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公開番号2025126712
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024023097
出願日2024-02-19
発明の名称測距装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01S 17/34 20200101AFI20250822BHJP(測定;試験)
要約【課題】単一の光源における多重度の制限を受けることなく、スペックルを低減可能な測距装置を提供する。
【解決手段】測距装置1は、光源部10と、物体からの反射光を複数の光路に分岐させる光路分岐部22と、反射光を集光させる複数のレンズ231～233を含むレンズ部23と、を備える。測距装置1は、反射光と参照光との合波光をヘテロダイン検波してビート信号を出力する複数の受信部31～33と、ビート信号をフーリエ変換してパワースペクトルを求める複数のフーリエ変換部411～413と、を備える。測距装置1は、各パワースペクトルを加算したものからピーク周波数を抽出するピーク抽出部415を備える。光路分岐部22は、出射光の偏光に依存しないビームスプリッタBS1～BS3を用いて複数の光路に反射光を分岐させるように構成されている。そして、複数のレンズ231～233は、異なる開口数に設定されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コヒーレント検波によって物体までの距離を測定する測距装置であって、
光を出射する光源部（１０）と、
前記光源部から出射された出射光が前記物体で反射して生ずる反射光を複数の光路に分岐させる光路分岐部（２２）と、
複数の前記光路それぞれに対応して設けられ、複数の前記光路に分岐した前記反射光を集光させる複数のレンズ（２３１～２３４）を含むレンズ部（２３）と、
複数の前記光路それぞれに対応して設けられ、前記反射光と前記出射光の一部である参照光との合波光をヘテロダイン検波してビート信号を出力する複数の受信部（３１～３４）と、
複数の前記受信部それぞれに対応して設けられ、前記ビート信号をフーリエ変換してパワースペクトルを求める複数のフーリエ変換部（４１１～４１３）と、
複数の前記フーリエ変換部で求めた前記パワースペクトルを加算したものから前記物体までの距離に相関性を有するピーク周波数を抽出するピーク抽出部（４１５）と、を備え、
前記光路分岐部は、前記出射光の偏光に依存しないビームスプリッタ（ＢＳ１～ＢＳ３）を用いて複数の前記光路に前記反射光を分岐させるように構成され、
複数の前記レンズは、異なる開口数に設定されている、測距装置。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
前記光路分岐部は、前記反射光を３つ以上の前記光路に分岐させるように構成されている、請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記光路分岐部は、複数の前記レンズに集光される前記反射光の強度が揃うように前記ビームスプリッタの分割比が設定されている、請求項２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記受信部では、前記レンズで集光された後の前記反射光を、光ファイバを介してフォトディテクタに導入して光電変換させる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の測距装置。
【請求項５】
前記受信部では、前記レンズで集光された後の前記反射光を、半導体の内部に設けられた光導波路を介してフォトディテクタに導入して光電変換させる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の測距装置。
【請求項６】
前記受信部では、前記レンズで集光された後の前記反射光を、直接的にフォトディテクタに照射して光電変換させる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の測距装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コヒーレント検波により物体までの距離を測定する測距装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、測距装置において、光源から出射された円偏光の反射波を偏光ビームスプリッタでＳ偏光およびＰ偏光に分離し、分離した各偏光を加算すること（以下、偏光多重とも呼ぶ）で、スペックを低減させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許公開第２０２１／０１８１３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように、偏光多重によってスペックを低減させる技術では、円偏光の反射波を偏光ビームスプリッタでＳ偏光およびＰ偏光に分離することから、単一の光源を用いた際の多重度が“２”に制限される。このため、多重度を大きくする場合、光源の数を増やす必要がある。
【０００５】
本開示は、単一の光源における多重度の制限を受けることなく、スペックルを低減可能な測距装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
コヒーレント検波によって物体までの距離を測定する測距装置であって、
光を出射する光源部（１０）と、
光源部から出射された出射光が前記物体で反射して生ずる反射光を複数の光路に分岐させる光路分岐部（２２）と、
複数の光路それぞれに対応して設けられ、複数の光路に分岐した反射光を集光させる複数のレンズ（２３１～２３４）を含むレンズ部（２３）と、
複数の光路それぞれに対応して設けられ、反射光と出射光の一部である参照光との合波光をヘテロダイン検波してビート信号を出力する複数の受信部（３１～３４）と、
複数の受信部それぞれに対応して設けられ、ビート信号をフーリエ変換してパワースペクトルを求める複数のフーリエ変換部（４１１～４１３）と、
複数のフーリエ変換部で求めたパワースペクトルを加算したものから物体までの距離に相関性を有するピーク周波数を抽出するピーク抽出部（４１５）と、を備え、
光路分岐部は、出射光の偏光に依存しないビームスプリッタ（ＢＳ１～ＢＳ３）を用いて複数の光路に前記反射光を分岐させるように構成され、
複数のレンズは、異なる開口数に設定されている。
【０００７】
このように、偏光に依存しないビームスプリッタを用いて反射光を複数の光路に分岐させる構成では、例えば、ビームスプリッタの数を増減して反射光の分岐数を変更することができるので、特許文献１のような多重度の制限を受けない。加えて、本案では、反射光と参照光との合波光を異なる開口数の複数のレンズで集光させ、各光路からの反射光の相関を小さくしているので、パワースペクトルの加算によるスペックルの低減効果を得ることができる。
【０００８】
したがって、本開示によれば、単一の光源における多重度の制限を受けることなく、スペックルを低減可能な測距装置を実現することができる。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る測距装置の概略構成図である。
出射光等を説明するための説明図である。
レンズの開口数を説明するための説明図である。
スペックルによる光強度のバラツキを説明するための説明図である。
パワースペクトルの加算前後の確率分布を説明するための説明図である。
ビート周波数の求め方を説明するための説明図である。
第１実施形態の変形例となる測距装置の概略構成図である。
第２実施形態に係る測距装置の概略構成図である。
第３実施形態に係る測距装置の概略構成図である。
第４実施形態に係る測距装置の概略構成図である。
第５実施形態に係る測距装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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