以下、本願の実施形態について詳細に記述する。前記実施形態の例は、図面において示し、始めから終わりまで同一または類似の符号で同一もしくは類似の要素または同一もしくは類似の機能を有する要素を表す。以下、図面を参照しながら記述する実施形態は例示的なものであり、本願について説明するために用いられているにすぎず、本願に対する限定であると理解することはできない。
なお、本願の記述において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後ろ」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「天」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」などの用語が示す方位または位置関係は、図面で示す方位または位置関係に基づくものであり、本発明の説明に便利なようにし、記述を簡略化するためのものであるにすぎず、それが指す装置または要素が特定の方位、特定の方位構造および操作を有している必要があることを指示するものでも暗示するものでもないため、本発明に対する限定と理解することはできない。また、「第1の」、「第2の」などの用語は、記述の目的のために用いられているにすぎず、相対的な重要性を指示もしくは暗示するもの、または指示する技術的特徴の数を暗示もしくは明示するものと理解することはできない。そのため、「第1の」、「第2の」などと限定された特徴は、1つまたは複数の前記特徴を明示的または暗示的に含むことができる。本願の記述において、「複数の」の意味は、別段の明確で具体的な限定がある場合を除き、2つ以上である。
なお、本願の記述において、別段の明確な規定および限定がある場合を除き、「装着」、「つなぐ」、「接続」などの用語は、広義に理解すべきであり、例えば、固定接続であっても、着脱可能な接続であっても、一体化して接続しても、機械的な接続であっても、電気的な接続であっても、互いに通信可能であっても、直接つないでも、中間的な媒体を介して間接的につないでも、2つの要素内部の連通であっても、2つの要素の相互作用関係であってもよい。当業者は、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本願において、別段の明確な規定および限定がある場合を除き、第1の特徴が第2の特徴の「上」または「下」にあるとは、第1および第2の特徴が直接接触していることを含んでも、第2および第2の特徴が直接接触せずにこれらの間の別の特徴を介して接触していることを含んでもよい。さらに、第1の特徴が第2の特徴の「上」、「上方」および「上側」にあるとは、第1の特徴が第2の特徴の真上および斜め上にあることを含み、または、第1の特徴の水平高さが第2の特徴よりも高いことを表すにすぎない。第1の特徴が第2の特徴の「下」、「下方」および「下側」にあるとは、第1の特徴が第2の特徴の真下および斜め下にあることを含み、または、第1の特徴の水平高さが第2の特徴よりも低いことを表すにすぎない。
以下の開示は、多くの異なる実施形態または例を提供して、本願の異なる構造の実現に用いる。本願の開示を簡素化するため、以下では特定の例の部材および設置について説明する。当然ながら、これらは例にすぎず、本願を限定することが目的ではない。また、本願は、異なる例において参照数字および参考文字の少なくとも1つを繰り返すことができ、こうした繰り返しは、簡略化し明瞭にすることを目的としており、それ自体が、考察されている各種実施形態および設置の少なくとも1つの間の関係を示しているのではない。また、本願は、各種特定の工程および材料の例を提供しているが、当業者は、他の工程の適用および他の材料の使用のうち少なくとも1つを意識することができる。
図9および図10に示すように、本願の実施形態は、ロータアセンブリ433と、ステータアセンブリ431と、光学素子46と、を含む走査モジュール40を提供する。ロータアセンブリ433は、収納キャビティ4336が形成されたロータ4331と、ロータ4331の内壁上に設けられ収納キャビティ4336内に位置するボス4332と、を含む。ステータアセンブリ431は、ロータアセンブリ433を駆動してステータアセンブリ431に対して回転させるために用いられる。光学素子46は、収納キャビティ4336内に取り付けられ、ロータアセンブリ433と同期回転する。光学素子46とロータアセンブリ433は同期回転し、光学素子46は、第1の端461と、第2の端462と、を含み、第1の端461と第2の端462は、それぞれ光学素子46の径方向における両端に位置し、第1の端461の厚みは、第2の端462の厚みよりも大きく、第2の端462とボス4332は、対向してロータ4331の回転軸4337の同じ側に位置し、第1の端461とボス4332は、回転軸4337の対向する両側に位置する。
図9および図10に示すように、本願の実施形態は、ロータアセンブリ423と、光学素子45と、を含む走査モジュール40を提供する。ロータアセンブリ423は、収納キャビティ4235が形成されたロータ4231を含む。光学素子45は、収納キャビティ4235内に取り付けられ、ロータアセンブリ423と同期回転する。光学素子45は、第1の端451と、第2の端452と、を含み、第1の端451と第2の端452は、それぞれ光学素子45の径方向における両端に位置し、第1の端451の厚みは、第2の端452の厚みよりも大きく、ロータ4231および光学素子45のうちの少なくとも1つの第1の端451に位置する側に切り欠きが形成されている。
図9および図10に示すように、本願の実施形態は、第1のロータアセンブリ423と、第1の光学素子45と、第2のロータアセンブリ433と、第2の光学素子46と、を含む走査モジュール40を提供する。第1のロータアセンブリ423は、第1の収納キャビティ4235が形成された第1のロータ4231を含む。第1の光学素子45は、第1の収納キャビティ4235内に取り付けられ、第1の光学素子45は、第1の端451と、第2の端452と、を含み、第1の光学素子45の第1の端451と第1の光学素子45の第2の端452は、それぞれ第1の光学素子45の径方向における両端に位置し、第1の光学素子45の第1の端451の厚みは、第1の光学素子45の第2の端452の厚みよりも大きく、第1のロータ4231および第1の光学素子45のうちの少なくとも1つの第1の光学素子45の第1の端451に位置する側に切り欠きが形成されている。第2のロータアセンブリ433は、第2の収納キャビティ4336が形成された第2のロータ4331と、第2のロータ4331の内壁上に設けられ第2の収納キャビティ4336内に位置するボス4332と、を含む。第2の光学素子46は、第2の収納キャビティ4336内に取り付けられ、第2の光学素子46は、第1の端461と、第2の端462と、を含み、第2の光学素子46の第1の端461と第2の光学素子46の第2の端462は、それぞれ第2の光学素子46の径方向における両端に位置し、第2の光学素子46の第1の端461の厚みは、第2の光学素子46の第2の端462の厚みよりも大きく、第2の光学素子46の第2の端462とボス4332は、対向して第2のロータ4331の第2の回転軸4337の同じ側に位置し、第2の光学素子46の第1の端461とボス4332は、第2の回転軸4337の対向する両側に位置する。
図1および図9に示すように、本願の実施形態は、上述したいずれかの実施形態の走査モジュール40と、測距モジュール60と、を含む測距装置100を提供する。測距モジュール60は、走査モジュール40にレーザーパルスを発射するために用いられ、走査モジュール40は、レーザーパルスの伝送方向を変えた後に出射するために用いられ、測定物から反射して戻って来たレーザーパルスは、走査モジュール40を経た後、測距モジュール60に入射し、測距モジュール60は、反射して戻って来たレーザーパルスに基づき、測定物と測距装置100との間の距離を確定するために用いられる。
本願の走査モジュール40および測距装置100は、ウェッジプリズム自体の重量分布が不均等であるため、ウェッジプリズムを高速回転させるとき走査モジュール40全体が揺動しやすく十分に安定しない可能性があるが、本願では、ロータ4331内にボス4332を設ける方式によってロータアセンブリ433の回転時に生じる揺動を低減することにより、ロータアセンブリ433全体を回転時にさらに安定させることに有利である。または、本願は、ロータ4231および光学素子45のうちの少なくとも1つの第1の端451に位置する側に切り欠きが形成されている方式によってロータアセンブリ423の回転時に生じる揺動を低減することにより、ロータアセンブリ423全体を回転時にさらに安定させることに有利であり、すなわち、測距装置100の振動を無視できるほど少なくし、測距装置100の測距精度を高める。
図1および図25に示すように、測距装置100は、台座10と、カバー20と、2つの支持フレーム30と、走査モジュール40と、複数のフレキシブル接続アセンブリ50と、測距モジュール60と、を含む。2つの支持フレーム30は、いずれも台座10上の背を向け合った両側に固定される。走査モジュール40と測距モジュール60は、間隔をあけて台座10上に設けられ、2つの支持フレーム30の間に位置し、支持フレーム30の各々は、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査モジュール40に接続される。測距モジュール60は、走査モジュール40にレーザーパルスを発射するために用いられ、走査モジュール40は、レーザーパルスの伝送方向を変えた後に出射するために用いられ、測定物から反射して戻って来たレーザーパルスは、走査モジュール40を経た後、測距モジュール60に入射し、測距モジュール60は、反射して戻って来たレーザーパルスに基づき、測定物と測距装置100との間の距離を確定するために用いられる。測距装置100は、測距装置100と測定物との間で光が伝播する時間、すなわち光飛行時間(Time-of-Flight,TOF)を計測することにより、測定物から測距装置100までの距離を測定することができる。または、測距装置100は、例えば、位相シフト(phase shift)測定に基づく測距方法、または周波数シフト(frequency shift)測定に基づく測距方法などの他の技術によって測定物から測距装置100までの距離を測定することもできるが、ここでは限定しない。
図2および図3に示すように、台座10は、台座本体11と、第1の装着台12と、第2の装着台13と、を含み、台座本体11は、板状構造を呈する。第1の装着台12および第2の装着台13は、台座本体11の頂部111上に形成される。第1の装着台12は、台座本体11の頂部111から突出して形成された装着壁であってもよく、装着壁には、第1の台座装着穴121があけられており、第1の台座装着穴121の軸線方向は、台座本体11の頂部111に平行である。
図22から図24に示すように、第2の装着台13は、台座本体11の頂部111から突出して形成された台座ボスであってもよく、台座ボス上には、台座装着溝131が設けられており、台座装着溝131の底部には、第2の台座装着穴132があけられており、第2の台座装着穴132の軸線方向は、台座本体11の頂部111に垂直であり、第2の台座装着穴132の軸線方向は、第1の台座装着穴121の軸線方向に垂直である。本実施形態の台座本体11は、矩形板状構造を呈し、第1の装着台12および第2の装着台13の数は、いずれも2つであり、2つの第1の装着台12は、それぞれ台座本体11の対向する両側に位置し、台座本体11の対称面に関して対称であり、2つの第2の装着台13も、それぞれ台座本体11の対向する両側に位置し、台座本体11のこの対称面に関して対称である。同じ側の第1の装着台12および第2の装着台13は、台座本体11の長辺に沿って間隔をあけて設けられ、上述した対称面は、台座本体11の長辺に平行で、台座本体11の短辺に垂直な面である。
図1から図3に示すように、カバー20は、台座10上に設けられ、台座10と共同で収容スペースを形成し、カバー20は、カバー頂壁21と、環状のカバー側壁22と、を含む。具体的には、カバー頂壁21は、板状構造を呈し、カバー頂壁21の形状は、台座本体11の形状に合わせてある。本実施例では、カバー頂壁21の形状は、台座10に形状に合わせ、矩形板状構造を呈する。カバー側壁22は、カバー頂壁21の1つの面から延在して形成され、カバー側壁22は、カバー頂壁21の縁に設けられ、カバー頂壁21を囲む。カバー側壁22のカバー頂壁21とは反対の端は、ネジ接続、係合、接着、溶接などの任意の1種または複数種の方式で結合する方式によって台座10上に取り付け、台座本体11の中心を囲むことができる。本実施形態のカバー20は、締付部材14によって台座10上に固定され、さらに具体的には、締付部材14は、台座10の底部側から台座本体11を貫通してカバー側壁22と結合し、締付部材14は、ネジとすることができる。
カバー側壁22は、第1のカバー側壁221と、第2のカバー側壁222と、を含む。第1のカバー側壁221と第2のカバー側壁222は、カバー頂壁21の対向する両端に位置する。1つの例において、第1のカバー側壁221および第2のカバー側壁222は、それぞれカバー頂壁21の短辺上に設けられる。第1のカバー側壁221には、透光領域2211が形成され、第1のカバー側壁221の透光領域2211以外の領域は非透光領域2212であり、透光領域2211は、測距モジュール60が発する測距信号を通過させるために用いられる。透光領域2211は、プラスチック、樹脂、ガラスなどの光透過率が高い材料により製造することができ、非透光領域2212は、銅、アルミニウムなどの熱伝導性で光透過率が低い金属により製造することができる。好ましくは、透光領域2211は熱伝導性プラスチックを採用し、光透過の要求を満たすことができるだけでなく、放熱の要求を満たすことができる。1つの例において、この透光領域2211は略円形状を呈する。1つの例において、この透光領域2211は略矩形状、例えば方形状を呈する。
図3および図4に示すように、支持フレーム30は、台座10上に取り付けられる。本願の実施形態における支持フレーム30の数は2つであり、2つの支持フレーム30は、それぞれ台座10の対向する両側に取り付けられる。支持フレーム30の各々は、いずれも固定アーム31と、接続アーム33と、結合アーム32と、を含む。
固定アーム31は、複数の固定部310と、第2の結合部313と、を含み、固定アーム31は、複数の固定部310によって台座10上に取り付けられる。本実施形態の固定部310の数は2つであり、2つの固定部310は、それぞれ第1の固定部311および第2の固定部312であり、第1の固定部311および第2の固定部312は、それぞれ固定アーム31の対向する両端に位置し、第1の固定部311および第2の固定部312は、いずれも台座10とリジット接続する。第1の固定部311および第2の固定部312は、固定部材36(例えば締付ネジ)によってそれぞれ台座10の同じ側の第1の装着台12および第2の装着台13上に固定される。具体的には、第1の固定部311は、台座本体11上に設けられ、装着壁側に位置し、固定部材36は、第1の台座装着穴121を貫通して第1の固定部311と結合し、第1の固定部311を第1の装着台12上に固定する。第2の固定部312は、台座装着溝131内に設けられ、固定部材36は、第2の固定部312を貫通して第2の台座装着穴132と結合し、第2の固定部312を第2の装着台13上に取り付ける。第2の結合部313は、第1の固定部311と第2の固定部312との間に位置し、第2の結合部313と台座本体11の頂部111は、間隔があけられ、第2の結合部313上には、支持フレーム装着穴が設けられ、第2の結合部313に設けられた支持フレーム装着穴は、第2の支持フレーム装着穴3131と定義される。
接続アーム33の一端は、第1の固定部311上に接続され、接続アーム33の他端は、台座本体11とは反対の方向に延在する。
結合アーム32の一端は、接続アーム33の第1の固定部311とは反対の端に接続し、結合アーム32の他端は、固定アーム31とは反対側に延在する自由端であり、結合アーム32は、台座本体11の頂部111に平行である。結合アーム32の接続アーム33とは反対の端には、第1の結合部321が設けられ、第2の結合部313は、第1の結合部321よりも台座本体11側にある。第1の結合部321上には、支持フレーム装着穴が設けられ、第1の結合部321に設けられた支持フレーム装着穴は、第1の支持フレーム装着穴3211と定義される。1つの例において、第1の固定部311の中心、第2の固定部312の中心、第1の結合部321の中心および第2の結合部313の中心は、同一平面内に位置する。測距装置100が外部からの衝撃を受け振動が生じたときに、支持フレーム30および支持フレーム30に接続した走査モジュール40が受ける回転トルクは比較的小さく、このトルクの方向が固定部310の中心、第1の結合部321の中心および第2の結合部313の中心が所在する平面に垂直であることにより、測距装置100が外部からの衝撃を受けたことによって生じる反転を小さくし、回避することすらできる。
図3、図5、図9および図25に示すように、走査モジュール40は、支持フレーム30によって台座10上に取り付けられ、収容スペース内に収容され、走査モジュール40と台座10は、間隔があけられている。走査モジュール40は、走査ハウジング41と、第1の駆動装置42と、第2の駆動装置43と、第3の駆動装置44と、第1の光学素子45と、第2の光学素子46と、第3の光学素子47と、コントローラ49aと、検出装置49bと、を含む。第1の駆動装置42は、第1の光学素子45を駆動して動かし、第1の光学素子45を経るレーザーパルスの伝送方向を変えるために用いられる。第2の駆動装置43は、第2の光学素子46を駆動して動かし、第2の光学素子46を経るレーザーパルスの伝送方向を変えるために用いられる。第3の駆動装置44は、第3の光学素子47を駆動して動かし、第3の光学素子47を経るレーザーパルスの伝送方向を変えるために用いられる。3つの光学素子(第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47)は、互いに協同し合い、光路の伝播方向を変え、走査モジュール40により大きな視野をもたせるために用いることができる。
1つの例において、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47は、レンズ、反射ミラー、プリズム、ガルバノミラー、回折格子、液晶、光フェーズドアレー(Optical Phased Array)または上述した光学素子の任意の組み合わせを含むことができる。1つの例において、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47のうち少なくとも1つの光学素子は、出光面と入光面が平行でない光屈折素子であり、この光屈折素子が回転するときに、光束を異なる方向に屈折させて出射することができる。1つの例において、この光屈折素子は、楔形プリズムである。
1つの例において、少なくとも一部の光学素子(第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47)は、動き、例えば、駆動装置(第1の駆動装置42、第2の駆動装置43および第3の駆動装置44)によりこの少なくとも一部の光学素子を駆動して動かし、この動く光学素子は、異なる時間に光束を異なる方向に反射、屈折または回折することができる。いくつかの実施例において、走査モジュール40の複数の光学素子は、共通の軸の周りを回転または振動することができ、回転または振動する光学素子の各々は、入射光束の伝播方向を絶えず変えるために用いられる。1つの実施例において、走査モジュール40の複数の光学素子は、異なる回転速度で回転するか、または異なる速度で振動することができる。別の実施例において、走査モジュール40の少なくとも一部の光学素子は、基本的に同じ回転速度で回転することができる。いくつかの実施例において、走査モジュールの複数の光学素子は、異なる軸の周りを回転してもよい。いくつかの実施例において、走査モジュール40の複数の光学素子は、同じ方向に回転しても、異なる方向に回転してもよく、同じ方向に振動しても、異なる方向に振動してもよく、ここでは限定しない。
第1の駆動装置42、第2の駆動装置43および第3の駆動装置44は、光学素子(第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47)の回転、振動、所定の軌跡に沿った循環移動または所定の軌跡に沿った往復移動を駆動することができ、ここでは限定しない。以下、光学素子(第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47)がプリズムを含む例によって、例を挙げて記述する。
走査ハウジング41は、走査モジュール40のケースとすることができ、走査ハウジング41内は、第1の駆動装置42、第2の駆動装置43、第3の駆動装置44、第1の光学素子45、第2の光学素子46、第3の光学素子47、コントローラ49aおよび検出装置49bなどの素子を取り付けるために用いることができる。走査ハウジング41は、一体の全体構造であってもよく、走査ハウジング41は、複数の分離構造を組み合わせてなってもよく、例えば、図6から図8に示すように、走査ハウジング41は、第1の支持ベース411、第2の支持ベース412および第3の支持ベース413のうち少なくとも任意の2つを含むとともに、さらに第1の取り付け部414と、第2の取り付け部415と、を含んでもよい。例えば、走査ハウジング41は、第1の取り付け部414と、第2の取り付け部415と、第1の支持ベース411と、第2の支持ベース412と、を含むか、または、走査ハウジング41は、第1の取り付け部414と、第2の取り付け部415と、第2の支持ベース412と、第3の支持ベース413と、を含むか、または、走査ハウジング41は、第1の取り付け部414と、第2の取り付け部415と、第1の支持ベース411と、第3の支持ベース413と、を含むか、または、走査ハウジング41は、第1の取り付け部414と、第2の取り付け部415と、第1の支持ベース411と、第2の支持ベース412と、第3の支持ベース413と、を含む。以下、走査ハウジング41が、第1の取り付け部414と、第2の取り付け部415と、第1の支持ベース411と、第2の支持ベース412と、第3の支持ベース413と、を含むもののみを例として記述する。
図5から図8に示すように、第1の支持ベース411は、第1の駆動装置42および第1の光学素子45を取り付けるために用いることができる。第1の支持ベース411は、走査ハウジング41上の測距モジュール60から最も遠い1つの支持ベースとすることができる。第1の支持ベース411は、第1の支持ベース本体4111を含む。第1の支持ベース本体4111は、中空の構造とし、中空の部分に第1の収容キャビティ4119を形成することができる。本願の実施例では、第1の支持ベース本体4111の外輪郭全体が矩形を呈し、中空部分の形状は円形とすることができ、第1の駆動装置42および第1の光学素子45は、第1の収容キャビティ4119内に取り付けることができる。本願の実施例では、第1の支持ベース本体4111は、第1の支持ベース頂面4115と、2つの第1の支持ベース側面4116と、を含み、2つの第1の支持ベース側面4116は、それぞれ第1の支持ベース本体4111の背を向け合った両側に位置し、第1の支持ベース頂面4115に接続される。第1の支持ベース頂面4115には、支持ベース装着溝4117が設けられ、支持ベース装着溝4117の底面には、ハウジング装着穴が設けられ、支持ベース装着溝4117の底面に設けられたハウジング装着穴は、第1のハウジング装着穴4118と定義される。
第2の支持ベース412は、第2の駆動装置43および第2の光学素子46を取り付けるために用いることができる。第2の支持ベース412は、第1の支持ベース411と互いに係合することができ、例えば第2の支持ベース412を第1の支持ベース411内に覆設し、第2の支持ベース412は、第1の支持ベース411と同じ軸に設けても、異なる軸に設けてもよい。ここで、第2の支持ベース412を第1の支持ベース411と同じ軸に設けるとは、第2の支持ベース412の中軸線と第1の支持ベース411の中軸線とが重なり合うことをいい、異なる軸に設けるとは、第2の支持ベース412の中軸線と第1の支持ベース411の中軸線とが重なり合わないことをいい、例えば平行に間隔をあけているか、または任意の角度で交わる。第2の支持ベース412は、第2の支持ベース本体4121および突出部4120を有する。1つの例において、突出部4120は、第2の支持ベース412を支持フレーム30上に取り付けるために用いることができる。第2の支持ベース本体4121は、中空の構造とし、中空の部分に第2の収容キャビティ4126を形成することができる。第2の駆動装置43および第2の光学素子46は、第2の収容キャビティ4126内に取り付けることができる。本願の実施例では、第2の支持ベース本体4121は、第2の支持ベース底面41211と、2つの第2の支持ベース側面41212と、を含み、2つの第2の支持ベース側面41212は、それぞれ第2の支持ベース本体4121の背を向け合った両側に位置し、第2の支持ベース底面41211に接続され、2つの第2の支持ベース側面41212は、それぞれ2つの第1の支持ベース側面4116に対応する。1つの例において、突出部4120は、第1の支持ベース本体4111の第2の支持ベース底面41211に近い位置に設けることができ、突出部4120は、第2の支持ベース側面41212の第2の支持ベース底面41211に近い位置から外に向かって延在して形成されると理解することができる。突出部4120には、ハウジング装着穴が設けられ、突出部4120に設けられたハウジング装着穴は、第2のハウジング装着穴41201と定義される。
第3の支持ベース413は、第3の駆動装置44および第3の光学素子47を取り付けるために用いることができる。第3の支持ベース413は、第2の支持ベース412と互いに係合することができ、第3の支持ベース413は、第2の支持ベース412内に覆設することができ、第3の支持ベース413は、第2の支持ベース412と同じ軸に設けても、異なる軸に設けてもよい。第3の支持ベース413は、第3の支持ベース本体4130を含み、第3の支持ベース本体4130は、中空の構造とし、中空の部分に第3の収容キャビティ4134を形成することができる。第3の駆動装置44および第3の光学素子47は、第3の収容キャビティ4134内に取り付けることができる。第3の支持ベース413と第1の支持ベース411は、それぞれ第2の支持ベース412の背を向け合った両側に設けることができ、測距モジュール60から発射された光パルスは、順に第3の支持ベース413、第2の支持ベース412および第1の支持ベース411を通過した後、外部に出る。被測定物から反射した光パルスは、順に第1の支持ベース411、第2の支持ベース412および第3の支持ベース413を通過した後、測距モジュール60によって受光される。第3の支持ベース本体4130は、背を向け合った2つの第3の支持ベース側面4133を含む。このとき、第1の支持ベース411の背を向け合った両側は、第2の支持ベース412に対応する背を向け合った両側および第3の支持ベース413に対応する背を向け合った両側に対していずれも突出し、2つの装着スペース416を形成する。第3の支持ベース413の背を向け合った両側は、第2の支持ベース412に対応する背を向け合った両側を超えて出ていなくてもよく、本実施例では、第3の支持ベース413の背を向け合った両側は、それぞれ第2の支持ベース412に対応する背を向け合った両側と面一である。第3の支持ベース413の背を向け合った両側が第2の支持ベース412の対応する背を向け合った両側を超えて出ていないことにより、第2の装着台13を装着スペース416内に形成するのに便利である。他の実施形態では、第3の支持ベース413の背を向け合った両側が第2の支持ベース412の対応する背を向け合った両側を超えて出ていてもよく、これにより、第1の装着台12を装着スペース416内に形成するのに便利である。
第1の取り付け部414は、第1の支持ベース411の台座10とは反対の端に位置していてもよく、具体的には、第1の取り付け部414は、第1の支持ベース本体4111の第1の支持ベース頂面4115に近い位置にある。第1の取り付け部414は、第1の支持ベース411を支持フレーム30上に取り付けるために用いられる。本願の第1の取り付け部414は、第1の支持ベース本体4111の一部であってもよく、具体的には、第1の取り付け部414は、第1の支持ベース本体4111上の支持ベース装着溝4117および第1のハウジング装着穴4118を形成する構造であると理解することができる。他の実施形態では、第1の取り付け部414は、第1の支持ベース本体4111上に設けられたフランジであってもよく、このフランジには、第1のハウジング装着穴4118が設けられる。
第2の取り付け部415は、第2の支持ベース412の台座10に近い端に位置し、具体的には、第2の取り付け部415は、第2の支持ベース本体4121の第2の支持ベース底面41211に近い位置にある。第2の装着台13は、第2の支持ベース412を支持フレーム30上に取り付けるために用いられる。本願の第2の取り付け部415は、第2の支持ベース412の一部であってもよく、具体的には、第2の取り付け部415は、突出部4120とすることができる。走査ハウジング41は、第1の装着台12および第2の装着台13によって支持フレーム30上に取り付けられる。
図5、図9および図10に示すように、第1の駆動装置42は、走査ハウジング41内に取り付けられ、具体的には、第1の駆動装置42は、第1の収容キャビティ4119内に取り付けることができる。第1の駆動装置42は、第1のステータアセンブリ421と、第1の位置決めアセンブリ422と、第1のロータアセンブリ423と、を含む。第1のステータアセンブリ421は、第1の支持ベース本体4111に相対的に固定することができ、第1のステータアセンブリ421は、第1のロータアセンブリ423を駆動して回転させるために用いることができ、第1のステータアセンブリ421は、第1の巻線本体と、第1の巻線本体上に取り付けられた第1の巻線と、を含む。ここで、第1の巻線本体は、ステータコアとすることができ、第1の巻線は、コイルとすることができる。第1の巻線は、電流の作用の下で特定の磁界を発生させることができ、電流の方向および強度を変えることにより、磁界の方向および強度を変えることができる。第1のステータアセンブリ421は、第1のロータアセンブリ423上に覆設される。
第1のロータアセンブリ423は、第1のステータアセンブリ421の駆動の下で回転することができる。具体的には、第1のロータアセンブリ423は、第1のロータ4231を含み、第1のロータ4231が第1のステータアセンブリ421に対して回転する軸線を第1の回転軸4236といい、第1の回転軸4236は、物理的な回転軸であっても、仮想的な回転軸であってもよいと理解することができる。第1のロータ4231は、第1のヨーク4233aと、第1の磁石4233bと、を含む。第1の磁石4233bは、第1のヨーク4233a上に覆設され、第1のヨーク4233aと第1の巻線との間に位置し、第1の磁石4233bが生じる磁界は、第1の巻線が生じる磁界と相互作用して作用力を生じ、第1の巻線は固定され動かないため、第1の磁石4233bは作用力の下で第1のヨーク4233aを動かし回転させる。第1のロータ4231は、中空の形状を呈し、第1のロータ4231の中空の部分には、第1の収納キャビティ4235が形成され、レーザーパルスは、第1の収納キャビティ4235を通って走査モジュール40の中を通ることができる。具体的には、第1の収納キャビティ4235は、第1のロータ4231の第1の側壁4234によって囲まれ、さらに具体的には、本願の実施形態では、第1のヨーク4233aは中空の筒状を呈し、第1のヨーク4233aの中空の部分が第1の収納キャビティ4235を形成していてもよく、第1のヨーク4233aの側壁は、第1の収納キャビティ4235を囲む側壁とすることができる。当然ながら、他の実施形態では、第1の収納キャビティ4235は、第1のヨーク4233a上に形成されていなくてもよく、第1の磁石4233bなどの構造上に形成されていてもよく、第1の側壁4234は、第1の磁石4233bなどの構造の側壁であってもよく、ここでは限定しない。第1の側壁4234は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部である。第1のステータアセンブリ421の第1の巻線は、環状を呈して第1の側壁4234の外面に巻かれていてもよい。
第1の位置決めアセンブリ422は、第1の側壁4234の外面に位置し、第1の位置決めアセンブリ422は、第1のロータアセンブリ423を制限して、固定された第1の回転軸4236を中心として回転させるために用いられる。第1のステータアセンブリ421および第1の位置決めアセンブリ422は、並列して第1の側壁4234の外面に巻かれる。第1の位置決めアセンブリ422は、環状の第1の軸受422を含み、第1の軸受422は、第1の側壁4234の外面に巻かれる。第1の軸受422は、第1の内周構造4221と、第1の外周構造4222と、第1の転がり体4223と、を含む。第1の内周構造4221と第1の側壁4234の外面は、互いに固定される。第1の外周構造4222と走査ハウジング41は互いに固定され、具体的には、第1の外周構造4222と第1の支持ベース411が互いに固定される。第1の転がり体4223は、第1の内周構造4221と第1の外周構造4222との間に位置し、第1の転がり体4223は、それぞれ第1の外周構造4222および第1の内周構造4221と転がり接続するために用いられる。
第1の光学素子45は、第1の収納キャビティ4235内に取り付けられ、具体的には、第1の光学素子45は、第1の側壁4234と係合して取り付けられ、第1のロータ4231と固定接続され、第1の光学素子45は、レーザーパルスの出射および入射光路上に位置する。第1の光学素子45は、第1の回転軸4236の周りで第1のロータ4231と同期回転することができる。第1の光学素子45は、回転時に、第1の光学素子45を経るレーザーの伝送方向を変えることができる。
第2の駆動装置43は、走査ハウジング41内に取り付けられ、具体的には、第2の駆動装置43は、第2の収容キャビティ4126内に取り付けることができ、第2の駆動装置43は、第2のステータアセンブリ431と、第2の位置決めアセンブリ432と、第2のロータアセンブリ433と、を含む。第2のステータアセンブリ431は、第2の支持ベース本体4121と相対的に固定することができ、第2のステータアセンブリ431は、第2のロータアセンブリ433を駆動して回転させるために用いることができ、第2のステータアセンブリ431は、第2の巻線本体と、第2の巻線本体上に取り付けられた第2の巻線と、を含む。ここで、第2の巻線本体は、ステータコアとすることができ、第2の巻線は、コイルとすることができる。第2の巻線は、電流の作用の下で特定の磁界を発生させることができ、電流の方向および強度を変えることにより、磁界の方向および強度を変えることができる。
第2のロータアセンブリ433は、第2のステータアセンブリ431の駆動の下で回転することができる。具体的には、第2のロータアセンブリ433は、第2のロータ4331を含み、第2のロータ4331が第2のステータアセンブリ431に対して回転する軸線を第2の回転軸4337といい、第2の回転軸4337は、物理的な回転軸であっても、仮想的な回転軸であってもよいと理解することができる。第2のロータ4331は、第2のヨーク4333と、第2の磁石4334と、を含む。第2の磁石4334は、第2のヨーク4333上に覆設され、第2のヨーク4333と第2の巻線との間に位置し、第2の磁石4334が生じる磁界は、第2の巻線が生じる磁界と相互作用して作用力を生じ、第2の巻線は固定されて動かないため、第2の磁石4334は作用力の下で第2のヨーク4333を動かし回転させる。第2のロータ4331は、中空の形状を呈し、第2のロータ4331の中空の部分には、第2の収納キャビティ4336が形成され、レーザーパルスは、第2の収納キャビティ4336を通って走査モジュール40の中を通ることができる。具体的には、第2の収納キャビティ4336は、第2のロータ4331の第2の側壁4335によって囲まれ、さらに具体的には、本願の実施形態では、第2のヨーク4333は中空の筒状を呈し、第2のヨーク4333の中空の部分が第2の収納キャビティ4336を形成していてもよく、第2のヨーク4333の側壁は、第2の収納キャビティ4336を囲む側壁とすることができる。当然ながら、他の実施形態では、第2の収納キャビティ4336は、第2のヨーク4333上に形成されていなくてもよく、第2の磁石4334などの構造上に形成されていてもよく、第2の側壁4335は、第2の磁石4334などの構造の側壁であってもよく、ここでは限定しない。第2の側壁4335は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部である。第2のステータアセンブリ431の第2の巻線は、環状を呈して第2の側壁4335の外面に巻かれていてもよい。
第2の位置決めアセンブリ432は、第2のロータ4331上に設けられ、第2のステータアセンブリ431の第1のロータアセンブリ423とは反対側に位置する。第2の位置決めアセンブリ432は、第2のロータアセンブリ433を制限して、固定された第2の回転軸4337を中心として回転させるために用いられる。第2のステータアセンブリ431および第2の位置決めアセンブリ432は、並列して第2の側壁4335の外面に巻かれる。第2の位置決めアセンブリ432は、環状の第2の軸受432を含み、第2の軸受432は、第2の側壁4335の外面に巻かれる。第2の軸受432は、第2の内周構造4321と、第2の外周構造4322と、第2の転がり体4323と、を含む。第2の内周構造4321と第2の側壁4335の外面は、互いに固定される。第2の外周構造4322と走査ハウジング41は互いに固定され、具体的には、第2の外周構造4322と第2の支持ベース412が互いに固定される。第2の転がり体4323は、第2の内周構造4321と第2の外周構造4322との間に位置し、第2の転がり体4323は、それぞれ第2の外周構造4322および第2の内周構造4321と転がり接続するために用いられる。
第2の光学素子46は、第2の収納キャビティ4336内に取り付けられ、具体的には、第2の光学素子46は、第2の側壁4335と係合して取り付けられ、第2のロータ4331と固定接続され、第2の光学素子46は、光源の出射光路上およびエコーの入射光路上に位置する。第2の光学素子46は、第2の回転軸の周りで第2のロータ4331と同期回転することができる。第2の光学素子46は、回転時に、第2の光学素子46を経るレーザーの伝送方向を変えることができる。
第3の駆動装置44は、走査ハウジング41内に取り付けられ、具体的には、第3の駆動装置44は、第3の収容キャビティ4134内に取り付けることができる。第3の駆動装置44は、第3のステータアセンブリ441と、第3の位置決めアセンブリ442と、第3のロータアセンブリ443と、を含む。第3のステータアセンブリ441は、第3の支持ベース本体4130と相対的に固定することができ、第3のステータアセンブリ441は、第3のロータアセンブリ443を駆動して回転させるために用いることができ、第3のステータアセンブリ441は、第3の巻線本体と、第3の巻線本体上に取り付けられた第3の巻線と、を含む。ここで、第3の巻線本体は、ステータコアとすることができ、第3の巻線は、コイルとすることができる。第3の巻線は、電流の作用の下で特定の磁界を発生させることができ、電流の方向および強度を変えることにより、磁界の方向および強度を変えることができる。
第3のロータアセンブリ443は、第3のステータアセンブリ441の駆動の下で回転することができる。具体的には、第3のロータアセンブリ443は、第3のロータ4431を含み、第3のロータ4431が第3のステータアセンブリ441に対して回転する軸線を第3の回転軸4437といい、第3の回転軸4437は、物理的な回転軸であっても、仮想的な回転軸であってもよいと理解することができる。第3のロータ4431は、第3のヨーク4433と、第3の磁石4434と、を含む。第3の磁石4434は、第3のヨーク4433上に覆設され、第3のヨーク4433と第3の巻線との間に位置し、第3の磁石4434が生じる磁界は、第3の巻線が生じる磁界と相互作用して作用力を生じ、第3の巻線は固定されて動かないため、第3の磁石4434は作用力の下で第3のヨーク4433を動かし回転させる。第3のロータ4431は、中空の形状を呈し、第3のロータ4431の中空の部分には、第3の収納キャビティ4436が形成され、レーザーパルスは、第3の収納キャビティ4436を通って走査モジュール40の中を通ることができる。具体的には、第3の収納キャビティ4436は、第3のロータ4431の第3の側壁4435によって囲まれ、さらに具体的には、本願の実施形態では、第3のヨーク4433は中空の筒状を呈し、第3のヨーク4433の中空の部分が第3の収納キャビティ4436を形成していてもよく、第3のヨーク4433の側壁は、第3の収納キャビティ4436を囲む側壁とすることができる。当然ながら、他の実施形態では、第3の収納キャビティ4436は、第3のヨーク4433上に形成されていなくてもよく、第3の磁石4434などの構造上に形成されていてもよく、第3の側壁4435は、第3の磁石4434などの構造の側壁であってもよく、ここでは限定しない。第3の側壁4435は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部である。第3のステータアセンブリ441の第3の巻線は、環状を呈して第3の側壁4435の外面に巻かれていてもよい。
第3の位置決めアセンブリ442は、第3のロータ4431上に設けられ、第3の位置決めアセンブリ442は、第3のステータアセンブリ441の第2のロータアセンブリ433に近い側に位置するか、または、第3の位置決めアセンブリ442は、第3のステータアセンブリ441よりも第2のロータアセンブリ433側にある。第3の位置決めアセンブリ442は、第3のロータアセンブリ443を制限して、固定された第3の回転軸4437を中心として回転させるために用いられる。第3のステータアセンブリ441および第3の位置決めアセンブリ442は、並列して第3の側壁4435の外面に巻かれる。第3の位置決めアセンブリ442は、環状の第3の軸受442を含み、第3の軸受442は、第3の側壁4435の外面に巻かれる。第3の軸受442は、第3の内周構造4421と、第3の外周構造4422と、第3の転がり体4423と、を含む。第3の内周構造4421と第3の側壁4435の外面は、互いに固定される。第3の外周構造4422と走査ハウジング41は互いに固定され、具体的には、第3の外周構造4422と第3の支持ベース413が互いに固定される。第3の転がり体4423は、第3の内周構造4421と第3の外周構造4422との間に位置し、第3の転がり体4423は、それぞれ第3の外周構造4422および第3の内周構造4421と転がり接続するために用いられる。
第3の光学素子47は、第3の収納キャビティ4436内に取り付けられ、具体的には、第3の光学素子47は、第3の側壁4435と係合して取り付けられ、第3のロータ4431と固定接続され、第3の光学素子47は、レーザーパルスの出射および入射光路上に位置する。第3の光学素子47は、第3の回転軸4437の周りで第3のロータ4431と同期回転することができる。第3の光学素子47は、回転時に、第3の光学素子47を経るレーザーの伝送方向を変えることができる。
図5および図25に示すように、コントローラ49aは駆動装置(第1の駆動装置42、第2の駆動装置43、第3の駆動装置44)に接続され、コントローラ49aは、制御コマンドにより駆動装置を制御して光学素子(第1の光学素子45、第2の光学素子46、第3の光学素子47)を駆動し回転させるために用いられる。具体的には、コントローラは、巻線(第1の巻線、第2の巻線、第3の巻線)と接続し、巻線上の電流の大きさおよび方向を制御し、ロータアセンブリ(第1のロータアセンブリ423、第2のロータアセンブリ433、第3のロータアセンブリ443)の回転パラメータ(回転方向、回転角度、回転持続時間など)を制御して、光学素子の回転パラメータを制御する目的を達成するために用いられる。1つの例では、コントローラ49aは、電子速度コントローラを含み、コントローラ49aは、ESC板上に設けることができる。
図9に示すように、検出装置49bは、光学素子の回転パラメータを検出するために用いられ、光学素子の回転パラメータは、光学素子の回転方向、回転角度および回転速度などとすることができる。検出装置49bの数は、複数であってもよく、検出装置49bの各々は、格子円盤と、光電スイッチと、を含む。格子円盤は、1つのロータ(第1のロータ4231または第2のロータ4331または第3のロータ4431)に固定接続され、ロータアセンブリ(第1のロータアセンブリ423または第2のロータアセンブリ433または第3のロータアセンブリ443)と同期回転し、光学素子がロータと同期回転することにより、格子円盤が光学素子と同期回転し、格子円盤の回転パラメータを検出して、光学素子の回転パラメータを得ることができると理解することができる。具体的には、格子円盤と光電スイッチの組み合わせにより、格子円盤の回転パラメータを検出することができる。
走査ハウジング41(走査モジュール40)を2つの支持フレーム30上に取り付けるとき、2つの支持フレーム30は、それぞれ2つの第2の支持ベース側面41212の外側に位置し、2つの支持フレーム30は、それぞれ2つの装着スペース416内に取り付けられる。具体的には、2つの支持フレーム30がいずれも台座10上に取り付けられ、走査ハウジング41が2つの支持フレーム30上に取り付けられているとき、第1の装着台12および第2の装着台13は、いずれも装着スペース416内に位置し、固定アーム31、接続アーム33、第1の補強アーム34および第2の補強アーム35は、いずれも装着スペース416内に収容され、結合アーム32は、支持ベース装着溝4117内に収容される。走査ハウジング41は、装着スペース416に形成されることにより、支持フレーム30を装着スペース416内に取り付け、測距装置100の体積を小さくするのに便利である。さらに、第1の支持ベース411には、支持ベース装着溝4117が設けられ、結合アーム32を支持ベース装着溝4117内に収容し、測距装置100の体積をさらに小さくすることができる。
図21から図23に示すように、フレキシブル接続アセンブリ50は、走査ハウジング41を支持フレーム30上に接続するために用いられ、フレキシブル接続アセンブリ50で走査ハウジング41と台座10との間に間隙を有して走査モジュール40のために振動スペースを提供する。走査モジュール40は、フレキシブル接続アセンブリ50によって支持フレーム30上に取り付けられ、フレキシブル接続アセンブリ50は、走査モジュール40と台座10との間で直接接触しないようにし、これにより、走査モジュール40の振動が台座10上に伝わることを少なくし、回避することすらでき、走査モジュール40の振動が台座10によって測距モジュール60上に伝わることを少なくし、回避することすらできる。
具体的には、フレキシブル接続アセンブリ50は、フレキシブル接続部材51と、締結部材52と、を含み、走査ハウジング41および支持フレーム30は、フレキシブル接続部材51および締結部材52によって接続される。具体的には、フレキシブル接続アセンブリ50の各々は、いずれも、フレキシブルな第1の支持部511と、フレキシブルな接続部513と、フレキシブルな第2の支持部512と、を含む。第1の支持部511および第2の支持部512は、それぞれ接続部513の対向する両端に接続される。フレキシブル接続部材51には、第1の支持部511、接続部513および第2の支持部512を貫通する貫通穴514があけられている。
支持フレーム30の各々は、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41と接続し、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、第1のフレキシブル接続アセンブリ53と、第2のフレキシブル接続アセンブリ54と、を含む。
図23および図24に示すように、第1のフレキシブル接続アセンブリ53は、支持フレーム30(第1の結合部321)および第1の取り付け部414を接続し、具体的には、第1のフレキシブル接続アセンブリ53の接続部513は、第1の支持フレーム装着穴3211内に穿設され、第1のフレキシブル接続アセンブリ53の第1の支持部511および第2の支持部512は、それぞれ第1の結合部321の背を向け合った両側に位置し、第1のフレキシブル接続アセンブリ53の第2の支持部512は、第1の結合部321と支持ベース装着溝4117の底面との間に位置し、第1のフレキシブル接続アセンブリ53の締結部材52は、貫通穴514を貫通して第1のハウジング装着穴4118の内壁と結合し、第1のフレキシブル接続アセンブリ53は、支持ベース装着溝4117内に収容される。第1の支持部511の横断面寸法および第2の支持部512の横断面寸法は、いずれも第1の支持フレーム装着穴3211の横断面寸法よりも大きく、これにより、第2のフレキシブル接続アセンブリ54を第1の支持フレーム装着穴3211内に取り付けるときに、第1の支持部511が締結部材52の端部と第1の結合部321との間に位置し、第1の支持部511は、第1の支持ベース411で生じ締結部材52上に伝えられる振動を吸収することができる。第2の支持部512は、支持ベース装着溝4117の底面と第1の結合部321との間に位置することができ、第2の支持部512は、第1の支持ベース411で生じる振動を吸収し、支持フレーム30上に伝えられる振動を減少させることができる。接続部513の横断面寸法は、第1の支持フレーム装着穴3211の横断面寸法よりも大きくても、小さくても、等しくてもよい。
第2のフレキシブル接続アセンブリ54は、支持フレーム30(第2の結合部313)および第2の取り付け部415を接続し、具体的には、第2のフレキシブル接続アセンブリ54の接続部513は、第2のハウジング装着穴41201内に穿設され、第2のフレキシブル接続アセンブリ54の第1の支持部511および第2の支持部512は、それぞれ突出部4120の背を向け合った両側に位置し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54の第1の支持部511は、突出部4120と第2の結合部313との間に位置し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54の締結部材52は、貫通穴514を貫通して第2の支持フレーム装着穴3131の内壁と結合する。第1の支持部511の横断面寸法および第2の支持部512の横断面寸法は、いずれも第2のハウジング装着穴41201の横断面寸法よりも大きく、これにより、第1のフレキシブル接続アセンブリ53を第2の支持フレーム装着穴3131内に取り付けるときに、第1の支持部511が突出部4120と第2の結合部313との間に位置することができ、第1の支持部511は、第2の支持ベース412で生じる振動を吸収し、支持フレーム30上に伝えられる振動を減少させることができる。第2の支持部512は、締結部材52の端部と第2の結合部313との間に位置し、第2の支持部512は、第2の支持ベース412で生じ締結部材52上に伝えられる振動を吸収することができる。接続部513の横断面寸法は、第2のハウジング装着穴41201の横断面寸法よりも大きくても、小さくても、等しくてもよい。第1の結合部321が支持フレーム30の台座10とは反対側に位置し、第2の結合部313が支持フレーム30の台座10に近い側に位置し、走査ハウジング41はフレキシブル接続部材51によって第1の結合部321および第2の結合部313上に接続されるため、測距装置100が外部からの衝撃を受け振動が生じたときに、走査ハウジング41が受ける回転トルクは比較的小さく、このトルクの方向が、支持フレーム30が所在する平面に垂直であることにより、測距装置100が外部からの衝撃を受けたことによって生じる反転を小さくし、回避することすらできる。本願の測距装置100における支持フレーム30は、台座10上に固定され、走査モジュール40は、フレキシブル接続アセンブリ50によって支持フレーム30上に取り付けられ、フレキシブル接続アセンブリ50は、走査モジュール40と台座10との間で直接接触しないようにし、走査モジュール40の振動が台座10上に伝わることを少なくし、回避することすらできる。
図23に示すように、本実施例では、フレキシブル接続部材51の貫通穴514の軸線を経る面で切られた断面は、エの字形を呈する。フレキシブル接続部材51は、ゴムガスケットとすることができる。
測距モジュール60は、台座10上に設けられ、走査モジュール40と間隔をあけて設けられ、具体的には、測距モジュール60は、台座10上にリジット固定され、いくつかの例では、台座10は一体構造であってもよく、走査モジュール40と測距モジュール60は同じ台座10上に取り付ける。いくつかの例では、台座10は分離構造であってもよく、測距モジュール60および走査モジュール40は台座10の2つの異なる分離構造上に取り付ける。走査モジュール40と測距モジュール60は間隔をあけて設けられるため、走査モジュール40の振動が測距モジュール60上に伝わることを少なくし、回避することすらでき、これにより測距装置100の検出精度を高める。測距モジュール60が台座10上にリジット固定されているため、測距モジュール60に対する走査モジュール40の振動の影響は小さく、これにより、測距モジュール60および測距装置100全体の取り付けの相対的位置の安定性を保証することができ、検出精度をさらに高める。
図25および図27に示すように、測距モジュール60は、光源61と、光路変更素子62と、コリメート素子63と、測定器64と、を含む。測距モジュール60において、同軸光路を採用してもよく、すなわち、測距モジュール60から出射するレーザー光束および反射して戻って来るレーザー光束は、測距モジュール60内で少なくとも一部の光路を共用する。または、測距モジュール60は、異軸光路を採用してもよく、すなわち、測距モジュール60から出射する光束および反射して戻って来る光束は、測距モジュール60内でそれぞれ異なる光路に沿って伝送される。
図25に示すように、以下、測距モジュール60が1種の同軸光路を採用するものにより光源61、光路変更素子62、コリメート素子63、および測定器64について説明する。
光源61は、光パルス列を発射するために用いることができ、選択可能に、光源61から発射される光束は、波長が可視光範囲外にある狭帯域光束である。いくつかの実施例において、光源61は、レーザーダイオード(Laser diode)を含んでもよく、レーザーダイオードによってナノ秒レベルのレーザーを発射する。例えば、光源61から発射されるレーザーパルスは、10ns持続する。
コリメート素子63は、光源61の出光光路上に設けられ、光源61から発せられるレーザー光束をコリメートするために用いられ、すなわち、光源61が発するレーザー光束に対してコリメートを行い、光源61からの光パルスをコリメートした後に走査モジュール40に投射する。コリメート素子63は、光源61と走査モジュール40との間に位置する。コリメート素子63は、測定物によって反射され、走査モジュール40を経たエコーの少なくとも一部を測定器64に集めるためにさらに用いられる。コリメート素子63は、コリメートレンズまたは光束をコリメートすることができるその他の素子とすることができる。1つの実施例において、コリメート素子63上に増透膜がコーティングされ、透過光束の強度を増加することができる。
光路変更素子62は、光源61の出光光路上に設けられ、光源61の出射光路および測定器64の受光光路を合併するために用いられる。具体的には、光路変更素子62は、コリメート素子63の走査モジュール40と背を向け合った側に位置する。光路変更素子62は、反射ミラーまたはハーフミラーとすることができる。1つの例では、光路変更素子62は、小反射ミラーであり、光源61が発するレーザー光束の光路方向を90度またはその他の角度に変えることができる。
測定器64と光源61は、コリメート素子63の同じ側に置かれる。1つの例において、測定器64とコリメート素子63は、向き合っている。走査モジュール40は、光パルス列を異なる時間に異なる伝送方向に変えて出射することができ、測定物によって反射されて戻った光パルスは、走査モジュール40を経た後、測定器64に入射することができ、測定器64は、コリメート素子63を通った少なくとも一部のエコーを電気信号に変換するために用いられ、電気信号は、具体的には電気パルスとすることができ、測定器64は、さらに、電気パルスに基づき測定物と測距装置100との間の距離を確定することができると理解することができる。
測距装置100が動作する際に、光源61がレーザーパルスを発し、このレーザーパルスは、光路変更素子62を経た後、コリメート素子63によってコリメートされ、コリメートされたレーザーパルスは、走査モジュール40によって伝送方向を変えられた後に出射され、測定物上に投射される。測定物によって反射されて戻って来たレーザーパルスは、走査モジュール40を経た後、少なくとも一部のエコーがコリメート素子63によって測定器64上に集められる。測定器64は、コリメート素子63を通った少なくとも一部のエコーを電気信号パルスに変換する。
図25および図26に示すように、本願の測距装置100は、発射回路611と、受光回路641と、サンプリング回路642と、演算回路643と、を含む。発射回路611は、光パルス列(例えばレーザーパルス列)を発射することができる。受光回路641は、被測定物によって反射された光パルス列を受光し、この光パルス列に対して光電変換を行い、電気信号を得てから、電気信号を処理した後、サンプリング回路642に出力する。サンプリング回路642は、電気信号に対してサンプリングを行い、サンプリング結果を得ることができる。演算回路643は、サンプリング回路642のサンプリング結果に基づき、測距装置100と被測定物との間の距離を確定することができる。本実施例では、発射回路611は、光源61を含み、測定器64は、受光回路641と、サンプリング回路642と、演算回路643と、を含む。
選択可能に、この測距装置100は、制御回路644をさらに含んでもよく、この制御回路644は、他の回路に対する制御を実現することができ、例えば、各回路の動作時間を制御すること、および各回路に対してパラメータ設定などを行うことの少なくとも1つを行う。このとき、測定器64は、制御回路644をさらに含んでもよい。
図26で示した測距装置100には、1つの発射回路611と、1つの受光回路641と、1つのサンプリング回路642と、1つの演算回路643と、が含まれているが、本願の実施例はこれに限定されず、発射回路611、受光回路641、サンプリング回路642、演算回路643のうちのいずれかの回路の数は、少なくとも2つであってもよく、同じ方向に、またはそれぞれ異なる方向に少なくとも2つの光束を出射するために用いられる。この少なくとも2つの光路は、同時に出射しても、それぞれ異なる時間に出射してもよいと理解すべきである。1つの例において、この少なくとも2つの発射回路における発光チップは、同じモジュールの中にパッケージされる。例えば、発射回路の各々は、1つのレーザー発射チップを含み、この少なくとも2つの発射回路におけるレーザー発射チップの中のダイは1つにパッケージされ、同じパッケージスペースの中に収容される。
図27を参照しながら、以下、測距モジュール60が2種目の同軸光路を採用するものにより光源61、光路変更素子62、コリメート素子63、および測定器64について説明する。このとき、コリメート素子63の構造および位置は、1種目の同軸光路におけるコリメート素子63の構造および位置と同じであり、異なる箇所は、光路変更素子62が大反射ミラーであり、この大反射ミラーが反射面621を含み、この大反射ミラーの中央位置に通光穴があけられていることである。測定器64と光源61は、依然としてコリメート素子63の同じ側に置かれているが、前記1種目の同軸光路と比べ、測定器64と光源61の位置が入れ替わっており、すなわち、光源61とコリメート素子63が向き合っており、測定器64と反射面621が対向し、光路変更素子62は、光源61とコリメート素子63との間に位置する。
測距装置100が動作する際に、光源61がレーザーパルスを発し、このレーザーパルスは、光路変更素子62の通光穴を通った後、コリメート素子63によってコリメートされ、コリメートされたレーザーパルスは、走査モジュール40によって伝送方向を変えられた後に出射され、測定物上に投射される。測定物によって反射されて戻って来たレーザーパルスは、走査モジュール40を経た後、少なくとも一部のエコーがコリメート素子63によって光路変更素子62の反射面621上に集められる。反射面621は、この少なくとも一部のエコーを測定器64上に反射し、測定器64は、この反射された少なくとも一部のエコーを電気信号パルスに変換する。測距装置100は、この電気信号パルスの立ち上がりエッジ時間および立ち下がりエッジ時間の少なくとも1つによってレーザーパルス受光時間を確定する。このようにして、測距装置100がパルス受光時間情報およびパルス発出時間情報を用いて飛行時間を計算することにより、測定物から測距装置100までの距離を確定することができる。本実施形態では、光路変更素子62の寸法が比較的大きく、光源61の視野範囲全体を覆うことができ、エコーが光路変更素子62によって測定器64に直接反射されるため、光路変更素子62自体がエコー光路によって遮られることを回避でき、測定器64がエコーを測定可能な強度を増加させ、測距精度を高めることができる。
図4および図22に示すように、いくつかの実施形態では、支持フレーム30は、第1の補強アーム34をさらに含み、第1の補強アーム34の一端は、第2の固定部312上に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33の第1の固定部311とは反対の端に接続され、固定アーム31、接続アーム33および第1の補強アーム34によって共同で囲まれ1つの三角形をなす。他の実施形態では、第1の補強アーム34の一端は、第2の固定部312上に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33の背を向け合った両端の間に接続され、このとき、固定部310、第1の補強アーム34および接続アーム33の一部によって共同で囲まれ1つの三角形をなす。本実施形態の固定アーム31、接続アーム33、結合アーム32および第1の補強アーム34は、同一平面内に位置する。本実施形態の支持フレーム30は、第1の補強アーム34を設けることによって、支持フレーム30の強度を増強し、測距装置100が外部からの衝撃を受けたときに、支持フレーム30に生じる揺動が比較的小さい。
図4および図22に示すように、いくつかの実施形態では、支持フレーム30は、第1の補強アーム34と、第2の補強アーム35と、をさらに含む。第1の補強アーム34の一端は、第2の固定部312上に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33に接続され、固定アーム31、接続アーム33および第1の補強アーム34によって共同で囲まれ1つの三角形をなす。第2の補強アーム35は、第1の補強アーム34および接続アーム33に接続され、第2の補強アーム35は、第1の補強アーム34、固定アーム31および接続アーム33によって囲まれた空間内に位置する。本実施形態の固定アーム31、接続アーム33、結合アーム32、第1の補強アーム34および第2の補強アーム35は、同一平面内に位置する。本実施形態の支持フレーム30は、第1の補強アーム34および第2の補強アーム35を設けることによって、支持フレーム30の強度を増強し、測距装置100が外部からの衝撃を受けたときに、支持フレーム30に生じる揺動が比較的小さい。
図4および図22に示すように、いくつかの実施形態では、走査ハウジング41は、互いに接続された第1の支持ベース411および第2の支持ベース412を含み、支持フレーム30は、順に接続された固定アーム31、接続アーム33および結合アーム32を含み、固定アーム31は、台座10上に固定され、第1の支持ベース411および第2の支持ベース412の同じ側に位置する。支持フレーム30の各々は、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41と接続し、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、第1のフレキシブル接続アセンブリ53と、第2のフレキシブル接続アセンブリ54と、を含み、第1のフレキシブル接続アセンブリ53は、結合アーム32と第1の支持ベース411を接続し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54は、固定アーム31と第2の支持ベース412を接続する。このとき、走査ハウジング41には、装着スペース416が形成されていなくてもよい。本実施形態における結合アーム32の長さは、上述した実施形態における結合アーム32の長さよりも短くてもよく、これにより、上述した実施形態における支持フレーム30(支持フレーム30は、固定アーム31、接続アーム33および結合アーム32のみを含み、支持フレーム30は、装着スペース416内に取り付けられる)に比べ、本実施形態の支持フレーム30の強度がさらに大きく、これにより、走査モジュール40の振動に起因して支持フレーム30で生じる揺動を小さくすることができる。
図4および図22に示すように、いくつかの実施形態では、固定アーム31は、第1の固定部311と、第2の固定部312と、第2の結合部313と、を含み、第1の固定部311および第2の固定部312は、固定アーム31の背を向け合った両端に位置し、いずれも台座10上に固定され、第1の固定部311は、第1の支持ベース411の側に位置し、第2の固定部312は第2の支持ベース412の側に位置し、第2の結合部313は第1の固定部311と第2の固定部312との間に位置し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54は、第2の結合部313と第2の支持ベース412を接続する。本実施形態における結合アーム32の長さは、上述した実施形態における結合アーム32の長さよりも短くてもよく、これにより、上述した実施形態における支持フレーム30(支持フレーム30は、固定アーム31、接続アーム33および結合アーム32のみを含み、支持フレーム30は、装着スペース416内に取り付けられる)に比べ、本実施形態の支持フレーム30の強度がさらに大きく、これにより、走査モジュール40の振動に起因して支持フレーム30で生じる揺動を小さくすることができる。
図4および図22に示すように、いくつかの実施形態では、走査ハウジング41は、互いに接続された第1の支持ベース411および第2の支持ベース412を含み、支持フレーム30は、固定アーム31と、接続アーム33と、結合アーム32と、第1の補強アーム34と、を含む。固定アーム31、接続アーム33および結合アーム32は、順に接続される。固定アーム31は、台座10上に固定され、第1の支持ベース411および第2の支持ベース412の同じ側に位置する。第1の補強アーム34の一端は、固定アーム31の接続アーム33とは反対の端に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33の固定アーム31とは反対の端に接続される。支持フレーム30の各々は、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41と接続し、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、第1のフレキシブル接続アセンブリ53と、第2のフレキシブル接続アセンブリ54と、を含み、第1のフレキシブル接続アセンブリ53は、結合アーム32と第1の支持ベース411を接続し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54は、固定アーム31と第2の支持ベース412を接続する。他の実施形態では、第1の補強アーム34の一端は、固定アーム31の接続アーム33とは反対の端に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33の背を向け合った両端の間に接続される。本実施形態における結合アーム32の長さは、上述した実施形態における結合アーム32の長さよりも短くてもよく、これにより、上述した実施形態における支持フレーム30(支持フレーム30は、固定アーム31、接続アーム33、結合アーム32および第1の補強アーム34のみを含み、支持フレーム30は、装着スペース416内に取り付けられる)に比べ、本実施形態の支持フレーム30の強度がさらに大きく、これにより、走査モジュール40の振動に起因して支持フレーム30で生じる揺動を小さくすることができる。
図4および図22に示すように、いくつかの実施形態では、走査ハウジング41は、互いに接続された第1の支持ベース411および第2の支持ベース412を含み、支持フレーム30は、固定アーム31と、接続アーム33と、結合アーム32と、第1の補強アーム34と、第2の補強アーム35と、を含む。固定アーム31、接続アーム33および結合アーム32は、順に接続される。固定アーム31は、台座10上に固定され、第1の支持ベース411および第2の支持ベース412の同じ側に位置する。第1の補強アーム34の一端は、固定アーム31の接続アーム33とは反対の端に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33上に接続される。第2の補強アーム35は、第1の補強アーム34および接続アーム33を接続し、第2の補強アーム35は、第1の補強アーム34および接続アーム33によって囲まれた空間内に位置する。支持フレーム30の各々は、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41と接続し、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、第1のフレキシブル接続アセンブリ53と、第2のフレキシブル接続アセンブリ54と、を含み、第1のフレキシブル接続アセンブリ53は、結合アーム32と第1の支持ベース411を接続し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54は、固定アーム31と第2の支持ベース412を接続する。他の実施形態では、第1の補強アーム34の一端は、固定アーム31の接続アーム33とは反対の端に接続され、第1の補強アーム34の他端は、接続アーム33の背を向け合った両端の間に接続される。本実施形態における結合アーム32の長さは、上述した実施形態における結合アーム32の長さよりも短くてもよく、これにより、上述した実施形態における支持フレーム30(支持フレーム30は、固定アーム31、接続アーム33、結合アーム32、第1の補強アーム34および第2の補強アーム35のみを含み、支持フレーム30は、装着スペース416内に取り付けられる)に比べ、本実施形態の支持フレーム30の強度がさらに大きく、これにより、走査モジュール40の振動に起因して支持フレーム30で生じる揺動を小さくすることができる。
図21から図24に示すように、いくつかの実施形態では、フレキシブル接続部材51は、リミットバンプ515をさらに含み、リミットバンプ515は、第1の支持部511から突出する。フレキシブル接続部材51は、第2の支持部512の一端から支持フレーム装着穴(第1の支持フレーム装着穴3211)内またはハウジング装着穴(第2のハウジング装着穴41201)内に取り付けられ、具体的には、フレキシブル接続部材51を取り付ける際に、フレキシブルな第2の支持部512が、引張力の作用の下で弾性変形することができ、第1の支持フレーム装着穴3211または第2のハウジング装着穴41201を貫通することができる。フレキシブル接続部材51にリミットバンプ515を設けることにより、フレキシブル接続部材51を第1の支持フレーム装着穴3211内または第2のハウジング装着穴41201内に取り付ける際に、引張力が大きすぎることにより第1の支持部511も第1の支持フレーム装着穴3211または第2のハウジング装着穴41201を貫通することを回避することができる。
本実施例では、フレキシブル接続アセンブリ50の数は少なくとも4つであり、支持フレーム30の各々が、少なくとも2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41に接続され、複数の接続点を形成し、複数の接続点は、台座10上の投影において補助面P(図21に示す)を形成する。走査ハウジング41の重心(または走査モジュール40の重心)は、補助面Pの中心に位置し、走査ハウジング41の同じ側に位置する複数の接続点は、対角で設けられた2つの接続点を含み、対角で設けられた2つの接続点は接続線Lを形成し、接続線Lの中点から台座10までの距離は、重心から台座10までの距離と同じである。
図21から図24に示すように、いくつかの実施形態では、支持フレーム30の各々が、2つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41に接続され、2つの接続点を形成し、4つの接続点は、台座10上の投影において補助面P(図21に示す)を形成し、走査ハウジング41の同じ側に位置する2つの接続点は、対角で設けられ接続線Lを形成する。1つの支持フレーム30と走査ハウジング41の接続に用いられる2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、第1のフレキシブル接続アセンブリ53と、第2のフレキシブル接続アセンブリ54と、を含み、第1のフレキシブル接続アセンブリ53は、第1の結合部321および第1の取り付け部414を接続し、第2のフレキシブル接続アセンブリ54は、第2の結合部313および第2の取り付け部415を接続する。第1のフレキシブル接続アセンブリ53と第2のフレキシブル接続アセンブリ54の中心を結ぶ線は、接続線Lを形成する。接続線Lの中点から台座10までの距離が、走査ハウジング41の重心(または走査モジュール40の重心)から台座10までの距離と同じであることにより、台座10上に伝わる走査モジュール40の振動をさらに小さくすることができ、測距装置100が外部からの衝撃を受け振動が生じたときに、走査ハウジング41が受ける回転トルクは比較的小さく、このトルクの方向が固定部310の中心、第1の結合部321の中心および第2の結合部313の中心が所在する平面に垂直であることにより、測距装置100が外部からの衝撃を受けたことによって生じる反転を小さくし、回避することすらできる。
図21から図24に示すように、いくつかの実施形態では、支持フレーム30の各々が、4つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41に接続され、4つの接続点を形成し、8つの接続点は、台座10上の投影において補助面を形成する。走査ハウジング41の同じ側に位置する4つの接続点は、2つずつ対向する角に設けられ、2つの対角で設けられる接続点が第1の接続線を形成し、他の2つの対角で設けられる接続点が第2の接続線を形成する。第1の接続線の中点から台座10までの距離は、重心から前記台座10までの距離と同じであり、第2の接続線の中点から台座10までの距離は、重心から台座10までの距離と同じである。このとき、そのうちの2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、結合アーム32および第1の支持ベース411を接続することができ、他の2つのフレキシブル接続アセンブリ50は、固定アーム31および第2の支持ベース412を接続する。支持フレーム30の各々が、4つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41と接続されることにより、走査ハウジング41をより安定して支持フレーム30上に取り付けることができる。
図21から図24に示すように、支持フレーム30の各々で形成される4つの接続点は、第1の接続点と、第2の接続点と、第3の接続点と、第4の接続点と、を含み、第1の接続点および第3の接続点は、支持フレーム30の台座10とは反対側に位置し、第2の接続点および第3の接続点は、支持フレーム30の台座10に近い側に位置し、第4の接続点は、第2の接続点よりも第1の接続点側にあり、第1の接続点、第3の接続点、第2の接続点、第4の接続点および第1の接続点の順に結んで形成される形状は、矩形または平行四辺形である。このとき、第1の接続点と第2の接続点を結ぶ線は、第1の接続線を形成し、第3の接続点と第4の接続点を結ぶ線は、第2の接続線を形成し、第1の接続線の中点と第2の接続線の中点は重なり合う。支持フレーム30の各々が、4つのフレキシブル接続アセンブリ50によって走査ハウジング41と接続されることにより、走査ハウジング41をより安定して支持フレーム30上に取り付けることができる。
図7および図8に示すように、いくつかの実施形態では、第1の支持ベース411上に第1の位置決め部材4112が形成される。第2の支持ベース412上には、第2の位置決め部材4122が形成される。第1の支持ベース411と第2の支持ベース412は、互いに接続され、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122は係合し、第1の回転軸4236と第2の回転軸4337が所定の距離で平行に間隔をあけるようにする。第1の光学素子45は、第1の駆動装置42内に取り付けられ、第1の駆動装置42は、第1の支持ベース411上に取り付けられ、第2の光学素子46は、第2の駆動装置43内に取り付けられ、第2の駆動装置43は、第2の支持ベース412上に取り付けられ、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122の位置決め作用により、第1の光学素子45と第2の光学素子46の回転軸の位置にずれが生じにくく、測距装置100の測距精度は比較的高い。
ここで、第1の回転軸4236と第2の回転軸4337の間隔の所定の距離は、走査モジュール40の実際の要求に応じて設定することができ、本願の実施例では、第1の回転軸4236と第2の回転軸4337が重なり合い、すなわち、第1の回転軸4236と第2の回転軸4337との間の所定の距離はゼロである。第1の位置決め部材4112は、第1の支持ベース本体4111の第2の支持ベース412に近い端に形成することができ、第2の位置決め部材4122は、第2の支持ベース本体4121の第1の支持ベース411に近い端に形成することができ、取り付ける際に、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122によって第1の支持ベース411と第2の支持ベース412の取り付け角度を確定することができ、第1の回転軸4236と第2の回転軸4337が重なり合うときにのみ、第1の支持ベース411と第2の支持ベース412が正確に係合することができ、すなわち、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122が正確に係合することができる。
第1の支持ベース411と第2の支持ベース412の形状、結合方式などの違いにより、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122の具体的な形式は、適宜調整することができ、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122は、それぞれスナップおよび係合溝であってもよく、第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122は、それぞれ内ネジおよび外ネジなどであってもよい。
図8に示す例では、第1の位置決め部材4112は、位置決め溝4114を含み、第2の位置決め部材4122は、位置決め突出4127を含み、位置決め突出4127は、位置決め溝4114内に入り、互いに係合する。位置決め溝4114は、第1の収容キャビティ4119とつながっていてもよく、位置決め溝4114の深さ方向は、第1の回転軸4236の方向と同じであり、位置決め突出4127は、第2の支持ベース本体4121の一端から延在して形成され、位置決め突出4127の延在方向は、第2の回転軸4337の方向と同じである。
具体的には、図7および図8に示すように、位置決め溝4114の内壁は、環状または環状の一部を呈し、位置決め突出4127は、間隔をあけた複数の位置決めサブ突出4127aを含み、複数の位置決めサブ突出4127aの外壁は、環状または環状の一部をなし、複数の位置決めサブ突出4127aの外壁は、位置決め溝4114の内壁に当接する。位置決め溝4114の内壁の中軸線は、第1の回転軸4236と重なり合ってもよく、複数の位置決めサブ突出4127aの外壁の中軸線は、第2の回転軸4337と重なり合ってもよい。複数の位置決めサブ突出4127aは、第2の回転軸4337の周方向に等角度で間隔をあけて分布してもよい。第1の位置決め部材4112と第2の位置決め部材4122を係合した後に揺動が生じにくいよう、複数の位置決めサブ突出4127aの外壁は、位置決め溝4114の内壁と締り嵌めしてもよい。
図7および図8に示すように、いくつかの実施形態では、第2の位置決め部材4122は第2の支持ベース412の一端に形成され、第2の支持ベース412の他端には、第3の位置決め部材4123が形成される。第3の支持ベース413上には、第4の位置決め部材4131が形成され、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131は係合し、第2の回転軸4337と第3の回転軸4437が所定の距離で平行に間隔をあけるようにする。第2の光学素子46は、第2の駆動装置43内に取り付けられ、第2の駆動装置43は、第2の支持ベース412上に取り付けられ、第3の光学素子47は、第3の駆動装置44内に取り付けられ、第3の駆動装置44は、第3の支持ベース413上に取り付けられ、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131の位置決め作用により、第2の光学素子46と第3の光学素子47の回転軸の位置にずれが生じにくく、測距装置の測距精度は比較的高い。
ここで、第2の回転軸4337と第3の回転軸4437の間隔の所定の距離は、走査モジュール40の実際の要求に応じて設定することができ、本願の実施例では、第2の回転軸4337と第3の回転軸4437が重なり合い、すなわち、第2の回転軸4337と第3の回転軸4437との間の所定の距離はゼロである。また、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47からなる光路受光システムの受光効率が高くなるよう、第1の回転軸4236、第2の回転軸4337および第3の回転軸4437は、いずれも重なり合って設けてもよい。
第3の位置決め部材4123は、第2の支持ベース本体4121の第3の支持ベース413に近い端に形成することができ、第4の位置決め部材4131は、第3の支持ベース本体4130の第2の支持ベース412に近い端に形成することができ、取り付ける際に、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131によって第1の支持ベース411と第2の支持ベース412の取り付け角度を確定することができ、第2の回転軸4337と第3の回転軸4437が重なり合うときにのみ、第2の支持ベース412と第3の支持ベース413が正確に係合することができ、すなわち、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131が正確に係合することができる。
第2の支持ベース412と第3の支持ベース413の形状、結合方式などの違いにより、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131の具体的な形式は、適宜調整することができ、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131は、それぞれスナップおよび係合溝であってもよく、第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131は、それぞれ内ネジおよび外ネジなどであってもよい。
図7および図8に示す例では、第3の位置決め部材4123は、位置決め溝4128を含み、第4の位置決め部材4131は、位置決め突起4132を含み、位置決め突起4132は、位置決め溝4128内に入り、互いに係合する。位置決め溝4128は、第2の収容キャビティ4126とつながっていてもよく、位置決め溝4128の深さ方向は、第2の回転軸4337の方向と同じであり、位置決め突起4132は、第3の支持ベース本体4130の一端から延在して形成され、位置決め突起4132の延在方向は、第3の回転軸4437の方向と同じである。
具体的には、図7および図8に示すように、位置決め溝4128の内壁は、環状または環状の一部を呈し、位置決め突起4132は、間隔をあけた複数の位置決めサブ突起4132aを含み、複数の位置決めサブ突起4132aの外壁は、環状または環状の一部を呈し、複数の位置決めサブ突起4132aの外壁は、位置決め溝4128の内壁に当接する。位置決め溝4128の内壁の中軸線は、第1の回転軸4236と重なり合ってもよく、複数の位置決めサブ突起4132aの外壁の中軸線は、第3の回転軸4437と重なり合ってもよい。複数の位置決めサブ突起4132aは、第3の回転軸4437の周方向に等角度で間隔をあけて分布してもよい。第3の位置決め部材4123と第4の位置決め部材4131を係合した後に揺動が生じにくいよう、複数の位置決めサブ突起4132aの外壁は、位置決め溝4128の内壁と締り嵌めしてもよい。
図7に示すように、いくつかの実施形態では、第1の支持ベース411は、支持リング4113をさらに含み、第1の支持ベース本体4111は、第1の収容キャビティ4119を形成し、支持リング4113は、第1の支持ベース本体4111の内壁から収容キャビティに向けて延在する。上述したように、第1の支持ベース本体4111は、中空の構造であり、中空の部分に第1の収容キャビティ4119を形成する。第1の収容キャビティ4119の体積を増加させるため、通常、第1の支持ベース本体4111の内壁を比較的薄く設けるが、これによって、第1の支持ベース本体4111の強度が低下し、押圧や衝撃を受けたときに変形が生じやすくなる。支持リング4113は、第1の支持ベース本体4111の内壁から収容キャビティに向けて延在し、第1の支持ベース411全体の強度を増加することができ、第1の支持ベース411に変形が生じにくくなる。本願の実施例では、第1の収容キャビティ4119は円筒状を呈し、支持リング4113も円環状を呈し、支持リング4113は、第1の収容キャビティ4119の真円度を保証することができる。
図5および図7に示すように、いくつかの実施形態では、第1の駆動装置42は第1の収容キャビティ4119内に取り付けられ、第1のステータアセンブリ421と第1の位置決めアセンブリ422はそれぞれ支持リング4113の背を向け合った両側に取り付けられる。第1の駆動装置42を取り付ける際には、支持リング4113の一方の側から第1のステータアセンブリ421を第1の収容キャビティ4119内に取り付け、支持リング4113の他方の側から第1の位置決めアセンブリ422を第1の収容キャビティ4119内に取り付けることができ、両者を同時に取り付けることができ、支持リング4113の同じ側から第1の位置決めアセンブリ422および第1のステータアセンブリ421を取り付ける必要がなく、取り付け効率が向上する。
図6および図9に示すように、いくつかの実施形態では、走査モジュール40は、プレテンションアセンブリ48をさらに含む。プレテンションアセンブリ48は、第1のプレテンション部材481と、第2のプレテンション部材482と、を含む。第1のプレテンション部材481は、第1のロータ4231上に固定され、第2のプレテンション部材482は、第2の支持ベース412上に固定される。第1のプレテンション部材481と第2のプレテンション部材482は、対向して設けられ、第1のプレテンション部材481と第2のプレテンション部材482は、第1の軸受422の軸方向に沿った相互作用力を生じ、第1の内周構造4221と第1の外周構造4222が共同で第1の転がり体4223に当接するようにする。
第2の支持ベース412と第1の支持ベース411は相対的に固定され、第1の外周構造4222と第1の支持ベース411は相対的に固定され、すなわち、第1の外周構造4222と第2の支持ベース412は相対的に固定されると理解することができる。プレテンションアセンブリ48を設ける前に、第1の内周構造4221と第1の転がり体4223との間に遊びが存在する可能性があり、遊びによって、第1の内周構造4221が回転する際に、第1の内周構造4221が第1の軸受422の軸方向で跳ね動き、騒音が生じやすくなる。プレテンションアセンブリ48を設けた後、第1のプレテンション部材481と第2のプレテンション部材482に生じた相互作用力は、それぞれ第1の内周構造4221と第2の支持ベース412上に作用し、第1の内周構造4221は、相互作用力の作用の下で第1の転がり体4223に当接し、第1の軸受422の遊びを取り除き、第1の回転軸が安定して回転することを確実にする。
具体的には、第1のプレテンション部材481と第2のプレテンション部材482との間の相互作用力は、相互引力であっても、相互斥力であってもよい。本願の実施例では、第1のプレテンション部材481と第2のプレテンション部材482は、いずれも強磁性により作製することができ、例えば、いずれも磁石である。磁石の同極を対向させることにより、上述した相互斥力を生成することができ、磁石の異極を対向させることにより、上述した相互引力を生成することができる。
図6および図9に示すように、いくつかの実施形態では、第1のプレテンション部材481は環状を呈し、第1のプレテンション部材481は、第1のロータ4231上に覆設される。第1のプレテンション部材481は、相互作用力を受けた後、第1のロータ4231上に伝えられ、さらに第1の内周構造4221上に伝えられる。環状の第1のプレテンション部材481が受ける相互作用力は比較的均等であり、第1の内周構造4221に傾斜が生じることを回避する。別の例では、第1のプレテンション部材481は、複数の第1のサブプレテンション部材を含んでもよく、複数の第1のサブプレテンション部材は、第1のロータ4231の周方向に等角度で間隔をあけて設けられる。
また、図6および図7に示すように、いくつかの実施形態では、第2のプレテンション部材482は、複数の第2のサブプレテンション部材482aを含み、複数の第2のサブプレテンション部材482aは、第2の支持ベース412の周方向に等角度で間隔をあけて設けられる。等角度で間隔をあけて設けられる第2のプレテンション部材482は、第1のプレテンション部材481のために比較的均等な相互作用力を提供することができる。別の例では、第2のプレテンション部材482は、環状を呈してもよい。図7に示す例では、第2の支持ベース412は、第1の駆動装置42を向いた第1の端面4124を含み、第1の端面4124には、収容溝4125があけられ、第2のプレテンション部材482は、少なくとも一部が収容溝4125内に収容される。第2のプレテンション部材482は、第2の支持ベース412上に固定しやすく、第2のプレテンション部材482は、第2の支持ベース412から多く突出しすぎて走査モジュール40の軸方向寸法を増加させることがない。
図9に示すように、いくつかの実施形態では、プレテンションアセンブリ48は、第3のプレテンション部材483と、第4のプレテンション部材484と、をさらに含む。第3のプレテンション部材483は、第2のロータ4331上に固定され、第4のプレテンション部材484は、第4のロータ上に固定され、第3のプレテンション部材483と第4のプレテンション部材484は、対向して設けられる。第3のプレテンション部材483と第4のプレテンション部材484との間に、第2の軸受432と第3の軸受442の軸方向に沿った相互作用力を生じ、第2の内周構造4321と第2の外周構造4322が共同で第2の転がり体4323に当接し、第3の内周構造4421と第3の外周構造4422が共同で第3の転がり体4423に当接するようにする。
第2の外周構造4322と第2の支持ベース412は互いに固定され、第3の外周構造4422と第3の支持ベース413は互いに固定され、第2の支持ベース412と第3の支持ベース413は互いに固定され、第2の外周構造4322と第3の外周構造4422は互いに固定される。第3のプレテンション部材483と第4のプレテンション部材484との間の相互作用力は、まずそれぞれ第2のロータ4331と第3のロータ4431上に作用してから、それぞれ第2の内周構造4321と第3の内周構造4421上に伝えられ、第2の内周構造4321が第2の転がり体4323に当接して第2の軸受432の遊びを取り除き、第3の内周構造4421が第3の転がり体4423に当接して第3の軸受442の遊びを取り除くようにし、第2の軸受432と第3の軸受442が安定して回転することを確実にする。
具体的には、第3のプレテンション部材483と第4のプレテンション部材484との間の相互作用力は、相互引力であっても、相互斥力であってもよい。本願の実施例では、第3のプレテンション部材483と第4のプレテンション部材484は、いずれも強磁性により作製することができ、例えば、いずれも磁石である。磁石の同極を対向させることにより、相互斥力を生成することができ、磁石の異極を対向させることにより、相互引力を生成することができる。第3のプレテンション部材483は、環状を呈して第3のロータ4431上に覆設することができ、第4のプレテンション部材484は、環状を呈して第4のロータ上に覆設することができる。
本願の実施例では、第1の軸受422、第2の軸受432および第3の軸受442は、同軸に設けられる。すなわち、第1の回転軸4236、第2の回転軸4337および第3の回転軸4437は、同軸に設けられる。
図9に示すように、いくつかの実施形態では、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47は、順に並列して設けられる。走査モジュール40は、光パルスを受光し、伝播方向を変えた後に光パルスを出射するために用いられ、物体から反射して戻った光パルスを受光するために用いられる。ここで、光パルスの伝播方向を変えた後に出射するプロセスにおいて、光パルスは、順に第3の光学素子47、第2の光学素子46および第1の光学素子45を通る。本願の実施例では、第1の光学素子45の口径は第3の光学素子47の口径よりも大きい。
3つの光学素子を設けることにより、3つの光学素子を組み合わせ可能な屈折角度が多くなり、第1の光学素子45の口径は第3の光学素子47の口径よりも大きく、第1の光学素子45は、物体から反射して戻った光パルスをさらに多く受光することができ、第2の光学素子46を通った光パルスは、第1の光学素子45によってさらに大きな角度に偏り、走査モジュール40の視野範囲を高めることができる。
1つの例において、第1の光学素子45の口径は第2の光学素子46の口径よりも大きく、第2の光学素子46の口径は第3の光学素子47の口径と等しい。第2の光学素子46を取り付けた第2の駆動装置43、および第3の光学素子47を取り付けた第3の駆動装置44は、同様に設けることができ、第2の駆動装置43を取り付けた第2の支持ベース412、および第3の駆動装置44を取り付けた第3の支持ベース413の大きさも、似たように、または同じく設けることができる。
他の実施例では、第2の光学素子46の口径が第1の光学素子45の口径よりも大きく、第2の光学素子46の口径が第3の光学素子47の口径よりも大きくてもよい。光パルスは、出射のプロセスにおいて、順に第3の光学素子47、第2の光学素子46および第1の光学素子45を通り、光パルスが屈折可能な範囲は徐々に大きくなり、ロータ(第3のロータ4431、第2のロータ4331、第1のロータ4231)によって遮られない。当然ながら、第1の光学素子45の口径が第2の光学素子46の口径と等しく、第2の光学素子46の口径が第3の光学素子47の口径よりも大きくてもよい。
図9に示すように、いくつかの実施形態では、第2のロータ4331は、第1の収納キャビティ4235内に入る。具体的には、第2のヨーク4333が第の収納キャビティ内に入り、第1の光学素子45が第1の収納キャビティ4235内に取り付けられ、第2のロータ4331が形成された第2の収納キャビティ4336内に第2の光学素子46が取り付けられ、第2のロータ4331は、第1の収納キャビティ4235内に入る。実際には、第2の光学素子46と第1の光学素子45を相対的に近づけ、第2の光学素子46と第1の光学素子45との間のレーザーの光学的距離を小さくすることができる。図9および図17に示すように、レーザーを出射するものを例とし、レーザーは、第2の光学素子46を経た後に屈折し、第2の光学素子46と第1の光学素子45は相対的に近いため、同じ屈折角度の下で、レーザーが第1の光学素子45上に照射される範囲が小さくなり、第1のロータ4231上に照射されるレーザーが遮られることが回避され、出光および受光の効率が高まるとともに、さらに、軸方向における走査モジュール40の寸法を小さくすることができる。1つの例では、第2の光学素子46は、少なくとも一部が第1の収納キャビティ4235内に入り、第2の光学素子46と第1の光学素子45を互いに近くし、出光および受光の効率をさらに高める。
図9および図12に示すように、いくつかの実施形態では、第1のロータ4231の内壁に、第1の収納キャビティ4235が形成され、第1のロータ4231は、第2の駆動装置43から離れた外端4239を含み、外端4239と第1のロータ4231の内壁の交わる箇所に、回避面取り4230が形成される。回避面取り4230を形成することにより、軸方向における第1のロータ4231の長さが短くならず、第1のステータアセンブリ421を第1のヨーク4233aの外周面上に設けることができる一方、回避面取り4230を形成することは、光線が回避面取り4230の中を通ることに有利であり、第1のロータ4231の内壁に遮られず、走査モジュール40の出光および受光の効率を高めることができる。具体的には、回避面取り4230の角度αは、範囲を(0,40]度とすることができ、例えば、10度、12度、15.5度、23度、37度、40度などのこの範囲内の任意の度数であり、これにより、第1のロータ4231の強度を大きく弱めることがなく、第1のステータアセンブリ421に対して比較的良好な支持作用を有する。
これに応じて、物体から反射されて戻ってきた光パルスを受光する過程において、光パルスは、まず第1の光学素子45を経た後、さらに第2の光学素子46および第3の光学素子47を経る。本願の実施例では、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47は、いずれも光屈折素子であり、すなわち、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学は、いずれも単独で、通る光に対して屈折作用を生じ、光の元々の伝播方向を変える。
本願の実施例では、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47の光軸は、同軸に設けられ、レーザーパルスが屈折された後に第1のロータ4231、第2のロータ4331または第3のロータ4431によって遮られにくくし、走査モジュール40の出光および入光効率を高める。当然ながら、他の実施例では、第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47の光軸は、同軸に設けられなくてもよく、また、さらに反射素子などのデバイスを増設してもよく、ここでは限定しない。
1つの例において、第1の光学素子45と第2の光学素子46との間の距離は、第2の光学素子46と第3の光学素子47との間の距離よりも小さくてもよく、または、第1の光学素子45と第2の光学素子46との間の距離は、第2の光学素子46と第3の光学素子47との間の距離と等しいか、大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、走査モジュール40は、水平方向での視野角が垂直方向での視野角よりも大きく、測距装置が周囲の被測定物の深さ情報を測定しやすいようにする。例えば、走査モジュール40の水平方向での視野角は[60度,80度]の間であり、例えば、60度、65度、70度、71度、75度、75.8度、78度、80度などの上記範囲内の任意の角度であり、走査モジュール40の垂直方向での視野角は、[25度,35度]の間にあり、例えば、25度、26度、26.5度、27.4度、28度、29度、32度、35度などの任意の上記範囲内の任意の角度である。1つの例では、走査モジュール40の視野範囲は、長尺状を呈し、例えば、矩形を呈し、矩形の長辺は、水平線または垂直線と平行であってもよく、または、楕円形であり、楕円の長軸は、水平線または垂直線と平行であってもよい。
いくつかの実施形態では、第2の駆動装置43は、回転可能であり、第2の光学素子46を第2の回転軸4337の周りで回転させることができ、第3の駆動装置44は、回転可能であり、第3の光学素子47を第3の回転軸4437の周りで回転させることができる。第2の駆動装置43と第3の駆動装置44は、独立して制御され回転することができ、第2の光学素子46は第3の光学素子47と同時に回転し、回転の方向および速度が同じであっても異なっていてもよく、第2の光学素子46が回転し第3の光学素子47が回転しなくてもよく、第2の光学素子46が回転せず第3の光学素子47が回転してもよいと理解することができる。第2の光学素子46および第3の光学素子47の少なくとも1つは、回転中に、光パルスが第2の光学素子46および第3の光学素子47の少なくとも1つにより異なる方向に出射するよう変えられる。
さらに、第1の駆動装置42は、回転可能であり、第1の光学素子45を第1の回転軸4236の周りで回転させることができる。第1の駆動装置42、第2の駆動装置43および第3の駆動装置44は、いずれも独立して制御され回転することができ、第2の光学素子46と第3の光学素子47の回転速度および方向は、第1の光学素子45の回転速度および方向に影響を及ぼさない。
図17に示すように、いくつかの実施形態では、第1の光学素子45の出光面と第1の回転軸4236に垂直な平面の夾角は、10度未満である。また、第3の光学素子47の出光面と第3の回転軸4437に垂直な平面の夾角は、10度未満である。
または、第1の光学素子45の出光面と第1の回転軸4236の夾角は、80度から90度の間にある。また、第3の光学素子47の出光面と第3の回転軸4437の夾角は、80度と90度の間にある。
図17に示す例では、第1の光学素子45の出光面は第1の回転軸4236と垂直である。第3の光学素子47の出光面は第3の回転軸4437と垂直である。ここで、出光面とは、測距装置がレーザーパルスを出射する際に、レーザーパルスが光学素子を通るときに最後に通る面をいい、例えば、第1の光学素子45の出光面とは、出射されたレーザーパルスが第1の光学素子45を通るときに最後に通る面をいう。第1の光学素子45の出光面は第3の回転軸4437と垂直であり、同じ出光面の面積と比べ、第1の光学素子45の有効受光面積が大きくなる。
第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47が並列して設けられ、隣接する2つの光学素子の間に対向する面および背を向け合った面が存在すると理解することができる。図17に示す例では、第2の光学素子46と第3の光学素子47の対向する2つの面は平行である。第2の光学素子46と第3の光学素子47の対向する2つの面の距離は、[1.5mm,5mm]の間にあり、具体的には、1.5mm、2mm、2.7mm、3.4mm、4mm、4.9mm、5mmなどの上記範囲内の任意の値とすることができる。第1の光学素子45と第2の光学素子46の対向する2つの面の距離は、[10mm,25mm]の間にあり、具体的には、10mm、15mm、17.3mm、17.5mm、20mm、22.5mm、24mm、25mmなどの上記範囲内の任意の値とすることができる。第1の光学素子45と第3の光学素子47の対向する面は平行でなく、第1の光学素子45と第3の光学素子47の対向する面とは、第1の光学素子45と第3の光学素子47の互いに近い面をいう。ここで、対向する2つの面の距離とは、対向する2つの面の間、2つの面と各自の光軸の交点との間の距離をいうことができる。
第1の光学素子45、第2の光学素子46および第3の光学素子47がいずれも楔形プリズムである場合、第2の光学素子46と第3の光学素子47のウェッジ角は、[19度,21度]の間にあってもよく、例えば19度、19.5度、20度、20.5度、20.8度、21度などの上記範囲内の任意の値である。第2の光学素子46と第3の光学素子47のウェッジ角は等しくてもよく、例えば、いずれも20度であるか、またはいずれも21度であるなどであり、第2の光学素子46と第3の光学素子47のウェッジ角は、等しくなくてもよく、例えば、第2の光学素子46のウェッジ角が20度であり、第3の光学素子47のウェッジ角が21度である。第1の光学素子45のウェッジ角は、[17度,19度]の間にあり、例えば17度、17.7度、18度、18.3度、18.5度、19度などの上記範囲内の任意の値である。
図17および図20に示すように、第3の光学素子47における第1の光学素子45とは反対の面は、第3の光学素子47の光軸と垂直でない。ここで、垂直でないとは、傾斜していると理解することができ、第3の光学素子47の光軸は、第3の回転軸4437と重なり合っていてもよく、第3の光学素子47における第1の光学素子45とは反対の面を回避して測距モジュール60から出射される光を反射させて測定器64に戻し、測定器64が受光する光が干渉することを回避することができる。
図18に示すように、いくつかの実施形態では、第2の光学素子46と第3の光学素子47の光パルスに対する屈折力の差は10度未満であり、例えば、屈折力の差は0度、2度、5度、7度、8.3度、10度などの10度未満の任意の範囲である。1つの例では、第2の光学素子46と第3の光学素子47の光パルスに対する屈折力は同じであり、すなわち、第2の光学素子46と第3の光学素子47の光パルスに対する屈折力の差は0度である。ここで、光学素子の屈折力とは、入射光が入光面に垂直な場合に、入射光に対して出射光が屈折する角度をいう。屈折力の差が10度未満であるとは、入射光が入光面に垂直な場合に、入射光に対する屈折方向は同じであるが、屈折角度の差が10度未満である、または屈折方向は異なるが、屈折方向の夾角が10度未満であることをいう。
第2の光学素子46と第3の光学素子47の材料は、同じであってもよく、第2の光学素子46と第3の光学素子47は、いずれも楔形プリズムであってもよく、両者のウェッジ角は同じであってもよい。第2の光学素子46と第3の光学素子47の背を向け合った2つの面は、互いに平行であってもよい。
第2の光学素子46と第3の光学素子47を回転させるとき、第2の光学素子46と第3の光学素子47は、等速で逆方向に回転することができ、例えば、第2の光学素子46が正転し、第3の光学素子47が同じ速度で逆転するか、または第2の光学素子46が逆転し、第3の光学素子47が同じ速度で正転する。
いくつかの実施形態では、第2の光学素子46と第3の光学素子47が回転する過程において、第2の光学素子46の位相角度と第3の光学素子47の位相角度の和が一定値付近で浮動し、浮動範囲は20度を超えない。ここで、位相角度とは、光屈折素子のゼロ位相と基準方向との間の夾角をいう。図18および図19に示すように、前記第2の光学素子46および第3の光学素子47の光軸の方向に沿って、基準方向は、方向Xによって表すことができ、第2の光学素子46のゼロ位相は、μ1によって表すことができ、第3の光学素子47のゼロ位相は、μ2によって表すことができ、第2の光学素子46の位相角度は、θ1によって表すことができ、第3の光学素子47の位相角度は、θ2によって表すことができ、第2の光学素子46の位相角度と第3の光学素子47の位相角度の和は、θ1+θ2によって表すことができる。ここで、位相角度の基準方向に形成される反時計回りの方向を正とし、時計回り方向を負とするか、または位相角度の基準方向に形成される時計回り方向を負とするか、反時計回り方向を正とする。
1つの例では、第2の光学素子46と第3の光学素子47が回転する過程において、第2の光学素子46の位相角度と第3の光学素子47の位相角度の和は一定値である。別の例では、上述した基準方向が水平方向であり、第2の光学素子46の位相角度と第3の光学素子47の位相角度の和は0度付近で浮動し、走査モジュール40で水平方向に延在する帯状の視野を走査することができ、測距装置がいくつかの場面にさらに適するようにすることができ、例えば、自動運転車の障害物回避にさらに適するようにすることができる。
図9および図10に示すように、本実施例では、第2のロータ4331の径方向寸法が第1のロータ4231の径方向寸法よりも小さい。第2のロータ4331と第1のロータ4231は、同軸に設けられ、すなわち、第2の回転軸4337と第1の回転軸4236が重なり合う。第2のロータアセンブリ433と第1のロータアセンブリ423は、同じ回転軸の方向に沿って分布し、第2のロータアセンブリ433は、第1のロータアセンブリ423における第1の光学素子45の第1の面453を向いた位置にある。
第3のロータ4431の径方向寸法は、第2のロータ4331の径方向寸法と等しく、第3のロータ4431の軸方向寸法は、第2のロータ4331の軸方向寸法よりも小さくても、等しくても、大きくてもよい。第3のロータ4431と第2のロータ4331は、同軸に設けられ、すなわち、第3の回転軸4437、第2の回転軸4337および第1の回転軸4236が重なり合う。第3のロータアセンブリ443と第2のロータアセンブリ433は、同じ回転軸の方向に沿って分布し、第3のロータアセンブリ443は、第2のロータアセンブリ433における第2の光学素子46の第2の面464を向いた位置にある。
図9および図10に示すように、本願の実施形態では、第1の光学素子45に、背を向け合った第1の面453および第2の面454が形成される。第1の面453は、第1の回転軸4236に対して傾斜し、すなわち、第1の面453と第1の回転軸4236の夾角は0度または90度を呈さず、第2の面454は第1の回転軸4236と垂直であり、すなわち、第2の面454と第1の回転軸4236の夾角は90度を呈する。
第1の面453と第2の面454は平行でなく、第1の光学素子45の厚みは均等でなく、すなわち、第1の光学素子45の厚みはどこも同じではなく、厚みが大きい位置および厚みが小さい位置が存在すると理解することができる。1つの例では、第1の光学素子45は、第1の端451と、第2の端452と、を含み、第1の端451と第2の端452は、それぞれ第1の光学素子45の径方向における両端に位置する。第1の光学素子45の厚みは1つの方向に沿って徐々に大きくなり、第1の端451の厚みは、第2の端452の厚みよりも大きいか、または、第1の光学素子45は、ウェッジプリズム(楔形プリズム)であってもよい。
各光学素子自体の重量分布が不均等であるため、高速回転時に揺動しやすくなり、十分に安定せず、回転の速度が制限される。この技術的課題を解決するため、本願の実施例のいくつかの実現形態では、走査モジュール40の重量を低下させる方式、および走査モジュール40の重量を増加させる方式により、走査モジュール40の動バランスを改善する。
例えば、走査モジュール40の重量を低下させる方式を採用して走査モジュール40の動バランスを改善する場合、以下のいくつかの実施例において、第1の光学素子45および第1のロータ4231のうちの少なくとも1つに切り欠きを形成する方式により、走査モジュール40の動バランスを改善する。
次に、第1の光学素子45と第1のロータ4231の切り欠きの位置について説明する。
図9および図10に示すように、1つの例では、切り欠きは、第1の光学素子45上に設けられた隅切り455を含み、隅切り455は、第1の端451の縁に位置し、隅切り455と第1のロータ4231の第1の側壁4234の内面は、対向し、第1の光学素子45の第1の光学素子45の光路とは反対側の位置にあるか、または、隅切り455は、第1の光学素子45において光線が通らない位置にある。このようにして、隅切り455によって走査モジュール40の動バランスを改善した場合も、第1の光学素子45におけるレーザーの伝送に影響を及ぼさない。
図9および図10に示すように、1つの例では、第1の光学素子45は、第1の領域と、第2の領域と、を含む。第1の領域と第2の光学素子46は対向し、第2の領域は、第1の領域から第2の光学素子46の周縁の外まで延在する。切り欠きは、第1の光学素子45の第2の領域上に設けられた、第1の端に近い側の隅切り455を含む。
図9および図10に示すように、1つの例では、第1のロータ4231は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って分布する第3の端4237aおよび第4の端4237bを含み、第3の端4237aと第4の端4237bは、背を向け合って設けられ、第1のロータ4231の第3の端4237aは、第1の光学素子45の第2の面454に近く、第1のロータ4231の第4の端4237bは、第1の光学素子45の第1の面453に近い。切り欠きは、第1のロータ4231の第1の側壁4234の内面上に形成された内接溝4234aを含み、内接溝4234aは、第1の光学素子45の第1の端451側に近く、内接溝4234aは、第3の端4237aよりも第4の端4237b側にあるか、または、内接溝4234aは、第3の端4237aから第4の端4237bの方向に向けて延在する。別の例では、内接溝4234aと隅切り455は対向し、内接溝4234aの第1の回転軸4236における投影範囲は、隅切り455の第1の回転軸4236における投影範囲を覆う。別の例では、内接溝4234aの数は複数(2個以上)であってもよく、複数の内接溝4234aは、間隔をあけて設けられる。このようにして、面積が大きい単一の内接溝4234aが第1の側壁4234の強度に対して大きな影響を及ぼすことを回避することができる。
図9および図13に示すように、1つの例では、第1のロータ4231は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って分布する第3の端4237aおよび第4の端4237bを含み、第3の端4237aと第4の端4237bは、背を向け合って設けられ、第1のロータ4231の第3の端4237aは、第1の光学素子45の第2の面454に近く、第1のロータ4231の第4の端4237bは、第1の光学素子45の第1の面453に近い。切り欠きは、第1のロータ4231の第1の側壁4234の中央(外面と内面との間)に形成された溝4234cを含み、すなわち、溝4234cは、第1の側壁4234の内面と外面を貫通しない。溝4234cは、第1の光学素子45の第1の端451側に近く、溝4234cは、第3の端4237aよりも第4の端4237b側にあるか、または、溝4234cは、第3の端4237aから第4の端4237bの方向に向けて延在する。別の例では、溝4234cの数は複数(2個以上)であってもよく、複数の溝4234cは、間隔をあけて設けられる。このようにして、面積が大きい単一の溝4234cが第1の側壁4234の強度に対して大きな影響を及ぼすことを回避することができる。
図9および図13に示すように、1つの例では、溝4234cの第1の回転軸4236における投影範囲は、隅切りの第1の回転軸4236における投影範囲を覆う。別の例では、溝4234cの第1の回転軸4236における投影範囲は、内接溝4234aの第1の回転軸4236における投影範囲を覆う。別の例では、溝4234cの第1の回転軸4236における投影範囲は、隅切りおよび内接溝4234aの第1の回転軸4236における投影範囲をいずれも覆う。
1つの例では、第1のロータ4231は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って分布する第3の端4237aおよび第4の端4237bを含み、第3の端4237aと第4の端4237bは、背を向け合って設けられ、第1のロータ4231の第3の端4237aは、第1の光学素子45の第2の面454に近く、第1のロータ4231の第4の端4237bは、第1の光学素子45の第1の面453に近い。切り欠きは、第1のロータ4231の第1の側壁4234の外面上に形成された外接溝4234bを含み、外接溝4234bは、第1の光学素子45の第1の端451側に近く、外接溝4234bは、第4の端4237bよりも第3の端4237a側にあるか、または、外接溝4234bは、第4の端4237bから第3の端4237aの方向に向けて延在する。別の例では、外接溝4234bの数は複数(2個以上)であってもよく、複数の外接溝4234bは、間隔をあけて設けられる。このようにして、面積が大きい単一の外接溝4234bが第1の側壁4234の強度に対して大きな影響を及ぼすことを回避することができる。
図10、図15および図16に示すように、1つの例では、第1のロータ4231は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って分布する第3の端4237aおよび第4の端4237bを含み、第3の端4237aと第4の端4237bは、背を向け合って設けられ、第1のロータ4231の第3の端4237aは、第1の光学素子45の第2の面454に近く、第1のロータ4231の第4の端4237bは、第1の光学素子45の第1の面453に近い。第1のロータ4231の第1の側壁4234の外面上に、径方向に沿って外向きに延在してリブ4238が形成され、リブ4238は、第1のロータ4231の第1の側壁4234の周りに設けられ、リブ4238は、第3の端4237aよりも第4の端4237b側にある。切り欠きは、リブ4238上に設けられた開口4238aを含み、開口4238aは、第1の光学素子45の第1の端451側に近い。別の例では、開口4238aの数は複数(2個以上)であってもよく、複数の開口4238aは、間隔をあけて設けられる。このようにして、面積が大きい単一の開口4238aがリブ4238の強度に対して大きな影響を及ぼすことを回避することができる。
1つの例では、切り欠き(隅切り455、内接溝4234a、外接溝4234b、溝4234cおよび開口4238a)は、第3の補助面に関して対称であってもよく、第3の補助面は、第1の回転軸4236、第1の端および第2の端を通る平面である。
このようにして、上記切り欠きの設置は、第1の光学素子45回転時に、厚みが不均等なために引き起こされる揺動を低下させるのに有利であり、第1のロータアセンブリ423全体を回転時にさらに安定させるのに有利である。
図20に示すように、上記切り欠きの位置は、光路が通らない位置であり、光束の伝播に影響を及ぼさず、光学素子の出光および受光効率を低下させないと理解することができる。
走査モジュール40の重量を増加させる方式を採用して走査モジュール40の動バランスを改善する場合、以下のいくつかの実施例において、第1のロータ4231にバンプ4232を追加する方式により、走査モジュール40の動バランスを改善する。
図9および図10に示すように、次に、第1のロータ4231とバンプ4232の位置について説明する。
第1のロータアセンブリ423は、バンプ4232をさらに含み、バンプ4232は、第1のロータアセンブリ423回転時の動安定を高めるために用いられる。具体的には、バンプ4232は、第1のロータ4231の第1の側壁4234上に設けられ、第1の収納キャビティ4235内に位置し、バンプ4232は、第1の側壁4234から第1の収納キャビティ4235の中心に向けて延在し、バンプ4232が第1の収納キャビティ4235の中心に向けて延在する高さは、第1の収納キャビティ4235の径方向幅の所定の割合よりも低くてもよく、所定の割合は、0.1、0.22、0.3、0.33などであってもよく、バンプ4232が第1の収納キャビティ4235を多く遮りすぎレーザーパルスの伝送光路に影響を及ぼすことを回避する。
バンプ4232は、第1のロータ4231に固定接続されてもよく、これにより、バンプ4232が第1のロータ4231と同期回転することを実現する。バンプ4232は、第1のロータ4231と一体成形してもよく、例えば、射出成形などの工程によって一体成形する。バンプ4232は、第1のロータ4231と別々に成形してもよく、バンプ4232と第1のロータ4231をそれぞれ成形した後、接着剤でバンプ4232を第1の側壁4234上に粘着するなど、バンプ4232を第1のロータ4231の第1の側壁4234上に固定し、またはバンプ4232を例えばネジなどの締結部材で第1のロータ4231の第1の側壁4234上に固定する。ここで、バンプ4232の第1の側壁4234と貼着する面は、曲面である。本願の実施形態では、バンプ4232は第1のヨーク4233aと同期回転し、バンプ4232は第1のヨーク4233aに固定接続される。
図10および図11に示すように、1つの例では、バンプ4232を第1の収納キャビティ4235内に取り付ける際に、バンプ4232と第1の光学素子45は、第1のロータ4231の径方向に沿って分布する。このとき、第1の光学素子45の第1の端451は、第1の側壁4234の内面と接触してもよく、第2の端452と第1の側壁4234は間隙を形成し、バンプ4232がこの間隙内に入る。このようにして、第2の端452とバンプ4232は、第1の回転軸4236の同じ側に位置し、第1の端451とバンプ4232は、第1の回転軸4236の対向する両側に位置し、第1の光学素子45と第1のロータアセンブリ423が共同で回転する際に、第1の光学素子45とバンプ4232が形成する全体的な回転が安定し、これにより、第1のロータアセンブリ423に揺動が生じることを回避し、第1のロータアセンブリ423全体が回転する際にさらに安定するのに有利である。別の例では、バンプ4232と第1の光学素子45は間隔をあけ、バンプ4232の第1の光学素子45を向いた面は平面である。別の例では、バンプ4232の第1の回転軸4236における投影範囲は、第1の光学素子45の第1の回転軸4236における投影範囲を覆う。
図14に示すように、1つの例では、バンプ4232を第1の収納キャビティ4235内に取り付ける際に、バンプ4232と第1の光学素子45は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って並列に設けられる。このとき、第1の光学素子45の第1の端451および第2の端452は、いずれも第1の側壁4234の内面と接触してもよく、バンプ4232をできる限り第1の光学素子45に近づけるため、バンプ4232は、第1の光学素子45と接触してもよい。具体的には、バンプ4232は、第1の光学素子45の第1の面453が所在する側に位置し、バンプ4232は、第1の光学素子45の第1の面453に当接してもよい。第1の光学素子45を取り付ける際に、第1の面453がバンプ4232に当接すると、第1の光学素子45が第1の収納キャビティ4235の深さ方向にしっかり取り付けられたと考えることができる。さらに具体的には、バンプ4232は、バンプ側壁1232aを含み、バンプ側壁1232aは、第1の面453に当接する。別の例では、第1の光学素子45の第1の回転軸4236における投影範囲は、バンプ4232の第1の回転軸4236における投影範囲を覆う。
1つの例では、バンプ4232を第1の収納キャビティ4235内に取り付ける際に、バンプ4232と第1の光学素子45は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って並列に設けられる。このとき、第1の光学素子45の第1の端451および第2の端452は、いずれも第1の側壁4234の内面と接触してもよく、バンプ4232と第1のロータ4231を一体成形する際の工程の流れを簡素化するため、バンプ側壁1232aは、第1の回転軸4236に垂直な平板状を呈してもよく、バンプ側壁1232aは、階段状を呈してもよい。バンプ側壁1232aは、さらに、第1の回転軸4236に対して傾斜してもよく、すなわち、バンプ側壁1232aは第1の回転軸4236に垂直ではなく、別の例では、バンプ側壁1232aの傾斜方向は第1の面453の方向と同じであり、バンプ側壁1232aは第1の面453に貼着され、バンプ4232の釣り合い作用を最大限に発揮できるよう、バンプ側壁1232aと第1の面453をできる限り近づけ、バンプ4232の高さを小さくすることにより、バンプ4232による光路の遮りを小さくする。別の例では、第1の光学素子45の第1の回転軸4236における投影範囲は、バンプ4232の第1の回転軸4236における投影範囲を覆う。
1つの例では、バンプ4232は、釣り合いの作用を奏することができ、バンプ4232は第1の光学素子45と同期回転し、バンプ4232が第2の端452と共同で回転する際の第1の回転軸4236に対するトルクは、第1の端451が回転する際の第1の回転軸4236に対するトルクと等しく、つまり、バンプ4232が第2の端452と共同で回転する際に生じるトルクは、いずれも第1の光学素子45の第1の端451が回転する際に生じるトルクと相殺され、第1のロータ4231の他の位置が回転する際の安定性に影響を及ぼさない。
1つの例では、バンプ4232は、第3の補助面に関して対称であり、第3の補助面は、第1の回転軸4236、第1の端451および第2の端452を通る平面である。別の例では、バンプ4232は、さらに、第1の補助面に関して対称であり、第1の補助面は、第1の回転軸4236に垂直で、第1の面453の中心を通る平面である。このようにして、バンプ4232は、さらに良好に第1の光学素子45と重量の調整を行うことができる。
1つの例では、バンプ4232の密度は、第1のロータ4231の密度よりも大きく、バンプ4232を第1の収納キャビティ4235内に設ける際に、同じ質量を保証し、すなわち、同じ釣り合い作用の下で、バンプ4232の体積を小さく設けることができ、バンプ4232による第1の収納キャビティ4235を通るレーザーパルスに対する影響を少なくする。別の例では、バンプ4232の密度は、さらに、同じバンプ4232の体積でできる限り小さく設計することができるよう、第1の光学素子45の密度よりも大きくてもよい。
このようにして、上記バンプ4232の設置は、第1の光学素子45回転時に、厚みが不均等なために引き起こされる揺動を低下させるのに有利であり、第1のロータアセンブリ423全体を回転時にさらに安定させるのに有利である。
図14に示すように、1つの例では、第1のロータ4231は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って分布する第3の端4237aおよび第4の端4237bを含み、第3の端4237aと第4の端4237bは、背を向け合って設けられ、第1のロータ4231の第3の端4237aは、第1の光学素子45の第2の面454に近く、第1のロータ4231の第4の端4237bは、第1の光学素子45の第1の面453に近い。第1のロータ4231の第1の側壁4234の内面には、回避面取り4230が設けられ、回避面取り4230は、第3の端4237a側に近い。このようにして、回避面取り4230は、第1の光学素子45を第1の収納キャビティ4235内に取り付けやすくするのに有利なだけでなく、第1の光学素子45が受光して反射して戻って来るレーザーパルスの角度を増加するのにも有利である。
1つの例では、第1のロータ4231は、第1のロータ4231の第1の回転軸4236方向に沿って分布する第3の端4237aおよび第4の端4237bを含み、第3の端4237aと第4の端4237bは、背を向け合って設けられ、第1のロータ4231の第3の端4237aは、第1の光学素子45の第2の面454に近く、第1のロータ4231の第4の端4237bは、第1の光学素子45の第1の面453に近い。第1のロータ4231は、突起4234dをさらに含み、突起4234dは、第1のロータ4231の第1の側壁4234の内面上に設けられ、第3の端4237a側に近く、第1の端451は、突起4234d上に取り付けられる。
1つの例では、第1の光学素子45上に増透膜がコーティングされ、増透膜の厚みは、光源から発射されるレーザーパルスの波長と等しく、レーザーパルスが第1の光学素子45を通るときの損失を低減することができる。
図10に示すように、本願の実施形態では、第2の光学素子46に、背を向け合った第1の面463および第2の面464が形成される。第2の光学素子46の第1の面463は、第1の光学素子45の第1の面453を向き、第2の光学素子46の第1の面463は、第2の回転軸4337に対して傾斜し、すなわち、第1の面463と第2の回転軸4337の夾角は、0度または90度を呈さない。第2の光学素子46の第2の面464と第1の光学素子45の第1の面453は、背を向け合い、第2の光学素子46の第2の面464は、第2の回転軸4337に垂直であり、すなわち、第2の面464と第2の回転軸4337の夾角は90度を呈するか、または、第2の光学素子46の第2の面464と第1の光学素子45の第2の面454は平行である。
第2の光学素子46の第1の面463と第2の面464は平行でなく、第2の光学素子46の厚みは均等でなく、すなわち、第2の光学素子46の厚みはどこも同じではなく、厚みが大きい位置および厚みが小さい位置が存在すると理解することができる。1つの例では、第2の光学素子46は、第1の端461と、第2の端462と、を含み、第1の端461と第2の端462は、それぞれ第2の光学素子46の径方向における両端に位置する。第2の光学素子46の厚みは、1つの方向に沿って徐々に大きくなる。かつ、第1の端461の厚みは、第2の端462の厚みよりも大きいか、または、第2の光学素子46は、ウェッジプリズム(楔形プリズム)であってもよい。
ウェッジプリズム自体の重量分布が不均等であるため、ウェッジプリズムを高速回転させるときに、走査モジュール40全体が揺動しやすくなり、十分に安定しない可能性がある。この技術的課題を解決するため、本願の実施例のいくつかの実現形態では、走査モジュール40の重量を増加する方式により、走査モジュール40の動バランスを改善する。例えば、第2のロータ4331内にボス4332を追加する方式によって、走査モジュール40の動バランスを改善することができる。
図10に示すように、1つの例では、第2のロータアセンブリ433は、ボス4332をさらに含み、ボス4332は、第2のロータ4331の第2の側壁4335上に設けられ、第2の収納キャビティ4336内に位置し、ボス4332は、第2のロータアセンブリ433回転時の動安定を高めるために用いられる。具体的には、ボス4332は、第2の側壁4335から第2の収納キャビティ4336の中心に向けて延在し、ボス4332が第2の収納キャビティ4336の中心に向けて延在する高さは、第2の収納キャビティ4336の径方向幅の所定の割合よりも低くてもよく、所定の割合は、0.1、0.22、0.3、0.33などであってもよく、ボス4332が第2の収納キャビティ4336を多く遮りすぎレーザーパルスの伝送光路に影響を及ぼすことを回避する。
ボス4332は、第2のロータ4331に固定接続されてもよく、これにより、ボス4332が第2のロータ4331と同期回転することを実現する。ボス4332は、第2のロータ4331と一体成形してもよく、例えば、射出成形などの工程によって一体成形する。ボス4332は、第2のロータ4331と別々に成形してもよく、ボス4332と第2のロータ4331をそれぞれ成形した後、接着剤でボス4332を第2の側壁4335上に粘着するなど、ボス4332を第2のロータ4331の第2の側壁4335上に固定し、またはボス4332を例えばネジなどの締結部材で第2のロータ4331の第2の側壁4335上に固定する。ここで、ボス4332の第2の側壁4335と貼着される面は、曲面である。本願の実施形態では、ボス4332は第2のヨーク4333と同期回転し、ボス4332は第2のヨーク4333に固定接続される。
図10に示すように、1つの例では、ボス4332を第2の収納キャビティ4336内に取り付ける際に、ボス4332と第2の光学素子46は、第2のロータ4331の径方向に沿って分布する。このとき、第2の光学素子46の第1の端461は、第2の側壁4335の内面と接触してもよく、第2の端462と第2の側壁4335は間隙を形成し、ボス4332がこの間隙内に入る。このようにして、第2の端462とボス4332は、第2の回転軸4337の同じ側に位置し、第1の端461とボス4332は、第2の回転軸4337の対向する両側に位置し、第2の光学素子46と第2のロータアセンブリ433が共同で回転する際に、第2の光学素子46とボス4332が形成する全体的な回転が安定し、これにより、第2のロータアセンブリ433に揺動が生じることを回避し、第2のロータアセンブリ433全体が回転する際にさらに安定するのに有利である。別の例では、ボス4332と第2の光学素子46は間隔をあけ、ボス4332の第2の光学素子46を向いた面は平面である。別の例では、ボス4332の第2の回転軸4337における投影範囲は、第2の光学素子46の第2の回転軸4337における投影範囲を覆う。
図14に示すように、1つの例では、ボス4332を第2の収納キャビティ4336内に取り付ける際に、ボス4332と第2の光学素子46は、第2のロータ4331の第2の回転軸4337方向に沿って並列に設けられる。このとき、第2の光学素子46の第1の端461および第2の端462は、いずれも第2の側壁4335の内面と接触してもよく、ボス4332をできる限り第2の光学素子46に近づけるため、ボス4332は、第2の光学素子46と接触してもよい。具体的には、ボス4332は、第2の光学素子46の第1の面463が所在する側に位置し、ボス4332は、第2の光学素子46の第1の面463に当接してもよい。第2の光学素子46を取り付ける際に、第1の面463がボス4332に当接すると、第2の光学素子46が第2の収納キャビティ4336の深さ方向にしっかり取り付けられたと考えることができる。さらに具体的には、ボス4332は、ボス側壁1332aを含み、ボス側壁1332aは、第1の面463に当接する。別の例では、第2の光学素子46の第2の回転軸4337における投影範囲は、ボス4332の第2の回転軸4337における投影範囲を覆う。
図14に示すように、1つの例では、ボス4332を第2の収納キャビティ4336内に取り付ける際に、ボス4332と第2の光学素子46は、第2のロータ4331の第2の回転軸4337方向に沿って並列に設けられる。このとき、第2の光学素子46の第1の端461および第2の端462は、いずれも第2の側壁4335の内面と接触してもよく、ボス4332と第2のロータ4331を一体成形する際の工程の流れを簡素化するため、ボス側壁1332aは、第2の回転軸4337と垂直な平板状を呈してもよく、ボス側壁1332aは、階段状を呈してもよい。ボス側壁1332aは、さらに、第2の回転軸4337に対して傾斜してもよく、すなわち、ボス側壁1332aは第2の回転軸4337に垂直ではなく、別の例では、ボス側壁1332aの傾斜方向は第1の面463の方向と同じであり、ボス側壁1332aは第1の面463に貼着され、ボス4332の釣り合い作用を最大限に発揮できるよう、ボス側壁1332aと第1の面463をできる限り近づけ、ボス4332の高さを小さくすることにより、ボス4332による光路の遮りを小さくする。別の例では、第2の光学素子46の第2の回転軸4337における投影範囲は、ボス4332の第2の回転軸4337における投影範囲を覆う。
1つの例では、ボス4332は、釣り合いの作用を奏することができ、ボス4332は第2の光学素子46と同期回転し、ボス4332が第2の端462と共同で回転する際の第2の回転軸4337に対するトルクは、第1の端461が回転する際の第2の回転軸4337に対するトルクと等しく、つまり、ボス4332が第2の端462と共同で回転する際に生じるトルクは、いずれも第2の光学素子46の第1の端461が回転する際に生じるトルクと相殺され、第2のロータ4331の他の位置が回転する際の安定性に影響を及ぼさない。
1つの例では、ボス4332は、第3の補助面に関して対称であり、第3の補助面は、第2の回転軸4337、第1の端461および第2の端462を通る平面である。別の例では、ボス4332は、さらに、第1の補助面に関して対称であり、第1の補助面は、第2の回転軸4337に垂直で、第1の面463の中心を通る平面である。このようにして、ボス4332は、さらに良好に第2の光学素子46と重量の調整を行うことができる。
1つの例では、ボス4332の密度は、第2のロータ4331の密度よりも大きく、ボス4332を第2の収納キャビティ4336内に設ける際に、同じ質量を保証し、すなわち、同じ釣り合い作用の下で、ボス4332の体積を小さく設けることができ、ボス4332による第2の収納キャビティ4336を通るレーザーパルスに対する影響を少なくする。別の例では、ボス4332の密度は、さらに、同じボス4332の体積でできる限り小さく設計することができるよう、第2の光学素子46の密度よりも大きくてもよい。
このようにして、上記ボス4332の設置は、第2の光学素子46回転時に、厚みが不均等なために引き起こされる揺動を低下させるのに有利であり、第2のロータアセンブリ433全体を回転時にさらに安定させるのに有利である。
図10に示すように、1つの例では、第2の光学素子46上に増透膜がコーティングされ、増透膜の厚みは、光源から発射されるレーザーパルスの波長と等しく、レーザーパルスが第2の光学素子46を通るときの損失を低減することができる。
1つの例では、第2の光学素子46の口径の大きさは、第1の光学素子45の口径の大きさの50%~70%である。例えば、2つの光学素子(第1の光学素子45および第2の光学素子46)の口径の大きさの差は、50%であってもよく、2つの光学素子(第1の光学素子45および第2の光学素子46)の口径の大きさの差は、60%であってもよい。このようにして、2つの光学素子(第1の光学素子45および第2の光学素子46)の口径寸法は、適切な範囲内において光線の伝播に有利である。
図10に示すように、本願の実施形態では、第3の光学素子47に、背を向け合った第1の面473および第2の面474が形成される。第3の光学素子47の第1の面473と第2の光学素子46の第2の面464は、背を向け合い、第3の光学素子47の第1の面473は、第3の回転軸4437に対して傾斜し、すなわち、第1の面473と第3の回転軸4437の夾角は、0度または90度を呈さない。第3の光学素子47の第2の面474と第2の光学素子46の第2の面464は、対向し、第3の光学素子47の第2の面474は、第3の回転軸4437に垂直であり、すなわち、第2の面474と第3の回転軸4437の夾角は90度を呈するか、または、第3の光学素子47の第2の面474と第2の光学素子46の第2の面464は平行であるか、または、第3の光学素子47の第2の面474、第2の光学素子46の第2の面464および第1の光学素子45の第2の面454の三者は、互いに平行である。
第3の光学素子47の第1の面473と第2の面474は平行でなく、第3の光学素子47の厚みは均等でなく、すなわち、第3の光学素子47の厚みはどこも同じではなく、厚みが大きい位置および厚みが小さい位置が存在すると理解することができる。1つの例では、第3の光学素子47は、第1の端471と、第2の端472と、を含み、第1の端471と第2の端472は、それぞれ第3の光学素子47の径方向における両端に位置する。第3の光学素子47の厚みは、1つの方向に沿って徐々に大きくなる。かつ、第1の端471の厚みは、第2の端472の厚みよりも大きいか、または、第3の光学素子47は、ウェッジプリズム(楔形プリズム)であってもよい。
ウェッジプリズム自体の重量分布が不均等であるため、ウェッジプリズムを高速回転させるときに、走査モジュール40全体が揺動しやすくなり、十分に安定しない可能性がある。この技術的課題を解決するため、本願の実施例のいくつかの実現形態では、走査モジュール40の重量を増加する方式により、走査モジュール40の動バランスを改善する。例えば、第2のロータ4331内にボス4332を追加する方式によって、走査モジュール40の動バランスを改善することができる。
走査モジュール40の重量を増加させる方式を採用して走査モジュール40の動バランスを改善する場合、第3のロータ4431内にボス4432を追加する方式により、走査モジュール40の動バランスを改善する。
図10に示すように、1つの例では、第3のロータアセンブリ443は、ボス4432をさらに含み、ボス4432は、第3のロータ4431の第3の側壁4435上に設けられ、第3の収納キャビティ4436内に位置し、ボス4432は、第3のロータアセンブリ443回転時の動安定を高めるために用いられる。具体的には、ボス4432は、第3の側壁4435から第3の収納キャビティ4436の中心に向けて延在し、ボス4432が第3の収納キャビティ4436の中心に向けて延在する高さは、第3の収納キャビティ4436の径方向幅の所定の割合よりも低くてもよく、所定の割合は、0.1、0.22、0.3、0.33などであってもよく、ボス4432が第3の収納キャビティ4436を多く遮りすぎレーザーパルスの伝送光路に影響を及ぼすことを回避する。
ボス4432は、第3のロータ4431に固定接続されてもよく、これにより、ボス4432が第3のロータ4431と同期回転することを実現する。ボス4432は、第3のロータ4431と一体成形してもよく、例えば、射出成形などの工程によって一体成形する。ボス4432は、第3のロータ4431と別々に成形してもよく、ボス4432と第3のロータ4431をそれぞれ成形した後、接着剤でボス4432を第3の側壁4435上に粘着するなど、ボス4432を第3のロータ4431の第3の側壁4435上に固定し、またはボス4432を例えばネジなどの締結部材で第3のロータ4431の第3の側壁4435上に固定する。ここで、ボス4432の第3の側壁4435と貼着される面は、曲面である。本願の実施形態では、ボス4432は第3のヨーク4433と同期回転し、ボス4432は第3のヨーク4433に固定接続される。
図10に示すように、1つの例では、ボス4432を第3の収納キャビティ4436内に取り付ける際に、ボス4432と第3の光学素子47は、第3のロータ4431の径方向に沿って分布する。このとき、第3の光学素子47の第1の端471は、第3の側壁4435の内面と接触してもよく、第2の端472と第3の側壁4435は間隙を形成し、ボス4432がこの間隙内に入る。このようにして、第2の端472とボス4432は、第3の回転軸4437の同じ側に位置し、第1の端471とボス4432は、第3の回転軸4437の対向する両側に位置し、第3の光学素子47と第3のロータアセンブリ443が共同で回転する際に、第3の光学素子47とボス4432が形成する全体的な回転が安定し、これにより、第3のロータアセンブリ443に揺動が生じることを回避し、第3のロータアセンブリ443全体が回転する際にさらに安定するのに有利である。別の例では、ボス4432と第3の光学素子47は間隔をあけ、ボス4432の第3の光学素子47を向いた面は平面である。別の例では、ボス4432の第3の回転軸4437における投影範囲は、第3の光学素子47の第3の回転軸4437における投影範囲を覆う。
図14に示すように、1つの例では、ボス4432を第3の収納キャビティ4436内に取り付ける際に、ボス4432と第3の光学素子47は、第3のロータ4431の第3の回転軸4437方向に沿って並列に設けられる。このとき、第3の光学素子47の第1の端471および第2の端472は、いずれも第3の側壁4435の内面と接触してもよく、ボス4432をできる限り第3の光学素子47に近づけるため、ボス4432は、第3の光学素子47と接触してもよい。具体的には、ボス4432は、第3の光学素子47の第1の面473が所在する側に位置し、ボス4432は、第3の光学素子47の第1の面473と当接してもよい。第3の光学素子47を取り付ける際に、第1の面473がボス4432と当接すると、第3の光学素子47が第3の収納キャビティ4436の深さ方向にしっかりと取り付けられたと考えることができる。さらに具体的には、ボス4432は、ボス側壁1432aを含み、ボス側壁1432aは、第1の面473に当接する。別の例では、第3の光学素子47の第3の回転軸4437における投影範囲は、ボス4432の第3の回転軸4437における投影範囲を覆う。
図14に示すように、1つの例では、ボス4432を第3の収納キャビティ4436内に取り付ける際に、ボス4432と第3の光学素子47は、第3のロータ4431の第3の回転軸4437方向に沿って並列に設けられる。このとき、第3の光学素子47の第1の端471および第2の端472は、いずれも第3の側壁4435の内面と接触してもよく、ボス4432と第3のロータ4431を一体成形する際の工程の流れを簡素化するため、ボス側壁1432aは、第3の回転軸4437と垂直な平板状を呈していてもよく、ボス側壁1432aは、階段状を呈してもよい。ボス側壁1432aは、さらに、第3の回転軸4437に対して傾斜してもよく、すなわち、ボス側壁1432aは第3の回転軸4437に垂直ではなく、別の例では、ボス側壁1432aの傾斜方向は第1の面473の方向と同じであり、ボス側壁1432aは第1の面473に貼着され、ボス4432の釣り合い作用を最大限に発揮できるよう、ボス側壁1432aと第1の面473をできる限り近づけ、ボス4432の高さを小さくすることにより、ボス4432による光路の遮りを小さくする。別の例では、第3の光学素子47の第3の回転軸4437における投影範囲は、ボス4432の第3の回転軸4437における投影範囲を覆う。
図14に示すように、1つの例では、ボス4432は、釣り合いの作用を奏することができ、ボス4432は第3の光学素子47と同期回転し、ボス4432が第2の端472と共同で回転する際の第3の回転軸4437に対するトルクは、第1の端471が回転する際の第3の回転軸4437に対するトルクと等しく、つまり、ボス4432が第2の端472と共同で回転する際に生じるトルクは、いずれも第3の光学素子47の第1の端471が回転する際に生じるトルクと相殺され、第3のロータ4431の他の位置が回転する際の安定性に影響を及ぼさない。
1つの例では、ボス4432は、第3の補助面に関して対称であり、第3の補助面は、第3の回転軸4437、第1の端471および第2の端472を通る平面である。別の例では、ボス4432は、さらに、第1の補助面に関して対称であり、第1の補助面は、第3の回転軸4437に垂直で、第1の面473の中心を通る平面である。このようにして、ボス4432は、さらに良好に第3の光学素子47と重量の調整を行うことができる。
図14に示すように、1つの例では、ボス4432の密度は、第3のロータ4431の密度よりも大きく、ボス4432を第3の収納キャビティ4436内に設ける際に、同じ質量を保証し、すなわち、同じ釣り合い作用の下で、ボス4432の体積を小さく設けることができ、ボス4432による第3の収納キャビティ4436を通るレーザーパルスに対する影響を少なくする。別の例では、ボス4432の密度は、さらに、同じボス4432の体積でできる限り小さく設計することができるよう、第3の光学素子47の密度よりも大きくてもよい。
このようにして、上記ボス4432の設置は、第3の光学素子47回転時に、厚みが不均等なために引き起こされる揺動を低下させるのに有利であり、第3のロータアセンブリ443全体を回転時にさらに安定させるのに有利である。
1つの例では、第3の光学素子47上に増透膜がコーティングされ、増透膜の厚みは、光源から発射されるレーザーパルスの波長と等しく、レーザーパルスが第3の光学素子47を通るときの損失を低減することができる。
1つの例では、2つの光学素子(第2の光学素子46および第3の光学素子47)の口径の大きさの差は、各口径の大きさの10%以下であってもよく、例えば、2つの光学素子(第2の光学素子46および第3の光学素子47)の口径の大きさは、同じであってもよく、2つの光学素子(第2の光学素子46および第3の光学素子47)の口径の大きさの差は、そのうちの1つの光学素子(第2の光学素子46または第3の光学素子47)の口径の大きさの10%に等しくてもよい。
図9および図10に示すように、1つの例では、走査モジュール40は、第3の駆動装置44および第3の光学素子47を含まないが、複数の第2のロータアセンブリ433と、複数の第2のステータアセンブリ431と、複数の第2の光学素子46と、を含む。第2の光学素子46の各々を、対応する1つの第2のロータアセンブリ433上に取り付け、第2のステータアセンブリ431の各々は、対応する1つの第2のロータアセンブリ433を駆動して第2の光学素子46を回転させるために用いられる。第2のロータアセンブリ433の各々、第2のステータアセンブリ431の各々、および第2の光学素子46の各々は、上述したいずれかの実施形態における第2のロータアセンブリ433、第2のステータアセンブリ431および第2の光学素子46とすることができ、ここでは具体的に記述しない。ここで、本文における「複数の」とは、いずれも、少なくとも2個、または2個以上であることをいう。レーザー光束は、1つの第2の光学素子46を経て方向を変えた後、さらに、別の第2の光学素子46により、再度方向を変え、走査モジュール40全体でレーザー伝播方向を変える能力を増加させ、比較的大きな空間範囲で走査できるようにし、かつ、異なる第2のロータアセンブリ433の回転方向および回転速度の少なくとも1つを設けることにより、レーザー光束で所定の走査形状を走査できるようにする。また、第2のロータアセンブリ433の各々が、いずれもボス(1332/1432)を含み、ボス(1332/1432)の各々は、対応する第2のロータアセンブリ433の第2の側壁4335上に固定され、第2のロータアセンブリ433回転時の動バランスを高めるために用いられる。
複数の第2のロータアセンブリ433の第2の回転軸4337は、同じであってもよく、複数の第2の光学素子46は、いずれもこの同じ第2の回転軸4337の周りを回転する。複数の第2のロータアセンブリ433の第2の回転軸4337は、異なっていてもよく、複数の第2の光学素子46は、異なる第2の回転軸4337の周りを回転する。別の例では、複数の第2の光学素子46は、さらに、同じ方向に振動しても、異なる方向に振動してもよく、ここでは限定しない。
複数の第2のロータアセンブリ433は、異なる回転速度で、対応する第2のステータアセンブリ431に対して回転することができ、複数の第2の光学素子46を異なる回転速度で回転させる。複数の第2のロータアセンブリ433は、異なる回転方向に、対応する第2のステータアセンブリ431に対して回転することもでき、複数の第2の光学素子46を異なる回転方向に回転させる。複数の第2のロータアセンブリ433は、大きさが同じで方向が逆の速度で回転する。例えば、少なくとも1つの第2のロータアセンブリ433が第2のステータアセンブリ431に対して正転し、少なくとも1つの第2のロータアセンブリ433が第2のステータアセンブリ431に対して逆転する。少なくとも1つの第2のロータアセンブリ433が、第1の速度で、第2のステータアセンブリ431に対して回転し、少なくとも1つの第2のロータアセンブリ433が、第2の速度で、第2のステータアセンブリ431に対して回転し、第1の速度と第2の速度は、同じでも異なっていてもよい。
1つの例では、第2のロータアセンブリ433、第2のステータアセンブリ431および第2の光学素子46の数は、いずれも2つである。2つの第2のロータアセンブリ433は、同軸回転し、かつ2つの第2のロータアセンブリ433と第1のロータアセンブリ423は、いずれも同軸回転する。そのうちの1つの第2の光学素子46の第1の面463は、第1のロータ4231の第4の端4237bを向き、第1の光学素子45の第1の面453と対向し、この第2の光学素子46の第2の面454は、もう1つの光学素子の第2の面454を向く。
図28に示すように、本願の実施形態は、さらに、移動プラットフォーム本体200と、上述したいずれかの実施形態の測距装置100と、を含む移動プラットフォーム1000を提供する。移動プラットフォーム1000は、無人航空機、無人車、無人船などの移動プラットフォームとすることができる。1つの移動プラットフォーム1000に、1つまたは複数の測距装置100を配置することができる。測距装置100は、移動プラットフォーム1000周囲の環境を測定するために用いることができ、移動プラットフォーム1000がさらに周囲の環境に基づいて障害物回避、軌跡選択などの操作を行うのに便利である。
本明細書の記述において、「ある実施形態」「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「模式的な実施形態」、「例」、「具体例」または「いくつかの例」などの用語を参照した記述は、前記実施形態または例を組み合わせて記述された具体的な特徴、構造、材料または特性が、本願の少なくとも1つの実施形態または例に含まれていることをいう。本明細書において、上記用語の模式的な記述は、必ずしも同じ実施形態または例に対するものではない。さらに、記述された具体的な特徴、構造、材料または特性は、いずれか1つまたは複数の実施形態または例を適切な方式で組み合わせてもよい。
また、「第1の」、「第2の」などの用語は、記述の目的のために用いられているにすぎず、相対的な重要性を指示もしくは暗示するもの、または指示する技術的特徴の数を暗示もしくは明示するものと理解することはできない。そのため、「第1の」、「第2の」などと限定された特徴は、少なくとも1つの前記特徴を明示的または暗示的に含むことができる。本願の記述において、「複数の」の意味は、別段の明確で具体的な限定がある場合を除き、少なくとも2つであり、例えば2つ、3つなどである。
以上、本願の実施形態をすでに示し記述したが、上述した実施形態は例示的なものであり、本願に対する限定と理解することはできず、当業者は、本願の範囲内で上述した実施形態に対して変更、修正、入れ替えおよび変形を行うことができ、本願の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物により限定されると理解することができる。
[項目1]
収納キャビティが形成されたロータと、前記ロータの内壁上に設けられ前記収納キャビティ内に位置するボスと、を含むロータアセンブリと、
前記ロータアセンブリを駆動してステータアセンブリに対して回転させるために用いられるステータアセンブリと、
前記収納キャビティ内に取り付けられた光学素子であって、前記ロータアセンブリと同期回転し、第1の端と、第2の端と、を含み、前記第1の端と前記第2の端は、それぞれ前記光学素子の径方向における両端に位置し、前記第1の端の厚みは、前記第2の端の厚みよりも大きく、前記第2の端と前記ボスは、対向して前記ロータの回転軸の同じ側に位置し、前記第1の端と前記ボスは、前記回転軸の対向する両側に位置する光学素子と、を含む、走査モジュール。
[項目2]
前記第2の端と前記ロータの内壁との間に間隙を形成し、前記ボスが前記間隙内に入る、項目1に記載の走査モジュール。
[項目3]
前記光学素子と前記ボスは間隔をあけて設けられる、項目1に記載の走査モジュール。
[項目4]
前記ボスの前記光学素子を向いた面は平面であり、前記ボスの前記ロータの内壁と貼着される面は曲面である、項目1に記載の走査モジュール。
[項目5]
前記ボスは前記光学素子と同期回転し、前記ボスが前記第2の端と共同で回転する際の前記回転軸に対するトルクは、前記第1の端が回転する際の前記回転軸に対するトルクと等しい、項目1に記載の走査モジュール。
[項目6]
前記ボスは、前記ロータと一体成形するか、または前記ボスは、前記ロータと別々に成形し、前記ボスが前記ロータの内壁上に固定される、項目1に記載の走査モジュール。
[項目7]
前記ボスの密度は、前記ロータおよび前記光学素子の少なくとも1つの密度よりも大きい、項目1に記載の走査モジュール。
[項目8]
前記光学素子には、前記回転軸に対して傾斜した第1の面、および前記第1の面と背を向け合った第2の面が形成され、前記第2の面は、前記回転軸に対して垂直である、項目1から項目7のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目9]
前記ボスは、第1の補助面に関して対称であり、前記第1の補助面は、前記回転軸に垂直であり、前記第1の面の中心を通る、項目8に記載の走査モジュール。
[項目10]
前記ボスは、第2の補助面に関して対称であり、前記第2の補助面は、前記回転軸、前記第1の端および前記第2の端を通る、項目8に記載の走査モジュール。
[項目11]
前記ボスの前記回転軸における投影範囲は、前記光学素子の前記回転軸における投影範囲を覆う、項目1に記載の走査モジュール。
[項目12]
前記走査モジュールは、複数の前記ロータアセンブリと、複数の前記ステータアセンブリと、複数の前記光学素子と、を含み、前記光学素子の各々は、対応する1つの前記ロータアセンブリ上に取り付けられ、前記ステータアセンブリの各々は、対応する1つの前記ロータアセンブリを駆動して前記光学素子を回転させるために用いられる、項目1に記載の走査モジュール。
[項目13]
複数の前記ロータアセンブリの回転軸が同じである、項目12に記載の走査モジュール。
[項目14]
複数の前記ロータアセンブリは、異なる回転速度および回転方向の少なくとも1つで、対応する前記ステータアセンブリに対して回転することができる、項目12に記載の走査モジュール。
[項目15]
前記ロータの内壁は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部であり、
前記走査モジュールは、前記ロータの内壁外側に位置する位置決めアセンブリをさらに含み、前記位置決めアセンブリは、前記ロータアセンブリを制限して、固定された回転軸を中心として回転させるために用いられ、前記位置決めアセンブリは、前記ロータの内壁外側に巻かれた環状軸受を含むか、前記ステータアセンブリは、前記ロータの内壁外側に巻かれ、環状を呈する巻線を含むかのうちの少なくとも1つである、項目1に記載の走査モジュール。
[項目16]
前記ステータアセンブリおよび前記位置決めアセンブリは、並列して前記ロータの内壁外側に巻かれる、項目15に記載の走査モジュール。
[項目17]
前記走査モジュールは、走査ハウジングをさらに含み、前記ステータアセンブリ、前記ロータアセンブリおよび前記位置決めアセンブリは、前記走査ハウジング内に収容され、
前記位置決めアセンブリは、前記ロータの内壁外側と互いに固定された内周構造と、前記走査ハウジングと互いに固定された外周構造と、前記内周構造と前記外周構造との間に位置する転がり体と、を含み、前記転がり体は、それぞれ前記外周構造および前記内周構造と転がり接続するために用いられる、項目15または項目16に記載の走査モジュール。
[項目18]
前記光学素子は、プリズムを含む、項目1に記載の走査モジュール。
[項目19]
項目1から項目18のいずれかに記載の走査モジュールと、
前記走査モジュールにレーザーパルスを発射するために用いられる測距モジュールと、を含み、前記走査モジュールは、前記レーザーパルスの伝送方向を変えた後に出射するために用いられ、測定物から反射して戻って来たレーザーパルスは、前記走査モジュールを経た後、前記測距モジュールに入射し、前記測距モジュールは、反射して戻って来たレーザーパルスに基づき、前記測定物と距離測定装置との間の距離を確定するために用いられる、測距装置。
[項目20]
前記測距モジュールは、
レーザーパルス列を出射するための光源と、測定器と、を含み、
前記走査モジュールは、前記レーザーパルス列を異なる時間に異なる伝送方向に変えて出射するために用いられ、測定物によって反射されて戻って来たレーザーパルスは、前記走査モジュールを経た後、前記測定器に入射し、
前記測定器は、前記反射されて戻って来たレーザーパルスを電気パルスに変換し、前記電気パルスに基づき、前記測定物と前記距離測定装置との間の距離を確定する、項目19に記載の測距装置。
[項目21]
前記測距モジュールは、光路変更素子と、コリメート素子と、をさらに含み、
前記光路変更素子は、前記コリメート素子の前記走査モジュールと背を向けた側に位置し、前記光源の出射光路および前記測定器の受光光路を合併するために用いられ、
前記コリメート素子は、前記光源からのレーザーパルスをコリメートした後に、前記走査モジュールに投射するために用いられ、前記走査モジュールからの光束を前記測定器に集めるために用いられる、項目20に記載の測距装置。
[項目22]
前記光学素子は、前記光源がレーザーパルスを出射する出射光路上に位置し、前記ステータアセンブリは、前記光学素子を駆動して回転させ、前記光学素子を経る前記レーザーパルスの伝送方向を変える、項目20に記載の測距装置。
[項目23]
収納キャビティが形成されたロータを含むロータアセンブリと、
前記収納キャビティ内に取り付けられた光学素子であって、前記ロータアセンブリと同期回転し、第1の端と、第2の端と、を含み、前記第1の端と前記第2の端は、それぞれ前記光学素子の径方向における両端に位置し、前記第1の端の厚みは、前記第2の端の厚みよりも大きく、前記ロータおよび前記光学素子のうちの少なくとも1つの前記第1の端に位置する側に切り欠きが形成されている光学素子と、を含む、走査モジュール。
[項目24]
前記切り欠きは、前記第1の端の縁に設けられた隅切りを含み、
前記切り欠きは、前記ロータの側壁の内面上に形成された内接溝を含み、前記内接溝は、前記第1の端が所在する側に近く、
前記切り欠きは、前記ロータの側壁の外面上に形成された外接溝を含み、前記外接溝は、前記第1の端が所在する側に近く、
前記切り欠きは、前記ロータの側壁の中央に形成された溝を含み、前記溝は、前記第1の端が所在する側に近く、
前記ロータの側壁の外面上に、径方向に沿って外向きに延在してリブが形成され、前記リブは、前記ロータの側壁の周りに設けられ、前記切り欠きは、リブ上に設けられた開口を含むうちの少なくとも1つである、項目23に記載の走査モジュール。
[項目25]
前記切り欠きは、前記第1の端の縁に設けられた隅切りを含み、前記隅切りは、前記ロータの内壁と対向する、項目23に記載の走査モジュール。
[項目26]
前記ロータは、前記ロータの回転軸方向に沿って分布した第3の端および第4の端を含み、前記第3の端と前記第4の端は背を向け合って設けられ、前記切り欠きは、前記ロータの側壁の内面上に形成された内接溝を含み、前記内接溝は、前記第3の端よりも前記第4の端側に寄り、前記内接溝は、前記隅切りと対向する、項目25に記載の走査モジュール。
[項目27]
前記ロータは、前記ロータの回転軸方向に沿って分布した第3の端および第4の端を含み、前記第3の端と前記第4の端は背を向け合って設けられ、前記切り欠きは、前記ロータの側壁の外面上に形成された外接溝を含み、前記外接溝は、前記第4の端よりも前記第3の端側にある、項目25に記載の走査モジュール。
[項目28]
前記ロータは、前記ロータの回転軸方向に沿って分布した第3の端および第4の端を含み、前記第3の端と前記第4の端は背を向け合って設けられ、前記ロータの側壁の外面上に、径方向に沿って外向きに延在してリブが形成され、前記リブは、前記ロータの側壁の周りに設けられ、前記切り欠きは、リブ上に設けられた開口を含み、前記開口は、前記第3の端よりも前記第4の端側に寄る、項目25に記載の走査モジュール。
[項目29]
前記切り欠きは、補助面に関して対称であり、前記補助面は、前記ロータの回転軸、前記第1の端および前記第2の端を通る、項目23から項目28のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目30]
前記ロータアセンブリは、バンプをさらに含み、前記バンプは、前記第2の端側に近く、前記第2の端と前記ロータの回転軸の同じ側に位置し、前記第1の端と前記バンプは、前記ロータの回転軸の対向する両側に位置する、項目23から項目28のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目31]
前記第2の端と前記ロータの内壁との間に間隙を形成し、前記バンプが前記間隙内に入り、前記第2の端と対向するか、または
前記第1の端と前記第2の端は、それぞれ前記ロータの側壁の内面上に取り付けられ、前記光学素子には、前記回転軸に対して傾斜した第1の面が形成され、前記バンプは、前記第1の面に当接する、項目30に記載の走査モジュール。
[項目32]
前記ロータは、突起をさらに含み、前記突起は、前記ロータの側壁の内面上に設けられ、前記第1の端は、前記突起上に取り付けられる、項目23から項目28のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目33]
前記光学素子には、前記ロータの回転軸に対して傾斜した第1の面および前記第1の面と背を向け合った第2の面が形成され、前記第2の面は、前記ロータの回転軸に対して垂直である、項目23から項目28のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目34]
前記走査モジュールは、ステータアセンブリをさらに含み、前記ステータアセンブリは、前記ロータアセンブリを駆動して前記ステータアセンブリに対して回転させるために用いられ、前記ロータの内壁は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部であり、
前記走査モジュールは、前記ロータの内壁外側に位置する位置決めアセンブリをさらに含み、前記位置決めアセンブリは、前記ロータアセンブリを制限して、固定された回転軸を中心として回転させるために用いられ、前記位置決めアセンブリは、前記ロータの内壁外側に巻かれた環状軸受を含むか、前記ステータアセンブリは、前記ロータの内壁外側に巻かれ、環状を呈する巻線を含むかのうちの少なくとも1つである、項目23から項目28のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目35]
前記ステータアセンブリおよび前記位置決めアセンブリは、並列して前記ロータの内壁外側に巻かれる、項目34に記載の走査モジュール。
[項目36]
前記走査モジュールは、走査ハウジングをさらに含み、前記ステータアセンブリ、前記ロータアセンブリおよび前記位置決めアセンブリは、前記走査ハウジング内に収容され、
前記位置決めアセンブリは、前記ロータの内壁外側と互いに固定された内周構造と、前記走査ハウジングと互いに固定された外周構造と、前記内周構造と前記外周構造との間に位置する転がり体と、を含み、前記転がり体は、それぞれ前記外周構造および前記内周構造と転がり接続するために用いられる、項目34に記載の走査モジュール。
[項目37]
前記光学素子は、プリズムを含む、項目23から項目28のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目38]
項目23から項目37のいずれかに記載の走査モジュールと、
前記走査モジュールにレーザーパルスを発射するために用いられる測距モジュールと、を含み、前記走査モジュールは、前記レーザーパルスの伝送方向を変えた後に出射するために用いられ、測定物から反射して戻って来たレーザーパルスは、前記走査モジュールを経た後、前記測距モジュールに入射し、前記測距モジュールは、反射して戻って来たレーザーパルスに基づき、前記測定物と距離測定装置との間の距離を確定するために用いられる、測距装置。
[項目39]
前記測距モジュールは、
レーザーパルス列を出射するための光源と、測定器と、を含み、
前記走査モジュールは、前記レーザーパルス列を異なる時間に異なる伝送方向に変えて出射するために用いられ、測定物によって反射されて戻って来たレーザーパルスは、前記走査モジュールを経た後、前記測定器に入射し、
前記測定器は、前記反射されて戻って来たレーザーパルスを電気パルスに変換し、前記電気パルスに基づき、前記測定物と前記距離測定装置との間の距離を確定する、項目38に記載の測距装置。
[項目40]
前記測距モジュールは、光路変更素子と、コリメート素子と、をさらに含み、
前記光路変更素子は、前記コリメート素子の前記走査モジュールと背を向けた側に位置し、前記光源の出射光路および前記測定器の受光光路を合併するために用いられ、
前記コリメート素子は、前記光源からのレーザーパルスをコリメートした後に、前記走査モジュールに投射するために用いられ、前記走査モジュールからの光束を前記測定器に集めるために用いられる、項目39に記載の測距装置。
[項目41]
前記光学素子は、前記光源からレーザーパルスを出射する出射光路上に位置し、前記光学素子は、回転して前記光学素子を経る前記レーザーパルスの伝送方向を変えることができる、項目39に記載の測距装置。
[項目42]
第1の収納キャビティが形成された第1のロータを含む第1のロータアセンブリと、
前記第1の収納キャビティ内に取り付けられた第1の光学素子であって、第1の端と、第2の端と、を含み、前記第1の光学素子の第1の端と前記第1の光学素子の第2の端は、それぞれ前記第1の光学素子の径方向における両端に位置し、前記第1の光学素子の第1の端の厚みは、前記第1の光学素子の第2の端の厚みよりも大きく、前記第1のロータおよび前記第1の光学素子のうちの少なくとも1つの前記第1の端に位置する側に切り欠きが形成されている第1の光学素子と、
第2の収納キャビティが形成された第2のロータと、前記第2のロータの内壁上に設けられ前記第2の収納キャビティ内に位置するボスと、を含む第2のロータアセンブリと、
前記第2の収納キャビティ内に取り付けられた第2の光学素子であって、第1の端と、第2の端と、を含み、前記第2の光学素子の第1の端と前記第2の光学素子の第2の端は、それぞれ前記第2の光学素子の径方向における両端に位置し、前記第2の光学素子の第1の端の厚みは、前記第2の光学素子の第2の端の厚みよりも大きく、前記第2の光学素子の第2の端と前記ボスは、対向して前記第2のロータの第2の回転軸の同じ側に位置し、前記第2の光学素子の第1の端と前記ボスは、前記第2の回転軸の対向する両側に位置する第2の光学素子と、を含む、走査モジュール。
[項目43]
前記第2の光学素子の第2の端と前記第2のロータの内壁との間に間隙を形成し、前記ボスが前記間隙内に入る、項目42に記載の走査モジュール。
[項目44]
前記第2の光学素子と前記ボスは間隔をあけて設けられる、項目42に記載の走査モジュール。
[項目45]
前記ボスの前記第2の光学素子を向いた面は平面であり、前記ボスの前記第2のロータの内壁と貼着する面は曲面である、項目42に記載の走査モジュール。
[項目46]
前記ボスは前記第2の光学素子と同期回転し、前記ボスが前記第2の光学素子の第2の端と共同で回転する際の前記第2の回転軸に対するトルクは、前記第2の光学素子の第1の端が回転する際の前記第2の回転軸に対するトルクと等しい、項目42に記載の走査モジュール。
[項目47]
前記ボスは、前記第2のロータと一体成形するか、または前記ボスは、前記第2のロータと別々に成形し、前記ボスが前記第2のロータの内壁上に固定される、項目42に記載の走査モジュール。
[項目48]
前記ボスの密度は、前記第2のロータおよび前記第2の光学素子の少なくとも1つの密度よりも大きい、項目42に記載の走査モジュール。
[項目49]
前記第2の光学素子には、前記第2の回転軸に対して傾斜した第1の面および前記第2の光学素子の第1の面と背を向け合った第2の面が形成され、前記第2の光学素子の第2の面は、前記第2の回転軸に対して垂直である、項目42から項目48のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目50]
前記ボスは、第1の補助面に関して対称であり、前記第1の補助面は、前記第2の回転軸に垂直で、前記第2の光学素子の第1の面の中心を通る、項目49に記載の走査モジュール。
[項目51]
前記ボスは、第2の補助面に関して対称であり、前記第2の補助面は、前記第2の回転軸、前記第2の光学素子の第1の端および前記第2の光学素子の第2の端を通る、項目49に記載の走査モジュール。
[項目52]
前記ボスの前記第2の回転軸における投影範囲は、前記第2の光学素子の前記第2の回転軸における投影範囲を覆う、項目42に記載の走査モジュール。
[項目53]
前記走査モジュールは、複数の前記第2のロータアセンブリと、複数の第2のステータアセンブリと、複数の前記第2の光学素子と、を含み、前記第2の光学素子の各々は、対応する1つの前記第2のロータアセンブリ上に取り付けられ、前記第2のステータアセンブリの各々は、対応する1つの前記第2のロータアセンブリを駆動して前記第2の光学素子を回転させるために用いられる、項目42に記載の走査モジュール。
[項目54]
前記第2のロータアセンブリと前記第2の光学素子の数がいずれも2つであり、2つの前記第2の光学素子の口径の大きさの差は、各口径の大きさの10%以下である、項目53に記載の走査モジュール。
[項目55]
2つの前記第2の光学素子の口径が同じである、項目54に記載の走査モジュール。
[項目56]
複数の前記第2のロータアセンブリの第2の回転軸が同じである、項目53に記載の走査モジュール。
[項目57]
複数の前記第2のロータアセンブリは、異なる回転速度および回転方向の少なくとも1つで、対応する前記第2のステータアセンブリに対して回転することができる、項目53に記載の走査モジュール。
[項目58]
前記走査モジュールは、第2のステータアセンブリをさらに含み、前記第2のロータの内壁は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部であり、
前記走査モジュールは、前記第2のロータの内壁外側に位置する第2の位置決めアセンブリをさらに含み、前記第2の位置決めアセンブリは、前記第2のロータアセンブリを制限して、固定された第2の回転軸を中心に回転させるために用いられ、前記第2の位置決めアセンブリは、前記第2のロータの内壁外側に巻かれた環状第2の軸受を含むか、前記第2のステータアセンブリは、前記第2のロータの内壁外側に巻かれ、環状を呈する巻線を含むかのうちの少なくとも1つである、項目42に記載の走査モジュール。
[項目59]
前記第2のステータアセンブリおよび第2の位置決めアセンブリは、並列して前記第2のロータの内壁外側に巻かれる、項目58に記載の走査モジュール。
[項目60]
前記走査モジュールは、走査ハウジングをさらに含み、前記第2のステータアセンブリ、前記第2のロータアセンブリおよび前記第2の位置決めアセンブリは、前記走査ハウジング内に収容され、
前記第2の位置決めアセンブリは、前記第2のロータの内壁外側と互いに固定された第2の内周構造と、前記走査ハウジングと互いに固定された第2の外周構造と、前記第2の内周構造と前記第2の外周構造との間に位置する第2の転がり体と、を含み、前記第2の転がり体は、それぞれ前記第2の外周構造および前記第2の内周構造と転がり接続するために用いられる、項目58または項目59に記載の走査モジュール。
[項目61]
前記第2の光学素子は、プリズムを含む、項目42に記載の走査モジュール。
[項目62]
前記切り欠きは、第1の光学素子の前記第1の端の縁に設けられた隅切りを含み、
前記切り欠きは、前記第1のロータの側壁の内面上に形成された内接溝を含み、前記内接溝は、前記第1の光学素子の第1の端が所在する側に近く、
前記切り欠きは、前記第1のロータの側壁の外面上に形成された外接溝を含み、前記外接溝は、前記第1の光学素子の第1の端が所在する側に近く、
前記切り欠きは、前記第1のロータの側壁の中央に形成された溝を含み、前記溝は、第1の光学素子の第1の端が所在する側に近く、
前記第1のロータの側壁の外面上に、径方向に沿って外向きに延在してリブが形成され、前記リブは、前記第1のロータの側壁の周りに設けられ、前記切り欠きは、リブ上に設けられた開口を含むうちの少なくとも1つである、項目42に記載の走査モジュール。
[項目63]
前記切り欠きは、前記第1の光学素子の第1の端の縁に設けられた隅切りを含み、前記隅切りは、前記第1のロータの内壁と対向する、項目42に記載の走査モジュール。
[項目64]
前記第1のロータは、前記第1のロータの第1の回転軸方向に沿って分布した第3の端および第4の端を含み、前記第3の端と前記第4の端は背を向け合って設けられ、前記切り欠きは、前記第1のロータの側壁の内面上に形成された内接溝を含み、前記内接溝は、前記第3の端よりも前記第4の端側に寄り、前記内接溝は、前記隅切りと対向する、項目63に記載の走査モジュール。
[項目65]
前記第1のロータは、前記第1のロータの第1の回転軸方向に沿って分布した第3の端および第4の端を含み、前記第3の端と前記第4の端は背を向け合って設けられ、前記切り欠きは、前記第1のロータの側壁の外面上に形成された外接溝を含み、前記外接溝は、前記第4の端よりも前記第3の端側にある、項目63に記載の走査モジュール。
[項目66]
前記第1のロータは、前記第1のロータの第1の回転軸方向に沿って分布した第3の端および第4の端を含み、前記第3の端と前記第4の端は背を向け合って設けられ、前記第1のロータの側壁の外面上に、径方向に沿って外向きに延在してリブが形成され、前記リブは、前記第1のロータの側壁の周りに設けられ、前記切り欠きは、リブ上に設けられた開口を含み、前記開口は、前記第3の端よりも前記第4の端側に寄る、項目63に記載の走査モジュール。
[項目67]
前記切り欠きは、前記第3の補助面に関して対称であり、前記第3の補助面は、前記第1の回転軸、前記第1の光学素子の第1の端および前記第1の光学素子の第2の端を通る、項目42、項目62から項目66のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目68]
前記第1の光学素子の第2の端と前記第1のロータの内壁との間に間隙を形成し、前記バンプが前記間隙内に入り、前記第1の光学素子の第2の端と対向するか、または
前記第1の光学素子の第1の端と前記第1の光学素子の第2の端は、それぞれ前記第1のロータの側壁の内面上に取り付けられ、前記第1の光学素子には、前記第1の回転軸に対して傾斜した第1の面が形成され、前記ボスは、前記第1の光学素子の第1の面に当接する、項目67に記載の走査モジュール。
[項目69]
前記第1の光学素子は、前記第1の光学素子の第1の面と背を向け合った第2の面をさらに含み、前記第1の光学素子の第2の面は、前記第1の回転軸に対して垂直であり、前記第1の光学素子の第2の面は、光の受光面である、項目68に記載の走査モジュール。
[項目70]
前記第1のロータは、突起をさらに含み、前記突起は、前記第1のロータの側壁の内面上に設けられ、前記第1の光学素子の第1の端は、前記突起上に取り付けられる、項目42、項目62から項目66のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目71]
前記第1の光学素子には、前記第1の回転軸に対して傾斜した第1の面および前記第1の光学素子の第1の面と背を向け合った第2の面が形成され、前記第1の光学素子の第2の面は、前記第1の回転軸に対して垂直である、項目42、項目62から項目66のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目72]
前記第2の光学素子には、前記第2の回転軸に対して傾斜した第1の面および前記第2の光学素子の第1の面と背を向け合った第2の面が形成され、前記第2の光学素子の第1の面は、前記第1の光学素子の第1の面と対向する、項目71に記載の走査モジュール。
[項目73]
前記第1の光学素子の口径が、前記第2の光学素子の口径よりも大きい、項目42に記載の走査モジュール。
[項目74]
前記第2の光学素子の口径の大きさが、前記第1の光学素子の口径の大きさの50%~70%である、項目73に記載の走査モジュール。
[項目75]
前記切り欠きは、前記第1の光学素子の第1の端の縁に設けられた隅切りを含み、前記隅切りは、前記第1のロータの内壁と対向し、前記隅切りは、前記第1の光学素子の前記第1の光学素子の光路とは反対の位置にある、項目73に記載の走査モジュール。
[項目76]
前記第1の光学素子は、前記第2の光学素子と対向する第1の領域と、前記第2の光学素子の周縁の外まで延在した第2の領域と、を含み、
前記切り欠きは、前記第1の光学素子の第2の領域上に設けられた隅切りを含む、項目73に記載の走査モジュール。
[項目77]
前記走査モジュールは、第1のステータアセンブリをさらに含み、前記第1のステータアセンブリは、前記第1のロータアセンブリを駆動して前記第1のステータアセンブリに対して回転させるために用いられ、前記第1のロータの内壁は、環状構造を呈するか、または1つの環状構造の一部であり、
前記走査モジュールは、前記第1のロータの内壁外側に位置する第1の位置決めアセンブリをさらに含み、前記第1の位置決めアセンブリは、前記第1のロータアセンブリを制限して、固定された第1の回転軸を中心に回転させるために用いられ、前記第1の位置決めアセンブリは、前記第1のロータの内壁外側に巻かれた環状第1の軸受を含むか、前記第1のステータアセンブリは、前記第1のロータの内壁外側に巻かれ、環状を呈する巻線を含むかのうちの少なくとも1つである、項目42、項目62から項目66のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目78]
前記第1のステータアセンブリおよび前記第1の位置決めアセンブリは、並列して前記第1のロータの内壁外側に巻かれる、項目77に記載の走査モジュール。
[項目79]
前記走査モジュールは、走査ハウジングをさらに含み、前記第1のステータアセンブリ、前記第1のロータアセンブリおよび前記第1の位置決めアセンブリは、前記走査ハウジング内に収容され、
前記第1の位置決めアセンブリは、前記第1のロータの内壁外側と互いに固定された第1の内周構造と、前記走査ハウジングと互いに固定された第1の外周構造と、前記第1の内周構造と前記第1の外周構造との間に位置する第1の転がり体と、を含み、前記第1の転がり体は、それぞれ前記第1の外周構造および前記第1の内周構造と転がり接続するために用いられる、項目77に記載の走査モジュール。
[項目80]
前記第1の光学素子は、第2のプリズムを含む、項目42、項目62から項目66のいずれかに記載の走査モジュール。
[項目81]
項目42から項目80のいずれかに記載の走査モジュールと、
前記走査モジュールにレーザーパルスを発射するために用いられる測距モジュールと、を含み、前記走査モジュールは、前記レーザーパルスの伝送方向を変えた後に出射するために用いられ、測定物から反射して戻って来たレーザーパルスは、前記走査モジュールを経た後、前記測距モジュールに入射し、前記測距モジュールは、反射して戻って来たレーザーパルスに基づき、前記測定物と距離測定装置との間の距離を確定するために用いられる、測距装置。
[項目82]
前記測距モジュールは、
レーザーパルス列を出射するための光源と、測定器と、を含み、
前記走査モジュールは、前記レーザーパルス列を異なる時間に異なる伝送方向に変えて出射するために用いられ、測定物によって反射されて戻って来たレーザーパルスは、前記走査モジュールを経た後、前記測定器に入射し、
前記測定器は、前記反射されて戻って来たレーザーパルスを電気パルスに変換し、前記電気パルスに基づき、前記測定物と前記距離測定装置との間の距離を確定する、項目81に記載の測距装置。
[項目83]
前記測距モジュールは、光路変更素子と、コリメート素子と、をさらに含み、
前記光路変更素子は、前記コリメート素子の前記走査モジュールと背を向けた側に位置し、前記光源の出射光路および前記測定器の受光光路を合併するために用いられ、
前記コリメート素子は、前記光源からのレーザーパルスをコリメートした後に、前記走査モジュールに投射するために用いられ、前記走査モジュールからの光束を前記測定器に集めるために用いられる、項目82に記載の測距装置。
[項目84]
前記第2の光学素子および第1の光学素子は、前記光源がレーザーパルスを出射する出射光路上に位置し、前記第2の光学素子および第1の光学素子は、いずれも回転して前記レーザーパルスの伝送方向を変えることができる、項目82に記載の測距装置。
[項目85]
移動プラットフォーム本体と、
前記移動プラットフォーム本体上に取り付けられた、項目19から項目22、項目38から項目41、項目81から項目84のいずれかに記載の測距装置と、を含む、移動プラットフォーム。