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公開番号2025125829
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022041
出願日2024-02-16
発明の名称レーザ照射装置、レーザ照射システム、物体検出装置、距離測定装置
出願人株式会社ライトショー・テクノロジー
代理人弁理士法人近島国際特許事務所
主分類G01S 7/481 20060101AFI20250821BHJP(測定;試験)
要約【課題】レーザビームを簡潔な機構で2次元的に走査でき、X走査とY走査の同期ずれを抑制できるレーザ照射装置が求められていた。
【解決手段】レーザ光源と2次元偏向器とを備え、2次元偏向器は、回転軸を中心にして回転可能な基体と、第1半径の円周に沿って基体に配置された第1反射面と、第2半径の円周に沿って基体に配置された第2反射面と、第1反射面で反射されたレーザビームを第2反射面に導く導光部とを備え、第1反射面は、回転軸に対する傾斜角が第1半径の円周に沿って変化するように構成されており、レーザビームを第1方向に再帰的に偏向するように第1反射面の傾斜角は構成されており、第2反射面は、回転軸に対する傾斜角が第2半径の円周に沿って変化するように構成されており、レーザビームを第2方向に再帰的に偏向するように第2反射面の傾斜角は構成されている、ことを特徴とするレーザ照射装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源が出力するレーザビームを、第１方向と第２方向に２次元的に偏向走査する２次元偏向器と、を備えるレーザ照射装置であって、
前記２次元偏向器は、
回転軸を中心にして回転可能な基体と、
前記回転軸を中心とする第１半径の円周に沿って前記基体に配置された第１反射面と、
前記回転軸を中心とする第２半径の円周に沿って前記基体に配置された第２反射面と、
前記第１反射面で反射されたレーザビームを、前記第２反射面に導く導光部と、
を備え、
前記第１反射面は、前記回転軸に対する傾斜角が前記第１半径の円周に沿って変化するように構成されており、前記基体を連続的に回転させると、前記レーザビームを前記第１方向に再帰的に偏向するように前記第１反射面の傾斜角は構成されており、
前記第２反射面は、前記回転軸に対する傾斜角が前記第２半径の円周に沿って変化するように構成されており、前記基体を連続的に回転させると、前記レーザビームを前記第２方向に再帰的に偏向するように前記第２反射面の傾斜角は構成されている、
ことを特徴とするレーザ照射装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記基体を連続的に回転させると、前記第２反射面から反射される前記レーザビームは、
前記第２方向の位置が互いに異なり前記第１方向に沿って延びるＭ本の走査線（Ｍは２以上の整数）に沿った１フレームの偏向走査を再帰的に繰り返す、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記第１反射面は、前記第１半径の円周をＭ個（Ｍは２以上の整数）に等分割した区画を備え、各区画において前記第１反射面の傾斜角が同様に変化するように構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記第２反射面は、前記第２半径の円周を前記Ｍ個に等分割した区画を備え、各区画内において前記第２反射面の傾斜角は一定であり、各区画の前記第２反射面の傾斜角は異なるように構成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記第２反射面は、前記第２半径の円周に沿って傾斜角が単調に増加するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記導光部は、少なくとも３面以上の反射面を備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記導光部は、内部全反射面が形成されたプリズムを備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記導光部は、平坦面に対してねじりが加えられた自由曲面形状の反射面を備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
前記レーザ光源が出力するレーザビームは、第１照射位置において前記第１反射面に照射され、
前記第１反射面で反射されたレーザビームは、前記導光部に導かれて第２照射位置において前記第２反射面に照射され、
前記第１照射位置と前記回転軸を結ぶ線と、前記第２照射位置と前記回転軸を結ぶ線は、略直交している、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項１０】
前記導光部は、前記第１照射位置と前記第２照射位置が共役関係になるようにするための共役リレーレンズを備えている、
ことを特徴とする請求項９に記載のレーザ照射装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームを２次元的に走査するレーザ照射装置、等に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年では、物体検知、測距システム、画像表示、３Ｄスキャナなどの様々な分野で、レーザビームを２次元的に走査するレーザ走査装置が応用されている。レーザビームを２次元的に走査するには、水平走査機構と垂直走査機構（あるいはＸ走査機構とＹ走査機構）を用いてレーザビームを走査することが行われる。
【０００３】
特許文献１には、レーザ光源と、レーザ光を映像信号に応じて光変調する光音響変調器と、変調されたレーザ光を水平走査する多角形ミラーと、垂直走査するガルバノミラーと、を備えた投射型表示装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、Ｘ方向に揺動する可動板と、Ｙ方向に揺動する可動板とを設け、両方の可動板の共振周波数をそろえるとともに、位相差を検出して補償するレーザ照射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０００－１８０７５９号公報
特開２００４－２０８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された投射型表示装置では、水平走査する多角形ミラーと、垂直走査するガルバノミラーとを併用した光学的な走査手段を備えているが、多角形ミラーとガルバノミラーの各々に駆動装置を設ける必要があるため、駆動系が大型になる。また、多角形ミラーとガルバノミラーの駆動タイミングの調整（同期）がずれると、正確な走査が行われなくなる。
【０００７】
特許文献２に記載されたレーザ照射装置では、Ｘ方向に揺動する可動板とＹ方向に揺動する可動板の各々に駆動装置を設ける必要があり、しかも複雑な制御が必要である。
【０００８】
一方、自動車をはじめとする移動体の自動運転システムや運転補助システムのために、Ｌｉｄａｒ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ）を用いた測距方法や物体認識方法が検討されている。こうした分野をはじめとする種々の分野では、レーザビームを簡潔な機構で２次元的に走査でき、Ｘ走査とＹ走査の同期ずれを抑制でき、しかもコンパクトなレーザ照射装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様は、レーザ光源と、前記レーザ光源が出力するレーザビームを、第１方向と第２方向に２次元的に偏向走査する２次元偏向器と、を備えるレーザ照射装置であって、前記２次元偏向器は、回転軸を中心にして回転可能な基体と、前記回転軸を中心とする第１半径の円周に沿って前記基体に配置された第１反射面と、前記回転軸を中心とする第２半径の円周に沿って前記基体に配置された第２反射面と、前記第１反射面で反射されたレーザビームを、前記第２反射面に導く導光部と、を備え、前記第１反射面は、前記回転軸に対する傾斜角が前記第１半径の円周に沿って変化するように構成されており、前記基体を連続的に回転させると、前記レーザビームを前記第１方向に再帰的に偏向するように前記第１反射面の傾斜角は構成されており、前記第２反射面は、前記回転軸に対する傾斜角が前記第２半径の円周に沿って変化するように構成されており、前記基体を連続的に回転させると、前記レーザビームを前記第２方向に再帰的に偏向するように前記第２反射面の傾斜角は構成されている、ことを特徴とするレーザ照射装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レーザビームを簡潔な機構で２次元的に走査でき、Ｘ走査とＹ走査の同期ずれを抑制でき、しかもコンパクトなレーザ照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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