專利名稱：用于目標(biāo)三維探測的激光雷達(dá)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光雷達(dá)裝置，并且尤其是涉及使用激光束來探測待測目 標(biāo)的距離和方向的激光雷達(dá)裝置。
背景技術(shù)：
日本專利公開文件JP2789741號公開了一種常規(guī)激光雷達(dá)裝置。由此 公開文件公開的裝置裝配有激光束發(fā)生器、探測器和激光束通過其傳輸?shù)?光隔離器。所述激光束發(fā)生器產(chǎn)生激光束，而所述光隔離器位于來自所述 發(fā)生器的激光束的光軸上以將反射光反射朝向探測器，探測器探測來自待 測目標(biāo)的反射光。此外，凹面鏡設(shè)置于激光束的光軸上，以便所述凹面鏡 在其沿著激光束的光軸方向的中心軸上旋轉(zhuǎn)。此凹面鏡不僅將入射激光束 反射進(jìn)入空間，而且將來自待測目標(biāo)的反射光反射朝向隔離器，以便可以 在360度的范圍上進(jìn)行水平掃描。然而在依照上面公開文件的技術(shù)情況下，由旋轉(zhuǎn)凹面鏡執(zhí)行的360度 的水平掃描面臨缺點(diǎn)。正如所述，在360度的范圍上的水平掃描使得通過 掃描整個(gè)角度探測范圍(激光束的掃描范圍沐探測裝置的整個(gè)周圍環(huán)境成 為可能。然而，存在的問題是該探測范圍受限于平面范圍。尤其是，特別 是由凹面鏡反射的激光束被強(qiáng)制掃描給定平面(掃描平面)，導(dǎo)致掃描平面之 外的區(qū)域無法得到掃描。也就是說，如果目標(biāo)移離掃描平面，則無法檢測 該目標(biāo)。此外，甚至當(dāng)目標(biāo)存在于掃描平面時(shí)，也無法以三維方式掌握目 標(biāo)的存在。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明對前述的情況進(jìn)行了考慮，并且本發(fā)明的目的是提供一種激光 雷達(dá)裝置，具有能夠?qū)ρb置外部的周圍區(qū)域進(jìn)行三維掃描以檢測區(qū)域中目 標(biāo)的能力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種激光雷達(dá)裝 置，包括產(chǎn)生激光束的激光束發(fā)生器；對由待觀測區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)反射的 反射光進(jìn)行探測的光探測器；偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件，裝配有一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件， 每個(gè)都可以在其給定中心軸上旋轉(zhuǎn)，用于使所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠?qū)⑺黾す?束偏轉(zhuǎn)到所述區(qū)域并且將反射光偏轉(zhuǎn)朝向所述光探測器；被驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)所 述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；改變來自所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的激光束方向的方向改變 構(gòu)件，在所述中心軸方向進(jìn)行改變；以及控制所述方向改變構(gòu)件的操作的 控制構(gòu)件。優(yōu)選地，所述方向改變構(gòu)件由光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件構(gòu)成，所述光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件適用 于將來自激光束發(fā)生器的激光束偏轉(zhuǎn)朝向所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件并且配置為可擺動(dòng) 的(即配置為能夠擺動(dòng))，而所述控制構(gòu)件由擺動(dòng)控制構(gòu)件構(gòu)成，所述擺動(dòng) 控制構(gòu)件控制所述光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的擺動(dòng)動(dòng)作。作為本發(fā)明的另一種模式，提供了一種激光雷達(dá)裝置，包括產(chǎn)生激 光束的激光束發(fā)生器；對由待觀測區(qū)域中的目標(biāo)反射的反射光進(jìn)行探測的 光探測器；偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件，裝配有每個(gè)都可在其給定中心軸上旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn) 構(gòu)件，用于使所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠?qū)⑺黾す馐D(zhuǎn)到所述區(qū)域以及將反射 光偏轉(zhuǎn)朝向所述光探測器；旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；其中， 所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括在激光束入射位置彼此疊層并且產(chǎn)生用于以不同方向反 射所述激光束的多個(gè)反射層，其中，在這些反射層中，最底下反射層之外 的其他反射層執(zhí)行激光束的反射和透射；激光束選擇構(gòu)件，從由所述多個(gè) 反射層反射的激光束中僅選擇一個(gè)激光束，所選擇的一個(gè)激光束被發(fā)射進(jìn) 入所述區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)探測；以及控制構(gòu)件，對由所述激光束選擇構(gòu)件執(zhí)行 的選擇進(jìn)行控制，以便所選擇的激光束在所述中心軸方向上進(jìn)行掃描。優(yōu)選地，最底下反射層之外的其他反射層形成為半鍍銀反射鏡。同樣優(yōu)選地，所述激光束選擇構(gòu)件包括一對環(huán)形光屏蔽部件，安裝成 圍繞所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，沿著中心軸方向距彼此給定的間隔設(shè)置以便在兩者間 產(chǎn)生狹縫，以及將所述一對環(huán)形光屏蔽部件一起移置的移置構(gòu)件，其中所 述控制構(gòu)件包含用于對由所述移置構(gòu)件執(zhí)行的移置操作進(jìn)行控制的構(gòu)件。


在附圖中圖1是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第一實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖2是透視圖，顯示了第一實(shí)施例中使用的移置機(jī)構(gòu)；圖3是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第二實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置； '圖4是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第三實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖5是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第四實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖6是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第五實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖7是側(cè)視圖，顯示了第五實(shí)施例中使用的光偏轉(zhuǎn)部件； 圖8A顯示了如何驅(qū)動(dòng)反射鏡； 圖8B顯示了其上安裝有壓電致動(dòng)器的反射鏡； 圖9是由第五實(shí)施例中所使用的控制電路執(zhí)行的流程圖； 圖IO是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第六實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖IIA和11B顯示了第六實(shí)施例中所使用的光偏轉(zhuǎn)部件； 圖12是由第六實(shí)施例中所使用的控制電路執(zhí)行的流程圖； 圖B是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第七實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖14A顯示了第七實(shí)施例中所使用的偏轉(zhuǎn)部件； 圖14B顯示了第七實(shí)施例中所使用的凸輪機(jī)構(gòu)； 圖15A說明了偏轉(zhuǎn)部件和凸輪機(jī)構(gòu)的操作； 圖15B是截面圖，顯示了電源線的布線； 圖16是由第七實(shí)施例中所使用的控制電路執(zhí)行的流程圖； 圖17是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第八實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置； 圖18A和18B顯示了第八實(shí)施例中所使用的偏轉(zhuǎn)部件和振動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)和操作；圖19是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第九實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖20說明了第九實(shí)施例中所使用的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 圖21是平面視圖，顯示了偏轉(zhuǎn)部件；圖22說明了依照第九實(shí)施例的第一修改例的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 圖23說明了依照第九實(shí)施例的第二修改例的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 圖24是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第十實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置的 配置；圖25A和25B每一個(gè)都說明了第十實(shí)施例中所使用的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 操作；圖26A和26B分別以側(cè)視圖和截面圖說明了連接機(jī)構(gòu)；圖27A和27B每一個(gè)都說明了偏轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)和對偏轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)操作；圖28是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第十一實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置 的配置；圖29是平面圖，說明了偏轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)和對旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向； 圖30說明了第十一實(shí)施例中所使用的導(dǎo)向通道； 圖31說明了依照第十一實(shí)施例的修改的導(dǎo)向通道； 圖32是示意圖，概略示出了依照第十一實(shí)施例的另一個(gè)修改的激光雷 達(dá)裝置的配置；圖33是示意圖，概略示出了依照本發(fā)明第十二實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置 的配置；圖34說明了第十二實(shí)施例中的激光束發(fā)射和反射光接收； 圖35說明了對發(fā)射朝向待觀測區(qū)域的激光束的選擇； 圖36A和36B每一個(gè)都顯示了對電源線布線的修改。
具體實(shí)施方式
在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 (第一實(shí)施例)下面將參考圖1和2描述依照本發(fā)明第一實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置1。圖l概要描述了依照第一實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置1的配置。如圖1所示，激光雷達(dá)裝置1裝配有外殼3，配置為探測到目標(biāo)的距離 和目標(biāo)的方向。在外殼3中，裝配有激光二極管10和接收來自待測目標(biāo)的 反射光L2的光電二極管20。激光二極管IO用作激光束發(fā)生器的一個(gè)示例， 并配置成用于響應(yīng)于從未示出的驅(qū)動(dòng)電路所提供的脈沖電流而發(fā)射脈沖激 光束L1。光電二極管20用作光探測器的一個(gè)示例，并配置成用于探測激光 束L1的反射光L2，其由待探測目標(biāo)反射，并且將反射光L2轉(zhuǎn)換為電信號。 來自目標(biāo)的反射光L2由獲取自預(yù)定角度范圍的光組成。在圖1所示的例子 中，發(fā)射激光束L1以沿由實(shí)線所示的路徑通過，使得自兩條線L2之間獲 取的光組成反射光。 '如圖1中所示，透鏡60安裝在激光束L1的光軸上的位置。此透鏡60 由準(zhǔn)直透鏡組成，將來自激光二極管10的激光束L1轉(zhuǎn)換為平行光。在來自透鏡60的激光束L1的光路上安裝有擺動(dòng)反射鏡31，用作光偏 轉(zhuǎn)構(gòu)件。此擺動(dòng)反射鏡31相當(dāng)于方向改變構(gòu)件的一個(gè)示例，其配置為可擺 動(dòng)并且將來自激光二極管10的激光束L1偏轉(zhuǎn)朝向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40。此擺 動(dòng)反射鏡31改變激光束對偏轉(zhuǎn)部件41的入射角，以便能夠在中心軸42a 的方向上改變來自偏轉(zhuǎn)部件41的激光束的方向。擺動(dòng)反射鏡31由基于多自由度的反射鏡驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)技 術(shù)是己知的，并且可以通過使用例如電反射鏡(galvano-mirror)獲得，因 而在此省略了對這一技術(shù)的詳細(xì)說明，而是概略說明如下。反射鏡驅(qū)動(dòng)器 可以通過采用這樣的配置實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)盡射鏡31由例如萬向接頭或樞軸承來 支撐，以便容許擺動(dòng)反射鏡31旋轉(zhuǎn)。圖2舉例說明了擺動(dòng)反射鏡31，其中顯示了移置機(jī)構(gòu)33，用于移動(dòng)擺 動(dòng)反射鏡31。移置機(jī)構(gòu)33裝配有安裝在外殼3中給定位置的框架沐示出)， 以及可旋轉(zhuǎn)地支撐在此框架上的反射鏡支撐框架34。擺動(dòng)反射鏡31以使得 擺動(dòng)反射鏡31能夠在由第一軸33a和垂直于該第一軸33a的第二軸33b構(gòu) 成的兩個(gè)方向中的每一個(gè)上旋轉(zhuǎn)的方式由反射鏡支撐框架34支撐。擺動(dòng)反 射鏡31具有反射表面31a。圖2中所示支撐容許按其三維位置來控制擺動(dòng) 反射鏡31的反射表面31a。如圖1中所示，方向關(guān)系規(guī)定為礙樣來自激光二極管10的激光束L1的發(fā)射方向指定為X軸方向，旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40的中心軸42a的方向指定為 Y軸方向，而垂直于X和Y軸的方向指定為Z軸。在這樣的方向規(guī)定下， 反射表面3 la和XY平面之間所成的角度規(guī)定為a，反射表面3la和YZ平 面之間所成的角度規(guī)定為P，而反射表面31a和XZ平面之間所成的角度規(guī) 定為Y。從而通過使控制電路70控制致動(dòng)器36，可以自由地決定角度a、 P 和Y。移置機(jī)構(gòu)33配置為由致動(dòng)器36驅(qū)動(dòng)，如圖l中概述的。致動(dòng)器36包 括第一致動(dòng)器和第二致動(dòng)器。第一致動(dòng)器例如為電動(dòng)機(jī)，其控制反射鏡支 撐框架34到達(dá)相對于裝置機(jī)身的特定位置。第二致動(dòng)器例如為另一個(gè)電動(dòng) 機(jī)，其控制擺動(dòng)反射鏡31相對于反射鏡支撐框架的位置。致動(dòng)器36能夠 響應(yīng)于來自控制電路70的控制。也就是說，響應(yīng)于來自控制電路70的控 制信號，第一致動(dòng)器設(shè)定反射鏡支撐框架34的位置并且第二致動(dòng)器設(shè)定擺 動(dòng)反射鏡31相對于反射鏡支撐框架34的位置，從而可以決定擺動(dòng)反射鏡 31相對于激光束Ll的傾角?？刂齐娐?0包括裝配有CPU(中央處理單元) 的微型計(jì)算機(jī)，并起控制構(gòu)件的作用。在擺動(dòng)反射鏡31所反射的激光束Ll的光軸上，安裝有旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 40，其顯示了旋轉(zhuǎn)/偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的一個(gè)示例。此旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40裝配有由反射 鏡構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)部件41、支撐偏轉(zhuǎn)部件41的支撐基座43、與基座43連接的 軸部件42、以及可旋轉(zhuǎn)地支撐軸部件42的未示出的軸承，所述反射鏡具有 平的反射表面41a。偏轉(zhuǎn)部件41不僅將激光束偏轉(zhuǎn)到空間，而且將反射光 線偏轉(zhuǎn)為朝向光電二極管20。此由旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40的一部分構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)部 件41可以在中心軸42a上旋轉(zhuǎn)，并且起偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的作用。在本激光雷達(dá)裝置1中，由偏轉(zhuǎn)部件41提供的用于將反射光偏轉(zhuǎn)的偏 轉(zhuǎn)范圍，即反射表面41a的面積，設(shè)置為大于由擺動(dòng)反射鏡31給出的用于 將激光束偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)范圍，即擺動(dòng)反射鏡31的反射表面31a的面積。另外，為了將旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40旋轉(zhuǎn)，裝配電動(dòng)機(jī)50作為驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)50以旋轉(zhuǎn)軸部件42，引起與軸部件42相連接的偏轉(zhuǎn)部件41的 旋轉(zhuǎn)。在此實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)50是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。有多種類型的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 可供使用，其每一步的角度越小，角度的控制越精細(xì)。對于電動(dòng)機(jī)50，可以采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以外的其他驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。例如，可以使用伺服電機(jī)或連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。在連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)偏轉(zhuǎn)部件41定向到待測距離的 方向時(shí)，時(shí)間同步地輸出脈沖激光束，由此在所希望的方向上執(zhí)行探測。在本實(shí)施例中，如圖1所示，裝配有角度傳感器52以探測電動(dòng)機(jī)50 的軸部件42的角位置(即偏轉(zhuǎn)部件41的角位置)。任何類型的角度探測裝置 都是可用的，例如旋轉(zhuǎn)編碼器，只要能夠探測軸部件42的角位置。此外， 電動(dòng)機(jī)50的類型也可以限定為專門的類型。在從旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40到光電二極管20的反射光的光路上，設(shè)置有會(huì) 聚透鏡62，以會(huì)聚反射光并且將其導(dǎo)引到光電二極管20。此外，在會(huì)聚透 鏡62和光電二極管20之間設(shè)置有濾光器64。會(huì)聚透鏡62起到光會(huì)聚裝置 的作用。濾光器64設(shè)置于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40之間的光路上的給定位置，以 便使得反射光透過濾光器64，但消除反射光之外的其他光。從而濾光器64 起到光選擇構(gòu)件的作用。具體地說，濾光器64由波長選擇濾光器組成，該 濾光器使得僅容許具有屬于特定波長范圍的波長的光通過此濾光器成為可 能，所述特定波長范圍對應(yīng)于反射光L2。在本實(shí)施例中，外殼3將激光二極管10、光電二極管20、光偏轉(zhuǎn)部件 30、透鏡60、旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40、電動(dòng)機(jī)50及其他組件容納其中，保護(hù)這 些組件以防止灰塵和震動(dòng)。在外殼3中的偏轉(zhuǎn)部件41周圍，作為外殼3的 一部分安裝有透光部分(light-passing portion) 4,以便將偏轉(zhuǎn)部件41包圍 但卻使得激光束L1和反射光L2能夠透過。透光部分4形成為圓環(huán)狀。從 而此部分4在接近360度的范圍上覆蓋光發(fā)射/接收視窗。此透光部分4由 例如由玻璃制成的透光板5分段，透光板5在整個(gè)圓周上傾斜過渡到垂直 于進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件41的激光束L1光軸的平面。也就是說，自偏轉(zhuǎn)部件41偏 轉(zhuǎn)的激光束L1總是以傾斜的角度橫穿板5。因此，由于這種傾斜的橫穿配 置，從光透射板5反射的光L1具有對光噪聲成分良好的抵抗性。下面將根據(jù)其操作來描述本激光雷達(dá)裝置1。當(dāng)施加脈沖電流到激光二極管10時(shí)，激光二極管10發(fā)射脈沖激光， 其持續(xù)時(shí)間與脈沖電流的脈沖寬度一致。此激光作為具有一定水平的發(fā)散 角度的擴(kuò)散光發(fā)射，并且通過透鏡60后轉(zhuǎn)換為平行光(即激光束Ll)。然后， 所產(chǎn)生的激光束Ll由放置在光偏轉(zhuǎn)部件30處的擺動(dòng)反射鏡31反射以進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件41，其后由偏轉(zhuǎn)部件41反射以輻射到空間。由偏轉(zhuǎn)部件41反射的激光束L1然后由待探測的目標(biāo)反射，如果存在 這些目標(biāo)的話。 一部分反射光成為反射光L2，返回進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件41，從而 反射光L2從偏轉(zhuǎn)部件41反射朝向光電二極管20。然后此反射光L2由會(huì) 聚透鏡62會(huì)聚并且經(jīng)由濾光器64進(jìn)入光電二極管20。光電二極管20通過輸出例如電壓對應(yīng)于所接收的反射光L2的電信號 來響應(yīng)于光接收。從而，測量從激光二極管10開始輸出激光束Ll到由光 電二極管20探測到反射光L2的時(shí)間間隔，提供了從裝置到每個(gè)目標(biāo)的距 離。另外，擺動(dòng)反射鏡31的移置和偏轉(zhuǎn)部件41的移置的結(jié)合使得能夠計(jì) 算每個(gè)目標(biāo)的方向。換句話說，當(dāng)擺動(dòng)反射鏡31的反射平面31a和XY平 面之間的夾角a、反射平面31a和YZ平面之間的夾角(3以及反射平面31a 和xz平面之間的夾角y已知，并且偏轉(zhuǎn)部件41的旋轉(zhuǎn)角度位置已知時(shí)， 可以唯一地決定從偏轉(zhuǎn)部件41發(fā)射的光束Ll的方向，由此可以計(jì)算每個(gè) 目標(biāo)的方向。當(dāng)擺動(dòng)反射鏡31以受控方式進(jìn)行移置時(shí)，激光束的光路改變?nèi)缦隆?圖1舉例說明了旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40，其在其中心軸42a上旋轉(zhuǎn)直至給定 的角度。以這種旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)擺動(dòng)反射鏡31采用圖l所示擺動(dòng)幅度時(shí)，激 光束Ll經(jīng)過實(shí)線所示的路徑，導(dǎo)致反射光存在于由參考線L2所示的兩個(gè) 實(shí)線空間分割的范圍內(nèi)。另一方面，當(dāng)擺動(dòng)反射鏡31發(fā)生擺動(dòng)以沿著虛線 L1'反射激光束U時(shí)，激光束L1對偏轉(zhuǎn)部件41的入射角從先前的入射角 發(fā)生改變。從而擺動(dòng)反射鏡31擺動(dòng)幅度的移置引起擺動(dòng)反射鏡31處激光 束反射角的變化，如虛線L1'所例示的。這一反射角變化將造成由偏轉(zhuǎn)部件 4偏轉(zhuǎn)的激光束在圖1的XY平面中向上改變。在此情況下，相應(yīng)的反射光 路也如虛線L2'所示發(fā)生改變。由偏轉(zhuǎn)部件41反射的反射光如所述的進(jìn)入 會(huì)聚透鏡62并經(jīng)歷在濾光器64處的處理和由光電二極管20的探測。如所述的，在依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置l中，偏轉(zhuǎn)部件41以受控 的方式在其給定中心軸42a上旋轉(zhuǎn)，使得待發(fā)射到空間的激光束L1和從目 標(biāo)到光電二極管20的反射光L2沿著XZ平面偏轉(zhuǎn)遍及360度。除此之外， 來自偏轉(zhuǎn)部件41的激光束L1的方向由擺動(dòng)反射鏡31相對于中心軸42a改 變，即，每一個(gè)都包含中心軸42a的牟面方向的每一個(gè)(在圖1中，即XY平面)。從而可能，在圖1中，激光束L1在垂直于中心軸42a的XZ平面方 向以及包含中心軸42a的XY平面方向內(nèi)掃描(即擺動(dòng))。因此可以三維地進(jìn) 行目標(biāo)探測。在本實(shí)施例中，采用了擺動(dòng)反射鏡31，使得來自偏轉(zhuǎn)部件41的激光束 Ll可以沿著XY平面方向掃描而不需要復(fù)雜的配置。反射光L2發(fā)生偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)部件41偏轉(zhuǎn)區(qū)域設(shè)定為大于激光束Ll在其 中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的擺動(dòng)反射鏡31的偏轉(zhuǎn)區(qū)域。由此，可以在較寬的空間范圍內(nèi) 探測反射光，從而增強(qiáng)探測的精確性。此外，會(huì)聚透鏡60設(shè)置于旋轉(zhuǎn)偏ff機(jī)構(gòu)40和光電二極管20之間的反 射光L2的光路上。因此，無需使光電二極管20尺寸較大，就可以對來自 較寬特定范圍的反射光進(jìn)行探測。濾光器64設(shè)置于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40和光電二極管20之間的反射光L2 的光路上。因此，可以有效地消除反射光L2中的噪聲成分。(第二實(shí)施例)參照圖3，下面將描述依照本發(fā)明第二實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 在第二實(shí)施例以及后面的實(shí)施例中，為了說明的簡便，相似或者等效于第一實(shí)施例中組件的組件將賦予與第一實(shí)施例中所說明的相同的參考標(biāo)記。第二實(shí)施例涉及到激光二極管10和光電二極管20的幾何結(jié)構(gòu)修改。 圖3顯示了依照第二實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置100的概略配置，如稍后 所述，其中裝配有反射鏡130。 XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定為圖3所示的配置， 使得X軸和Y軸方向分別指定為反射鏡130處的反射方向(即光電二極管 20處的光接收方向)和旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40的中心軸42a的方向。在本激光雷達(dá)裝置100中，與第一實(shí)施例相同，裝配有激光二極管IO、 光電二極管20、可在其中心軸42a上旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)部件41、用于如前述相同 方式偏轉(zhuǎn)激光束Ll和反射光L2的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40、以及用于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40 的電動(dòng)機(jī)50。另外，激光雷達(dá)裝置100裝配有發(fā)射方向偏轉(zhuǎn)部件110，以便通過激光 二極管10自身的移置來改變激光束L1的發(fā)射方向。這一發(fā)射方向偏轉(zhuǎn)部 件110起到方向改變構(gòu)件和發(fā)射方向改變構(gòu)件的作用。這一偏轉(zhuǎn)部件110操作用于改變激光束L1對偏轉(zhuǎn)部件41的入射方向，以便來自偏轉(zhuǎn)部件41 的激光束L1可以被沿著平面方向在其方向上掃描，所述的平面方向均包含 中心軸42a。發(fā)射方向偏轉(zhuǎn)部件110可以由各種類型的致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)，只要這些致動(dòng) 器具有改變激光二極管10的能力。例如，可以采用諸如振蕩器的振蕩構(gòu)件 來振蕩激光二極管10。激光二極管10可以安裝在移置裝置(例如圖2中所 示的移置機(jī)構(gòu)33和致動(dòng)器36)中，所述移置裝置能夠在多個(gè)自由度上使激 光二極管發(fā)生移置，安裝平面在其中經(jīng)歷雙向旋轉(zhuǎn)。在此配置中，容許控 制電路70根據(jù)其待移置的量來控制振蕩構(gòu)件和移置裝置，從而控制電路起 到移置控制構(gòu)件的作用。在依照第二實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置100中，以給定方向從激光二極管 IO發(fā)射的激光束(光)LI由透鏡60轉(zhuǎn)換為平行光。經(jīng)過透鏡60之后，激光 束L1進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件41而不經(jīng)過任何組件，并且由此部件41反射到空間。 由偏轉(zhuǎn)部件41反射后的激光束L1，由待檢測的目標(biāo)反射，然后部分反射光 L2返回到偏轉(zhuǎn)部件41 。偏轉(zhuǎn)部件41將所述返回的反射光L2反射朝向反射 鏡130，然后反射光L2經(jīng)過反射鏡130到達(dá)光電二極管20。反射鏡130傾斜安裝在激光二極管10和旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40之間，并具 有通孔131以便使激光束L1從其中通過。由通孔131給出的開口面積與反 射鏡130的全部反射表面相比是足夠小的。由偏轉(zhuǎn)部件41反射的反射光L2 由反射鏡130的除通孔131之外的反射表面再次反射朝向光電二極管20。 在此配置中，當(dāng)改變激光二極管10的發(fā)射方向以容許激光束沿著例如由虛 線Ll，所示的路徑時(shí)，反射光L2被控制沿虛線L2'所示的路徑通過并進(jìn)入 光電二極管20。
在本實(shí)施例中，第一實(shí)施例中所述的會(huì)聚透鏡62同樣設(shè)置在反射鏡130 到光電二極管20之間反射光L2的光路上。此外，第一實(shí)施例中所述的濾 光器64同樣設(shè)置在反射鏡130和光電二極管20之間的光路上。依照本實(shí)施例，激光二極管IO及其相關(guān)組件使得能夠在每個(gè)都包含中 心軸42a的每個(gè)平面方向(在圖3中，即XY平面方向)上改變來自偏轉(zhuǎn)部件 41的激光束L1的方向。(第三實(shí)施例)參照圖4，下面將描述依照本發(fā)明第三實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 第三實(shí)施例涉及激光二極管10和光電二極管20的幾何結(jié)構(gòu)修改。 圖4顯示了依照第三實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置200的概略配置，如后面 將描述的，其中裝配有具有中心軸242a的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240。 XYZ正交坐 標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定為圖4所示的配置，使得X軸和Y軸方向分別指定給來自激光 二極管10的激光束Ll的發(fā)射方向和旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件240的中心軸242a的方 向。在本激光雷達(dá)裝置200中，與第一實(shí)施例相同，裝配有激光二極管IO 和光電二極管20。本激光雷達(dá)裝置200在旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240的配置上不同于依照第一實(shí) 施例的激光雷達(dá)裝置l。此機(jī)構(gòu)240具有示出為反射鏡的偏轉(zhuǎn)部件241，并 且可在給定的中心軸242a和垂直于中心軸242a的給定軸241a上旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240裝配齊支撐基座243、支撐所述支撐基座 243的軸部件242、以及諸如電動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器210，支撐基座243具有支撐 偏轉(zhuǎn)部件241的支柱部分。偏轉(zhuǎn)部件241由支撐基座243可旋轉(zhuǎn)地支撐， 使得部件242可沿著XZ平面在軸241a上旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器210用于以受控方 式相對于支撐基座243驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度。由致動(dòng)器210給出的移置由控制電 路70控制。以類似于第一實(shí)施例中所述的方式，支撐基座243與由電動(dòng)機(jī) 50驅(qū)動(dòng)的軸部件242相連接。在本激光雷達(dá)裝置200中，偏轉(zhuǎn)部件241提供了不僅將激光束Ll偏轉(zhuǎn) 到空間而且將反射光L2偏轉(zhuǎn)朝向光電二極管20的功能。此外，致動(dòng)器210 能夠關(guān)于軸241a傾斜整個(gè)偏轉(zhuǎn)部件241 ，所述軸241a垂直穿過中心軸242a。 這一傾斜行為使得激光束L1可能控制偏轉(zhuǎn)部件241的入射方向，以沿著每 個(gè)平面方向改變來自偏轉(zhuǎn)部件241的激光束L1的方向，所述平面方向每一 個(gè)都包含中心軸242a。傾斜偏轉(zhuǎn)部件241的致動(dòng)器210起到方向改變構(gòu)件 和傾斜構(gòu)件的作用，而控制電路70起到控制構(gòu)件和傾斜控制構(gòu)件的作用。在本實(shí)施例中，會(huì)聚透鏡62設(shè)置于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)240和光電二極管20 之間反射光L2的光路上，從而將反射光L2會(huì)聚到光電二極管20上。濾光 器64也以類似于第一實(shí)施例中的方式設(shè)置。因此使得本實(shí)施例提供沿著每一個(gè)都包含中心軸242a的每個(gè)平面方向改變激光束L1的方向的配置成為可能，而無需使改變構(gòu)件以外的其他配置 復(fù)雜。(第四實(shí)施例)參照圖5，下面將描述依照本發(fā)明第四實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 第四實(shí)施例涉及激光二極管10和光電二極管20的幾何結(jié)構(gòu)修改。 圖5顯示了依照第四實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置300的概略配置，如后面 將描述的，其中裝配有具有中心軸342a的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)340。 XYZ正交坐 標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定為圖5所示的配置，從而X軸和Y軸方向指定給中心軸342a 和垂直于中心軸342a的方向。類似于第一實(shí)施例，依照第四實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置300裝配有激光 二極管IO、光電二極管20、以及旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)340。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)340不同于第一實(shí)施例中所說明的。此機(jī)構(gòu)340功能上 包括圓柱形軸342、由第一偏轉(zhuǎn)部件343和第二偏轉(zhuǎn)部件341組成的改變構(gòu) 件。第一偏轉(zhuǎn)部件343配置為反射鏡，用于偏轉(zhuǎn)來自激光二極管10的激光 束L1，從而第一偏轉(zhuǎn)部件343起到第一偏轉(zhuǎn)部件的作用。類似地，第二偏 轉(zhuǎn)部件341配置為反射鏡，用于偏轉(zhuǎn)來自目標(biāo)的反射光L2，從而第二偏轉(zhuǎn) 部件341起到第二偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的作用。第二偏轉(zhuǎn)部件341以傾斜狀態(tài)固定安裝在圓柱形軸342的頂部，如圖5 中所示，而第一偏轉(zhuǎn)部件343可傾斜地支撐在圓柱形軸342的頂部。給定 有中心軸342a的圓柱形軸342可在中心軸342a上旋轉(zhuǎn)，并且由電動(dòng)機(jī)50 驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，從而第一偏轉(zhuǎn)部件343和第二偏轉(zhuǎn)部件341可在中心軸342a 上旋轉(zhuǎn)。特別是，第一偏轉(zhuǎn)部件343可以獨(dú)立于第二偏轉(zhuǎn)部件341旋轉(zhuǎn)。第一 偏轉(zhuǎn)部件343由圓柱形軸342頂部的未示出軸承支撐，并且能夠在圍繞垂 直于中心軸342a的軸343b的旋轉(zhuǎn)方向上發(fā)生移置。此外，第一偏轉(zhuǎn)部件 343由圖5中的致動(dòng)器310驅(qū)動(dòng)。致動(dòng)器310的類型不限于特定的一種。例 如致動(dòng)器310可以是包含電動(dòng)機(jī)的組件，用于旋轉(zhuǎn)部件343以控制其旋轉(zhuǎn) 角度?？梢詫⒖蛇x致動(dòng)器應(yīng)用到偏轉(zhuǎn)部件343，偏轉(zhuǎn)部件343部分地由磁性 部件組成并且配置為在圓柱形軸342上具有線圈。對該線圈提供電流以產(chǎn) 生電磁力，電磁力以受控方式使第一偏轉(zhuǎn)部件343產(chǎn)生移置。在本激光雷達(dá)裝置300中，第一偏轉(zhuǎn)部件343組成偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的一部分， 第一偏轉(zhuǎn)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了將激光束L1偏轉(zhuǎn)到空間的功能。此外，第二偏轉(zhuǎn)部件 341組成偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的一部分，第二偏轉(zhuǎn)部件341實(shí)現(xiàn)了將反射光L2偏轉(zhuǎn)朝 向光電二極管20的功能。致動(dòng)器310操作用于在軸343b上旋轉(zhuǎn)第一偏轉(zhuǎn)部件343，所述軸343b 垂直于第一偏轉(zhuǎn)部件343的中心軸342a。這使得成為可能，改變激光束L1 對第一偏轉(zhuǎn)部件343的入射方向和沿著每一個(gè)都包含中心軸342a的平面方 向(在圖5情形中，即沿著XY平面)改變來自第一偏轉(zhuǎn)部件343的激光束 Ll的方向。從而致動(dòng)器310起到方向改變構(gòu)件和傾斜構(gòu)件的作用，而控制 電路70起到控制構(gòu)件和傾斜控制構(gòu)件的作用。在本實(shí)施例中，第二偏轉(zhuǎn)部件341具有反射區(qū)域341a，其用作偏轉(zhuǎn)區(qū) 域以在此部件341處偏轉(zhuǎn)反射光L2，而第一偏轉(zhuǎn)部件343具有反射區(qū)域 343a，作為偏轉(zhuǎn)區(qū)域以在此部件343處偏轉(zhuǎn)激光束L1。第二偏轉(zhuǎn)部件341 的偏轉(zhuǎn)區(qū)域大于第一偏轉(zhuǎn)部件343。此外如圖5中所示，在旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)340的中心軸342a上，激光二極 管10和和光電二極管20安裝為彼此相對，之間隔著偏轉(zhuǎn)部件343。在此幾 何配置中，激光束L1由設(shè)置于圓柱形軸342內(nèi)部空間中的激光二極管10 產(chǎn)生。然后激光束L1由第一偏轉(zhuǎn)部件343反射以定向到空間區(qū)域用于掃描。 激光束L1由掃描空間區(qū)域中的目標(biāo)反射以產(chǎn)生反射光L2。此反射光L2回 到裝置并且由第二偏轉(zhuǎn)部件341反射以定向朝向光電二極管20。在此光束 和光傳輸路徑中，當(dāng)偏轉(zhuǎn)部件343移置時(shí)，激光束的路徑改變?yōu)槔缬商?線L1，所示的另一個(gè)路徑。響應(yīng)于此路徑改變，反射光沿著虛線L2'所示的 另一個(gè)路徑到達(dá)第二偏轉(zhuǎn)部件341。類似于第一實(shí)施例，會(huì)聚透鏡62和光電二級光20依次設(shè)置在旋轉(zhuǎn)偏 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)340和光電二極管20之間反射光L2的光路上。這樣，僅選擇性地移置一部分偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，使得可能改變激光束的發(fā)射 方向。此外，偏轉(zhuǎn)反射光的第二偏轉(zhuǎn)部件341的偏轉(zhuǎn)區(qū)域大于偏轉(zhuǎn)激光束的 第一偏轉(zhuǎn)部件343的偏轉(zhuǎn)區(qū)域。從而，可以在較寬的視野內(nèi)探測反射光， 因此增強(qiáng)了探測的精確性。 -激光二極管10和光電二極管20在旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)340的中心軸342a上 彼此相對并且其間具有偏轉(zhuǎn)部件343。因此安裝可以高效地完成，并且空間 較小。(第五實(shí)施例)參照圖6-9，下面將描述依照本發(fā)明第五實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。圖6概述了依照第五實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置400的配置。如圖6中所示，激光雷達(dá)裝置400裝配有外殼3、透光部分4、光透射 板5、激光二極管IO、透鏡60、光電二極管20、濾光器64、會(huì)聚透鏡62、 旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40、電動(dòng)機(jī)50、旋轉(zhuǎn)魚度傳感器52、以及控制電路70，它 們與第一實(shí)施例中的那些相同。如所示的，Y軸方向設(shè)定為偏轉(zhuǎn)部件41的 中心軸42a的方向，而X軸設(shè)定為來自激光二極管10的激光束的發(fā)射方向。類似于在第一實(shí)施例中所說明的裝置，激光雷達(dá)裝置400包含激光二 極管10、光電二極管20、裝配有具有中心軸42a的偏轉(zhuǎn)部件41的旋轉(zhuǎn)偏 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40、以及電動(dòng)機(jī)50，這些以類似于第一實(shí)施例中的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。激光雷達(dá)裝置400裝配有光偏轉(zhuǎn)部件430，替代第一實(shí)施例中的擺動(dòng)反 射鏡30。此光偏轉(zhuǎn)部件430起到方向偏轉(zhuǎn)構(gòu)件和光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的作用，接收 來自激光二極管10的激光束并且將其偏轉(zhuǎn)朝向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40。此部件 430配置為可擺動(dòng)的。從而，光偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)430能夠改變激光束Ll對偏轉(zhuǎn)部 件41的入射方向，從而來自偏轉(zhuǎn)部件41的激光束L1的方向可以在Y軸方 向改變，也就是說，沿著包含中心軸42a的每個(gè)平面方向(在圖6情形下， 即沿著XY平面)。
如圖7、 8A和8B中所示，光偏轉(zhuǎn)部件430裝配有反射激光束的正方形 反射鏡431 、擺動(dòng)支撐反射鏡431的支撐機(jī)構(gòu)435、和四個(gè)壓電致動(dòng)器432a、 432b、 432c和432d。裝配這些壓電致動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)由擺動(dòng)機(jī)構(gòu)435支撐的 反射鏡431。反射鏡431對應(yīng)于偏轉(zhuǎn)激光束的偏轉(zhuǎn)部件的一部分，而壓電致 動(dòng)器432a、 432b、 432c和432d是依照本發(fā)明的致動(dòng)器的一個(gè)示例。這四個(gè)壓電致動(dòng)器432a、 432b、 432c、 432d中任何一個(gè)都是己知的， 能夠響應(yīng)于所施加的電壓而伸展和收縮。正方形反射鏡431具有前反射表 面421以及與反射表面相對的后表面。每個(gè)壓電致動(dòng)器的一端在反射鏡431 四個(gè)角(特定位置)的每一個(gè)上固定到其后表面。每個(gè)壓電致動(dòng)器的另外一端牢固地固定到支撐板438。支撐板438固定到外殼3，以放置在由外殼3所 密封的空間內(nèi)適當(dāng)位置上。各個(gè)壓電致動(dòng)器432a、 432b、 432c和432d固定 在此支撐板438上，它們?nèi)Q于每個(gè)致動(dòng)器上所施加的電壓而伸展和收縮。 因此，這種伸展和收縮容許反射鏡431相對支撐板438傾斜，如圖7中雙 點(diǎn)劃線所例示的。控制電路70起到控制構(gòu)件和擺動(dòng)控制構(gòu)件的作用，其裝配用于控制壓 電致動(dòng)器432a-432d的驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)是為了反射鏡431的傾斜，也就是說， 光偏轉(zhuǎn)部件430的擺動(dòng)狀態(tài)。如圖8A中所示，各個(gè)的壓電致動(dòng)器432a、 432b、 432c和432d分別電連接到壓電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路436a、 436b、 436c 和436d。從控制電路70提供指令信號到這些驅(qū)動(dòng)電路436a-436d。指令信 號指示關(guān)于每個(gè)致動(dòng)器移置的要控制的量。響應(yīng)于此指令信號，每個(gè)驅(qū)動(dòng) 電路436a(-436d)為每個(gè)壓電致動(dòng)器432a(-432d)提供根據(jù)指令信號數(shù)值，即 要控制的量的電壓。此外，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)435提供有球窩接頭，連接反射鏡和支撐板438。球窩 接頭具有支承螺柱和承窩，包括連接到反射鏡431的球形部分434和連接 到支撐板438的球形外殼部分433。球形部分434和球形外殼部分433彼此 連接，從而球形部分434提供了固定于相同位置的中心434a，而容納在球 形外殼部分433內(nèi)的球形部分434能夠以多種方式旋轉(zhuǎn)。從而，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)435容許取決于壓電致動(dòng)器432a-432d的伸展和收縮狀 態(tài)來改變反射鏡431相對激光束L1的傾斜狀態(tài)，在此情況下，反射表面431a 和球形部分434的中心434a之間的距離始終保持恒定。因此，每個(gè)壓電致 動(dòng)器432a(-432d)的伸展和收縮由控制電路70控制，導(dǎo)致反射鏡431相對激 光束L1的傾斜幅度受到控制。現(xiàn)在將進(jìn)行探測由激光雷達(dá)裝置400執(zhí)行的目標(biāo)探測過程。圖9是說明探測過程的流程圖，其同樣由控制電路70執(zhí)行。換句話說， 控制電路70作為處理器擔(dān)負(fù)對目標(biāo)的探測，以及作為控制器控制致動(dòng)器 432a-432d和電動(dòng)機(jī)50。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，用于這些功能的計(jì)算機(jī)可讀程 序事先安裝在控制電路70中。圖9所說明的探測過程開始于例如，響應(yīng)對控制電路的加電操作或者 預(yù)定的用戶操作。首先，反射鏡431和偏轉(zhuǎn)部件41的位置設(shè)置于其初始位置(步驟Sl)。在本實(shí)施例中，這些初始位置由圖6和7中的實(shí)線指示。從 而電動(dòng)機(jī)50和壓電致動(dòng)器432a-432d受到控制使得反射鏡431采取這樣的 初始傾斜位置。作為修改，在開始檢測過程之前的等待狀態(tài)過程中，偏轉(zhuǎn) 部件41和反射鏡431的初始設(shè)定可以設(shè)定為其初始位置。在此情況下，可 以省略步驟S1的過程。在此初始安置狀態(tài)(或者第二和后續(xù)計(jì)算時(shí)序的當(dāng)前位置狀態(tài))，執(zhí)行目 標(biāo)探測過程(步驟S2)。具體地，控制電路70指令光電二極管10發(fā)射激光 束，并且從光電二極管20讀出電信號。然后控制電路70確定在由壓電致 動(dòng)器432a-432d的當(dāng)前伸展和收縮(也就是說反射鏡431的當(dāng)前傾斜)決定的 當(dāng)前掃描方向上是否存在目標(biāo)。當(dāng)來自光電二極管20的電信號顯示出高于 給定水平的幅度時(shí)，控制電路70將計(jì)算離每個(gè)目標(biāo)的距離，基于從激光二 極管10發(fā)射激光束到在光電二極管20接收反射光之間的時(shí)間間隔。此外， 利用壓電致動(dòng)器432a-432d的當(dāng)前伸展和收縮，可以計(jì)算從偏轉(zhuǎn)部件41發(fā) 射的激光束L1的方向(定向)。所計(jì)算^]距離和方向可以輸出到未示出的顯 示器用于目視觀察。然后控制電路70確定反射鏡431是否已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了預(yù)定的角度范圍(步驟 S3)。在本實(shí)施例中，在控制電路70的控制下，電動(dòng)機(jī)50可以使偏轉(zhuǎn)部件 41旋轉(zhuǎn)每個(gè)預(yù)定的常數(shù)角度(例如，每一度)。每次偏轉(zhuǎn)部件41旋轉(zhuǎn)每個(gè)預(yù) 定的常數(shù)角度(即，每一度)，反射鏡431經(jīng)歷旋轉(zhuǎn)通過"給定的角度范圍"。 因此，在電動(dòng)機(jī)50的，也就是說偏轉(zhuǎn)部件41的每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，激光束L1 在包含中心軸42a的X軸方向上掃描通過給定的橫向視野范圍。當(dāng)步驟S3 處的判定步驟顯示完成了旋轉(zhuǎn)通過給定角度范圍，也就是說X軸方向上的 掃描已經(jīng)完成時(shí)(步驟S3為YES),過程進(jìn)行到步驟S7。同時(shí)，當(dāng)步驟S3處的判定步驟顯示沒有完成給定角度范圍的旋轉(zhuǎn)，也 就是說X軸方向上的掃描還沒有完成時(shí)(步驟S3為NO)，過程轉(zhuǎn)移到步驟 S4。在此步驟S4中，判定偏轉(zhuǎn)部件41是否仍然在"預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍"之內(nèi)。 在本實(shí)施例中，預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍設(shè)定為這樣的旋轉(zhuǎn)范圍，其中平行于來自 激光二極管10的激光束的發(fā)射方向的假想直線和平行于偏轉(zhuǎn)部件41的反 射表面41a的假想板之間形成的角度a小于給定閾值。當(dāng)偏轉(zhuǎn)部件41落入 預(yù)定旋轉(zhuǎn)范圍時(shí)，步驟S4處的判定為YES,從而過程轉(zhuǎn)移到步驟S5。相反，步驟S4處的判定為NO則過程轉(zhuǎn)移到步驟S6。在執(zhí)行擺動(dòng)控制時(shí)，控制電路70基于偏轉(zhuǎn)部件41的旋轉(zhuǎn)位置控制光 偏轉(zhuǎn)部件430的擺動(dòng)。也就是說，在偏轉(zhuǎn)部件41不在預(yù)定旋轉(zhuǎn)范圍之內(nèi)的 情況下，角度a超出給定閾值(例如IO度)，因而在步驟S4呈現(xiàn)判定NO。 從而在步驟S6，控制電路70控制壓電致動(dòng)器432a-432d的伸展和收縮，從 而關(guān)于在Z軸方向延伸的第一旋轉(zhuǎn)軸437a旋轉(zhuǎn)反射鏡431達(dá)預(yù)定的角度， 而反射表面431a仍然垂直于XY平面。從而，從反射鏡431到偏轉(zhuǎn)部件41 的激光束L1的方向沿著XY平面改變，如圖7所示，其中反射鏡431關(guān)于 第一旋轉(zhuǎn)軸437a由實(shí)線所示的旋轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)到雙點(diǎn)劃線所示的新旋轉(zhuǎn)位 置。在此新旋轉(zhuǎn)位置，激光束如虛線L1'所示通過(參照圖6和7)。為了使反射鏡431關(guān)于第一旋轉(zhuǎn)軸437a旋轉(zhuǎn)，四個(gè)壓電致動(dòng)器 432a-432c控制如下。當(dāng)壓電致動(dòng)器432a和432c伸展時(shí)，剩下的兩個(gè)壓電 致動(dòng)器432b和432d以對應(yīng)于伸展量的量收縮。相反，當(dāng)壓電致動(dòng)器432b 和432d伸展時(shí)，剩下的兩個(gè)壓電致動(dòng)器432a和432c以對應(yīng)于收縮量的量 收縮。在兩種情況下，兩個(gè)壓電致動(dòng)器432a和432c的伸展/收縮量設(shè)定為 相同值，而剩下的兩個(gè)壓電致動(dòng)器432b和432d的量也設(shè)定為相同值。另一方面，在偏轉(zhuǎn)部件41處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的情況下，壓電致動(dòng)器 432a-432d受控伸展和收縮，從而關(guān)于橫越第一旋轉(zhuǎn)軸437a的第二旋轉(zhuǎn)軸 437b旋轉(zhuǎn)反射鏡431達(dá)給定角度(步驟S5;參照圖8A和8B)。第二旋轉(zhuǎn)軸 437b與所有的XY平面、YZ平面和ZX平面相交，并且在本實(shí)施例中，設(shè) 定為沿著反射鏡431對角線的軸。通過關(guān)于第二旋轉(zhuǎn)軸437b旋轉(zhuǎn)反射鏡， 從反射鏡431朝向偏轉(zhuǎn)部件41的激光束方向可以沿著橫越XY平面的平面 而改變。在關(guān)于在Z軸方向上延伸的第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)反射鏡431的情況下，隨 著前述角度a變得較小，從偏轉(zhuǎn)部件41發(fā)射的激光束在中心軸42a方向(縱 向方向)上的改變也變得較小。從而在本實(shí)施例中，當(dāng)偏轉(zhuǎn)部件41處于預(yù)定 旋轉(zhuǎn)范圍時(shí)，反射鏡431經(jīng)歷關(guān)于沿著對角線的第二旋轉(zhuǎn)軸437b的旋轉(zhuǎn)， 而不是關(guān)于第一旋轉(zhuǎn)軸437a的旋轉(zhuǎn)。因此，即使角度a變得較小，也保證 激光束可以在沿著中心軸42a的縱向上大范圍改變。對于這種控制，例如， 壓電致動(dòng)器432b和432c的伸展/收縮量保持相同，壓電致動(dòng)器432d(或432a)以對應(yīng)于壓電致動(dòng)器432a(或432d)伸展量的量進(jìn)行收縮?；氐綀D9，當(dāng)轉(zhuǎn)移到步驟S7時(shí)，通過控制電路70，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)50進(jìn) 一步以預(yù)定的常數(shù)角度(一度)旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)部件41。之后，處理返回到步驟S2， 從而在偏轉(zhuǎn)部件41的新旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，重復(fù)步驟S2-S7的前述處理，從而在 縱向上再次掃描。順便提及，偏轉(zhuǎn)部件41步進(jìn)旋轉(zhuǎn)的預(yù)定常數(shù)角度不限于 一度，而可以大于或小于一度。如所述的，在本實(shí)施例中，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)435所支撐的反射鏡431由壓電 致動(dòng)器432a-432d驅(qū)動(dòng)，并且所述驅(qū)動(dòng)受到控制電路70的控制。從而可以 高精確性地控制反射鏡431的偏轉(zhuǎn)激光束的擺動(dòng)行為。此外，可以使光偏 轉(zhuǎn)部件430變得緊湊。另外，對反射鏡431四個(gè)角落上的四個(gè)壓電致動(dòng)器432a-432d的控制導(dǎo) 致反射鏡431的姿態(tài)控制。這種控制簡化了對反射鏡431的擺動(dòng)控制配置， 從而使得結(jié)構(gòu)緊湊。使用球窩接頭以可旋轉(zhuǎn)方式連接反射鏡431和支撐反射鏡431的支撐 板438。這促使穩(wěn)定地支撐反射鏡431，以及反射鏡431的平滑擺動(dòng)操作。此外，基于偏轉(zhuǎn)部件41的旋轉(zhuǎn)位置，改變對光偏轉(zhuǎn)部件430的擺動(dòng)控 制。從而可以使擺動(dòng)控制恰當(dāng)?shù)厝Q于偏轉(zhuǎn)部件41的旋轉(zhuǎn)位置。類似于第一實(shí)施例，安裝會(huì)聚透鏡62，從而可以在較寬視野內(nèi)利用反 射光進(jìn)行目標(biāo)探測，而無需擴(kuò)大探測構(gòu)件的尺寸。濾光器64也如第一實(shí)施例中所示進(jìn)行安裝，從而可以有效地消除反射 光中的噪聲。(第六實(shí)施例)參照圖10-12，下面將描述依照本發(fā)明第六實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 如圖10所示，依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置500包含外殼3、透光部 分4、光透射板5、激光二極管IO、透鏡60、光電二極管20、濾光器64、 會(huì)聚透鏡62、旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40、電動(dòng)機(jī)50、旋轉(zhuǎn)角度傳感器52、以及控 制電路70，這些部件相同或者類似于第一實(shí)施例中所述的部件。XYZ正交 坐標(biāo)系統(tǒng)同樣應(yīng)用于此裝置500。在此裝置500中，如圖10所示裝配有另一個(gè)光偏轉(zhuǎn)部件530，替代第 一實(shí)施例中所說明的光偏轉(zhuǎn)部件30。此部件530起到方向偏轉(zhuǎn)構(gòu)件和光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的作用。圖11A和11B詳述了光偏轉(zhuǎn)部件530。如所示的，這一部件530裝配 有反射鏡單元531和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)533，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)533能夠使反射鏡單元531產(chǎn) 生移置。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起到移置機(jī)構(gòu)的作用。反射鏡單元531裝配有多個(gè)反射 鏡531a-531h，這些反射鏡一起組合為一個(gè)單元。反射鏡單元531配置為可 以在旋轉(zhuǎn)軸532上旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸532垂直于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40的中心軸 42a(即Y軸方向)。所述多個(gè)反射鏡分別具有平的反射表面537a-537h，并且 圍繞旋轉(zhuǎn)軸532安裝以建立類似于環(huán)形的形狀。各個(gè)反射表面537a-537h 相對旋轉(zhuǎn)軸532的傾斜角彼此不同。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)533用于在旋轉(zhuǎn)軸532上旋轉(zhuǎn)反射鏡單元531，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)533 包括電動(dòng)機(jī)534以及連接到電動(dòng)機(jī)534和反射鏡單元531的軸部件535。電 動(dòng)機(jī)534可以是包含步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的任意類型的電動(dòng)機(jī)，只要其旋轉(zhuǎn)位 置是可控的。在此旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)533中，反射鏡單元531被驅(qū)動(dòng)，依次將多個(gè)反 射鏡531a-531h定位到束入射位置,來自激光二極管10的激光L1入射到該 位置上。如所述的，由于位于束輸入位置的反射鏡531a-531h的反射表面 537a-537h彼此不同，激光束在反射表面上以彼此不同的角度進(jìn)行反射?？刂齐娐?0起到控制構(gòu)件的作用，控制對旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)533的驅(qū)動(dòng)從而將 反射鏡531a-531h定位到束入射位置上。當(dāng)定位于束入射位置時(shí)，每個(gè)反射 表面537a-537h設(shè)定為垂直于XY平面?？梢砸愿鞣N模式設(shè)定反射表面537a-537h的傾斜角。在本實(shí)施例中，采 用第一反射鏡531a作為參考反射鏡。也就是說，當(dāng)反射鏡531a位于束入射 位置時(shí)，此第一反射鏡531a的反射表面537a相對于激光束Ll具有45度 的角P1。當(dāng)反射鏡531b位于束入射位置時(shí)，第二反射鏡531b的反射表面 537b相對于激光束Ll具有大于角(31的角卩2(例如47度)。類似地，當(dāng)反射 鏡531c位于束入射位置時(shí)，第二反射鏡531c的反射表面537c相對于激光 束Ll具有大于角|32的角卩3(例如49度)。這樣，全部八個(gè)反射鏡531a-531h 的各個(gè)反射表面537a-537h相對于入射激光束Ll的角度彼此不同。因此，在本激光雷達(dá)裝置500中，來自反射鏡531a-531h的激光束Ll 的反射方向也是彼此不同的?？刂齐娐?0控制驅(qū)動(dòng)，即反射鏡單元531以 預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)，從而來自反射鏡單元531的反射激光束L1的方向，也就是說朝向偏轉(zhuǎn)部件41的入射方向發(fā)生改變。這意味著由偏轉(zhuǎn)部件41偏轉(zhuǎn)(反 射)的激光束L1的方向在沿著中心軸42a的橫向方向(即Y軸方向)上發(fā)生改 變。從而，激光束L1可以掃描裝置外的橫向區(qū)域。圖10和IIA說明了這種掃描。在這些圖中，實(shí)線顯示了激光束L1由 反射鏡531a的反射，而虛線(L1')顯示了激光束L1由下一個(gè)反射鏡531b的 反射。參照圖12，下面將描述由控制電路70執(zhí)行的探測過程。 首先，控制電路70開始于將反射鏡單元531和偏轉(zhuǎn)部件41分別定位 于其初始位置(步驟SIO)。因此，通過控制電動(dòng)機(jī)534和50的驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn) 由圖10和IIA中實(shí)線所圖形顯示的初始位置。順便提及，此位置初始化步 驟可以在探測過程之前，但在探測過程的等待狀態(tài)下執(zhí)行。然后控制電路70以電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)狀態(tài)所提供的當(dāng)前掃描狀態(tài)(包 含初始掃描狀態(tài))來執(zhí)行目標(biāo)的探測(歩驟S20)。此處理基本類似于圖9中步 驟S2所描述的，除了取代了光偏轉(zhuǎn)部件430之外，反射鏡單元531的當(dāng)前 設(shè)定狀態(tài)(當(dāng)前反射鏡角度)用于計(jì)算激光束L1行進(jìn)的方向(即目標(biāo)存在的方 向)。然后控制電路70判定是否反射鏡單元531是否已經(jīng)旋轉(zhuǎn)一周。在本實(shí) 施例中，在控制電路70的控制下，電動(dòng)機(jī)50使偏轉(zhuǎn)部件41旋轉(zhuǎn)每個(gè)預(yù)定 常數(shù)角度(即l度)。對應(yīng)地，只要偏轉(zhuǎn)部件41已經(jīng)旋轉(zhuǎn)常數(shù)角度時(shí)，則反 射鏡531旋轉(zhuǎn)一周，從而多個(gè)反射鏡531a-531h依次經(jīng)歷定位于束入射位置 并接收激光束L1。從而，由反射鏡單元531反射的激光束方向以一定間隔 依次改變。這樣，在電動(dòng)機(jī)50的每個(gè)步進(jìn)角度，從裝置發(fā)射的激光束Ll 在橫向Y軸方向上掃描外部區(qū)域。當(dāng)反射鏡單元531完成其一周后，步驟S30處的判定為YES，處理轉(zhuǎn) 移到步驟S50。同時(shí)，如果在步驟S30處判定為NO,則處理轉(zhuǎn)移到步驟S40， 在此控制電路70控制反射鏡單元531的驅(qū)動(dòng)以便使其以給定的角度(在本實(shí) 施例中為45度)旋轉(zhuǎn)，從而將下一個(gè)反射鏡定位于束入射位置。然后處理返 回到步驟S20以在新的掃描角度下重復(fù)探測過程。同時(shí)，在步驟S50，控制電路70控制電動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)以便以常數(shù)角度 (在本實(shí)施例中為1度)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)部件41，然后處理返回到步驟S20。從而，在沿著XY橫向平面的下一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，掃描外部區(qū)域中的新縱向Y 軸方向視野以探測目標(biāo)。在本實(shí)施例中，示例了 1度的角度作為預(yù)定的常數(shù)角度，但這不是決 定性的項(xiàng)目。對應(yīng)于偏轉(zhuǎn)部件41的每個(gè)旋轉(zhuǎn)步幅的此預(yù)定常數(shù)角度可以小 于或者大于1度。此外，安裝到反射鏡單元531的反射鏡數(shù)量不限于八個(gè)， 而是可以小于或者大于八個(gè)。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)和控制反射鏡單元531使得多個(gè)反射鏡531a-531h 依次定位于來自激光二極管10的激光束L1的束入射位置。因此，可以使 用相對緊湊的反射鏡結(jié)構(gòu)來改變激光束Ll到偏轉(zhuǎn)部件41的方向。簡單地 控制反射鏡單元531從而依次定位反射鏡531a-531h，使得可能改變激光束 朝向偏轉(zhuǎn)部件41的入射方向。從而，無需使用復(fù)雜的控制，可以在橫向Y 軸方向上在外部區(qū)域?qū)难b置發(fā)射的激光束L1進(jìn)行掃描。此外，反射鏡單元531的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致在激光束L1的束入射位置處多個(gè)反 射鏡之間的切換，從而切換操作可以精確地加速和執(zhí)行。偏轉(zhuǎn)部件41逐步旋轉(zhuǎn)每個(gè)預(yù)定的常數(shù)角度，并且在偏轉(zhuǎn)部件41的每 個(gè)步進(jìn)角度，全部多個(gè)反射鏡531a-531h依次定位于束入射位置，用于掃描 縱向方向。其對偏轉(zhuǎn)部件41每次不必很大，但可以可靠地進(jìn)行三維掃描， 以便三維地探測外部區(qū)域中的目標(biāo)。從而避免旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40和電動(dòng)機(jī)50 負(fù)載過重。(第七實(shí)施例)參照圖13-16，下面將描述依照本發(fā)明第七實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 如圖13所示，依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置600包含外殼3、透光部 分4、光透射板5、激光二極管IO、透鏡60、光電二級光20、濾光器64、 會(huì)聚透鏡62、旋轉(zhuǎn)角度傳感器52、和控制電路70，這些部件相同或者類似 于第一實(shí)施例中所描述的部件。此外，激光雷達(dá)裝置600包含反射鏡630、 具有中心軸642a的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)640、電動(dòng)機(jī)650、以及軸部件642，它們不同于第一實(shí)施例中的那些。 .為了說明的簡化，應(yīng)用XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)到此裝置600，其中Y軸方 向設(shè)定為中心軸642a，其概念性地顯示于圖13、 14A和15A，而X軸方向 設(shè)定為來自激光二極管10的激光束的發(fā)射方向。在激光雷達(dá)裝置600中，來自激光二極管10的激光束Ll由反射鏡630 基本垂直地反射到安裝到旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)640的偏轉(zhuǎn)部件641的中心部分上。 偏轉(zhuǎn)部件641起到偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的作用，可以在中心軸642a上旋轉(zhuǎn)，并且不僅 將激光束L1反射朝向待觀測的外部區(qū)域視野而且將來自目標(biāo)的反射光反射 朝向光電二極管20。電動(dòng)機(jī)650和控制電路70的結(jié)合組成驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。實(shí)際上旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)640在其構(gòu)造上很大程度不同于第一實(shí)施例。偏 轉(zhuǎn)部件641形成為平板反射鏡，該反射鏡可以在中心軸642a和垂直于中心 軸642a的軸641a上旋轉(zhuǎn)。軸641a與圖13中所示的視圖中的Z軸方向一 致。作為電動(dòng)機(jī)650轉(zhuǎn)子的一部分，軸部件642沿著Y軸方向延伸。偏轉(zhuǎn) 部件641也可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸部件642頂部，并且可以在軸641a上旋轉(zhuǎn)， 所述軸641a沿著圖13中所示的XZ平面。雖然偏轉(zhuǎn)部件641可以由軸部件642以各種方式支撐，圖14A中示出 了一個(gè)這樣的示例。如所示的，軸部件642具有末端部分642b，其上固定 有支撐框架643。 一對軸承645安裝在支撐框架643上。偏轉(zhuǎn)部件641具有 從其兩側(cè)凸出的凸起644，并且凸起644分別以可旋轉(zhuǎn)方式與軸承645嚙合。 軸部件642和支撐框架643組成傾斜機(jī)構(gòu)的一個(gè)示例，其在垂直于中心軸 642a的軸641a上傾斜地支撐偏轉(zhuǎn)部件641 。圖13和其他圖概念性地表現(xiàn)了 傾斜機(jī)構(gòu)的配置。 '此外如圖14A中所示，激光雷達(dá)裝置600裝配有凸輪681，其旋轉(zhuǎn)的 同時(shí)接觸偏轉(zhuǎn)部件641的給定位置(靠近其末端的位置)，還裝配有將電動(dòng)機(jī) 682和凸輪681相連接的軸部件683。凸輪681和軸部件683組成凸輪機(jī)構(gòu) 680，其中凸輪681的旋轉(zhuǎn)在其給定位置引起偏轉(zhuǎn)部件641的線性運(yùn)動(dòng)。電 動(dòng)機(jī)682安裝用于旋轉(zhuǎn)凸輪機(jī)構(gòu)680，例示了凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。凸輪機(jī)構(gòu) 和電動(dòng)機(jī)682組成振動(dòng)構(gòu)件。如圖14B所示，凸輪681能夠在凸輪外側(cè)邊緣給定的多個(gè)支撐位置 Pl-P8支撐偏轉(zhuǎn)部件641。凸輪681支撐偏轉(zhuǎn)部件641的那個(gè)支撐位置將決 定偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜角度。從凸輪旋轉(zhuǎn)中心681c到每個(gè)支撐位置Pl(-P8) 的距離對于每個(gè)支撐點(diǎn)來說彼此之間都不同。因此，當(dāng)支撐位置以例如P1、P2、 P3.....P8的順序改變時(shí)，支撐點(diǎn)逐漸分開遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心681a，逐漸改變偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜。凸輪681的外側(cè)圓周是彎曲的，除了從最后支撐點(diǎn)P8到第一支撐點(diǎn)Pl的部分之外，并且支撐點(diǎn)Pl-P8處的曲率半徑彼 此不同，也就是說以此順序逐漸增大。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)682用于以箭頭F1所示 的方向旋轉(zhuǎn)凸輪681，從而使得凸輪681在偏轉(zhuǎn)部件641上滑動(dòng)，以便以例 如P1、 P2、 P3.....P8、 Pl、 P2、...的順序依次改變支撐位置。使用這種凸輪機(jī)構(gòu)680，可以決定由電動(dòng)機(jī)682所驅(qū)動(dòng)的凸輪681的旋 轉(zhuǎn)位置。這種決定提供了凸輪681與偏轉(zhuǎn)部件641的接觸位置，從而決定 了偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜角度。此外，振動(dòng)構(gòu)件(即凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī)682)和傾斜機(jī)構(gòu)(即軸部件 642和支撐框架643)的組合起到方向^變構(gòu)件和傾斜構(gòu)件的作用。這些構(gòu)件 能夠使整個(gè)偏轉(zhuǎn)部件641關(guān)于軸641a傾斜，所述軸641a設(shè)定為垂直于中心 軸642a(即Y軸方向)。電動(dòng)機(jī)682在控制電路70的控制下運(yùn)轉(zhuǎn)，控制電路 70起到控制構(gòu)件和傾斜控制構(gòu)件的作用?？刂齐娐?0控制電動(dòng)機(jī)682的驅(qū) 動(dòng)，從而可以振動(dòng)偏轉(zhuǎn)部件641的給定位置(靠近末端的位置)。凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī)682固定到與軸部件642相連接的框架685上， 并且可以與偏轉(zhuǎn)部件461作為一個(gè)單元旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)682由固定安置的外 部電源供電，其中這樣的外部電源例如是放置在裝置600外部的商業(yè)電源 687，如圖15A所示。實(shí)際上，如圖15A和15B所示，軸部件642包含圓柱形中空柱642c， 前述的末端部分642b連接到該中空柱642c上。為電動(dòng)機(jī)682供電的電源 線686通過圓柱形中空柱642c的內(nèi)部；以連接商業(yè)電源687和電動(dòng)機(jī)682。 雖然在圖15A中未示出，例如電源電路和可旋轉(zhuǎn)電氣連接器的必要電子組 件安裝在商業(yè)電源687和電動(dòng)機(jī)682之間。此外，可以使用各種類型的電 動(dòng)機(jī)例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)650，從而電動(dòng)機(jī)650可以伴隨軸部件642 之外的其他零件，例如轉(zhuǎn)子零件和定子零件，雖然在圖15A中未示出。當(dāng)軸部件642旋轉(zhuǎn)時(shí)，電源線686可以在圓柱形中空柱642c內(nèi)移動(dòng)， 如圖15B中的雙點(diǎn)劃線所示的。參照圖16，下面將描述本實(shí)施例中由控制電路70執(zhí)行的探測。首先，控制電路70初始化凸輪681和偏轉(zhuǎn)部件641的位置(步驟SIOO)。 在此情況下，初始化位置由圖13和15A中的實(shí)線所示，并可以通過在預(yù)定 程序下旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)682和650給出。這一初始化過程可以在開始探測過程之前執(zhí)行。然后控制電路70在由電動(dòng)機(jī)當(dāng)前驅(qū)動(dòng)狀態(tài)所提供的當(dāng)前掃描狀態(tài)(包 含初始掃描狀態(tài))中執(zhí)行目標(biāo)探測(步驟SllO)。此過程基本上類似于圖9步 驟S2中所描述的，除了取代光偏轉(zhuǎn)部件430，將采用偏轉(zhuǎn)部件641的當(dāng)前 設(shè)定狀態(tài)(當(dāng)前傾斜角度和當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度)來計(jì)算激光束Ll行進(jìn)所沿的方向 (即目標(biāo)存在的方向)。也就是說，基于顯示電動(dòng)機(jī)682和650的旋轉(zhuǎn)位置的 信息，控制電路70計(jì)算來自偏轉(zhuǎn)部件641的激光束L1的發(fā)射方向(掃描方 向)。以與所述的相同的方式，控制電路70同樣計(jì)算到目標(biāo)的距離。所計(jì)算 的距離和方向由未示出的顯示器或其他構(gòu)件展示。在檢測步驟S110之后，過程進(jìn)行到判定凸輪681是否已經(jīng)完成其一周 (步驟S120)。類似于前述的，電動(dòng)機(jī)650由控制電路70驅(qū)動(dòng)，以將偏轉(zhuǎn)部 件641旋轉(zhuǎn)預(yù)定的常數(shù)角度(在本實(shí)施例中為1度)。并且在偏轉(zhuǎn)部件641的 每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)682以旋轉(zhuǎn)凸輪681 —周。換句話說，只要偏 轉(zhuǎn)部件641在中心軸642a(Y軸方向)上旋轉(zhuǎn)常數(shù)角度，激光束Ll都在縱向 (Y軸方向)上掃描外部區(qū)域。當(dāng)判定凸輪681已經(jīng)完成其一周時(shí)(步驟S120為YES)，表明沿著XY 平面在電動(dòng)機(jī)650(即偏轉(zhuǎn)部件641)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)位置的縱向掃描已經(jīng)完成。 從而處理轉(zhuǎn)移到步驟S140。同時(shí)，判定凸輪681還沒有完成其一周(步驟 S120為NO)則處理轉(zhuǎn)移到步驟S130,在此控制電路70控制電動(dòng)機(jī)682使 凸輪681旋轉(zhuǎn)給定的角度(在本實(shí)施例中為45度)。然后處理返回到步驟 SllO，在此以偏轉(zhuǎn)部件641的新傾斜角度重復(fù)探測過程。在步驟S140，判定電動(dòng)機(jī)650當(dāng)前是否設(shè)定為前向旋轉(zhuǎn)(步驟S140)。 在本實(shí)施例中，當(dāng)在圖14B中觀看時(shí)；順時(shí)針方向上的旋轉(zhuǎn)設(shè)定為前向旋 轉(zhuǎn)，而逆時(shí)針方向上的旋轉(zhuǎn)設(shè)定為后向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)設(shè)定為前向旋轉(zhuǎn)時(shí)，處理 轉(zhuǎn)移到步驟S150，在此偏轉(zhuǎn)部件641向前旋轉(zhuǎn)預(yù)定的常數(shù)角度(l度)。相反， 當(dāng)旋轉(zhuǎn)設(shè)定為后向旋轉(zhuǎn)時(shí)，處理轉(zhuǎn)移到步驟S160，在此偏轉(zhuǎn)部件641向后 旋轉(zhuǎn)預(yù)定常數(shù)角度。順便提及，此電動(dòng)機(jī)650的旋轉(zhuǎn)默認(rèn)設(shè)定為前向旋轉(zhuǎn)， 但在后面描述的步驟S180中切換為相反的旋轉(zhuǎn)方向。一旦完成在步驟S150或S160的處理，在步驟S170判定偏轉(zhuǎn)部件641 是否已經(jīng)以前向旋轉(zhuǎn)或者后向旋轉(zhuǎn)方式旋轉(zhuǎn)了給定的旋轉(zhuǎn)范圍(在本實(shí)施例中為180度的角度范圍)。如果判定認(rèn)為偏轉(zhuǎn)部件641已經(jīng)在中心軸642a 上完成旋轉(zhuǎn)通過給定的旋轉(zhuǎn)范圍，則處理轉(zhuǎn)移到步驟S180以執(zhí)行設(shè)定切換 的過程。此切換過程預(yù)備用于，如果當(dāng)前設(shè)定為前向旋轉(zhuǎn)則切換為后向旋 轉(zhuǎn)以及如果當(dāng)前設(shè)定為后向旋轉(zhuǎn)則切換為前向旋轉(zhuǎn)。指示前向/后向旋轉(zhuǎn)的 信息總是保存在控制電路70中的存儲(chǔ)器內(nèi)，并且步驟S140處的判定使用 該信息。由此，通過控制電動(dòng)機(jī)650的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)640以使 偏轉(zhuǎn)部件641按給定旋轉(zhuǎn)范圍往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)步驟S180處判定為NO時(shí)，處理返回到步驟SllO，其中在步驟S150 或S160處偏轉(zhuǎn)部件641的新旋轉(zhuǎn)角度經(jīng)歷掃描和目標(biāo)探測。預(yù)定的常數(shù)角度不總是限于1度，而可以小于或大于此角度。凸輪681 的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)角度同樣也不總是限于45度，而可以小于或大于此角度。這樣，在本實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)部件641由凸輪機(jī)構(gòu)680可傾斜地支撐和 振動(dòng)，以便以受控方式以給定的傾斜角度范圍振動(dòng)。因此，偏轉(zhuǎn)部件641 可以被穩(wěn)定支撐并且在其傾斜動(dòng)作中受控。此外，凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī)682組成由控制電路70控制的振動(dòng)構(gòu)件。 從而可以以相對簡單和緊湊的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)振動(dòng)構(gòu)件，而仍然可靠地振動(dòng)偏轉(zhuǎn) 部件641。振動(dòng)構(gòu)件(凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī)682)和偏轉(zhuǎn)部件641是合為一體的并 且一起旋轉(zhuǎn)，而電動(dòng)機(jī)682由不與該合為一體的單元一起旋轉(zhuǎn)的外部電源 供電。從而包含偏轉(zhuǎn)部件641的旋轉(zhuǎn)部分在其構(gòu)造方面可以簡化。此外， 電源線686將電動(dòng)機(jī)682和外部電源進(jìn)行電連接，而偏轉(zhuǎn)部件641按給定 旋轉(zhuǎn)范圍往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因而，雖然采用了振動(dòng)構(gòu)件，這一構(gòu)件由外部電源供 電良好。(第八實(shí)施例)參照圖17-18A和18B，下面將描述依照本發(fā)明第八實(shí)施例的激光雷達(dá) 裝置。圖17顯示了依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置700的概略配置。激光雷達(dá) 裝置700裝配有包含振動(dòng)單元780的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)740，取代前述的旋轉(zhuǎn)偏 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)640。其余的組件相同或一致于第七實(shí)施例所使用的那些，因此說明 集中于振蕩單元780。來自激光二極管10的激光束L1由反射鏡630以基本上直角進(jìn)行反射， 并且輻射到旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)740的偏轉(zhuǎn)部件641的中央?yún)^(qū)域。在此機(jī)構(gòu)740 中，偏轉(zhuǎn)部件641可在中心軸642a和垂直于中心軸642a的軸641a上旋轉(zhuǎn)。 偏轉(zhuǎn)部件641充當(dāng)入射光束L1和來自目標(biāo)的入射反射光的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，其與 所述的是相同的。偏轉(zhuǎn)部件641由電動(dòng)機(jī)650驅(qū)動(dòng)以便旋轉(zhuǎn)。如圖18A所示，振動(dòng)單元780起到振動(dòng)構(gòu)件的作用，其裝配有旋轉(zhuǎn)部 件781和電動(dòng)機(jī)782，所述電動(dòng)機(jī)782使所述旋轉(zhuǎn)部件781在電動(dòng)機(jī)782的 旋轉(zhuǎn)軸783上旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)部件781包括兩部分，但合為一體從而在作為軸 的旋轉(zhuǎn)軸上可旋轉(zhuǎn)。所述兩部分為，半徑較大的大半徑部分781a和半徑較 小的小半徑部分781b。如圖18A中所示，大半徑部分781a可以與偏轉(zhuǎn)部 件641的末端接觸，并且當(dāng)取得接觸時(shí)將支撐件的末端上升。相反，如圖 18B中所示，小半徑部分781b可以與偏轉(zhuǎn)部件641的末端接觸，并且在取得接觸時(shí)將支撐件的末端下降。因此，電動(dòng)機(jī)782的旋轉(zhuǎn)容許振動(dòng)單元780實(shí)現(xiàn)在兩級之間的切換。 在一個(gè)級，大半徑部分781a以較高的空間位置支撐所述偏轉(zhuǎn)部件641的末 端，如圖18A中所示。在另一個(gè)級，小半徑部分781b以較低的空間位置支 撐所述偏轉(zhuǎn)部件641的末端，如圖18B中所示。從而偏轉(zhuǎn)部件641的末端 上下振動(dòng)。由于偏轉(zhuǎn)部件641支撐為可以在位于其縱向中心的軸(旋轉(zhuǎn) 軸)641a上旋轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)部件641末端的振動(dòng)容許整個(gè)偏轉(zhuǎn)部件641在傾斜方 向上運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)單元780是方向改變構(gòu)件和傾斜構(gòu)件的一部分。電動(dòng)機(jī)782的驅(qū)動(dòng)由控制電路70控制，從而偏轉(zhuǎn)部件641末端的振動(dòng) 由控制電路70控制。電動(dòng)機(jī)782可以使用多種電動(dòng)機(jī)，例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或 DC電動(dòng)機(jī)。此外，如圖18B所示，從偏轉(zhuǎn)部件641的下表面伸展出伸展部件742。 此伸展部件742以可移置方式與導(dǎo)向部件744嚙合，所述導(dǎo)向部件744固 定到軸部件642上框架743。特別是，在伸展部件742末端上形成有凸起 742a，導(dǎo)向槽744a傾斜地形成在導(dǎo)向部件744中。凸起742a與導(dǎo)向槽744a 適配并且在其中導(dǎo)向。伸展部件742和導(dǎo)向部件起到限制構(gòu)件的作用，限 制偏轉(zhuǎn)部件641的支撐端來避免振動(dòng)超出給定的振動(dòng)范圍。在圖17中，省 略了伸展部件742和導(dǎo)向部件744的繪示。為了探測偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜，放置了傳感器745。此傳感器745是己 知的位置傳感器，用于探測凸起742a的位置。因?yàn)榈玫搅送蛊?42a的位置， 可以唯一地確定偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜，可以通過探測凸起742a位置來探測 偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜。振動(dòng)單元780與偏轉(zhuǎn)部件641 —起旋轉(zhuǎn)，并且由放置在外部因而不旋 轉(zhuǎn)的商業(yè)電源687供電。電源線686也將商業(yè)電源687和振動(dòng)單元780電 連接以進(jìn)行電力傳輸。電源線686以前一個(gè)實(shí)施例中所說明的相同方式安 裝。其他配置同樣與前一個(gè)實(shí)施例中的那些相同。在本實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)部件641在中心軸642a上旋轉(zhuǎn)每個(gè)預(yù)定常數(shù)角度 (例如1度)，從而在每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度位置在外部空間中進(jìn)行縱向(Y軸方向)激 光束掃描。通過使振動(dòng)單元780振動(dòng)偏轉(zhuǎn)部件641來執(zhí)行縱向掃描。換句話說，當(dāng)振動(dòng)偏轉(zhuǎn)部件641時(shí)，偏轉(zhuǎn)部件641在兩個(gè)傾斜狀態(tài)之 間改變其傾斜位置，所述兩個(gè)傾斜狀態(tài)由圖17中的實(shí)線和虛線所示。當(dāng)光 電二極管20檢測到反射光時(shí)，控制電路70從位置傳感器745讀取信號， 以了解偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜?？刂齐娐?0不斷監(jiān)控電動(dòng)機(jī)650的旋轉(zhuǎn)位置，并且當(dāng)光電二極管20 檢測到反射光時(shí)了解電動(dòng)機(jī)650的旋轉(zhuǎn)位置。因此，基于來自傳感器745 的信號和電動(dòng)機(jī)650的旋轉(zhuǎn)位置，由控制電路70計(jì)算目標(biāo)的方向。以與所 述的相同的方式，同樣計(jì)算目標(biāo)到裝萱的距離。在本實(shí)施例中，裝配有旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)740，從而激光束L1可以在本激 光雷達(dá)裝置700的外部區(qū)域進(jìn)行三維掃描。尤其是，偏轉(zhuǎn)部件641由傾斜部件可傾斜地支撐，并且偏轉(zhuǎn)部件641 的給定位置(末端)在控制電路70的控制下以受控方式由振動(dòng)單元780振動(dòng)。 從而偏轉(zhuǎn)部件641保持穩(wěn)定，并且偏轉(zhuǎn)部件641的傾斜受到可靠控制。此外，限制構(gòu)件限制偏轉(zhuǎn)部件641以避免振動(dòng)貫穿給定的振動(dòng)范圍。 從而不需要改變激光束對偏轉(zhuǎn)部件的入射方向超出必要的角度范圍，而仍 然控制來自偏轉(zhuǎn)部件641的激光束發(fā)射方向在縱向方向上貫穿需要的期望 角度范圍，所述縱向方向即沿著中心軸642a的Y軸方向。振動(dòng)單元780能夠與偏轉(zhuǎn)部件641 —起旋轉(zhuǎn)，其可以由位置固定的外 部電源供電。從而，對于此供電系統(tǒng)，.在本實(shí)施例中取得了前述實(shí)施例中37所述的優(yōu)點(diǎn)。(第九實(shí)施例)參照圖19-21，下面將描述依照本發(fā)明第九實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 本實(shí)施例涉及如何支撐偏轉(zhuǎn)部件的另一種修改。圖19概略示出了依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置800的配置。如所示的， 本激光雷達(dá)裝置800裝配有反射鏡830、旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840和電動(dòng)機(jī)850， 替代第七和第八實(shí)施例中所說明的反射鏡630、旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)740和電動(dòng)機(jī) 650。同樣裝配有控制電路70，但此控制電路70所控制的組件以及如何控 制這些組件不同于前一個(gè)配置。 -在所替代的組件中，電動(dòng)機(jī)850與不同于前一個(gè)的軸部件842連接。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840具有中心軸842a，此機(jī)構(gòu)840在中心軸842a上是可 旋轉(zhuǎn)的。以相同于前一個(gè)的方式，Y軸設(shè)定為此中心軸842a的方向，并且 為此裝置800指定與如所述的相同的XYZ正交坐標(biāo)系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840裝配有偏轉(zhuǎn)部件841。從而，在X軸方向上從激光 二極管10發(fā)射的激光束Ll由反射鏡830基本上垂直反射，并且進(jìn)入作為 偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)部件841的中央部分。此部件841同樣可以在中心軸842a 上旋轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)部件841將入射激光束Ll指導(dǎo)(即偏轉(zhuǎn))朝向裝置800外的觀 測區(qū)域，并且接收來自區(qū)域中目標(biāo)的反射光L2。偏轉(zhuǎn)部件841還將反射光 L2反射(即偏轉(zhuǎn))朝向光電二極管20。由電動(dòng)機(jī)850驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)850和控制電路70組合形成驅(qū)動(dòng)構(gòu)件以旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)部件 841。 '在本激光雷達(dá)裝置800中，旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840與第一實(shí)施例中的顯著 不同，雖然其形狀與第一實(shí)施例中的類似。如圖20和21所示，此旋轉(zhuǎn)偏 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840裝配有前述的作為反射鏡的偏轉(zhuǎn)部件841、在其上支撐偏轉(zhuǎn)部件 841的支撐基座843以及與支撐基座843連接的圓柱形軸部件842。偏轉(zhuǎn)部 件841具有傾斜于中心軸842的反射表面841a，所述中心軸842用作偏轉(zhuǎn) 部件841的旋轉(zhuǎn)中心。偏轉(zhuǎn)部件841由支撐基座843可旋轉(zhuǎn)地支撐，從而 可以關(guān)于從中心軸842b移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圓柱形軸部件842形成為旋轉(zhuǎn)軸或者與電動(dòng)機(jī)850旋轉(zhuǎn)軸相連接的軸， 其為圓柱形并且一端與支撐基座843相連接。支撐基座843裝配有正方形置在板部件844長度方向一端上的 寬度方向兩個(gè)端點(diǎn)上。板部件844垂直于中心軸842b安裝。在板部件844 的一個(gè)位置上形成穿透其中的孔844a，其中在此位置與圓柱形軸部件842 相連接，從而使得孔844a與軸部件842的圓柱形膛孔842b相通。壓電致 動(dòng)器801安裝在膛孔842b內(nèi)以從其中向上突出。在偏轉(zhuǎn)部件841寬度方向的兩側(cè)上，固定形成兩個(gè)突起841b以向外突 出。突起841b由軸承845固定，從而偏轉(zhuǎn)部件841可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸845a 旋轉(zhuǎn)。軸承845和突起841b組成旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)846，其起圍繞旋轉(zhuǎn)軸845a 可傾斜地支撐偏轉(zhuǎn)部件841的傾斜機(jī)構(gòu)的作用。偏轉(zhuǎn)部件841和支撐基座 843通過旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)846相連接，兩者可以通過由電動(dòng)機(jī)850驅(qū)動(dòng)的圓柱 形軸部件842的旋轉(zhuǎn)而作為一個(gè)單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。壓電致動(dòng)器801是具有壓電元件的已知致動(dòng)器，所述壓電元件響應(yīng)于 所施加的電壓伸展和收縮。此壓電致動(dòng)器801具有壓電驅(qū)動(dòng)元件801a和對 驅(qū)動(dòng)元件801a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路801b。驅(qū)動(dòng)電路801b與控制電路70電 連接，從而驅(qū)動(dòng)電路801b響應(yīng)于來自控制電路70的指令信號對驅(qū)動(dòng)元件 801a施加電壓。來自控制電路70的指令信號為所施加的電壓提供元件801a 運(yùn)動(dòng)的受控量。壓電驅(qū)動(dòng)元件801a可獨(dú)立于偏轉(zhuǎn)部件841旋轉(zhuǎn)，并且為偏轉(zhuǎn)部件841 在激光雷達(dá)裝置800中的固定位置提供振動(dòng)動(dòng)作。此元件801a固定在圓柱 形軸部件842內(nèi)的支撐部件803上。支撐部件803直接或者通過其他部件 固定在外殼上。圓柱形軸部件842可以獨(dú)立于壓電驅(qū)動(dòng)元件801a旋轉(zhuǎn)。如圖20中所示，包含在圓柱形軸部件842中的驅(qū)動(dòng)元件801a響應(yīng)于 所施加的電壓而伸展或收縮，從而推動(dòng)偏轉(zhuǎn)部件841或者停止對偏轉(zhuǎn)部件 841的推動(dòng)。因此，指令信號能夠使偏轉(zhuǎn)部件841的指定部分(即元件801a 推動(dòng)的位置)振動(dòng)。從而，在旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840中，取決于反映待控制量的指令信號，調(diào) 整驅(qū)動(dòng)元件801a的凸起(伸展/收縮)量。響應(yīng)于這種調(diào)整，偏轉(zhuǎn)部件841圍 繞垂直于中心軸842b的旋轉(zhuǎn)軸(軸線)傾斜。這種傾斜動(dòng)作引起激光束Ll 對反射表面841a的入射方向相對于激光束Ll發(fā)生改變，造成來自偏轉(zhuǎn)部 件841的激光束的方向在沿著中心軸842b的縱向(Y軸)方向上改變(即掃描)。此掃描由實(shí)線L2和虛線L2，示例。實(shí)線L2和虛線L2，顯示激光束和 反射光的傳播，其在偏轉(zhuǎn)部件841分別采取實(shí)線所示的傾斜姿態(tài)和虛線所 示的傾斜姿態(tài)時(shí)獲得。實(shí)線L2或虛線'L2，之間的Y軸方向?qū)挾蕊@示了接收 反射光的范圍。取決于壓電驅(qū)動(dòng)元件801a的突出長度(伸展/收縮)，確定偏轉(zhuǎn)部件841 的傾斜程度。從而，對指令信號的控制導(dǎo)致對偏轉(zhuǎn)部件841的傾斜的精確 控制。控制電路70負(fù)責(zé)對電動(dòng)機(jī)850的控制，從而此電路70知曉表示此 電動(dòng)機(jī)850旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息。因此，控制電路70能夠計(jì)算圓柱形軸部件842 的旋轉(zhuǎn)位置，從而計(jì)算從偏轉(zhuǎn)構(gòu)件814發(fā)射到待觀測區(qū)域的激光束的三維 方向。以與所說明的相同的方式，可以計(jì)算從目標(biāo)到裝置的距離。在本實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)部件841的一部分由壓電驅(qū)動(dòng)元件801a提供推動(dòng) 力，壓電驅(qū)動(dòng)元件801a響應(yīng)于來自在控制電路70的控制下的驅(qū)動(dòng)電路801b 的驅(qū)動(dòng)信號。也就是說，此元件801a的伸展和收縮造成偏轉(zhuǎn)以受控方式傾 斜和不傾斜。此傾斜動(dòng)作容許來自裝置800的激光束L1在縱向方向上掃描。 此外，這種縱向掃描可以在XY平面i的每個(gè)角度位置執(zhí)行，從而在裝置 800外部區(qū)域進(jìn)行三維高精度掃描操作。為了掃描縱向方向，僅推動(dòng)或不推動(dòng)偏轉(zhuǎn)部件841的一部分已經(jīng)足夠， 其結(jié)構(gòu)相對簡單并且對推動(dòng)、即振動(dòng)操作的控制精確。此外，伸展/收縮構(gòu)件通過使用壓電元件實(shí)現(xiàn)，從而防止構(gòu)件尺寸過于 巨大并且仍然將振動(dòng)控制保持在較高水平。(修改例)參照圖22-23，下面將描述第九實(shí)施例的修改例。 (第一修改例)圖22顯示了第一修改例，其中裝配有另一種類型的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 840A。如圖22中所示，此旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).840A與前述旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840的區(qū) 別在于采用尺寸可變部件811a作為伸展/收縮構(gòu)件，取代壓電驅(qū)動(dòng)元件 801a，并采用空氣量調(diào)整單元811b作為伸展/收縮構(gòu)件驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，取代驅(qū)動(dòng) 電路801b。其余的部件與第九實(shí)施例中的那些相同。對空氣量調(diào)整單元811b 驅(qū)動(dòng)的控制容許偏轉(zhuǎn)部件841的給定部分在其振動(dòng)上受控。所述給定部分由尺寸可變部件811a推動(dòng)。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840A以與如圖20中相同的方式構(gòu)造。尺寸可變部件811a包含在圓柱形軸部件842的圓柱形膛孔842b中， 從而伸入板部件844的孔844a中。此部件811a的外部尺寸可以根據(jù)待充入 其中的空氣量而變化，從而這種變化表現(xiàn)為從板部件844的凸起中的變化。 這一尺寸可變部件811a具有可折疊形的外觀和位于兩端的兩個(gè)口 ，包括充 氣口 812和排氣口 813。充氣口 812用于使用由空氣量調(diào)整單元811b排出 的空氣供應(yīng)此部件Slla。當(dāng)包含在部件811a中的空氣排入到空氣量調(diào)整單 元811b內(nèi)時(shí)，使用排氣口 813?？刂齐娐?0配置為利用到單元811b的指令信號來指揮空氣量調(diào)整單 元811b調(diào)整待充氣或排氣的空氣量。空氣量調(diào)整單元811b起氣體量調(diào)整構(gòu)件的作用，包含對經(jīng)由口 812提 供到尺寸可變部件811a的空氣量進(jìn)行探測的第一流量傳感器、對經(jīng)由口 813 從部件811a排出的空氣量進(jìn)行探測的第二流量傳感器、例如空氣泵和空氣 壓縮機(jī)的供應(yīng)空氣的供氣設(shè)備、以及電磁閥或其他選擇性開啟和關(guān)閉空氣 供應(yīng)通道和空氣排出通道的裝置。在依照此修改例的配置中，偏轉(zhuǎn)部fr 841可以獨(dú)立于尺寸可變部件81 la 旋轉(zhuǎn)，其在裝置的給定位置對偏轉(zhuǎn)部件841進(jìn)行振動(dòng)。此部件811以與如 圖20中所述相同的方式固定在圓柱形軸部件842內(nèi)的支撐部件803上。因 此，此部件842可以圍繞尺寸可變部件811a旋轉(zhuǎn)。在此修改例中，取決于尺寸可變部件811a中所包含的空氣量，確定偏 轉(zhuǎn)部件841的傾斜。使控制電路70控制從空氣量調(diào)整單元811b提供的空 氣量使得可能精確地調(diào)整偏轉(zhuǎn)部件841的傾斜角度。通過這種傾斜操作， 從裝置發(fā)射的激光束可以沿著XY平面在每個(gè)角步進(jìn)角度位置對裝置外部 區(qū)域進(jìn)行縱向(Y軸)方向掃描，以提供三維掃描。此掃描以所描述的相同方 式產(chǎn)生對每個(gè)目標(biāo)的三維方向及從其的距離的更加簡單并且更加可靠的測因此，此修改例的配置提供了與寧九實(shí)施例中的那些相同或相似的優(yōu) 點(diǎn)。換句話說，可以簡化配置并且可以容易地保證較大的伸展/收縮量。 (第二修改例)圖23顯示了第二修改例，其中裝配有另一種類型的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 840B。如圖23所示，此旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840B在振動(dòng)構(gòu)件和傾斜控制構(gòu)件方面 不同于前述旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)840。其余部件與第九實(shí)施例中的那些相同。圖23中提供的修改例包括將推動(dòng)力傳輸?shù)狡D(zhuǎn)部件841的傳輸部件 821、使傳輸部件821進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)822、以及驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)822的電動(dòng)機(jī)823。此電動(dòng)機(jī)823例示了往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。通 過傳輸部件821的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以使偏轉(zhuǎn)部件841傾斜。傳輸部件821適配于圓柱形軸部件842，并且可以在上下方向，即Y 軸方向上在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此傳輸部件821與臂822a可旋轉(zhuǎn)地連接，臂822a 可旋轉(zhuǎn)地連接到另一個(gè)臂822b。第二臂822b由電動(dòng)機(jī)823驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。從而 臂822a和臂822b、傳輸部件821和圓柱形軸部件842構(gòu)成曲柄和活塞機(jī)構(gòu)， 以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)。取決于電動(dòng)機(jī)823的旋轉(zhuǎn)，促使傳輸部件 821上下移動(dòng)，改變傳輸部件821的凸起從板部件露出的量。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)846、傳輸部件821、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)822和電動(dòng)機(jī)823的 組合例示了方向改變構(gòu)件和傾斜構(gòu)件。此外，傳輸部件821、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 822和電動(dòng)機(jī)823例示了振動(dòng)構(gòu)件，振動(dòng)構(gòu)件使偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的給定部分在上下 方向上振動(dòng)。其余組件與第一修改例中的那些相同。從而，第二修改例提供了與第一修改例中的那些相同或類似的優(yōu)點(diǎn)。 傳輸部件821的使用對于推動(dòng)偏轉(zhuǎn)部件841的一部分是有效的，其仍然受 限于簡化的結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)823由控制電路70驅(qū)動(dòng)，其容許給定的板部分振 動(dòng)。從而偏轉(zhuǎn)部件841的傾斜可以受到精確控制，結(jié)果是可能執(zhí)行對目標(biāo) 的精確三維探測。(第十實(shí)施例)參照圖24-27，下面將描述依照本發(fā)明第十實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。 圖24概略示出了依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置900的配置。此配置與 第七-九實(shí)施例中所示的配置的區(qū)別在于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件和振動(dòng)構(gòu)件。其余部 件與第七-九實(shí)施例中的那些相同或類似，因此省略對這些部件的詳細(xì)描述。 如圖24所示，激光雷達(dá)裝置900裝配有一些新的組件，包括旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)940、具有軸部件942的電動(dòng)機(jī)950、以及第一和第二邊緣振動(dòng)單元961 和965。軸部件942與第一實(shí)施例中的軸部件不同，但電動(dòng)機(jī)950本身與第 一實(shí)施例中的相同。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)940具有中心軸942a，此機(jī)構(gòu)940在該中心軸上可旋轉(zhuǎn)。 沿著中心軸942a的方向設(shè)定為Y軸，而其余的X和Z軸設(shè)定為與己經(jīng)描 述的那些相同。具體地說，旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)940包含作為反射鏡并且可在中心軸942a上 旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)部件941(用作偏轉(zhuǎn)構(gòu)件)、軸部件942、用作基座板的平板狀法 蘭943、以及連接機(jī)構(gòu)944。軸部件942由電動(dòng)機(jī)950驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。法蘭943 與偏轉(zhuǎn)部件941合為一個(gè)單元。連接機(jī)構(gòu)944將軸部件942和法蘭943連 接。偏轉(zhuǎn)部件941具有平的反射表面941a，其傾斜于中心軸942a并且定位 于接收入射激光束L1。反射表面941a以與第一實(shí)施例中相同的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。 偏轉(zhuǎn)部件941響應(yīng)于稍后將描述的振動(dòng)構(gòu)件的振動(dòng)，使得表面941a對中心 軸942a的傾斜角度以可控方式變化。響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)950的驅(qū)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)部件 941還可以在沿著Y軸的中心軸942a上旋轉(zhuǎn)。法蘭943例示了合為一體的擺動(dòng)部件。如圖25和27中所示，法蘭943 形成為具有基本為圓環(huán)形的形狀，其外圍邊緣延伸超過偏轉(zhuǎn)部件941的外 圍邊緣。法蘭943與偏轉(zhuǎn)部件941的下表面部分剛性連接，從而法蘭943 可以與偏轉(zhuǎn)部件941 一起旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)。此外，法蘭943通過連接機(jī)構(gòu)944 與軸部件942相連。軸部件942制造作為電動(dòng)機(jī)950 ^J旋轉(zhuǎn)軸。在軸部件942上面安裝有 連接機(jī)構(gòu)944。如圖25A、 25B和26A、 26B中所示，連接機(jī)構(gòu)944為球窩 接頭，其構(gòu)造與圖7中所示的相同。也就是說，連接機(jī)構(gòu)944包含球形部 分944a和球形外殼部分944b，兩者組裝為圖7中所述的球形支承螺柱和承 窩。法蘭943和連接機(jī)構(gòu)944組成傾斜機(jī)構(gòu)，可傾斜地支撐偏轉(zhuǎn)部件941 。如圖26中所示，軸部件942裝配有凸起945，用于將軸部件942的旋 轉(zhuǎn)力傳輸?shù)竭B接機(jī)構(gòu)944的球形外殼部分944b(實(shí)際上，到球形外殼部分 944b上的凸起946)。軸部件942的凸起945通過軸部件942的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)制地 繞球形外殼部分944b旋轉(zhuǎn)。圖26A和26B中所示的配置僅是一個(gè)示例，因而只要在軸部件942的旋轉(zhuǎn)傳輸?shù)椒ㄌm943的過程中能夠可擺動(dòng)地固定法 蘭943，就可以采用任何的其他配置。作為示例，可以使用通用接頭來連接 法蘭943和軸部件942。此外，如圖24、 25A、 25B和27中所示，提供第一和第二邊緣振動(dòng)單 元961和965作為邊緣振動(dòng)構(gòu)件，用于振動(dòng)(即提升和降低)法蘭943的邊緣。 第一邊緣振動(dòng)單元961包含通過法蘭943將力傳輸?shù)狡D(zhuǎn)部件941的傳輸 部件962、使傳輸構(gòu)件943往復(fù)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)963、以及驅(qū)動(dòng)往復(fù)運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)963的電動(dòng)機(jī)964。此第一邊緣振動(dòng)單元961負(fù)責(zé)振動(dòng)(即提升和降 低)法蘭943的第一邊緣位置，從而偏轉(zhuǎn)部件941可以在傾斜于中心軸942a 的方向上下振動(dòng)。傳輸部件962典型地由圖25A、 25B、 27A和27B所示，其中此部件 962適配于安裝在裝置900中固定位置的雙側(cè)導(dǎo)向部件963c的凹槽內(nèi)(參照 圖27A和27B)。導(dǎo)向部件963c平行于中心軸942a，從而傳輸部件962可 以由導(dǎo)向部件963c導(dǎo)向，以便在上下方向內(nèi)滑動(dòng)。臂963a與此傳輸部件 962可旋轉(zhuǎn)地連接，而另一個(gè)臂963b與此臂963a可旋轉(zhuǎn)地連接(參照圖25A 和25B)。臂963a和963b以及導(dǎo)向部件963c組成往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)963。臂963b由電動(dòng)機(jī)964驅(qū)動(dòng)，從而往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)963將電動(dòng)機(jī)964的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為傳輸部件962的線性運(yùn)動(dòng)。傳輸部件962具有凹槽962a，法 蘭943的邊緣定位于凹槽962a中，同時(shí)在其內(nèi)預(yù)留預(yù)定高度的間隙。從而 在其邊緣仍然位于凹槽962a中的情況下，容許法蘭943響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)950 的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。因此，將電動(dòng)機(jī)964旋轉(zhuǎn)到給定的第一旋轉(zhuǎn)位置將使偏轉(zhuǎn) 部件941的反射表面941a保持圖25A中所示的第一傾斜姿態(tài)。將電動(dòng)機(jī) 964旋轉(zhuǎn)到給定的第二旋轉(zhuǎn)位置將容許反射表面941a保持如圖25B中所示 的第二傾斜姿態(tài)。可以放置彈簧以在與傳輸部件962相反的位置上推動(dòng)法 蘭943，由箭頭F2示出，這為偏轉(zhuǎn)部件941提供了穩(wěn)定的定位作用。圖27A中顯示了第二邊緣振動(dòng)單元965，雖然圖中省略了其一部分。 此單元965與第一邊緣振動(dòng)單元961相同，包含為法蘭943提供上下推動(dòng) 力的傳輸部件966以及往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沐示出)和電動(dòng)機(jī)(未示出)。第一和第 二邊緣振動(dòng)單元961和965彼此分離地設(shè)置，如圖27A和27B中所示。第 一邊緣振動(dòng)單元961設(shè)置在M1所示的第一邊緣位置，而第二單元965設(shè)置44在M2所示的第二邊緣位置，M2與Ml關(guān)于中心軸942a分開90度(參照圖 27A)。標(biāo)記Ml和M2顯示了虛構(gòu)的平面，都包含中心軸942a并且經(jīng)過傳 輸部件962(966)?？刂齐娐?0包含具有CPU和存儲(chǔ)器的微型機(jī)算計(jì)，如第一實(shí)施例中 所述的，并且配置用于執(zhí)行給定的軟件程序以探測目標(biāo)以及控制多種電動(dòng) 機(jī)或其他部件的驅(qū)動(dòng)。這樣的程序事先安裝在微型機(jī)算計(jì)的存儲(chǔ)器中。在本激光雷達(dá)裝置900中，當(dāng)偏轉(zhuǎn)部件941定位在給定的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)， 第二邊緣振動(dòng)單元965運(yùn)行用于使法蘭943振動(dòng)。然而，偏轉(zhuǎn)部件941定 位在給定旋轉(zhuǎn)位置以外的旋轉(zhuǎn)位置，第一邊緣振動(dòng)單元961運(yùn)行。此分離 操作由控制電路70實(shí)現(xiàn)，控制電路70控制各種電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。具體地，給定旋轉(zhuǎn)位置確定為這樣的旋轉(zhuǎn)位置，其容許另一個(gè)虛構(gòu)平 面M3和前述的虛構(gòu)平面Ml之間的角等于或大于給定的閾值(例如45度)， 其中第三虛構(gòu)平面M3是包含中心軸942a并且垂直于反射表面941a的平 面。在這種情況下，如圖27B所示，第二邊緣振動(dòng)單元965使法蘭943的 邊緣振動(dòng)。如圖27A所示，在不同于土述的其他情況下，也就是說當(dāng)平面 M3和Ml之間的角小于給定閾值時(shí)，第一邊緣振動(dòng)單元961使法蘭943的 邊緣振動(dòng)。圖24顯示了下面的情況，其中虛構(gòu)平面Ml和M3之間的角小于閾值 并且第一邊緣振動(dòng)單元961起作用。也就是說，當(dāng)驅(qū)動(dòng)此單元961到圖24 所示的狀態(tài)時(shí)，偏轉(zhuǎn)部件941定位于如實(shí)線所示位置，從而激光束如實(shí)線 所示從裝置900發(fā)射，并且反射光如實(shí)線L2所示返回。在這種情形下，當(dāng) 單元961被驅(qū)動(dòng)到新的狀態(tài)以容許偏轉(zhuǎn)部件941如圖24中虛線所示傾斜時(shí)， 激光束的路徑改變?yōu)長l，并且反射光的路徑改變?yōu)長2'。這意味著在XZ平面的特定方向上發(fā)射激光束Ll并且在裝置900外部 區(qū)域的縱向(Y軸)方向進(jìn)行掃描。此掃描使用第一或第二邊緣振動(dòng)單元961 或965在XZ平面的下一個(gè)角度位置重復(fù)執(zhí)行，產(chǎn)生對區(qū)域的三維掃描。因此，本實(shí)施例提供了與第一實(shí)施例中的那些相同或一致的操作和優(yōu) 點(diǎn)。此外，振動(dòng)構(gòu)件分成第一和第二邊緣振動(dòng)單元961和965，兩者在不同 的邊緣位置以及在不同的角度區(qū)域選擇性地運(yùn)行。因此偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)940的旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以制成尺寸緊湊并且重量小，從而提高旋轉(zhuǎn)控制和對旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加速的精確性。電動(dòng)機(jī)950同樣可以制成尺寸緊湊。此外，由于第一和 第二邊緣振動(dòng)單元961和965在裝置900中的不同的固定位置使法蘭943 振動(dòng)，因而與振動(dòng)構(gòu)件和偏轉(zhuǎn)構(gòu)件合成一體的結(jié)構(gòu)相比，電力供給和控制 信號的傳輸更容易。軸942和法蘭943可以一起旋轉(zhuǎn)，而振動(dòng)構(gòu)件分成單元961和965，因 而在不同的邊緣部分振動(dòng)。因而振動(dòng)構(gòu)件和偏轉(zhuǎn)構(gòu)件可以單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此 振動(dòng)構(gòu)件可以設(shè)置于裝置中給定的、但卻是所希望的位置，而仍然提供振 動(dòng)和偏轉(zhuǎn)功能。法蘭943在其邊緣部分?jǐn)[動(dòng)，與振動(dòng)力施加到法蘭中心部 分的情況相比，導(dǎo)致振動(dòng)的力減小。這對于產(chǎn)生緊湊、低零件成本的裝置 來說是有效的。如所述的，第一和第二邊緣振動(dòng)單元961和965彼此分離以振動(dòng)(即施 加力于)第一和第二邊緣位置，并且取決于偏轉(zhuǎn)部件941的旋轉(zhuǎn)位置選擇性 地使用。結(jié)果是，法蘭943可以沿著多個(gè)虛構(gòu)的平面擺動(dòng)(上下傾斜)，而不 限于沿著特定平面，增加了擺動(dòng)的度數(shù)。偏轉(zhuǎn)部件941與法蘭943 —起旋 轉(zhuǎn)，也可以取決于XZ(水平)平面中每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置而擺動(dòng)，產(chǎn)生Y軸(縱向) 方向內(nèi)的優(yōu)選的掃描。(第十一實(shí)施例)參照圖28-30，下面將描述依照本發(fā)明第十一實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。圖28概略示出了依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置1000的配置。這一配 置與第七-十實(shí)施例中所示配置的區(qū)別在于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。其余部件與第七-十實(shí)施例中相同或相似，因而省略了其詳細(xì)說明。如圖28中所示，激光雷達(dá)裝置1000裝配有反射鏡1030以及具有偏轉(zhuǎn) 部件1041和中心軸1042a的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1040， Y軸與先前的裝置類似指 定給該中心軸1042a。反射鏡1030安裝用于在X軸方向接收從激光二極管 IO發(fā)射的激光束LI，并且基本垂直地將其反射朝向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1040。入 射到此機(jī)構(gòu)1040上的激光束L1進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件1041的中心部分。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1040包含上面描述的偏轉(zhuǎn)部件1041、軸部件1042、從 偏轉(zhuǎn)部件1041凸起的凸起部件1043、連接機(jī)構(gòu)1044、以及驅(qū)動(dòng)軸部件1042 的電動(dòng)機(jī)1050。偏轉(zhuǎn)部件1041為反射鏡。偏轉(zhuǎn)部件1041可以通過電動(dòng)機(jī)1050的驅(qū)動(dòng)在中心軸1042a上旋轉(zhuǎn)，并且其偏轉(zhuǎn)作用與前面描述的相同。連接單元1044包含從軸部件1042的兩側(cè)凸起的凸起1042a以及可旋 轉(zhuǎn)地支撐凸起1042b的軸承1043a，在軸部件1042和凸起部件1043之間提 供可旋轉(zhuǎn)支撐。連接單元1044用作支撐機(jī)構(gòu)用于可傾斜地支撐偏轉(zhuǎn)部件 1041。由連接單元1044可傾斜地支撐的偏轉(zhuǎn)部件1041包含傾斜于中心軸 1042a的反射表面1041a，從而反射表面1041a和中心軸1042a之間的角隨 著偏轉(zhuǎn)部件1041的傾斜而改變。凸起1042b提供旋轉(zhuǎn)軸，凸起部件1043 在該旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)。此旋轉(zhuǎn)軸垂直于中心軸1042a，即Y軸。因此，驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)1050旋轉(zhuǎn)，則軸部件1042旋轉(zhuǎn)，并且連接單元1044旋轉(zhuǎn)，這使得 經(jīng)過凸起1042b的虛構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸能夠在XZ平面內(nèi)繞中心軸1042a旋轉(zhuǎn)。激光雷達(dá)裝置1000進(jìn)一步裝配有一對旋轉(zhuǎn)單元1045和1046，兩者安 裝在偏轉(zhuǎn)部件1041下面，并且配置用于與偏轉(zhuǎn)部件1041 —起旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn) 單元1045和1046都從偏轉(zhuǎn)部件1041底部的后面成放射狀延伸，以便在比 偏轉(zhuǎn)部件1041水平位置較低的XZ平面內(nèi)離開中心軸1042a 。對于這種布 置，旋轉(zhuǎn)單元1045和1046中每個(gè)都包含固定到偏轉(zhuǎn)部件1041底部后面的 固定部件1045a(1046a)以及可旋轉(zhuǎn)地連接每個(gè)固定構(gòu)件1045a(1046a)末端的 旋轉(zhuǎn)部件1045b(1046b)。如圖28和29中所示，本激光雷達(dá)裝置1000還裝配有環(huán)形導(dǎo)向通道 1047，其固定地安裝以通過圍繞旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1040來經(jīng)過旋轉(zhuǎn)單元1045 和1046的位置。此導(dǎo)向通道1047提供了為每個(gè)旋轉(zhuǎn)單元1045(1046)的末 端導(dǎo)向的軌道部分。當(dāng)電動(dòng)機(jī)1050旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)單元1045和1046也旋轉(zhuǎn)， 在此過程期間導(dǎo)向通道1047使得每個(gè)旋轉(zhuǎn)單元的末端能夠在中心軸1042b 的方向即Y軸方向上改變位置。為了使其實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)向通道1047具有獨(dú)特的 導(dǎo)向路徑，這將在下面描述。導(dǎo)向通道1047具有作為導(dǎo)向路徑的環(huán)形槽部分，并且當(dāng)以剖面觀察時(shí) 該槽部分具有一端開口的盒子形狀。旋轉(zhuǎn)單元1045和1046的旋轉(zhuǎn)部件 1045b和1046b插入槽部分，并且隨著偏轉(zhuǎn)部件1041的旋轉(zhuǎn)而被沿著導(dǎo)向 平面導(dǎo)向。旋轉(zhuǎn)部件1045b和1046b為輥，從而旋轉(zhuǎn)部件可以在導(dǎo)向通道 1047的槽部分內(nèi)被固定和滾動(dòng)。如圖30中所示，導(dǎo)向通道1047的槽部分形成為在中心軸1042a的方 向即Y軸方向上連續(xù)地改變其高度。實(shí)際上，槽部分包括第一向上彎曲部 分1047b和第二向下彎曲部分1047c，其交替安裝以形成例如正弦曲線路徑。 因此，此路徑包括逐漸上升的路徑和逐漸下降的路徑，兩者交替出現(xiàn)。在Y 軸方向上升和下降的移置(高度)設(shè)定為相同。旋轉(zhuǎn)單元1045和1046彼此相對，其間為中心軸1042a，并且插入導(dǎo)向 通道1047。因此，考慮這種布置時(shí)，產(chǎn)生導(dǎo)向通道1047的槽部分以便每個(gè) 第一向上彎曲部分1047b與每個(gè)第二下降彎曲部分1047c相對，其間為中 心軸1042b。因此，無論何時(shí)，在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)單元1045和1046中， 一個(gè)上升 另一個(gè)則下降。旋轉(zhuǎn)單元1045和1046以及導(dǎo)向通道1047起到方向改變構(gòu)件的作用， 從而在偏轉(zhuǎn)部件1041響應(yīng)于電動(dòng)機(jī)1050的旋轉(zhuǎn)而沿著XZ平面旋轉(zhuǎn)的過程 中，旋轉(zhuǎn)單元1045和1046的末端沿著中心軸1042a在Y軸方向上以給定 循環(huán)波動(dòng)。旋轉(zhuǎn)單元1045和1046的此波動(dòng)轉(zhuǎn)換為Y軸方向上偏轉(zhuǎn)部件1041 的擺動(dòng)(上下傾斜)運(yùn)動(dòng)，對入射激光束L1提供相對位置變化，也就是說入 射方向的相對變化。在本實(shí)施例中，波動(dòng)設(shè)定為引起偏轉(zhuǎn)部件1041在圖28 中實(shí)線和虛線所示的兩個(gè)姿態(tài)之間傾斜。結(jié)果，改變了從偏轉(zhuǎn)部件1041發(fā) 射的激光束L1的方向，即在Y軸方向掃描。電動(dòng)機(jī)1050與第一實(shí)施例中的相類似，除了軸部件1042的結(jié)構(gòu)?？?制電路70也以與第一實(shí)施例中相同的方式配置，除了受控的組件和如何對 它們進(jìn)行控制外?？刂频膬?nèi)容已經(jīng)在上面說明。電動(dòng)機(jī)1050和控制電路70 的組合起到驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的作用，并且控制電路70還起到控制構(gòu)件的作用。在本雷達(dá)裝置1000中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)部# 1045b和1046b的Y軸方向位置相 同時(shí)，偏轉(zhuǎn)部件1041采取圖28中實(shí)線所示的姿態(tài)。在此情況下，激光束 Ll沿著實(shí)線所示的路徑傳播，而反射光L2沿著實(shí)線返回并且進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部 件1041。同時(shí)，當(dāng)此部件1041旋轉(zhuǎn)到XZ平面內(nèi)的另一個(gè)角度位置時(shí)，偏 轉(zhuǎn)部件1041采取虛線所示的姿態(tài)。這是由如所述的導(dǎo)向通道1047的波動(dòng) 路徑造成的。從而激光束L1沿著線L1，傳播進(jìn)入裝置外部的區(qū)域，并且反 射光L2'沿著虛線返回到偏轉(zhuǎn)部件1041。因而，本實(shí)施例可能提供與已經(jīng)說明的相同或相似的優(yōu)點(diǎn)，其為優(yōu)選的對目標(biāo)的三維探觀!J。此外，由于旋轉(zhuǎn)單元1045和1046以及導(dǎo)向通道1047 組合如上，所以可以改變偏轉(zhuǎn)部件1041對激光束L1的相對位置。不必要 采用任何特殊的致動(dòng)器來擺動(dòng)或傾斜偏轉(zhuǎn)部件1041。從而電動(dòng)機(jī)1050的動(dòng) 力可以用于偏轉(zhuǎn)部件1041的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)或傾斜。這有利于降低生產(chǎn)成本以 及減小裝置重量。采用環(huán)形導(dǎo)向通道1047，在其中或者至少在其一部分上形成波動(dòng)路徑。 此波動(dòng)路徑使得偏轉(zhuǎn)部件1041可靠地?cái)[動(dòng)或傾斜。安裝此環(huán)形導(dǎo)向通道 1047使其不妨礙裝置中偏轉(zhuǎn)部件1041的旋轉(zhuǎn)是可能的。能夠使此安裝緊湊。 環(huán)形導(dǎo)向通道1047提供了旋轉(zhuǎn)單元的穩(wěn)定支撐和平滑導(dǎo)向。(j虔改例)導(dǎo)向通道1047的形式不限于圖30中所描述的。圖31顯示了另一個(gè)例 子，其中形成有直線部分1047d，每個(gè)直線部分連接相鄰的彎曲部分1047b 和1047d。這也提供了在Y軸方向改變的波動(dòng)路徑。圖28所示的配置可以由圖32中所示的配置代替。圖32中所示的激光 雷達(dá)裝置1100與圖28中所示的區(qū)別在于，裝配有旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1140。實(shí) 際上，前述的旋轉(zhuǎn)單元1045和1046由其他的旋轉(zhuǎn)單元1048a和1048b代 替，并且使導(dǎo)向路徑的槽寬度與旋轉(zhuǎn)單元1048a和1048b末端的尺寸相匹 配。其余配置與圖28中的那些相同。在此配置中，旋轉(zhuǎn)單元1048a和1048b不使用旋轉(zhuǎn)部件。也就是說， 旋轉(zhuǎn)單元1048a和1048b僅形成為沒有旋轉(zhuǎn)部件的臂，不同于圖28中所示 的。類似于臂的末端直接裝配在導(dǎo)向通道1049的槽中。此導(dǎo)向通道1049 在形狀和正弦曲線導(dǎo)向路徑方面與前述的導(dǎo)向通道1047相同，如圖30A中 所示，除了槽寬度之外。因而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1050旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏轉(zhuǎn)部件1041和旋轉(zhuǎn)單元1048a 和1048b—起旋轉(zhuǎn)，由此兩個(gè)單元1048a和1048b的末端沿著導(dǎo)向通道1049 的內(nèi)部壁(導(dǎo)向路徑)滑動(dòng)。從而提供如前一個(gè)實(shí)施例所獲得的相同的操作和 優(yōu)點(diǎn)是可能的。導(dǎo)向通道1047為旋轉(zhuǎn)單元1048a和1048b提供平滑且穩(wěn)定、 但波動(dòng)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這引起偏轉(zhuǎn)部件1041的平滑且可靠的擺動(dòng)(傾斜)操作。(第十二實(shí)施例)參照圖33-35，下面將描述依照本發(fā)明第十二實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置。圖33概略示出了依照本實(shí)施例的激光雷達(dá)裝置1200的配置。此配置 與第一實(shí)施例中所示的區(qū)別在于旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。其余部件與第一實(shí)施例中 的那些相同或相似，因而省略其詳細(xì)說明。激光雷達(dá)裝置1200裝配有旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1240，對其給定中心軸42a。 此中心軸42a的方向?qū)?yīng)于Y軸，如第一實(shí)施例。此機(jī)構(gòu)1240包括可在中 心軸42a上旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)部件1241 。除了激光二極管10和光電二極管20，激光雷達(dá)裝置1200還裝配有反 射鏡1230，用于對來自激光二極管10的激光束L1進(jìn)行基本為直角的反射。 經(jīng)過反射的激光束L1進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件1241的中心部分。旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1240 包含由電動(dòng)機(jī)50驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)部件1241，從而部件1241即機(jī)構(gòu)1240 可以在中心軸42a上旋轉(zhuǎn)。如圖34和35所示，偏轉(zhuǎn)部件1241裝配有多個(gè)反射層1241a-1241e， 疊層在來自反射鏡1230的激光束L1的束入射位置。最底下的反射層1241a 由反射鏡構(gòu)成，而其余的反射層1241b-1241e由半鍍銀反射鏡構(gòu)成。因而， 由反射鏡1230反射的激光束Ll由最底下的反射層1241a之外的其余反射 層1241b-1241e反射以及透射通過它們'，并且由最底下的反射層1241a反射。 此外，如圖35所示，各個(gè)反射層1241a-1241e設(shè)定為對激光束Ll具有不同 的反射方向。這些不同反射方向通過例如改變每個(gè)反射層的厚度以便隨著 靠近其底端而變得更厚來實(shí)現(xiàn)。激光雷達(dá)裝置1200還裝配有激光束選擇器1202，用于從由多個(gè)反射層 1241a-1241e產(chǎn)生的不同反射角度的多個(gè)反射激光束La-Le中選擇任一個(gè)。 此激光束選擇器1202包含光屏蔽單元1210和對光屏蔽單元1210進(jìn)行線性 驅(qū)動(dòng)的線性致動(dòng)器1218。由線性致動(dòng)器1218驅(qū)動(dòng)光屏蔽單元1210不僅容 許任何反射激光束La-Le發(fā)射朝向目標(biāo)待觀測區(qū)域側(cè)面，而且還容許關(guān)閉 其余的激光束。也就是說，選擇器1202能夠在反射激光束La-Le之間選擇 性地執(zhí)行切換，從而選擇激光束用于區(qū)域的探測。激光束選擇器1202例示 了激光束選擇構(gòu)件。光屏蔽單元1210裝配有一對環(huán)形光屏蔽部件1211和1212以及連接器 1214。這些光屏蔽部件1211和1212以給定間距定位于沿著中心軸42a的Y 軸方向，并且由連接器1214彼此連接。從而在光屏蔽部件1211和1212之間形成狹縫1213使得圍繞整個(gè)偏轉(zhuǎn)部件1241，該狹縫容許任意的反射激光 束La-Le從其中經(jīng)過，。線性致動(dòng)器1218例示了移置構(gòu)件，并且其響應(yīng)于來自控制電路70的 指令將環(huán)形光屏蔽單元1211和1211對作為一個(gè)單元移置。激光束選擇器 1202響應(yīng)于線性致動(dòng)器1218的驅(qū)動(dòng)，通過改變狹縫1213的位置使光屏蔽 單元1210產(chǎn)生移置。因而，當(dāng)狹縫1213的位置改變時(shí)，可以選擇反射激光束La-Le中的一 個(gè)用于探測目標(biāo)，由此從偏轉(zhuǎn)部件發(fā)射的用于探測的激光束的方向可以在Y 軸方向改變(掃描)。圖33中所示的示例說明了，選擇來自最底下的反射層 1241a的反射激光束La。同時(shí)，來自目標(biāo)的反射光L2進(jìn)入偏轉(zhuǎn)部件1241 。當(dāng)使光屏蔽單元1210產(chǎn)生移置以選擇來自反射層1241e的反射激光束 Le時(shí)，激光束L1的傳播路徑形成如Ll，所示。在此情況下，反射光L2返 回到偏轉(zhuǎn)部件1241的路徑如L2'所示。控制電路70的物理配置與第一實(shí)施例中所說明的相同，但用于上述控 制的軟件程序可以事先安裝在其存儲(chǔ)器中。在本實(shí)施例中，類似于先前的各個(gè)實(shí)施例，可以發(fā)射激光束朝向待觀 測區(qū)域，并且以簡單但有效且可靠的方式用于目標(biāo)探測的三維掃描。尤其 是，作為偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，多個(gè)反射層用于對在各個(gè)層上的反射產(chǎn)生不同反射角 度的多個(gè)激光束。以受控的方式選擇不同反射角度激光束中的任何一個(gè)用 于單獨(dú)發(fā)射朝向區(qū)域。由于所作選擇使得所選激光束用于區(qū)域中Y軸方向 的掃描，結(jié)果是激光束在縱向(Y軸)方向上掃描。此外，偏轉(zhuǎn)部件1241沿 著XZ平面旋轉(zhuǎn)，如同第一實(shí)施例。因而，可以可靠地執(zhí)行對目標(biāo)的三維探 測。此外，除最底下的反射層之外的疊層反射層由半鍍銀反射鏡構(gòu)成，這 提供了簡單且可靠的光反射/透射光學(xué)系統(tǒng)。安裝一對環(huán)形光屏蔽部件1211和121以形成狹縫1213。成對的部件 1211和1212以受控方式作為合為一體的單元進(jìn)行移置。因此，可以在偏轉(zhuǎn) 部件1241處迅速并平滑地執(zhí)行反射激光之間的切換。尤其是，無論偏轉(zhuǎn)部 件1241沿著XZ平面處于何旋轉(zhuǎn)位置，可以從偏轉(zhuǎn)部件1241平滑地選擇反 射激光，在裝置周圍提供穩(wěn)定的目標(biāo)探測。51(其他實(shí)施例)在圖5的第四實(shí)施例中，激光二極管10和光電二級管20布置為彼此 相對，其間沿著中心軸342a設(shè)置有第一偏轉(zhuǎn)部件343。然而，這不是決定 性的清單。例如，激光二極管10可以布置用于從布置有光電二極管20的 相同一側(cè)發(fā)射激光束到第一偏轉(zhuǎn)部件343。在前面的實(shí)施例中，在從旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件到光學(xué)探測構(gòu)件的反射光光路 上，設(shè)置有用于會(huì)聚反射光的光會(huì)聚構(gòu)件(透鏡)。可選地，此光會(huì)聚構(gòu)件可 以從路徑中省略，而可以替代為設(shè)置相對較大孔徑的光探測器。前述實(shí)施例采用光學(xué)選擇構(gòu)件(濾光器)，設(shè)置在從旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件到光探 測構(gòu)件的反射光光路上。然而如果需要，此光選擇構(gòu)件可以從路徑中移除。在圖4中，對偏轉(zhuǎn)部件241提供可傾斜地支撐的結(jié)構(gòu)的說明已經(jīng)被簡 化。例如，圖14A中所示的傾斜機(jī)構(gòu)可以應(yīng)用為對偏轉(zhuǎn)部件241的可傾斜 地支撐的機(jī)構(gòu)。在圖6所示的第五實(shí)施例中，可以使用不同于四個(gè)的多個(gè)壓電致動(dòng)器 作為用于偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的致動(dòng)器。此外，可以使用單獨(dú)的一個(gè)壓電致動(dòng)器。此外，可以如下提供對圖8中第八實(shí)施例的修改。此修改涉及振動(dòng)構(gòu)件(凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī)682)與外部電源的連接。 在第八實(shí)施例中，外部電源設(shè)計(jì)為不與偏轉(zhuǎn)構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。這只是一個(gè)示 例，并可以修改為下面的方式。也就是說，如圖36A中所示，提供電池來 為振動(dòng)構(gòu)件供電，其可以與偏轉(zhuǎn)構(gòu)件作為一個(gè)單元一起旋轉(zhuǎn)。圖36A所示 的配置與第八實(shí)施例中的區(qū)別僅在于對振動(dòng)構(gòu)件(凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī) 682)的供電結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，電源線686、框架685、電池688的布置與第八實(shí)施例中的那 些不同。電池688以及振動(dòng)構(gòu)件(凸輪機(jī)構(gòu)680和電動(dòng)機(jī)682)設(shè)計(jì)為可以與 偏轉(zhuǎn)部件641 —起旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)682和電池688安裝在連接到軸部件642 的框架685上。此外，電源線686布線于并且沿著框架685，從電池688到 電動(dòng)機(jī)682。電池688由例如二氧化錳電池或堿性電池的原電池或例如鋰離 子電池或鎳電池的二次電池構(gòu)成。因此，使用這種供電配置消除了對將旋轉(zhuǎn)的和固定的組件進(jìn)行橋接的 電源布線的需要，因而簡化了布線結(jié)構(gòu)并且使得能夠不使用復(fù)雜的供電控制，從而改進(jìn)了供電配置。順便提及，前述修改可以進(jìn)一步修改為圖36B所示的供電配置。 如圖36B所示，圖19A中所示的配置修改為具有光源690，其將光線 發(fā)射到用作電池的太陽能電池689上。如同前述，太陽能電池689安裝在 框架685上。此外，在外殼3的固定位置，光源690固定設(shè)置用于發(fā)射光 線到太陽能電池689。光源690由固定放置在裝置外面的外部電源(例如商 業(yè)電源)供電。光源690例如是LED(發(fā)光二極管)或者其他發(fā)光構(gòu)件。因此，可能具有與上面所述圖36A中修改例相同的優(yōu)點(diǎn)。此外，太陽 能電池的使用使得長時(shí)間穩(wěn)定地為電動(dòng)機(jī)或旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的其他部件供電成 為可能。圖36A和36B中所述的配置可以應(yīng)用于圖17所示的第八實(shí)施例中。 在用作探測周圍障礙物的區(qū)域傳感器或者安全傳感器時(shí)，前述各個(gè)實(shí)施例和修改例中所示的激光雷達(dá)裝置提供了高度的可用性。本發(fā)明可以具體化為若干其他的形式而不脫離其精神實(shí)質(zhì)。因而這里所描述的實(shí)施例和修改例僅是為了示例而非限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書而非說明書限定。因而所有落入權(quán)利要求界限、或者等效于所述界限的變化將由權(quán)利要求書包含。
權(quán)利要求
1. 一種激光雷達(dá)裝置，包括激光束發(fā)生器，產(chǎn)生激光束；光探測器，探測由待觀測區(qū)域中目標(biāo)反射的反射光；偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件，裝配有一個(gè)或多個(gè)每一個(gè)都可在其給定的中心軸上旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，用于使所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠?qū)⒓す馐D(zhuǎn)到所述區(qū)域以及將反射光偏轉(zhuǎn)朝向所述光探測器；驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，被驅(qū)動(dòng)以旋轉(zhuǎn)所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件；方向改變構(gòu)件，改變來自所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的激光束的方向，該方向改變構(gòu)件被在中心軸方向上改變；以及控制構(gòu)件，控制所述方向改變構(gòu)件的操作。
2、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述方向改變構(gòu)件包括光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，適用于將來自激光束發(fā)生器的激 光束偏轉(zhuǎn)朝向所述一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且配置為可以擺動(dòng)，以及所述控制構(gòu)件包括擺動(dòng)控制構(gòu)件，控制所述光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的擺動(dòng)動(dòng)作。
3、 如權(quán)利要求2所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括-偏轉(zhuǎn)部件，其對激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可擺動(dòng)地支撐所述偏轉(zhuǎn)部件，以及致動(dòng)器，其驅(qū)動(dòng)由所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐的所述偏轉(zhuǎn)部件，擺動(dòng)控制構(gòu)件，其適用于控制由所述致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的所述偏轉(zhuǎn)部件的狀
4、如權(quán)利要求3所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述致動(dòng)器包括一個(gè)或多個(gè)壓電致動(dòng)器，該致動(dòng)器改變所述偏轉(zhuǎn)部件 的特定部分的位置，以及所述擺動(dòng)控制構(gòu)件適用于控制所述壓電致動(dòng)器以控制所述偏轉(zhuǎn)部件對于激光束的姿態(tài)。
5、 如權(quán)利要求3所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包含球窩接頭，使用球形支承螺柱和球窩連接所述偏轉(zhuǎn) 部件和支撐所述偏轉(zhuǎn)部件的支撐部件。
6、 如權(quán)利要求2所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述擺動(dòng)控制構(gòu)件適用于基于所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)位置來改變對所述 光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的擺動(dòng)控制。
7、 如權(quán)利要求2所述的激光雷達(dá)裝置，其中，所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件對反射光 進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)范圍大于所述光偏轉(zhuǎn)構(gòu)件對激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)范圍。
8、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述方向改變構(gòu)件包括 . 反射鏡單元，裝備有多個(gè)反射鏡，以及移置機(jī)構(gòu)，移置所述反射鏡單元，以便所述多個(gè)反射鏡依次安裝在來 自所述激光束發(fā)生器的激光束到達(dá)的位置，所述反射鏡單元的反射鏡具有反射表面，當(dāng)所述反射鏡單元由所述移 置機(jī)構(gòu)安裝于激光束入射位置時(shí)，這些反射表面的傾斜角彼此不同，以及所述控制構(gòu)件適用于控制所述移置機(jī)構(gòu)，以便切換反射鏡將其設(shè)置于 激光束入射位置，由此改變了激光束對所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的相對入射方向。
9、 如權(quán)利要求8所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述反射鏡單元可以在其給定的旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)，并且其形成使得所述 多個(gè)反射鏡環(huán)形地圍繞所述給定的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置，并且各個(gè)反射鏡在反射表 面對所述給定的旋轉(zhuǎn)軸的角度上彼此不同，所述移置機(jī)構(gòu)形成為在所述給定的旋轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)所述反射鏡單元的旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及所述控制構(gòu)件適用于控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)以便切換反射鏡將其設(shè)置于激光束入射位置。
10、 如權(quán)利要求8所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件配置為使所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)每個(gè)給定角度，以及 所述控制構(gòu)件適用于控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，使得每當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)每個(gè)給定角度時(shí)，所有的所述多個(gè)反射鏡依次設(shè)置于激光束入射位 置，由此中心軸的方向在所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度位置被掃描。
11、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述方向改變構(gòu)件形成為輸出方向改變構(gòu)件，其移置所述激光束發(fā)生 器以便改變激光束的輸出方向，以及所述控制構(gòu)件形成為控制所述激光束發(fā)生器的移置的移置控制構(gòu)件。
12、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述方向改變構(gòu)件形成為傾斜構(gòu)件，傾斜激光束到達(dá)其上的所述偏轉(zhuǎn) 構(gòu)件的至少一部分，以及所述控制構(gòu)件形成為傾斜控制構(gòu)件，傾斜所述傾斜構(gòu)件的傾斜動(dòng)作。
13、 如權(quán)利要求12所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括對來自所述激光束發(fā)生器的激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的第一 偏轉(zhuǎn)構(gòu)件和對來自目標(biāo)的反射光進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的第二偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，以及所述傾斜構(gòu)件適用于獨(dú)立于所述第二偏轉(zhuǎn)構(gòu)件來傾斜所述第一偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。
14、 如權(quán)利要求13所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述第二偏轉(zhuǎn)構(gòu)件對反射光進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)范圍大于所述第一偏轉(zhuǎn)構(gòu) 件對激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)范圍。
15、 如權(quán)利要求12所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述激光束發(fā)生器和所述光探測器安裝有設(shè)置其間在所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的中心軸上的探測構(gòu)件。
16、 如權(quán)利要求12所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述傾斜構(gòu)件包括-傾斜機(jī)構(gòu)，可傾斜地支撐所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，以及振動(dòng)構(gòu)件，在所述傾斜機(jī)構(gòu)支撐所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的位置振動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu) 件的給定部分，并且所述傾斜控制構(gòu)件適用于控制由所述振動(dòng)構(gòu)件振動(dòng)的所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的 所述給定部分的振動(dòng)。 '
17、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，還包括限制構(gòu)件，限制所述 偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的所述給定部分避免振動(dòng)超出給定的振動(dòng)范圍。
18、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述振動(dòng)構(gòu)件包括凸輪機(jī)構(gòu)，裝備有通過接觸所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的所述給定部分而可旋轉(zhuǎn)的 凸輪，并且使所述凸輪旋轉(zhuǎn)以便給所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的所述給定部分提供線性 運(yùn)動(dòng)，以及凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，用于驅(qū)動(dòng)所述凸輪機(jī)構(gòu)，并且 所述傾斜控制構(gòu)件適用于控制所述凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，用于控制所述 偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的所述給定部分處的振動(dòng)。'
19、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述振動(dòng)構(gòu)件包括傳輸部件，將力傳輸?shù)剿銎D(zhuǎn)構(gòu)件， 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使所述傳輸部件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及 往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，用于驅(qū)動(dòng)所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且 所述傾斜控制構(gòu)件適用于控制所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，用于控制 所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的所述給定部分處的振動(dòng)。
20、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述振動(dòng)構(gòu)件包括伸展部件，其包括將力傳輸?shù)剿銎D(zhuǎn)構(gòu)件的部分并且是可伸展的，以及伸展部件驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，其伸展和收縮所述伸展部件，以及 所述傾斜控制構(gòu)件適用于控制所述伸展部件驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，用于控制所述 偏轉(zhuǎn)部件的所述給定部分處的振動(dòng)。
21、 如權(quán)利要求20所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述伸展部件為壓電致 動(dòng)器。
22、 如權(quán)利要求20所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述伸展部件形成為具有內(nèi)部空間的尺寸可變部件，氣體容納于所述 內(nèi)部空間并且其外部尺寸可以取決于所容納的氣體量而改變，以及所述伸展部件驅(qū)動(dòng)構(gòu)件形成為氣體量調(diào)整構(gòu)件，其調(diào)整容納在所述尺 寸可變部件中的氣體量。
23、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述振動(dòng)構(gòu)件配置為可以與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件作為一個(gè)單元一起旋轉(zhuǎn)，并且由不與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)的外部電源供電，所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件和所述外部電源由電源線彼此電連接，以及 所述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件適用于驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)，以便容許所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。.
24、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述振動(dòng)構(gòu)件配置為可 以與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件作為一個(gè)單元一起旋轉(zhuǎn)，并且由與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件一起旋 轉(zhuǎn)的電池供電。
25、 如權(quán)利要求24所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述電池為太陽能電池，并且所述激光雷達(dá)裝置包括光源，該光源響應(yīng)于來自不與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件一 起旋轉(zhuǎn)的所述外部電源的電力供給而發(fā)射光線到所述太陽能電池，所述光 源設(shè)置在裝置中不與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)的位置。
26、 如權(quán)利要求16所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件配置為可以獨(dú)立于所述振動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，以及 所述振動(dòng)構(gòu)件配置為使得所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件在裝置中給定位置處振動(dòng)。
27、 如權(quán)利要求26所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件包括圓柱形軸部件，其為圓柱形并且由所述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件驅(qū)動(dòng)，以及 支撐基座，其安裝在所述圓柱形軸部件的一個(gè)端側(cè)以與所述圓柱形軸部件一起旋轉(zhuǎn)，并且其支撐所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件以便在從中心軸偏移的位置上旋轉(zhuǎn)，并且 '所述振動(dòng)構(gòu)件安裝在圓柱形軸部件的圓柱形膛孔內(nèi)并且配置為按壓所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。
28、 如權(quán)利要求26所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件包括軸部件，由所述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件驅(qū)動(dòng)，以及擺動(dòng)部件，具有基本為圓形的外部邊緣部分，形成為與所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件 一起旋轉(zhuǎn)，并且可以相對于所述軸部件擺動(dòng)，并且所述振動(dòng)構(gòu)件形成為邊緣振動(dòng)構(gòu)件，用于在裝置中所述給定位置處振 動(dòng)所述擺動(dòng)部件的邊緣。
29、 如權(quán)利要求28所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述邊緣振動(dòng)構(gòu)件包括第一振動(dòng)構(gòu)件，在裝置中第一位置處振動(dòng)所述擺動(dòng)部件的邊緣，以及 第二振動(dòng)構(gòu)件，在裝置中第二位置處振動(dòng)所述擺動(dòng)部件的邊緣，所述 第二位置不同于所述第一位置，并且所述第一和第二位置為裝置中的所述給定位置。
30、 如權(quán)利要求29所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述傾斜控制構(gòu)件適用于當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件位于所述給定的旋轉(zhuǎn)位置時(shí) 使得至少所述第二振動(dòng)構(gòu)件能夠振動(dòng)，'并且當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件位于所述給定 的旋轉(zhuǎn)位置以外的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)使得至少所述第一振動(dòng)構(gòu)件能夠振動(dòng)。
31、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中 所述方向改變構(gòu)件包括支撐機(jī)構(gòu)，傾斜地支撐所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)部分，可以與所述偏轉(zhuǎn)部件一起旋轉(zhuǎn)，以及導(dǎo)向構(gòu)件，對所述旋轉(zhuǎn)部分進(jìn)行導(dǎo)向使得所述旋轉(zhuǎn)部分的一部分在所 述旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)期間朝向中心軸發(fā)生位置改變，通過確定所述旋轉(zhuǎn)部分 旋轉(zhuǎn)所沿著的導(dǎo)向平面的一部分，由此所述旋轉(zhuǎn)部分的所述部分的位置改 變?nèi)菰S所述旋轉(zhuǎn)部分和所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件擺動(dòng)以便當(dāng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件由所述驅(qū)動(dòng) 構(gòu)件驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)改變所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件對激光束的相對位置。
32、 如權(quán)利要求31所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)部分具有適應(yīng)于所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的基座端并且從所述基座端延伸，所述導(dǎo)向構(gòu)件包含環(huán)形導(dǎo)向通道，安裝為環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)部分并且形成 為對所述旋轉(zhuǎn)部分的末端進(jìn)行導(dǎo)向，以及所述導(dǎo)向通道的形成使得在中心軸方向上的所述導(dǎo)向通道的至少一部 分的位置發(fā)生改變。
33、 如權(quán)利要求32所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)部分包括固定到所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的固定部件和可旋轉(zhuǎn)地連接到 所述固定部件的旋轉(zhuǎn)部件，以及 .所述導(dǎo)向通道形成為對所述旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行導(dǎo)向，其中，所述旋轉(zhuǎn)部件形成為被支撐在所述導(dǎo)向通道的壁表面上并且形成為當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)部件由所述導(dǎo)向通道導(dǎo)向時(shí)沿著壁表面滾動(dòng)。
34、 如權(quán)利要求33所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述導(dǎo)向通道包括沿著中心軸朝向第一方向凸起的第一彎曲部分以及 沿著中心軸朝向第二方向凸起的第二彎曲部分，所述第二方向與所述第一 方向相反，所述第一和第二彎曲部分沿著所述導(dǎo)向通道交替安裝。
35、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述方向改變構(gòu)件包含用于改變激光束對所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的入射方向的 構(gòu)件。
36、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中所述方向改變構(gòu)件包含用于改變所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)角度的構(gòu)件，激 光束以所述偏轉(zhuǎn)角度從所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件偏轉(zhuǎn)。
37、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中光會(huì)聚構(gòu)件在所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件和所述光探測器之間的反射光光路上 會(huì)聚反射光。
38、 如權(quán)利要求1所述的激光雷達(dá)裝置，其中光選擇構(gòu)件通過使反射光能透射通過其中并且切斷反射光以外的其他 光來選擇反射光，所述光選擇構(gòu)件設(shè)置在所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件和所述光探測 器之間反射光的光路上。
39、 一種激光雷達(dá)裝置，包括 激光束發(fā)生器，產(chǎn)生激光束；光探測器，探測已經(jīng)由待觀測區(qū)域中目標(biāo)反射的反射光； 偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件，裝配有每一個(gè)都可在其給定的中心軸上旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，用于使得所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠?qū)⒓す馐D(zhuǎn)到所述區(qū)域并且將反射光偏轉(zhuǎn)朝向所述光探測器；驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件； 其中所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件包括-多個(gè)反射層，逐個(gè)疊層在激光束的入射位置并且產(chǎn)生為以不同方 向反射激光束，其中在所述反射層中，最底下反射層以外的其他反射層執(zhí) 行激光束的反射和透射，激光束選擇構(gòu)件，從由所述多個(gè)反射層反射的激光束中僅選擇一 個(gè)激光束，所選擇的一個(gè)激光束發(fā)射進(jìn)入所述區(qū)域用于目標(biāo)的探測，以及 控制構(gòu)件，控制由所述激光束選擇構(gòu)件執(zhí)行的選擇，使得所選擇 的激光束被在中心軸方向上掃描。
40、 如權(quán)利要求39所述的激光雷達(dá)裝置，其中，最底下反射層之外的 其他反射層形成為半鍍銀反射鏡。
41、 如權(quán)利要求39所述的激光雷達(dá)裝置，其中，所述激光束選擇構(gòu)件 包括一對環(huán)形光屏蔽部件，安裝成圍繞所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，沿著中心軸方向距 彼此給定的間隔設(shè)置，以便在兩者間產(chǎn)生狹縫，以及移置構(gòu)件，使所述一對環(huán)形光屏蔽部件一起產(chǎn)生移置， 其中所述控制構(gòu)件包含用于控制由所述移置構(gòu)件執(zhí)行的移置的構(gòu)件。
42、 如權(quán)利要求39所述的激光雷達(dá)裝置，其中光會(huì)聚構(gòu)件會(huì)聚所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件和所述光探測器之間反射光的光路 上的反射光。
43、 如權(quán)利要求39所述的激光雷達(dá)裝置，其中光選擇構(gòu)件通過使反射光能透射通過其中并且切斷反射光以外的其他 光來選擇反射光，所述光選擇構(gòu)件設(shè)置在所述偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件和所述光探測 器之間反射光的光路上。
全文摘要
在激光雷達(dá)裝置中，激光束發(fā)生器產(chǎn)生激光束而光探測器對由待測區(qū)域中目標(biāo)反射的反射光進(jìn)行檢測。偏轉(zhuǎn)執(zhí)行構(gòu)件，裝配有一個(gè)或多個(gè)各自可在其給定中心軸上旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，用于使所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠?qū)⑺黾す馐D(zhuǎn)到所述區(qū)域并且將反射光偏轉(zhuǎn)朝向所述光探測器。驅(qū)動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件。方向改變構(gòu)件改變來自所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件的激光束的方向，在所述中心軸方向上改變?？刂茦?gòu)件控制所述方向改變構(gòu)件的操作。
文檔編號G02B26/10GK101256232SQ20081009204
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者伊藤邦彥, 岡田匡憲, 吉田賢一, 水越宏明, 田中秀幸, 野尻忠雄, 鴻巢光司 申請人:電裝波動(dòng)株式會(huì)社