JP2007047681A - Laser beam radiator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー光を対象物に照射し、該対象物から反射されて戻って来るレーザー光を利用して対象物との間の距離や対象物の位置等を認識するレーザーレーダー装置等に使用されるレーザー光放射器に関する。 The present invention provides a laser radar device that irradiates an object with laser light and recognizes the distance to the object, the position of the object, and the like using the laser light reflected and returned from the object. It relates to a laser beam emitter used.
最近、前方を走行する車にレーザー光を照射させて、その車と自分の車との間の距離、相対速度及び位置等を検出する装置が組み込まれた車が商品化されており、斯かる装置はレーザーレーダー装置と呼ばれている。 Recently, a vehicle in which a device that detects the distance, relative speed, position, and the like between the vehicle and its own vehicle by irradiating the vehicle traveling ahead with laser light has been commercialized. The device is called a laser radar device.
斯かるレーザーレーダー装置は、レーザーダイオードから生成されるレーザー光を対象物方向へ照射させるとともに該レーザー光の照射方向を上下左右方向へ移動させる動作、所謂スキャンと呼ばれる動作を所定範囲内にて行うことによって対象物の情報を得るように構成されている。 Such a laser radar device irradiates laser light generated from a laser diode in the direction of an object and moves the irradiation direction of the laser light in the vertical and horizontal directions, so-called scanning, within a predetermined range. It is comprised so that the information of a target object may be obtained.
斯かるレーザー光のスキャン動作は、一般的にはレーザー光を反射するミラーを設け、該ミラーを回転させることによって行うように構成されている。斯かるミラーを回転させることによってスキャン動作を行う構成では、ミラーを回転させる機構が必要なため、装置が大きくなるだけでなく、スキャン速度が遅いという問題がある。 Such a scanning operation of the laser beam is generally performed by providing a mirror that reflects the laser beam and rotating the mirror. Such a configuration in which the scanning operation is performed by rotating the mirror requires a mechanism for rotating the mirror, which causes a problem that not only the apparatus becomes large but also the scanning speed is low.
斯かる問題を解決するためにレーザー光を照射するレーザー素子を移動させることによってスキャン動作を行うようにした技術が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載されている技術は、レーザー素子を移動させることによってスキャン動作を行うように構成されているが、斯かるレーザー素子を変位させる構成では、レーザー素子に駆動電流を供給する駆動回路とレーザー素子とを電気的に接続するリード線等が必要であるので、構成が複雑になるとともにリード線が切断しないようにする必要があり、コストアップを招くという問題がある。また、レーザー素子の移動動作を行う機構の精度を高くしなければ、レーザー光の照射角度が大きく変化するため、正確なスキャン動作を行うことが出来ないという問題がある。
The technique described in
本発明は、斯かる問題を解決することが出来るレーザー光放射器を提供しようとするものである。 The present invention is intended to provide a laser beam emitter capable of solving such a problem.
本発明は、レーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されるレーザー光の光路内にレンズを設け、該レンズを光軸に対して直角方向へ変位させることによってレーザー光の放射方向を変更するように構成されている。 The present invention provides a laser diode that emits laser light, a lens provided in the optical path of the laser light emitted from the laser diode, and the lens is displaced in a direction perpendicular to the optical axis, thereby emitting the laser light. Is configured to change.
また、本発明は、レンズを互いに直角関係にあるX方向及びY方向へ変位させることによってレーザー光の放射方向を変更するように構成されている。 Further, the present invention is configured to change the radiation direction of the laser light by displacing the lens in the X direction and the Y direction which are perpendicular to each other.
そして、本発明は、レンズの変位に伴ってレーザー光の照射位置が変化する位置に光検
出器を設け、該光検出器にてレーザー光の放射方向を検出するように構成されている。
In the present invention, a photodetector is provided at a position where the irradiation position of the laser beam changes with the displacement of the lens, and the radiation direction of the laser beam is detected by the photodetector.
また、本発明は、レンズから出力されるレーザー光の光路内にビームスプリッタを設け、該ビームスプリッタにて分離されたレーザー光を光検出器に照射し、該光検出器にて得られる信号によってX方向及びY方向の位置を制御するように構成されている。 Further, the present invention provides a beam splitter in the optical path of the laser beam output from the lens, irradiates the photodetector with the laser beam separated by the beam splitter, and uses a signal obtained by the photodetector. The position in the X direction and the Y direction is controlled.
更に、本発明は、ビームスプリッタと光検出器との間に集光レンズを設け、該集光レンズにて該光検出器上にレーザー光を照射させるように構成されている。 Further, according to the present invention, a condensing lens is provided between the beam splitter and the photodetector, and the condensing lens is configured to irradiate laser light onto the photodetector.
また、本発明は、光検出器としてABCDの4つのセンサー部より構成された4分割センサーを使用し、X方向及びY方向に対応して配置されている2組のセンサーより得られる信号の差である差信号に基づいてX方向及びY方向の位置を認識するように構成されている。 Further, the present invention uses a four-divided sensor composed of four ABCD sensor units as a photodetector, and the difference between signals obtained from two sets of sensors arranged corresponding to the X and Y directions. Based on the difference signal, the positions in the X direction and the Y direction are recognized.
そして、本発明は、全てのセンサーから得られる信号を加算した信号にて差信号を割算した信号に基づいてX方向及びY方向の位置を認識するように構成されている。 And this invention is comprised so that the position of a X direction and a Y direction may be recognized based on the signal which divided the difference signal by the signal which added the signal obtained from all the sensors.
本発明は、レーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されるレーザー光の光路内にレンズを設け、該レンズを光軸に対して直角方向へ変位させることによってレーザー光の放射方向を変更するようにしたので、即ちレーザー光を生成するレーザーダイオードは移動させないので、構成が簡単になるという利点を有している。 The present invention provides a laser diode that emits laser light, a lens provided in the optical path of the laser light emitted from the laser diode, and the lens is displaced in a direction perpendicular to the optical axis, thereby emitting the laser light. Since the laser diode that generates laser light is not moved, there is an advantage that the configuration becomes simple.
また、本発明は、レンズを互いに直角関係にあるX方向及びY方向へ変位させることによってレーザー光の放射方向を変更するようにしたので、レーザー光のスキャン動作を正確に行うことが出来る。 Further, in the present invention, the laser light emission direction is changed by displacing the lens in the X direction and the Y direction which are perpendicular to each other, so that the laser light scanning operation can be performed accurately.
そして、本発明は、レンズから出力されるレーザー光の光路内にビームスプリッタを設け、該ビームスプリッタにて分離されたレーザー光を光検出器に照射し、該光検出器にて得られる信号によってX方向及びY方向の位置を制御するようにしたので、レンズの位置制御を容易に行うことが出来る。 The present invention provides a beam splitter in the optical path of the laser beam output from the lens, irradiates the photodetector with the laser beam separated by the beam splitter, and uses the signal obtained by the photodetector. Since the positions in the X and Y directions are controlled, the lens position can be easily controlled.
更に、本発明は、ビームスプリッタと光検出器との間に集光レンズを設け、該集光レンズにて該光検出器上にレーザー光を照射させるようにしたので、光検出器に照射されるレーザー光の光量を大きくすることが出来、その結果位置検出動作を正確に行うことが出来る。 Furthermore, in the present invention, a condensing lens is provided between the beam splitter and the photodetector, and the condensing lens is used to irradiate the laser light onto the photodetector. As a result, the position detection operation can be performed accurately.
また、本発明は、光検出器としてABCDの4つのセンサー部より構成された4分割センサーを使用し、X方向及びY方向に対応して配置されている2組のセンサーより得られる信号の差である差信号に基づいてX方向及びY方向の位置を認識するようにしたので、検出機構が簡単になるという特徴を有している。 Further, the present invention uses a four-divided sensor composed of four ABCD sensor units as a photodetector, and the difference between signals obtained from two sets of sensors arranged corresponding to the X and Y directions. Since the positions in the X direction and the Y direction are recognized based on the difference signal, the detection mechanism is simplified.
そして、本発明は、全てのセンサーから得られる信号を加算した信号にて差信号を割算した信号に基づいてX方向及びY方向の位置を認識するようにしたので、光検出器に照射されるレーザー光の光量が変化しても位置検出動作を正確に行うことが出来る。 In the present invention, since the position in the X direction and the Y direction is recognized based on the signal obtained by dividing the difference signal by the signal obtained by adding the signals obtained from all the sensors, the light detector is irradiated. Even if the amount of laser light to be changed changes, the position detection operation can be performed accurately.
本発明は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光の照射方向の変位動作をレンズの変位動作を利用して行うように構成されている。 The present invention is configured so that the displacement operation in the irradiation direction of the laser light emitted from the laser diode is performed using the displacement operation of the lens.
図1は本発明のレーザー光放射器を示す概略図、図2は本発明のレーザー放射器を示す回路図、図3は本発明の動作を説明するための図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a laser beam emitter of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the laser beam emitter of the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the present invention.
図1において、1はレーザー光を生成放射するレーザーダイオードであり、基板2に固定されている。3は前記レーザーダイオード1から放射されるレーザー光が入射されるとともに該信号を平行光に変換するレンズであり、レンズホルダー4に固定されているとともに該レンズホルダー4を支持する金属製の支持ワイヤ(図示せず)によってレーザー光の光軸に対して直角方向への変位が可能になるように構成されている。
In FIG. 1,
5は前記レーザーダイオード1から放射されるレーザー光を前記レンズ3に正確に入射させるべく設けられている仕切り板、6は前記対物レンズ3をX軸方向、即ち上下方向へ変位させるX方向駆動用コイルであり、前記レンズホルダー4に固定されている。7(図1)は前記対物レンズ3をY軸方向、即ちX方向に対して直角である左右方向へ変位させるY方向駆動用コイルであり、前記レンズホルダー4に固定されている。
斯かる構成において、前記X方向駆動用コイル6及びY方向駆動用コイル7への駆動電流は、前述した支持ワイヤーを介して供給されるように構成されているとともに前記基板2等に固定されている磁石(図示せず)との協働によってレンズ3をX方向及びY方向へ変位させるように構成されている。
In such a configuration, the drive current to the X-direction drive coil 6 and the Y-direction drive coil 7 is configured to be supplied via the support wire described above and fixed to the substrate 2 or the like. The
8は前記レンズ3にて平行光に変換されたレーザー光Lの光路内に設けられているとともにプリズムにて構成されているビームスプリッタであり、レーザー光Lを透過光L1と反射光L2に分離させる作用を成すものである。9は図2に示す配置のA、B、C及びDの4つのセンサー部より構成された4分割センサーより成る光検出器、10は前記ビームスプリッタ8にて分離された反射光L2の光路内に設けられている集光レンズであり、前記光検出器9に反射光L2を集光させる作用を成すものである。
A beam splitter 8 is provided in the optical path of the laser light L converted into parallel light by the
以上に説明したように本発明に係るレーザー光放射器は構成されているが、次に図2に示したブロック回路図を参照して本発明に係るレーザー光の照射制御動作について説明する。図2において、11は前記光検出器9を構成するセンサー部Aから得られる信号である電流を電圧に変換する第1I/V変換器、12はセンサー部Bから得られる信号である電流を電圧に変換する第2I/V変換器、13はセンサー部Cから得られる信号である電流を電圧に変換する第3I/V変換器、14はセンサー部Dから得られる信号である電流を電圧に変換する第4I/V変換器である。
As described above, the laser light emitter according to the present invention is configured. Next, the laser light irradiation control operation according to the present invention will be described with reference to the block circuit diagram shown in FIG. In FIG. 2,
15は前記第1I/V変換器11にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第1ローパスフィルタ、16は前記第2I/V変換器12にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第2ローパスフィルタ、17は前記第3I/V変換器13にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第3ローパスフィルタ、18は前記第4I/V変換器14にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第4ローパスフィルタである。
19は前記第1ローパスフィルタ15を通過した信号、即ちセンサー部Aから得られる信号と前記第4ローパスフィルタ18を通過した信号、即ちセンサー部Dから得られる信号とを加算する第1加算回路、20は前記第2ローパスフィルタ16を通過した信号、即ちセンサー部Bから得られる信号と前記第3ローパスフィルタ17を通過した信号、即ちセンサー部Cから得られる信号とを加算する第2加算回路、21は前記第1ローパスフィルタ15を通過した信号、即ちセンサー部Aから得られる信号と前記第2ローパスフィル
タ16を通過した信号、即ちセンサー部Bから得られる信号とを加算する第3加算回路、22は前記第3ローパスフィルタ17を通過した信号、即ちセンサー部Cから得られる信号と前記第4ローパスフィルタ18を通過した信号、即ちセンサー部Dから得られる信号とを加算する第4加算回路、23は前記ローパスフィルタ15、16,17及び18を通過した信号、即ちセンサー部A、B、C及びDから得られる信号を加算する第5加算回路である。
19 is a first addition circuit for adding a signal that has passed through the first low-
24は前記第1加算回路19及び第2加算回路20の出力信号が入力される第1比較回路であり、入力される信号のレベル差に基づいた信号を出力するように構成されている。即ち、斯かる第1比較回路24から出力される信号は、光検出器9を構成するセンサー部Aとセンサー部Dより得られる信号を加算した信号とセンサー部Bとセンサー部Cより得られる信号を加算した信号とを比較した信号であり、その出力信号のレベルは、光検出器9上に照射されるレーザー光のスポットSの照射位置に応じて変化する。
即ち、光検出器9において、センサー部A及びDとセンサー部B及びCとを分割する分割線Eの左側(図2において)にスポットSがズレている場合には、第1加算回路19の出力信号のレベルが第2加算回路20の出力信号のレベルより大きくなるため、第1比較回路24の出力信号のレベルは+側に大きくなる。反対に、センサー部A及びDとセンサー部B及びCとを分割する分割線Eの右側(図2において)にスポットSがズレている場合には、第2加算回路20の出力信号のレベルが第1加算回路19の出力信号のレベルより大きくなるため、第1比較回路24の出力信号のレベルは−側に大きくなる。
That is, in the photodetector 9, when the spot S is shifted to the left side (in FIG. 2) of the dividing line E that divides the sensor parts A and D and the sensor parts B and C, the first adding
斯かるスポットSの位置に対応して第1比較回路24の出力信号のレベルが変化することになるが、斯かるレベルの変化は、レンズ3のX方向への変位に伴う透過光L1のX方向、即ち上下方向の変位量に対応するように構成されている。
The level of the output signal of the
25は前記第3加算回路21及び第4加算回路22の出力信号が入力される第2比較回路であり、入力される信号のレベル差に基づいた信号を出力するように構成されている。即ち、斯かる第2比較回路25から出力される信号は、光検出器9を構成するセンサー部Aとセンサー部Bより得られる信号を加算した信号とセンサー部Cとセンサー部Dより得られる信号を加算した信号とを比較した信号であり、その出力信号のレベルは、光検出器9上に照射されるレーザー光のスポットSの照射位置に応じて変化する。
Reference numeral 25 denotes a second comparison circuit to which the output signals of the
即ち、光検出器9において、センサー部A及びBとセンサー部C及びDとを分割する分割線Fの上側(図2において)にスポットSがズレている場合には、第3加算回路21の出力信号のレベルが第4加算回路22の出力信号のレベルより大きくなるため、第2比較回路25の出力信号のレベルは+側に大きくなる。反対に、センサー部A及びBとセンサー部C及びDとを分割する分割線Fの下側(図2において)にスポットSがズレている場合には、第4加算回路22の出力信号のレベルが第3加算回路21の出力信号のレベルより大きくなるため、第2比較回路25の出力信号のレベルは−側に大きくなる。
That is, in the photodetector 9, when the spot S is shifted above the dividing line F that divides the sensor parts A and B and the sensor parts C and D (in FIG. 2), the third adding
斯かるスポットSの位置に対応して第2比較回路25の出力信号のレベルが変化することになるが、斯かるレベルの変化は、レンズ3のY方向への変位に伴う透過光L1のY方向、即ち左右方向の変位量に対応するように構成されている。
The level of the output signal of the second comparison circuit 25 changes corresponding to the position of the spot S. The change in the level is caused by the Y of the transmitted light L1 accompanying the displacement of the
26は前記第1比較回路24の出力信号及び前記第5加算回路23の出力信号が入力される第1割算回路であり、前記第1比較回路24の出力信号、即ち(A+D)−(B+C)の値を第5加算回路23の出力信号、即ちA+B+C+Dの値で割算処理する作用を成すものである。ここで、A、B、C及びDは、各センサー部A、B、C及びDで得られる信号のレベルを表すものである。27は前記第2比較回路25の出力信号及び前記第5加算回
路23の出力信号が入力される第2割算回路であり、前記第2比較回路25の出力信号、即ち(A+B)−(C+D)を第5加算回路23の出力信号、即ちA+B+C+Dで割算処理する作用を成すものである。
斯かる第1割算回路26及び第2割算回路27を設けている理由は、レンズ3の変位動作に伴って集光レンズ10の集光作用によって光検出器9上に反射光L2が照射される光量が変化するので、その照射量の変化を補正するためである。
The reason why the
28は透過光L1の照射方向の制御動作及びレーザーダイオード1の照射動作等を制御する制御回路、29は前記制御回路28によって動作が制御されるレーザー駆動回路であり、前記レーザーダイオード1に駆動信号を供給する作用を成すものである。
28 is a control circuit for controlling the irradiation direction control operation of the transmitted light L1, the irradiation operation of the
30は前記制御回路28によって動作が制御されるX位置指示信号生成回路であり、該制御回路28から出力される制御信号に基づいて透過光L1のX位置、即ち上下方向の位置を指示する信号を出力するように構成されている。31は前記制御回路28によって動作が制御されるY位置指示信号生成回路であり、該制御回路28から出力される制御信号に基づいて透過光L1のY位置、即ち左右方向の位置を指示する信号を出力するように構成されている。
32は前記第1割算回路26の出力信号及びX位置指示信号生成回路30から出力される信号が入力されるX方向サーボ回路であり、入力される信号のレベル差を無くする方向のサーボ信号を生成出力するように構成されている。33は前記第2割算回路27の出力信号及びY位置指示信号生成回路31から出力される信号が入力されるY方向サーボ回路であり、入力される信号のレベル差を無くする方向のサーボ信号を生成出力するように構成されている。
34は前記X方向駆動用コイル6に駆動信号を供給するX方向駆動コイル駆動回路であり、前記X方向サーボ回路32から出力されるサーボ信号に基づいて駆動信号を供給するように構成されている。35は前記Y方向駆動用コイル7に駆動信号を供給するY方向駆動コイル駆動回路であり、前記Y方向サーボ回路33から出力されるサーボ信号に基づいて駆動信号を供給するように構成されている。
以上に説明したように本発明のレーザー光放射器は構成されているが、次に動作について説明する。制御回路28から透過光L1のX方向の位置をX1にするための制御信号がX位置指示信号生成回路30に対して出力されると、該X位置指示信号生成回路30から不揮発性メモリー(図示せず)に記憶されているデータに基いてX1位置にするための指示信号がX方向サーボ回路32に対して出力される。
As described above, the laser light emitter of the present invention is configured. Next, the operation will be described. When a control signal for setting the position of the transmitted light L1 in the X direction to X1 is output from the
また、制御回路28によるレーザー駆動回路29に対する制御信号が出力され、該レーザー駆動回路29からレーザーダイオード1に対して駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がレーザーダイオード1に供給されると、該レーザーダイオード1からレーザー光Lが放射される。前記レーザーダイオード1から放射されたレーザー光Lは、レンズ3にて平行光に変換された後ビームスプリッタ8に入射される。
Further, a control signal for the
前記ビームスプリッタ8に入射されたレーザー光Lは、該ビームスプリッタ8によって透過光L1と反射光L2とに分離される。前記ビームスプリッタ8によって分離された反射光L2は集光レンズ10によって集光されて光検出器9に照射される。前記光検出器9上には、前記集光レンズ10にて集光された反射光L2の照射位置が図2にスポットSとして表されている。
The laser light L incident on the beam splitter 8 is separated into transmitted light L1 and reflected light L2 by the beam splitter 8. The reflected light L <b> 2 separated by the beam splitter 8 is condensed by the
前記光検出器9は、前述したように4分割センサー部A、B、C及びDにて構成されているため、スポットSの照射位置に応じた検出信号が、ローパスフィルタ15、16、17及び18から出力される。斯かる検出信号が前記ローパスフィルタ15、16、17及び18から出力されると、各々の信号が第1加算回路19、第2加算回路20、第3加算回路21及び第4加算回路22にて加算された後、第1比較回路24及び第2比較回路25に入力される。
Since the light detector 9 is composed of the four-divided sensor portions A, B, C, and D as described above, the detection signal corresponding to the irradiation position of the spot S is sent to the low-
前記第1比較回路24からは、前述したように透過光L1のX方向の変位位置に応じた信号、即ち(A+D)−(B+C)なる信号が出力されて第1割算回路26に入力される。また、前記第1割算回路26には、前記第5加算回路23の出力、即ち光検出器9の全てのセンサー部から得られる信号であるA+B+C+Dなる信号が入力される。斯かる信号が第1割算回路26に入力されると、該第1割算回路26による演算処理動作、即ち{(A+D)−(B+C)}/(A+B+C+D)なる演算処理動作が行われ、演算処理された信号が出力される。
From the
前記第1割算回路26から前述した演算処理にて求められた信号が出力されると、該信号がX方向サーボ回路32に入力されることになる。一方、前記X方向サーボ回路32には、前述したようにX位置指示信号生成回路30からX1位置を指示する信号が出力されているため、X方向サーボ回路32からスポットSをX1の位置に対応した位置に変位させるためのサーボ信号がX方向駆動コイル駆動回路34に対して出力される。
When the signal obtained by the aforementioned arithmetic processing is output from the
斯かるサーボ信号がX方向駆動コイル駆動回路34に入力されると、該X方向駆動コイル駆動回路34からX方向駆動用コイル6に対して駆動信号が供給される。斯かる信号がX方向駆動用コイル6に供給されると、該X方向駆動用コイル6に誘起される磁力と磁石から生成される磁気力との協働によりレンズ3がX方向へ変位せしめられる。そして、斯かるX方向への変位動作は、スポットSをX1の位置に対応した位置に変位させるように行われる。斯かるサーボ動作が行われる結果、スポットSの位置をX1の位置にするための制御動作、即ち透過光L1をX1位置にするための制御動作が行われる。従って、透過光L1を位置X1に変位保持するための動作を制御回路28から出力されるX方向の位置決定信号に基づいて行うことが出来る。
When such a servo signal is input to the X direction drive
以上に説明したようにX方向、即ち上下方向の所望位置に透過光L1を変位させる動作は行われるが、次にY方向、即ち左右方向の所望位置に透過光L1を変位させる動作について説明する。 As described above, the operation of displacing the transmitted light L1 to the desired position in the X direction, that is, the vertical direction is performed. Next, the operation of displacing the transmitted light L1 to the desired position in the Y direction, that is, the horizontal direction will be described. .
制御回路28から透過光L1のY方向の位置をY1にするための制御信号がY位置指示信号生成回路31に対して出力されると、該Y位置指示信号生成回路31から不揮発性メモリー(図示せず)に記憶されているデータに基いてY1位置にするための指示信号がY方向サーボ回路33に対して出力される。
When a control signal for setting the position of the transmitted light L1 in the Y direction to Y1 is output from the
また、制御回路28によるレーザー駆動回路29に対する制御信号が出力され、該レーザー駆動回路29からレーザーダイオード1に対して駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がレーザーダイオード1に供給されると、該レーザーダイオード1からレーザー光Lが放射される。前記レーザーダイオード1から放射されたレーザー光Lは、レンズ3にて平行光に変換された後ビームスプリッタ8に入射される。
Further, a control signal for the
前記ビームスプリッタ8に入射されたレーザー光Lは、前述したように該ビームスプリッタ8によって透過光L1と反射光L2とに分離される。前記ビームスプリッタ8によって分離された反射光L2は集光レンズ10によって集光されて光検出器9に照射される。前記光検出器9上には、前記集光レンズ10にて集光された反射光L2の照射位置が図2
にスポットSとして表されている。
The laser light L incident on the beam splitter 8 is separated into transmitted light L1 and reflected light L2 by the beam splitter 8 as described above. The reflected light L <b> 2 separated by the beam splitter 8 is condensed by the
Are represented as spots S.
前記光検出器9は、前述したように4分割センサー部A、B、C及びDにて構成されているため、スポットSの照射位置に応じた検出信号が、ローパスフィルタ15、16、17及び18から出力される。斯かる検出信号が前記ローパスフィルタ15、16、17及び18から出力されると、各々の信号が第1加算回路19、第2加算回路20、第3加算回路21及び第4加算回路22にて加算された後、第1比較回路24及び第2比較回路25に入力される。
Since the light detector 9 is composed of the four-divided sensor portions A, B, C, and D as described above, the detection signal corresponding to the irradiation position of the spot S is sent to the low-
前記第2比較回路25からは、前述したように透過光L1のY方向の変位位置に応じた信号、即ち(A+B)−(C+D)なる信号が出力されて第2割算回路27に入力される。また、前記第2割算回路27には、前記第5加算回路23の出力、即ち光検出器9の全てのセンサー部から得られる信号であるA+B+C+Dなる信号が第2割算回路27に入力される。斯かる信号が第2割算回路27に入力されると、該第2割算回路27による演算処理動作、即ち{(A+B)−(C+D)}/(A+B+C+D)なる演算処理動作が行われ、演算処理された信号が出力される。
From the second comparison circuit 25, as described above, a signal corresponding to the displacement position of the transmitted light L1 in the Y direction, that is, a signal of (A + B) − (C + D) is output and input to the
前記第2割算回路27から前述した演算処理にて求められた信号が出力されると、該信号がY方向サーボ回路33に入力されることになる。一方、前記Y方向サーボ回路33には、前述したようにY位置指示信号生成回路31からY1位置を指示する信号が出力されているため、Y方向サーボ回路33からスポットSをY1の位置に対応した位置に変位させるためのサーボ信号がY方向駆動コイル駆動回路35に対して出力される。
When the signal obtained by the aforementioned arithmetic processing is output from the
斯かるサーボ信号がY方向駆動コイル駆動回路35に入力されると、該Y方向駆動コイル駆動回路35からY方向駆動用コイル7に対して駆動信号が供給される。斯かる信号がY方向駆動用コイル7に供給されると、該Y方向駆動用コイル7に誘起される磁力と磁石から生成される磁気力との協働によりレンズ3がY方向へ変位せしめられる。そして、斯かるY方向への変位動作は、スポットSをY1の位置に対応した位置に変位させるように行われる。斯かるサーボ動作が行われる結果、スポットSの位置をY1の位置にするための制御動作、即ち透過光L1をY1位置にするための制御動作が行われる。従って、透過光L1を位置Y1に変位保持するための動作を制御回路28から出力されるY方向の位置決定信号に基づいて行うことが出来る。
When such a servo signal is input to the Y-direction drive
前述したように制御回路28から出力されるX方向及びY方向の位置を決定指示する信号が出力されると、指示された位置に透過光L1を移動させる制御動作をレンズ3を変位させる動作によって行うことが出来る。従って、例えば図3に示すように透過光L1の照射位置をa→b→c→d→e→f→g→h→i→jのように変位させる制御動作をレンズ3の位置を変位制御することによって行うことが出来る。
As described above, when the signal for determining the position in the X direction and the Y direction output from the
透過光L1の照射位置を前述したように変更させることによってその変位範囲内にある対象物に対してレーザー光を照射させることが出来るので、対象物から反射されるレーザー光を検出することによって対象物の位置、大きさ及びその移動速度等の情報を得ることが出来る。 By changing the irradiation position of the transmitted light L1 as described above, it is possible to irradiate the object within the displacement range with the laser light, so that the object is detected by detecting the laser light reflected from the object. Information such as the position and size of an object and its moving speed can be obtained.
尚、レーザー光の照射位置を変更させる動作を行う場合にレーザー駆動回路29からレーザーダイオード1に供給される駆動信号は、必要な情報を得るために照射タイミングを選択しながら行われるパルス信号が一般的である。パルス信号に基づいてレーザーダイオード1の発光駆動動作が行われると、光検出器9から得られる信号にパルス成分が含まれるので、本実施例では、斯かるパルス信号を削除するためにローパスフィルタ15、16、17及び18が設けられている。
Note that when performing an operation of changing the irradiation position of the laser beam, the drive signal supplied from the
また、本実施例では、ビームスプリッタ8としてプリズムを使用したが、ハーフミラーと呼ばれる光学素子を使用することも出来る。 In this embodiment, a prism is used as the beam splitter 8. However, an optical element called a half mirror can be used.
1 レーザーダイオード
3 レンズ
4 レンズホルダー
6 X方向駆動用コイル
7 Y方向駆動用コイル
8 ビームスプリッタ
9 光検出器
10 集光レンズ
19 第1加算回路
20 第2加算回路
21 第3加算回路
22 第4加算回路
23 第5加算回路
24 第1比較回路
25 第2比較回路
26 第1割算回路
27 第2割算回路
28 制御回路
30 X位置指示信号生成回路
31 Y位置指示信号生成回路
32 X方向サーボ回路
33 Y方向サーボ回路
34 X方向駆動コイル駆動回路
35 Y方向駆動コイル駆動回路
1 Laser diode
3 Lens
4 Lens holder
6 X direction drive coil
7 Y direction drive coil
8 Beam splitter
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005234505A JP2007047681A (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Laser beam radiator |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005234505A JP2007047681A (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Laser beam radiator |
Publications (1)
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JP2007047681A true JP2007047681A (en) | 2007-02-22 |
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ID=37850533
Family Applications (1)
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JP2005234505A Pending JP2007047681A (en) | 2005-08-12 | 2005-08-12 | Laser beam radiator |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007047681A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011254028A (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Phased array laser apparatus |
US11990728B2 (en) | 2020-05-26 | 2024-05-21 | Nichia Corporation | Light emitting device |
-
2005
- 2005-08-12 JP JP2005234505A patent/JP2007047681A/en active Pending
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