[发明专利]光束照射装置以及位置检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对目标区域照射激光的光束照射装置，特别适合应用于在激光雷达中装载的光束照射装置。另外，本发明还涉及一种利用伺服光在光学上检测移动部的移动位置的位置检测装置。

背景技术

近年来，为了提高行驶时的安全性，将激光雷达装载于家庭用乘用车等，该激光雷达向行驶方向前方照射激光、并根据其反射光的状态检测目标区域内有无障碍物或达到障碍物的距离。一般情况下，激光雷达使激光在目标区域内进行扫描，根据各扫描位置处的反射光的有无检测各扫描位置有无障碍物，进而基于从各扫描位置的激光照射时刻起至接收到反射光时刻的所需时间，检测到达该扫描位置处的障碍物的距离。

对于提高激光雷达的检测精度，需要使激光在目标区域内进行恰当的扫描，另外需要恰当地检测激光的各扫描位置。以往作为激光的扫描机构，周知存在使用多面反射镜的扫描机构、二维驱动扫描用透镜的透镜驱动型扫描机构(例如，参考专利文献1)。此外，还周知由反射镜扫描激光的反射镜转动型扫描机构(例如，参考专利文献2以及3)。

在反射镜转动型扫描机构中，以可以双轴驱动的方式支撑反射镜，由线圈与磁体之间的电磁驱动力将各驱动轴作为轴而使反射镜转动。激光从倾斜方向入射至反射镜，通过将各驱动轴作为轴而双轴驱动反射镜，由反射镜在目标区域内在二维方向扫描激光的反射光。

在该扫描机构中，目标区域中的激光的扫描位置与反射镜的转动位置一一对应。由此，激光的扫描位置能够通过检测反射镜的转动位置而检测出。在此，反射镜的转动位置例如能够通过检测随着反射镜而转动的其他部件的转动位置而检测出。

图10是表示这种检测其他部件的转动位置时的结构例的图。在该图中，601是半导体激光器，602是平行平板状的透光性部件、603是光检测器(PSD：Position Sensing Device位置检测设备)。从半导体激光器601射出的激光由对于激光光轴倾斜配置的透光性部件602折射、在光检测器603接收光。在此，若透光性部件602如箭头标记那样转动，则激光的光路如图中的虚线所示变化，在光检测器603上的激光的接收位置发生变化。这样，通过由光检测器603检测到的激光的接收位置，能够检测出透光性部件602的转动位置。

[专利文献1]特开平11-83988号公报

[专利文献2]特开2001-290100号公报

[专利文献3]特开平10-253907号公报

不过，在图10的结构中，要增大入射至光检测器603的激光的变位量从而提高激光的位置检测精度，需要增大透光性部件602的厚度。若透光性部件602变厚，则伴随于此透光性部件602的重量增加，将产生驱动透光性部件602的可动部的负担增大的问题。

发明内容

本发明是为了消除这种问题而进行的，目的是提供一种能够由简单的结构精度良好地检测目标区域的激光的扫描位置的光束照射装置。另外，在更广的范围中目的是提供一种可以高精度检测移动部的移动位置的位置检测装置。

本发明的第1方式涉及一种光束照射装置。第1方式中的光束照射装置具有：激光光源，其射出激光；执行器(actuator)，通过使入射所述激光的光学元件转动在目标区域使激光进行扫描；伺服光源，其射出伺服光；透明体，其随着所述光学元件的转动进行转动，并且入射所述伺服光；光检测器，其对透过所述透明体的所述伺服光进行接收，从而输出对应于该接收位置的信号；以及衍射部，其与所述透明体一起进行转动，并且在所述透明体的转动方向上衍射所述伺服光。

根据第1方式，通过所述伺服光由所述衍射部在所述透明体的转动方向使其发生衍射，由于入射至所述光检测器的伺服光的扫描宽度变宽，因此能够提高所述光检测器上的所述伺服光的接收位置。由此，因为提高了伺服光的接收位置的检测精度，所以即使是使用了质量轻并且薄的透明体的情况下，伺服光的接收位置的检测精度也并不降低可以维持得较高。这样，根据该接收位置检测目标区域的激光的扫描位置，能够精度良好地检测激光的扫描位置。

在第1方式中，所述衍射部是能够在所述透光体的表面上一体形成的衍射图案。这样由于减少部件数目因此使光束照射装置的结构变得简单。

另外，在第1方式中，所述执行器构成为：使所述光学元件在第1轴和垂直于该第1轴的第2轴的周围进行转动。该情况下，所述衍射部可以构成为至少在所述光学元件于所述第1轴的周围进行转动时的所述透明体的转动方向上，衍射所述伺服光。该情况下衍射部还可以具有如下的结构，即在所述光元件在所述第2轴的周围进行转动时的所述透明体的转动方向使所述伺服光发生衍射。