[发明专利]激光雷达装置

说明书

本发明的激光雷达装置的特征在于，具备：光源，其在第1时间输出具有第1频率的光，在第2时间输出具有第2频率的光；光分支器，其将从所述光源输出的光分支为信号光与本地振荡光；光调制器，其将所述信号光调制成脉冲光；光学天线，其将所述脉冲光向空间放射，并接收来自目标的散射光作为接收光；光外差接收器，其使用所述本地振荡光对所述接收光进行外差检波；以及测定部，其使用由所述光外差接收器进行检波后的接收信号，来测定与所述目标之间的距离或所述目标的移动特性，所述光外差接收器在所述本地振荡光具有所述第2频率的状态下，对具有所述第1频率的所述接收光进行外差检波。根据该结构，能够向信号光与本地振荡光之间赋予较大的频移，能够使用短脉冲光以高分辨率测定与目标之间的距离。

技术领域

本发明涉及对与目标之间的距离或者目标的移动特性进行计测的激光雷达装置。

背景技术

在针对目标收发激光并计测与目标之间的距离的激光雷达装置中，使用了接收强度调制后的信号的直接检波方式、以及进行能够实现高灵敏度接收的外差检波的方式。

在使用直接检波的现有方式中，存在热噪声占主导地位且接收灵敏度劣化的问题。另一方面，为了实现高灵敏度接收，在对脉冲光进行外差检波的结构(例如专利文献1)中，需要设置用于对发送光或本地振荡光(local oscillator light)附加频移的调制器，难以实现小型、集成化。另外，也有关于使用强度调制后的信号光进行外差检波的激光雷达装置的报告(例如，专利文献2)，但该技术的强度调制信号的频率与多普勒频率同等，难以对脉冲光实施。

另外，在脉冲方式的激光雷达装置中，脉冲信号的脉冲宽度决定计测距离的分辨率。在对该脉冲信号进行外差检波的情况下，需要设置信号光与本地振荡光的频率差，使得能够应对该脉冲信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-338246号公报

专利文献2：日本特开2015-129646号公报

发明内容

发明要解决的问题

在现有的脉冲方式的激光雷达装置中，信号光与本地振荡光的频率差被光频移器的调制频率限制，难以实现较大的频移。其结果是，难以对信号光和本地振荡光赋予较大的频移来进行外差检波，难以应对具有短脉冲宽度的脉冲信号。具体而言，为了应对具有纳秒(ns)级的短脉冲宽度的脉冲信号，需要实现GHz以上的频移，但在现有技术中，难以实现GHz以上的频移。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，获得一种激光雷达装置，该激光雷达装置对信号光与本地振荡光之间赋予较大的频移，并对具有短脉冲宽度的脉冲信号的来自目标的散射光进行外差检波，由此，能够以高分辨率来测定目标的距离或目标的移动特性。

用于解决问题的手段

本发明的激光雷达装置的特征在于，具备：半导体激光器，其在第1时间输出具有第1频率的第1光，在第2时间输出具有第2频率的第2光；光分支器，其将从所述半导体激光器输出的第1光及第2光分支为信号光与本地振荡光；光调制器，其将所述信号光调制成脉冲光；光学天线，其将由所述光调制器调制后的脉冲光向空间放射，并接收来自目标的所述脉冲光的散射光作为接收光；光外差接收器，其使用所述本地振荡光对所述接收光进行外差检波；以及测定部，其使用由所述光外差接收器进行外差检波后的接收信号，将由所述测定部检测到内部散射光的时间作为测定开始时间，来测定来自所述目标的散射光的传播时间，从而测定与所述目标之间的距离，其中，所述内部散射光是由于所述脉冲光在本装置内散射而产生的，所述光外差接收器使用所述第2光的所述本地振荡光，对所述第1光的所述内部散射光和所述第1光的所述接收光进行外差检波，所述内部散射光所具有的光路长度比所述本地振荡光所具有的光路长度长。

发明的效果