまでの前記ビームの経路上に配置されており、前記光源から照射された前記ビームの前記像を前記ビームの光軸周りに回転させる像回転素子と、前記対象物から反射された前記ビームを受光する受光センサと、前記照射ミラーを前記第１方向に沿った軸周りに回転させる第１回転手段と、前記像回転素子を前記照射ミラーの回転に合わせて前記第１方向に沿った軸周りに回転させる第２回転手段と、を備え、前記光源から照射された前記ビームが、前記第２回転手段によって回転する前記像回転素子を通過し、前記第１回転手段によって回転する前記照射ミラーで反射することにより、前記対象物に照射される前記ビームの前記像は、前記第２方向と直交する前記ライン状に維持される。
【０００７】
第１回転手段によって照射ミラーを回転させることにより、ビームが走査範囲に亘って走査される。走査範囲は、第２方向と平行な範囲である。例えば、像回転素子と第２回転手段を備えない比較例が想定される。当該比較例では、光源から照射されたライン状の像を有するビームが、照射ミラーで反射して対象物へ照射されるものの、照射ミラーの回転位置によっては、対象物に照射されたビームの像が、走査範囲と直交せず、対象物までの距離の立体的な計測を実現することができない。
【０００８】
上記の構成によれば、光源から照射されたビームの像が像回転素子によって光軸周りに回転する。さらに、照射ミラーの回転に合わせて像回転素子を回転させることにより、対象物に照射されるビームの像が走査範囲と直交するライン状に維持される。像回転素子と第２回転手段を備えることにより、対象物に照射されるビームの像を走査範囲と直交するライン状に維持することができる。
【０００９】
前記像回転素子は、ダブプリズムであり、前記第１回転手段によって前記照射ミラーが回転する第１速度は、前記第２回転手段によって前記像回転素子が回転する第２速度の２倍であってもよい。
【００１０】
前記ダブプリズムの長軸に沿って前記ビームが入射するように前記ダブプリズムを配置してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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