JP7039948B2 - 測距センサ - Google Patents
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Description
また、請求項3に記載の発明では、光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、光源(1)と、光源が発生させた光を光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともにミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向からミラーに入射することで、走査部によって複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、複数の出射部からの出射光は、互いに偏光方向が異なる。
さらに、請求項5に記載の発明では、光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、光源(1)と、光源が発生させた光を光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともにミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向からミラーに入射することで、走査部によって複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、複数の出射部からの出射光は、互いにモードが異なる。
また、請求項7に記載の発明では、光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、光源(1)と、光源が発生させた光を光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともにミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向からミラーに入射することで、走査部によって複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、複数の出射部からの出射光は、互いに周波数が異なり、処理部は、物体との距離および物体の速度を周波数変調連続波方式で測定する。
第1実施形態について説明する。本実施形態の測距センサは、車両に搭載され、光の送受信により車両と物体との距離を測定するものである。ここでは、送信光と受信光とを合成してこれらの周波数差を調べるヘテロダイン検波によって物体との距離を算出するFMCW(Frequency Modulated Continuous Wave:周波数変調連続波)方式の測距センサについて説明する。
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してチップ15の構成を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して光源を識別する方法を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して光源を識別する方法を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第5実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して光源を識別する方法を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第6実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態に対して光導波路20の構成を変更したものであり、その他については第2実施形態と同様であるため、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第7実施形態について説明する。本実施形態は、第6実施形態に対してSOAを追加したものであり、その他については第6実施形態と同様であるため、第6実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第8実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して出射部2の位置を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
2 出射部
3 走査部
4 受光部
5 処理部
6 半導体基板
7 SOA
8 共振器
23 スキャンミラー
Claims (14)
- 光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、
光源(1)と、
前記光源が発生させた光を前記光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、
前記出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともに前記ミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、
該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、
前記受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、
前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向から前記ミラーに入射することで、前記走査部によって前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、
前記光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、前記半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、
前記複数の出射部からの出射光は、互いに発光時間が異なる測距センサ。 - 前記処理部は、前記受光部が光を受信した時間によって、該光を出射した出射部を識別する請求項1に記載の測距センサ。
- 光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、
光源(1)と、
前記光源が発生させた光を前記光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、
前記出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともに前記ミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、
該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、
前記受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、
前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向から前記ミラーに入射することで、前記走査部によって前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、
前記光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、前記半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、
前記複数の出射部からの出射光は、互いに偏光方向が異なる測距センサ。 - 前記処理部は、前記受光部が受信した光の偏光方向によって、該光を出射した出射部を識別する請求項3に記載の測距センサ。
- 光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、
光源(1)と、
前記光源が発生させた光を前記光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、
前記出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともに前記ミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、
該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、
前記受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、
前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向から前記ミラーに入射することで、前記走査部によって前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、
前記光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、前記半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、
前記複数の出射部からの出射光は、互いにモードが異なる測距センサ。 - 前記処理部は、前記受光部が受信した光のモードによって、該光を出射した出射部を識別する請求項5に記載の測距センサ。
- 光の送受信により物体との距離を測定する測距センサであって、
光源(1)と、
前記光源が発生させた光を前記光源の外部へ出射する複数の出射部(2)と、
前記出射部から出射された光をミラー(23)で反射するとともに前記ミラーを振動させることにより、該光を走査する走査部(3)と、
該光の物体での反射光を受信する受光部(4)と、
前記受光部が受信した光に基づいて物体との距離を測定する処理部(5)と、を備え、
前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる方向から前記ミラーに入射することで、前記走査部によって前記複数の出射部からの出射光が互いに異なる範囲で走査される構成とされており、
前記光源は、半導体基板(6)に配置された半導体光増幅器(7)、および、前記半導体基板に形成されたシリコンフォトニクス回路を有する共振器(8)で構成されており、
前記複数の出射部からの出射光は、互いに周波数が異なり、
前記処理部は、物体との距離および物体の速度を周波数変調連続波方式で測定する測距センサ。 - 前記処理部は、前記受光部が受信した光の周波数によって、該光を出射した出射部を識別する請求項7に記載の測距センサ。
- 前記半導体光増幅器が形成された複数のチップ(15)を備え、
前記複数の出射部は、前記複数のチップに形成された光導波路(20)で構成されている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の測距センサ。 - 前記半導体光増幅器が複数形成されたチップ(15)を備え、
前記複数の出射部は、前記チップに形成された複数の光導波路(20)で構成されている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の測距センサ。 - 前記複数の光導波路をそれぞれチップ側光導波路とし、
前記半導体基板に、前記共振器からの光を前記チップへ出射するための複数の基板側光導波路(13)が形成されており、
前記半導体基板および前記チップは、前記複数の基板側光導波路からの出射光が複数の前記チップ側光導波路に入射するように配置されており、
前記半導体基板と前記チップとの接続部では、複数の前記チップ側光導波路が互いに平行に形成されるとともに、前記複数の基板側光導波路が互いに平行に形成されている請求項10に記載の測距センサ。 - 前記出射部は、前記共振器と前記半導体基板の端面とを接続する光導波路(13)で構成されている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の測距センサ。
- 前記処理部は、物体との距離および物体の速度を周波数変調連続波方式で測定する請求項1ないし12のいずれか1つに記載の測距センサ。
- 前記複数の出射部からの出射光を増幅する半導体光増幅器(33)を備える請求項1ないし13のいずれか1つに記載の測距センサ。
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JP7465885B2 (ja) * | 2019-03-06 | 2024-04-11 | シルク テクノロジーズ インコーポレイティッド | Lidar出力信号の増幅 |
WO2020191303A1 (en) | 2019-03-20 | 2020-09-24 | Analog Photonics LLC | Multi-static coherent lidar |
KR102464236B1 (ko) * | 2019-07-09 | 2022-11-07 | 지멘스 인더스트리 소프트웨어 네덜란드 비.브이. | 연속파 라이다 센서들을 시뮬레이션하는 방법 |
KR20190106927A (ko) * | 2019-08-30 | 2019-09-18 | 엘지전자 주식회사 | 라이다 시스템과 이를 이용한 자율 주행 시스템 |
US11385406B2 (en) * | 2019-10-29 | 2022-07-12 | Waymo Llc | Optical signal routing devices and systems |
JP7402432B2 (ja) * | 2020-05-11 | 2023-12-21 | Toto株式会社 | 紙巻き器及びトイレ管理システム |
US11280909B2 (en) | 2020-06-29 | 2022-03-22 | Aurora Operations, Inc. | Lidar transmit/receive system |
US10948600B1 (en) | 2020-06-29 | 2021-03-16 | Aurora Innovation, Inc. | Systems and methods for IQ detection |
US11815721B2 (en) * | 2021-05-12 | 2023-11-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Photonic integrated circuit having redundant light path and method of using |
US20230375713A1 (en) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Ours Technology, Llc | Lidar with switchable local oscillator signals |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004157065A (ja) | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Nissan Motor Co Ltd | レーダ装置 |
JP2004517352A (ja) | 2000-11-03 | 2004-06-10 | マイクロビジョン インコーポレイテッド | 切替式光供給と撓み補正とを有する走査型表示装置 |
JP2017175009A (ja) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 日本電信電話株式会社 | 外部共振器型レーザ光源 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0766383A (ja) | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
JP3771777B2 (ja) | 2000-05-12 | 2006-04-26 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
JP3510569B2 (ja) | 2000-06-22 | 2004-03-29 | 三菱重工業株式会社 | 光周波数変調方式距離計 |
US7544945B2 (en) | 2006-02-06 | 2009-06-09 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) array laser scanner |
JP2009135312A (ja) | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Denso Corp | 半導体レーザ装置および半導体レーザレーダ装置。 |
EP2395368B1 (de) * | 2010-06-11 | 2012-02-08 | Sick AG | Entfernungsmessender Laserscanner zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich |
JP5772989B2 (ja) | 2012-01-31 | 2015-09-02 | 富士通株式会社 | レーザ素子 |
CN104937791B (zh) | 2013-01-28 | 2017-09-22 | 富士通株式会社 | 激光装置、光调制装置以及光半导体元件 |
EP2972081B1 (en) * | 2013-03-15 | 2020-04-22 | Apple Inc. | Depth scanning with multiple emitters |
US9683928B2 (en) * | 2013-06-23 | 2017-06-20 | Eric Swanson | Integrated optical system and components utilizing tunable optical sources and coherent detection and phased array for imaging, ranging, sensing, communications and other applications |
JP2016146417A (ja) | 2015-02-09 | 2016-08-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 半導体発光装置及びそれを用いた距離計測装置並びに距離計測装置の駆動方法 |
JP6879561B2 (ja) | 2016-01-22 | 2021-06-02 | 国立大学法人横浜国立大学 | 光偏向デバイスおよびライダー装置 |
US10627490B2 (en) | 2016-01-31 | 2020-04-21 | Velodyne Lidar, Inc. | Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging |
KR102364872B1 (ko) * | 2016-02-08 | 2022-02-17 | 에스프로스 포토닉스 아게 | 다중 경로 오차를 검출하기 위한 비행 시간 거리 측정 디바이스 및 방법 |
DE112018002172T5 (de) * | 2017-04-25 | 2020-02-20 | Analog Photonics LLC | Gemultiplexter Wellenlängenteilungs-Lidar |
-
2017
- 2017-11-17 JP JP2017222194A patent/JP7039948B2/ja active Active
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004517352A (ja) | 2000-11-03 | 2004-06-10 | マイクロビジョン インコーポレイテッド | 切替式光供給と撓み補正とを有する走査型表示装置 |
JP2004157065A (ja) | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Nissan Motor Co Ltd | レーダ装置 |
JP2017175009A (ja) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | 日本電信電話株式会社 | 外部共振器型レーザ光源 |
Also Published As
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