CN115280177A - 光学装置、车载系统、以及移动装置 - Google Patents

光学装置、车载系统、以及移动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115280177A
CN115280177A CN202080097893.XA CN202080097893A CN115280177A CN 115280177 A CN115280177 A CN 115280177A CN 202080097893 A CN202080097893 A CN 202080097893A CN 115280177 A CN115280177 A CN 115280177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
illumination light
illumination
optical
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080097893.XA
Other languages
English (en)
Inventor
中野正嗣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2020199812A external-priority patent/JP2021139883A/ja
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN115280177A publication Critical patent/CN115280177A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/06—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror
    • G02B17/0668—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror having non-imaging properties
    • G02B17/0684—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using mirrors only, i.e. having only one curved mirror having non-imaging properties for light collecting, e.g. for use with a detector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0019—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having reflective surfaces only (e.g. louvre systems, systems with multiple planar reflectors)
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

[问题]为了提供小型且具有宽的扫描范围的光学装置、车载系统、以及移动装置。[解决方案]光学装置包括：偏转单元，被配置为使来自光源的照明光偏转以扫描物体，并且使来自物体的反射光偏转；以及光引导单元，被配置为将照明光引导到偏转单元，并且将来自偏转单元的反射光引导到光接收单元，其中光引导单元包括照明光通过的第一通过区域和第二通过区域、以及用于反射反射光的反射区域，其中照明光被光引导单元分支成第一照明光和第二照明光，并且其中第一照明光从第一通过区域射出并且第二照明光从第二通过区域射出，使得第一照明光的射出方向和第二照明光的射出方向形成角度，并且然后第一照明光和第二照明光进入偏转单元。

Description

光学装置、车载系统、以及移动装置
技术领域
本发明涉及光学装置、车载系统、以及移动装置，它们中的每一个通过接收来自被照明的物体的反射光来检测物体。
背景技术
用于测量到物体的距离的一种已知的方法是LiDAR(光检测和测距)，其基于接收来自被照明的物体的反射光所需要的时段或反射光的相位计算距离。
来自物体的反射光随着物体越远而变得越弱。为了接收来自物体的大反射光量，可以增大用于照明和扫描物体的偏转单元的驱动镜的直径，但是在驱动镜的直径增大的情况下，驱动镜的可变角度变得较小并且物体的扫描范围变得较窄。
专利文献1公开了一种装置，该装置将来自多个光源中的每一个的照明光以不同的角度引入到偏转单元，并且利用每个光源的照明光照明物体，以便扩大物体的扫描范围。
专利文献2公开了一种装置，该装置使用棱镜将来自单个光源的照明光进行分离，并且将两个照明光束以不同的入射角引入到偏转单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开No.2018/143302
专利文献2：日本专利特开No.11-203701
发明内容
本发明要解决的问题
然而，专利文献1中公开的装置需要多个光源和接收来自物体的反射光并且与光源对应的光接收单元，因此组件的数量大并且装置变大。
专利文献2中公开的装置不能扩大扫描范围，因为一个照明光束照明物体，并且另一个照明光束用于检测偏转单元的角度。
本发明的目的是要提供小型且具有宽的扫描范围的光学装置、车载系统、以及移动装置。
解决问题的手段
作为本发明的一个方面的光学装置包括：偏转单元，所述偏转单元被配置为使来自光源的照明光偏转以扫描物体，并且使来自所述物体的反射光偏转；以及光引导单元，所述光引导单元被配置为将所述照明光引导到所述偏转单元，并且将来自所述偏转单元的所述反射光引导到光接收单元，其中所述光引导单元包括所述照明光通过的第一通过区域和第二通过区域、以及用于反射所述反射光的反射区域，其中所述照明光被所述光引导单元分支(branch)成第一照明光和第二照明光，并且其中所述第一照明光从所述第一通过区域射出并且所述第二照明光从所述第二通过区域射出，使得所述第一照明光的射出方向和所述第二照明光的射出方向形成角度，并且然后所述第一照明光和所述第二照明光进入所述偏转单元。
本发明的效果
本发明可以提供小型且具有宽的扫描范围的光学装置、车载系统、以及移动装置。
附图说明
图1是根据第一实施例的光学装置的主要部分的示意图。
图2是根据第一实施例的分支光学元件的主要部分的示意图。
图3是透过通过区域中的一个的照明光的光路图。
图4是透过另一个通过区域的照明光的光路图。
图5是与透过通过区域中的一个的照明光对应的反射光的光路图。
图6是与透过另一个通过区域的照明光对应的反射光的光路图。
图7是照明范围的解释图。
图8是根据第一实施例的分支光学元件的变型的主要部分的示意图。
图9是根据第一实施例的分支光学元件的另一个变型的主要部分的示意图。
图10是根据第一实施例的分支光学元件的另一个变型的主要部分的示意图。
图11是根据第二实施例的光学装置的主要部分的示意图。
图12是根据第二实施例的分支光学元件的主要部分的示意图。
图13是透过通过区域中的一个的照明光的光路图。
图14是透过另一个通过区域的照明光的光路图。
图15是与透过通过区域中的一个的照明光对应的反射光的光路图。
图16是与透过另一个通过区域的照明光对应的反射光的光路图。
图17是根据第二实施例的分支光学元件的变型的主要部分的示意图。
图18是根据第三实施例的光学装置的主要部分的示意图。
图19是根据第四实施例的光学装置的主要部分的示意图。
图20是根据第四实施例的照明光的光路图。
图21是根据第四实施例的分支光学元件的主要部分的示意图。
图22是示出在根据第四实施例的照明光通过分支光学元件的情况下的光量分布的图。
图23是根据第四实施例的反射光的光路图。
图24是根据第四实施例的分支光学元件的变型的主要部分的示意图。
图25是根据第四实施例的分支光学元件的另一个变型的主要部分的示意图。
图26是根据这个实施例的车载系统的配置图。
图27是根据这个实施例的车辆(移动装置)的示意图。
图28是示出根据这个实施例的车载系统的操作示例的流程图。
具体实施方式
现在参考附图，将给出根据本发明的实施例的详细描述。各个图中的对应元素将由相同的参考数字标示，并且将省略其重复描述。
使用LiDAR的光学装置包括照明物体的照明系统和接收来自物体的反射或散射光的光接收系统。LiDAR可以被分类为照明系统和光接收系统的光轴中的一些彼此重合的同轴系统、以及这些光轴彼此不重合的非同轴系统。根据这个实施例的光学装置适合于同轴系统的LiDAR。
根据每个实施例的光学装置例如被用作诸如汽车的车辆的自动驾驶支持系统。物体是例如行人、障碍物、车辆等，并且分开大约1至300m。根据每个实施例的光学装置测量到物体的距离，并且基于测量结果控制车辆的方向和速度。
第一实施例
图1是根据这个实施例的光学装置1的主要部分的示意图。光学装置1包括光源11、准直透镜12、光阑13、分支光学元件(光引导单元、分支单元)21、驱动镜(偏转单元)31、聚光镜(condenser mirror)41和光接收元件(光接收单元)51和52、以及控制单元60。
根据这个实施例的坐标系被定义为如图1中所示。更具体地，驱动镜31的一个摆动方向被设置为X轴，与X轴正交的另一个摆动方向被设置为Y轴，并且Z轴是与X轴和Y轴正交的方向。
光源11可以使用作为具有高的能量集中度和良好的指向性的激光器的半导体激光器等。例如，使用具有近红外区域中的波长的半导体激光器。光阑13具有椭圆形状，该椭圆形状具有与Y轴方向平行的1.3mm的短轴和1.6mm的长轴。从光源11射出的发散光(照明光)被准直透镜12准直并且变为平行光。这里的平行光不仅包括严格平行光束，而且还包括弱发散光和弱会聚光。在通过准直透镜12之后，照明光被光阑13限制并且行进到分支光学元件21。
图2是根据这个实施例的分支光学元件21的主要部分的示意图。分支光学元件21具有第一表面211、第二表面212、第三表面213和第四表面214。图2(a)图示了通过分支光学元件21的照明光的路径。图2B是从平面法线方向观看的第二表面212的图。
第二表面212具有用于透射照明光的通过区域2121和2122、以及用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域(反射表面)2123。通过区域2121和2122之间的距离d是15.41mm。在这个实施例中，通过区域2121和2122中的每一个具有Y轴方向上为1.3mm且Z轴方向上为1.35mm的矩形形状，但是本发明不限于这个示例。例如，它可以具有半圆形状。抗反射膜可以形成在通过区域2121和2122上。在反射区域2123中，反射来自分支光学元件21的内侧的入射光和来自外侧的入射光的层由金属膜、介电膜等制成。用于吸收光的层可以形成在反射区域2123的光没有到达的非有效区域上。
分支光学元件21可以由对于从光源11射出的光的波长具有高透射率并且具有很少的杂质和缺陷的材料制成。在这个实施例中，用于分支光学元件21的材料具有1.972的折射率。
图3是透过通过区域(第一通过区域)2121的照明光的光路图。图4是透过通过区域(第二通过区域)2122的照明光的光路图。图5是来自被透过通过区域2121的照明光照明的物体OBJ的反射光的光路图。图6是来自被透过通过区域2122的照明光照明的物体OBJ的反射光的光路图。在每个图中，(a)是XZ截面图，并且(b)是YZ截面图。
这个实施例图示了用于通过空间划分光对来自第一表面的光进行分支的手段。
已通过光阑13的光根据斯涅尔定律在第一表面211上被折射，在分支光学元件21中行进，并且到达第二表面212。在已到达第二表面212的照明光当中，已进入通过区域2121的光根据斯涅尔定律被折射和射出。在下文中，这个光路将被称为第一光路(图2(a)中的实线)。另一方面，在已到达第二表面212的照明光当中，已进入反射区域2123的光被反射，再次到达第一表面211，并且然后被朝着具有反射区域的第三表面213全反射。入射在第三表面213上的光被全反射，根据斯涅尔定律在通过区域2122中被折射，并且射出。在下文中，这个光路将被称为第二光路(图2(a)中的虚线)。以这种方式，照明光被分支光学元件21分支成两个照明光(第一照明光和第二照明光)，并且第一和第二照明光从第一和第二通过区域射出，使得它们的射出方向形成角度。“形成角度”不包括两个照明光的射出方向平行(两个照明光的射出方向形成0度)的情况。此外，这包括通过区域没有形成在同一表面上并且两个照明光的出射角度彼此相等但是两个照明光的射出方向彼此不同的情况。
驱动镜31是被配置为围绕X轴和Y轴摆动的双轴驱动镜，并且是例如微机电系统(MEMS)镜。在这个实施例中，驱动镜31具有±15度的摆动角和大约1kHz的驱动频率。驱动镜31使照明光偏转以扫描物体OBJ，并且还使来自物体OBJ的反射光偏转以将光引导到分支光学元件21。
第一光路和第二光路的照明光被驱动镜31反射，通过分支光学元件21和光源11的下方，并且然后在被二维扫描的同时照明物体OBJ。从分支光学元件21射出的两个光束以不同的角度入射在驱动镜31上并且被扫描以照明不同的区域。即，可以扩大照明范围。
图7是照明范围的解释图。图7(a)图示了在驱动镜31围绕X轴摆动±6度并且围绕Y轴摆动±15度的情况下的照明范围。在这种情况下，由于两个照明范围被设置为在整个照明范围的中心恰好彼此重叠，因此整个照明范围被极大地扩大。图7(b)图示了在驱动镜31围绕X轴摆动±6度并且围绕Y轴摆动±24度的情况下的照明范围。在这种情况下，由于两个照明范围被设置为在整个照明范围的中心彼此重叠±9度，因此可以通过在扩大整个照明范围的同时使中心部分重叠来测量距离。
聚光镜41对于第一光路和第二光路中的光作为相同的镜使用，但是可以在光没有通过的中心位置分离。
光接收元件51和52可以使用光电二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)等。
来自物体OBJ的反射光被驱动镜31偏转到分支光学元件21。更具体地，第一光路的反射光在与照明光相反的方向上的光路中通过光源11和分支光学元件21的下方，然后进入驱动镜31并且朝着通过区域2121附近的位置偏向。在偏转的光当中，到达反射区域2123的光被朝着聚光镜41反射，被聚光在光接收元件51上并且被光接收元件51接收。第二光路上的反射光在与照明光相反的方向上的光路中通过光源11和分支光学元件21的下方，然后进入驱动镜31，并且朝着通过区域2122附近的位置偏转。在偏转的光当中，到达反射区域2123的光被朝着聚光镜41反射，被聚光在光接收元件52上并且被光接收元件52接收。
控制单元60控制光源11、驱动镜31以及光接收元件51和52。更具体地，控制单元60分别以预定的驱动电压和驱动频率驱动光源11和驱动镜31，并且以特定的频率测量光接收元件51和52的光接收期间的光接收波形。控制单元60使用光接收元件51和52的光接收时间与光源11的光射出时间之间的差、或者由光接收元件51和52获得的光接收信号的相位与光源11的输出信号的相位之间的差来确定到物体OBJ的距离。
可以满足以下表达式(1)，其中α1是在分支光学元件21的第一表面211与第二表面212之间形成的角度(度)，并且α2是在第二表面212与第三表面213之间形成的角度(度)：
α1+α2＝90 (1)
通过满足表达式(1)，第二光路中被第一表面211反射的反射光变得平行于第二表面212，并且从通过区域2121射出的光和从通过区域2122射出的光可以具有绝对值相同但是符号不同的角度。作为结果，入射在驱动镜31上的角度具有相同的绝对值，但是方向彼此相反，使得各个照明范围的面积相等，并且可以相对于Y轴对称地照明物体OBJ。
在这个实施例中，在第一表面211与第二表面212之间形成的角度α1是关于Y轴的38.2度，并且在第二表面212与第三表面213之间形成的角度α2是关于Y轴的51.8度。即，根据这个实施例的配置满足表达式(1)，并且如图7中所示，各个照明范围的面积相等。
在照明光通过分支光学元件21时，它在第一表面211和第二表面212上被折射两次，并且光束直径(射束直径)倍增。在这个实施例中，从通过区域2121射出的照明光的光束直径h2和从通过区域2122射出的照明光的光束直径h3被设置为彼此相等。在这种情况下，在由光阑13限制并且进入第一表面211的照明光的光束直径h1与从通过区域2121射出的照明光的光束直径h2之间建立以下表达式(2)。θ1、θ2、θ3和θ4是照明光在第一表面211上的入射角度、从第一表面211的出射角度、在第二表面212上的入射角度以及从通过区域2121的出射角度。
Figure BDA0003823803070000081
在照明光进入第一表面211的角度θ1大于照明光从通过区域2121射出的角度θ4的情况下，表达式(2)大于1。即，在照明光通过分支光学元件21时，照明光的光束直径扩大。在光束直径扩大的情况下，照明光的发散角变得较小，并且可以抑制远处的照明光的扩散。通过抑制照明光的发散，可以提高远处的分辨率和照度。
在这个实施例中，角度θ1、θ2、θ3和θ4分别是55.2度、24.6度、13.6度和27.6度，并且表达式(2)是1.45而且照明光被扩大。
第一光路中的照明光的光量可以与第二光路中的照明光的光量近似相等。通过使照明光的光量彼此近似相等，距离测量准确度对于每个照明范围不改变，并且可以执行高度可靠的测量。不需要对每个照明范围的校准。在这个实施例中，通过区域2121和2122的透射率和反射区域2123的反射率分别是100％，但是可以细微调整通过区域2121和2122的面积、位置、透射率或反射率，使得它们的光量在其它情况下也可以相等。
图8是根据分支光学元件21的变型的分支光学元件24的主要部分的示意图。分支光学元件24具有与分支光学元件21的外部形状相同的外部形状。图8(a)图示了通过分支光学元件24的照明光的路径。图8B是从平面法线方向观看的第二表面242的图。
第二表面242具有用于透射照明光的通过区域2421和2422、以及用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2423。这个变型图示了用于通过划分光强度对来自第一表面的光进行分支的手段。
例如，在这个变型中，通过区域2421具有透射率为50％和反射率为50％的特性，并且通过区域2422具有透射率为99％和反射率为1％的特性。在这个变型中，设置这些特性以便使第一光路和第二光路的光量彼此近似相等，但是本发明不限于这些特性。
从第一表面241入射的光到达第二表面242的通过区域2421。此时，由于通过区域2421的特性，光束的强度的50％透射，同时50％被反射。透射光如图2中那样形成第一光路。反射光在第一表面241上被全反射并进一步在第三表面243被全反射，并且从通过区域2422射出并形成第二光路。此后，第一光路和第二光路两者进入驱动镜31。
另一方面，来自驱动镜31的反射光在通过区域2421和2422以及反射区域2423上被反射，进入与每个表面对应的光接收元件并且被与每个表面对应的光接收元件接收。
图9是根据分支光学元件21的变型的分支光学元件25和26的主要部分的示意图。分支光学元件25具有与分支光学元件21的外部形状相同的外部形状。图9(a)图示了通过分支光学元件25和26的照明光的路径。图9(b)是从平面法线方向观看的第二表面262的图。
分支光学元件26为平坦的板，并且第二表面262具有用于透射照明光的通过区域2621和2622、以及用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2623。这个变型图示了用于利用偏振对来自第一表面的光进行分支的手段。
在这个变型中，通过区域2621是具有在第一偏振方向上透射率为100％和反射率为0％并且在第二偏振方向上透射率为0％和反射率为100％的特性的偏振分束器表面，并且通过区域2622具有透射率为99％和反射率为1％的特性。在这个变型中，设置以上特性以便使第一光路和第二光路的光量近似相等，但是本发明不限于这些特性。
从分支光学元件25的第一表面251入射的光可以是圆偏振的或非偏振的。特别地，在对于光源11使用半导体激光器的情况下，激光束的偏振特性是线偏振，因此期望在它到达分支光学元件25之前使用1/4波板将它转换成圆偏振。
从分支光学元件25的第一表面251入射的光通过第二表面252和分支光学元件26的第一表面261，并且然后到达通过区域2621。此时，由于通过区域2621的偏振特性，第一偏振方向上的光(第一偏振光分量)透射并且第二偏振方向上的光(第二偏振光分量)被反射。透射光如图2中那样形成第一光路。反射光被分支光学元件25的第一表面251全反射，进一步被第三表面253全反射，并且从通过区域2622射出以形成第二光路。此后，第一光路和第二光路两者进入驱动镜31。
另一方面，来自驱动镜31的反射光在通过区域2621和2622以及反射区域2623上被反射，被引入到与每个表面对应的光接收元件并且被与每个表面对应的光接收元件接收。
图10是根据分支光学元件21的变型的分支光学元件25和27的主要部分的示意图。分支光学元件25具有与分支光学元件21的外部形状相同的外部形状。图10(a)图示了通过分支光学元件25和27的照明光的路径。图10(b)是从平面法线方向观看的第二表面272的图。
分支光学元件27为平坦的板，并且具有作为照明光通过的孔的通过区域2721和2722、用于反射来自光源11的照明光的反射区域271、以及用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域272。
从分支光学元件25的第一表面251入射的光通过第二表面252并且然后到达分支光学元件27的第一表面271。在已到达它的照明光当中，已进入通过区域2721的光按原样通过分支光学元件27，并且这个光路将被称为第一光路。另一方面，已到达第二表面272的照明光被反射，被分支光学元件25的第一表面251全反射，进一步被第三表面253全反射，并且从通过区域2722射出，并且形成第二光路。此后，第一光路和第二光路两者进入驱动镜31。
另一方面，来自驱动镜31的反射光在反射区域272上被反射，被引入到与每个表面对应的光接收元件并且被与每个表面对应的光接收元件接收。
如上所述，根据这个实施例的配置小但是可以扩大扫描范围。
第二实施例
图11是根据这个实施例的光学装置2的主要部分的示意图。光学装置2包括光源11、准直透镜12、光阑13、分支光学元件28、驱动镜(偏转单元)31、聚光镜41、光接收元件(光接收单元)51和52、以及控制单元60。除了分支光学元件28之外的配置与第一实施例的配置相同，并且将省略其描述。
分支光学元件28具有对照明光路进行分支并且分离照明光路和光接收光路的功能。
图12是根据这个实施例的分支光学元件28的主要部分的示意图。分支光学元件28具有第一表面281、第二表面282和第三表面283。在第一表面281与第二表面282之间形成的角度以及在第一表面281与第三表面283之间形成的角度都是围绕Y轴的7.3度。图12(a)图示了照明光在它通过分支光学元件28时的路径。图12(b)是从-Z轴方向观看的分支光学元件28的图。
第二表面282具有用于透射照明光的通过区域2821和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2822。第三表面283具有用于透射照明光的通过区域2831和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2832。在这个实施例中，通过区域2821和2831具有半径为1.6mm的半圆形状，但是本发明不限于这个示例。例如，它可以是矩形。在这个实施例中，通过区域2821和2831的面积彼此相等，使得稍后将描述的第一光路和第二光路中的照明光的光量近似相等。抗反射膜可以形成在通过区域2821和2831上。反射来自分支光学元件28的外侧的入射光的层通过金属膜、介电膜等形成在反射区域2822和2832中的每一个上。用于吸收光的层可以形成在反射区域2822和2832的入射光没有到达的非有效区域上。
图13是透过通过区域(第一通过区域)2821的照明光的光路图。图14是透过通过区域(第二通过区域)2831的照明光的光路图。图15是来自被透过通过区域2821的照明光照明的物体OBJ的反射光的光路图。图16是来自被透过通过区域2831的照明光照明的物体OBJ的反射光的光路图。在每个图中，(a)是XZ截面图，并且(b)是YZ截面图。
已通过光阑13的光根据斯涅尔定律在第一表面281上被折射，在分支光学元件28中行进，并且到达第二表面282和第三表面283。已到达第二表面212的照明光从通过区域2821射出并且进入驱动镜31。在下文中，这个光路将被称为第一光路(图12(a)中的实线)。另一方面，已到达第三表面283的照明光从通过区域2831射出并且进入驱动镜31。在下文中，这个光路将被称为第二光路(图12(a)中的虚线)。以这种方式，照明光被分支光学元件28分支成两个照明光(第一照明光和第二照明光)，并且第一和第二照明光从通过区域2821和2831射出，使得它们的射出方向形成角度。
第一光路的照明光和第二光路的照明光被驱动镜31反射，通过分支光学元件28和光源11的下方，并且然后在被二维扫描的同时照明物体OBJ。从分支光学元件28射出的两个光以不同的角度进入驱动镜31并且被扫描以照明不同的区域。即，可以扩大照明范围。
来自物体OBJ的反射光被驱动镜31偏转到分支光学元件28。更具体地，第一光路中的反射光在与照明光相反的方向上的光路中通过光源11和分支光学元件28的下方，然后进入驱动镜31并且朝着第二表面282偏转。在偏转的光当中，已到达反射区域2822的光被朝着聚光镜41反射，被聚光在光接收元件51上并且被光接收元件51接收。第二光路中的反射光在与照明光相反的光路中通过光源11和分支光学元件28的下方，然后进入驱动镜31并且朝着第三表面283偏转。在偏转的光当中，已到达反射区域2832的光被朝着聚光镜41反射，被聚光在光接收元件52上并且被光接收元件52接收。
从通过区域2821射出的光和从通过区域2831射出的光具有绝对值相同但是符号不同的角度。作为结果，入射在驱动镜31上的角度具有相同的绝对值但是方向彼此相反，使得各个照明范围的面积彼此相等，并且可以相对于Y轴对称地照明物体OBJ。
第一光路中的照明光和第二光路中的照明光在它们进入驱动镜31之前可以彼此相交。第一光路和第二光路中的相交的照明光可以抑制入射在驱动镜31上的第一光路和第二光路中的每个照明光的宽度，并且防止驱动镜31的直径增大。
图17是根据分支光学元件28的变型的分支光学元件29的主要部分的示意图。分支光学元件29具有第一表面291和第二表面292、第三表面293、第四表面294和第五表面295。图17(a)是从+Y轴方向观看的分支光学元件29的图。图17(b)是从-Z轴方向观看的分支光学元件29的图。图17(c)是从-X轴方向观看的分支光学元件29的图。
分支光学元件28具有两个表面或反射区域和通过区域，而分支光学元件29具有四个表面。更具体地，第二表面292具有用于透射照明光的通过区域2921和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2922。第三表面293是用于透射照明光的通过区域2931、以及用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2932。第四表面294具有用于透射照明光的通过区域2941和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2942。第五表面295具有用于透射照明光的通过区域2951和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域2952。所有的第二表面292、第三表面293、第四表面294和第五表面295是围绕X轴和Y轴旋转的表面。
透过第一表面231的照明光通过通过区域2921、2931、2941和2951，并且进入驱动镜31。另一方面，来自驱动镜31的反射光在反射区域2922、2932、2942和2952中被反射，被引入到与每个表面对应的光接收元件(未图示)并且被与每个表面对应的光接收元件(未图示)接收。
如上所述，根据这个实施例的配置小但是可以扩大扫描范围。
第三实施例
图18是根据这个实施例的光学装置3的主要部分的示意图。光学装置3包括根据第二实施例的光学装置2和望远镜70。除了望远镜70以外的配置与第二实施例的配置相同，并且将省略其描述。
望远镜70是包括具有折光力(焦度)的多个光学元件(透镜)并且在整个系统中不具有折光力的光学系统(无焦系统)。在这个实施例中，望远镜70包括具有正折光力的透镜71和72。望远镜70被部署在驱动镜31的照明侧。驱动镜31被部署在光学上是望远镜70的入射光瞳的位置(入射光瞳位置)。望远镜70的光学倍率β相对于从驱动镜31侧的出射光瞳大于1(|β|>1)。
从光源11射出的照明光在与第二实施例中的光路相同的光路中到达驱动镜31，被驱动镜31反射，并且进入望远镜70。已进入望远镜70的照明光根据光学倍率β被放大并且照明物体OBJ。来自被照明的物体OBJ的反射光进入望远镜70，根据光学倍率1/β被缩小，并且到达驱动镜31。驱动镜31之后的光路与第二实施例的光路相同。
如此部署的望远镜70可以扩大照明光的光束直径并且减小照明光的发散角。作为结果，可以抑制远处的照明光的扩散，并且可以提高远处的分辨率和照度。而且，部署有望远镜70的光瞳直径大于没有部署望远镜70的光瞳直径，并且可以取入来自物体OBJ的更大量的反射光，使得可以执行测量的距离和距离测量准确度。
第四实施例
图19是根据这个实施例的光学装置4的主要部分的示意图。光学装置4包括光源11、准直透镜12、光阑13、分支光学元件81和82、驱动镜(偏转单元)31、聚光透镜42和43、光接收元件(光接收单元)51至53、以及控制单元60(未示出)。除了分支光学元件81和82之外的配置与第一实施例的配置相同，并且将省略其描述。
根据这个实施例的坐标系被定义为如图19中所示。更具体地，驱动镜31的一个摆动方向被设置为X轴，光从光源11行进到驱动镜31的方向被设置为Y轴，并且与X轴和Y轴正交的方向被设置为Z轴。图20是根据这个实施例的照明光的光路图。图20(a)是YZ截面图，图20(b)是XY截面图，并且图20(c)是从-Y轴方向观看的底视图。
分支光学元件81具有对照明光路进行分支的功能，并且分支光学元件82具有分离照明光路和光接收光路的功能。
图21是根据这个实施例的分支光学元件81和82的主要部分的示意图。图21(a)图示了分支光学元件81和82的配置以及通过分支光学元件81和82的照明光路。分支光学元件81具有第一表面811、第二表面812、第三表面813和第四表面814。在第二表面812与第三表面813之间形成的角度以及在第二表面812与第四表面814之间形成的角度是围绕Z轴的绝对值相同且符号不同的21.4度。
在对于光源11使用以上半导体激光器的情况下，如图22中所示，照明光的光量分布具有近似高斯分布。照明光在其周边被光阑13遮蔽之后从第一表面811行进到分支光学元件81中。照明光的中心附近的光束通过第二表面812。这个光路将被称为第一光路91。通过第一光路91的光束具有图22中所示的光量分布91a。照明光的周边附近的光束的一部分通过第三表面813。这个光路将被称为第二光路92。通过第二光路92的光束具有图22中所示的光量分布92a。照明光的周边附近的光束的另一部分通过第四表面814。这个光路将被称为第三光路93。通过第三光路93的光束具有图22中所示的光量分布93a。在这个实施例中，通过第一光路91的光束的光量大于通过第二光路92的光束的光量和通过第三光路93的光束的光量。由于第三表面813和第四表面814相对于第二表面812具有角度，因此第二光路92和第三光路93相对于第一光路91具有绝对值相同且符号不同的12.0度的角度。
分支光学元件82具有第一表面821和第二表面822。图21(b)是从第二表面822的平面法线方向观看的分支光学元件82的图。第二表面822具有用于透射照明光的通过区域8221和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域8222。在这个实施例中，通过区域8221具有2.5×6.6mm的矩形形状，但是本发明不限于这个示例。例如，它可以具有椭圆形状。抗反射膜可以形成在通过区域8221上。用于反射来自分支光学元件82的外侧的入射光的层可以通过金属膜、介电膜等形成在反射区域8222上。用于吸收光的层可以形成在反射区域8222的入射光没有到达的非有效区域上。
从分支光学元件81射出的每个光束进入分支光学元件82的第一表面821并且从第二表面822的通过区域8221射出。由于分支的光束通过同一通过区域，因此组装调整可以是容易的。
从分支光学元件82射出并且通过第一至第三光路91至93的光束被驱动镜31反射并且被二维扫描，并且照明物体OBJ。从分支光学元件81射出的三个光束以不同的角度进入驱动镜31并且被扫描以照明不同的区域。即，可以扩大照明范围。
图23是根据这个实施例的反射光的光路图。图23(a)是YZ截面图，并且图23(b)是从-Y方向观看的底视图。来自物体OBJ的每个光路中的反射光被驱动镜31偏转到分支光学元件82。在偏转的光当中，已到达反射区域8222的光被朝着聚光透镜42反射并且通过聚光透镜43。通过第一光路91的光束被聚光在光接收元件51上并且被光接收元件51接收，通过第二光路92的光束被聚光在光接收元件52上并且被光接收元件52接收，通过第三光路93的光束被聚光在光接收元件53上并且被光接收元件53接收。即，在这个实施例中，被分支光学元件82反射的每个光束通过同一透镜并且被聚光在光接收元件上。
这个实施例使用聚光透镜，因此与反射镜不同，可以减小整个装置的大小。光接收元件之间的距离可以变窄，并且每个光接收元件可以部署在同一基板上，或者可以使用光接收元件的阵列。
包括聚光透镜42和43的聚光光学系统(共用的光学系统)的入射光瞳可以位于驱动镜31上方。由此，每个反射光束的主光线可以近似垂直地进入光接收元件。一般地，角度越接近垂直入射，光接收元件具有的灵敏度越高，使得在整个光束以小角度进入光接收元件的情况下可以延伸检测距离。
如上所述，由于通过第一光路91的光束的光量大于通过第二光路92的光束的光量和通过第三光路93的光束的光束的光量，因此可以增加反射光量并且从而可以增加可测量的距离。在这个实施例中，可以通过将照明光分支成三个来实现广角方案，同时利用通过视角的中心附近的位置的光束更远地测量距离。
图24(a)是根据分支光学元件81的变型的分支光学元件83的主要部分的示意图，并且图24(b)是示出通过分支光学元件83的照明光的光量分布的图。分支光学元件83具有第一表面831、第二表面832、第三表面833和第四表面834。在第一表面831与第二表面832之间形成的角度以及在第一表面831与第三表面833之间形成的角度是围绕Z轴的绝对值相同且符号不同的22.8度。
照明光在其周边被光阑13遮蔽之后在分支光学元件83中行进。照明光的中心附近的光束通过第一表面831。这个光路将被称为第一光路91。通过第一光路91的光束具有图24(b)中所示的光量分布91a。照明光的周边附近的光束的一部分通过第二表面832。这个光路将被称为第二光路92。通过第二光路92的光束具有图24(b)中所示的光量分布92a。照明光的周边附近的光束的另一部分通过第三表面833。这个光路将被称为第三光路93。通过第三光路93的光束具有图24(b)中所示的光量分布93a。这个实施例按通过第三光路93的光束的光量、通过第一光路91的光束的光量、以及通过第二光路92的光束的光量的次序使光量变大。由于第二表面832和第三表面833相对于第一表面831形成角度，因此第二光路92和第三光路93相对于第一光路91具有绝对值相同且符号不同的角度。通过第一光路91至第三光路93的光束分别从第四表面834射出并且进入分支光学元件82。
图25是根据分支光学元件81和82的变型的分支光学元件85的主要部分的示意图。图25(a)是XY截面图，并且图25(b)是YZ截面图。分支光学元件85具有第一表面851、第二表面852、第三表面853和第四表面854。在第一表面851与第二表面852之间形成的角度以及在第一表面852与第三表面853之间形成的角度是围绕Z轴的绝对值相同且符号不同的30.0度。在第一表面851与第四表面854之间形成的角度是围绕X轴的33.5度。
第四表面854具有用于透射照明光的通过区域8541和用于反射来自物体OBJ的反射光的反射区域8542。
照明光在其周边被光阑13遮蔽之后在分支光学元件85中行进。照明光的中心附近的光束通过第一表面851。这个光路将被称为第一光路91。照明光的周边附近的光束的一部分通过第二表面852。这个光路将被称为第二光路92。照明光的周边附近的光束的另一部分通过第三表面853。这个光路将被称为第三光路93。在这个实施例中，通过第一光路91的光束的光量大于通过第二光路92的光束的光量和通过第三光路93的光束的光量。由于第二表面852和第三表面853相对于第一表面851具有角度，因此第二光路92和第三光路93相对于第一光路91具有绝对值相同且符号不同的角度。通过第一光路91至第三光路93的光束分别从第四表面854的通过区域8541射出。在这个实施例中，如图25(b)中所示，由于照明光从通过区域8541向下射出，因此偏转镜31也向下部署。
另一方面，来自物体OBJ的反射光被驱动镜31偏转到分支光学元件85。在偏转的光当中，已到达反射区域8542的光被朝着聚光透镜42反射。
在这个变型中，两个分支光学元件彼此集成，因此可以通过减少组件的数量和组装步骤的数量来减少成本。
在这个实施例中，来自光源的照明光的光量服从高斯分布，但是本发明不限于这个光量分布并且可以是均匀分布或环状分布。
[车载系统]
图26是作为根据各个实施例的光学装置中的一个的光学装置100和具有光学装置100的车载系统(驾驶支持装置)1000的配置图。车载系统1000是由诸如汽车(车辆)的可移动的移动体(移动装置)保持、并且被配置为基于由光学装置100获取的关于车辆周围的诸如障碍物或行人的物体的距离信息支持车辆的驾驶(操纵)的装置。图27是包括车载系统1000的车辆500的示意图。图27图示了光学装置100的距离测量范围(检测范围)被设置在车辆500的前方的情况，但是距离测量范围可以被设置在车辆500的后方或侧面。
如图26中所示，车载系统1000包括光学装置100、车辆信息获取装置200、控制装置(ECU：电子控制单元)300和警告装置(警告单元)400。在车载系统1000中，包括在光学装置100中的控制单元60具有距离获取单元(获取单元)和碰撞确定单元(确定单元)的功能。然而，如果必要的话，车载系统1000可以包括与控制单元60分离的距离获取单元和碰撞确定单元，或者各自可以在光学装置100的外部(例如，车辆500的内部)提供。替代地，控制装置300可以用作控制单元60。
图28是示出根据这个实施例的车载系统1000的操作示例的流程图。现在将参考这个流程图给出车载系统1000的操作的描述。
首先，在步骤S1中，光学装置100的光源单元照明车辆周围的物体，并且控制单元60基于通过接收来自物体的反射光而从光接收元件输出的信号获取关于物体的距离信息。在步骤S2中，车辆信息获取装置200获取车辆信息，该车辆信息包括车辆的速度、偏航率、转向角等。然后，在步骤S3中，控制单元60使用在步骤S1中获取的距离信息和在步骤S2中获取的车辆信息确定到物体的距离是否包括在预设的距离范围内。
这个配置可以确定在车辆周围的设置的距离范围内是否存在物体，并且确定车辆与物体之间的碰撞的可能性。步骤S1和S2可以按与以上次序的相反次序或彼此并行地执行。控制单元60在设置的距离内存在物体的情况下确定“存在碰撞的可能性”(步骤S4)，在设置的距离内不存在物体的情况下确定“不存在碰撞的可能性”(步骤S5)。
接下来，在控制单元60确定“存在碰撞的可能性”的情况下，控制单元60将确定结果通知(发送)给控制装置300和警告装置400。此时，控制装置300基于控制单元60的确定结果控制车辆(步骤S6)，并且警告装置400基于控制单元60的确定结果警告车辆的用户(驾驶员)(步骤S7)。可以将确定结果通知给控制装置300和警告装置400中的至少一个。
控制装置300可以通过向车辆的驱动单元(发动机、马达等)输出控制信号来控制车辆的移动。例如，在车辆中，可以进行诸如施加制动、释放加速器、转动转向盘、生成用于对每个车轮生成制动力的控制信号和抑制发动机或马达的输出的控制。警告装置400例如通过发出警告声音、在汽车导航系统的屏幕上显示警告信息、或者振动安全带或转向装置来警告车辆驾驶员。
因此，根据这个实施例的车载系统1000可以通过以上处理检测物体并且测量距离，并且避免车辆与物体之间的碰撞。特别地，将根据实施例中的每一个的光学装置应用到车载系统1000可以实现高的距离测量准确度，使得可以以高准确度执行物体检测和碰撞确定。
这个实施例将车载系统1000应用到驾驶支持(碰撞损害减轻)，但是车载系统1000不限于这个示例并且可应用到巡航控制(包括自适应巡航控制)和自动驾驶。车载系统1000不仅可应用到诸如汽车的车辆，而且还可应用到诸如船舶、飞机或工业机器人的移动体。它可以不仅应用到移动物体，而且还应用到利用物体识别的各种设备(诸如智能运输系统(ITS)和监视系统)。
车载系统1000和移动装置可以包括用于向车载系统的制造商、移动装置的销售商(经销商)等通知车辆700与障碍物之间的任何碰撞的通知装置(通知单元)。例如，通知装置可以使用通过电子邮件等将关于车辆700与障碍物之间的碰撞的信息(碰撞信息)发送到预设的外部通知目的地的装置。
因此，用于通过通知装置自动地通知碰撞信息的配置可以促进碰撞之后的诸如检查和修理的处理。碰撞信息的通知目的地可以是保险公司、医疗机构、警察或由用户设置的另一个任意目的地。通知装置可以向通知目的地不仅通知碰撞信息，而且还通知关于每个组件的故障信息和关于消耗品的消耗信息。可以基于通过来自以上光接收单元的输出或通过另一个检测器(传感器)获取的距离信息检测碰撞的存在或不存在。
尽管以上已描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于这些实施例，并且可以在其主旨的范围内进行各种变形和变化。

Claims (28)

1.一种光学装置，所述光学装置包括：
偏转单元，所述偏转单元被配置为使来自光源的照明光偏转以扫描物体，并且使来自所述物体的反射光偏转；以及
光引导单元，所述光引导单元被配置为将所述照明光引导到所述偏转单元，并且将来自所述偏转单元的所述反射光引导到光接收单元，
其中所述光引导单元包括所述照明光通过的第一通过区域和第二通过区域、以及用于反射所述反射光的反射区域，
其中所述照明光被所述光引导单元分支成第一照明光和第二照明光，并且
其中所述第一照明光从所述第一通过区域射出并且所述第二照明光从所述第二通过区域射出，使得所述第一照明光的射出方向和所述第二照明光的射出方向形成角度，并且然后所述第一照明光和所述第二照明光进入所述偏转单元。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述照明光通过由所述光引导单元在空间上划分光束的一部分来被分支。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述照明光通过由所述光引导单元划分光强度来被分支。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述照明光通过由所述光引导单元将所述照明光划分成第一偏振分量和第二偏振分量来被分支，所述第二偏振分量与所述第一偏振分量正交。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光学装置，其中所述第一照明光和所述第二照明光具有彼此相等的光量。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的光学装置，其中所述第一照明光和所述第二照明光具有彼此不同的光量。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光学装置，其中所述光引导单元包括所述照明光进入的第一表面和用于反射所述照明光的反射表面，并且
其中来自所述第一表面的所述第二照明光在所述光引导单元中被分支，然后被所述反射表面反射，并且从所述第二通过区域射出。
8.根据权利要求7所述的光学装置，其中所述光学装置满足以下的表达式，
α1+α2＝90
其中α1是在所述第一表面与所述第二通过区域或所述反射区域之间形成的角度，并且α2是在所述第二通过区域或所述反射区域与所述反射表面之间形成的角度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的光学装置，其中所述光引导单元使所述照明光的光束直径扩大。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的光学装置，其中所述第一通过区域和所述第二通过区域是共用的。
11.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光引导单元包括第二表面和第三表面，所述第二表面具有所述第一通过区域和所述反射区域，所述第三表面具有所述第二通过区域和所述反射区域。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述第一照明光和所述第二照明光在进入所述偏转单元之前彼此相交。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的光学装置，其中所述第一照明光的反射光和所述第二照明光的反射光在通过所述光引导单元之后且进入所述光接收单元之前通过共用的光学系统。
14.根据权利要求13所述的光学装置，其中所述共用的光学系统的入射光瞳位于所述偏转单元上方。
15.根据权利要求13所述的光学装置，其中所述共用的光学系统包括聚光镜。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的光学装置，还包括望远镜，所述望远镜被配置为使所述偏转单元偏转的所述照明光的光束直径增大并且使来自所述物体的所述反射光的光束直径减小。
17.根据权利要求16所述的光学装置，其中所述偏转单元被部署在所述望远镜的入射光瞳位置处。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的光学装置，其中所述第一照明光的照明范围和所述第二照明光的照明范围彼此部分地重叠。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的光学装置，还包括控制单元，所述控制单元被配置为基于来自所述光接收单元的输出获取关于所述物体的距离信息。
20.一种车载系统，所述车载系统包括根据权利要求1至19中的任一项所述的光学装置，并且被配置为基于由所述光学装置获取的关于物体的距离信息确定车辆与所述物体之间的碰撞的可能性。
21.根据权利要求20所述的车载系统，还包括控制装置，所述控制装置被配置为在所述车载系统确定存在所述车辆与所述物体之间的碰撞的可能性的情况下输出用于在所述车辆中生成制动力的控制信号。
22.根据权利要求20或21所述的车载系统，还包括警告装置，所述警告装置被配置为在所述车载系统确定存在所述车辆与所述物体之间的碰撞的可能性的情况下警告所述车辆的用户。
23.根据权利要求20至22中的任一项所述的车载系统，还包括通知装置，所述通知装置被配置为将关于所述车辆与所述物体之间的碰撞的信息通知给外部。
24.一种移动装置，所述移动装置包括根据权利要求1至19中的任一项所述的光学装置，并且被配置为保持所述光学装置和移动。
25.根据权利要求24所述的移动装置，还包括确定单元，所述确定单元被配置为基于由所述光学装置获取的关于物体的距离信息确定与所述物体的碰撞的可能性。
26.根据权利要求25所述的移动装置，还包括控制单元，所述控制单元被配置为在所述确定单元确定存在与所述物体的碰撞的可能性的情况下输出用于控制移动的控制信号。
27.根据权利要求25或26所述的移动装置，还包括警告单元，所述警告单元被配置为在所述确定单元确定存在与所述物体的碰撞的可能性的情况下警告所述移动装置的用户。
28.根据权利要求24至27中的任一项所述的移动装置，包括通知单元，所述通知单元被配置为将关于与所述物体的碰撞的信息通知给外部。
CN202080097893.XA 2020-03-02 2020-12-17 光学装置、车载系统、以及移动装置 Pending CN115280177A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020034831 2020-03-02
JP2020-034831 2020-03-02
JP2020199812A JP2021139883A (ja) 2020-03-02 2020-12-01 光学装置、車載システム、および移動装置
JP2020-199812 2020-12-01
PCT/JP2020/047209 WO2021176799A1 (ja) 2020-03-02 2020-12-17 光学装置、車載システム、および移動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115280177A true CN115280177A (zh) 2022-11-01

Family

ID=77613252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080097893.XA Pending CN115280177A (zh) 2020-03-02 2020-12-17 光学装置、车载系统、以及移动装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220390565A1 (zh)
EP (1) EP4116732A4 (zh)
CN (1) CN115280177A (zh)
WO (1) WO2021176799A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023156982A1 (en) * 2022-02-21 2023-08-24 Innoviz Technologies Ltd. Device for emitting a light beam and partial beam splitter

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2578036B2 (ja) * 1990-11-26 1997-02-05 大日本スクリーン製造株式会社 円筒内面走査型画像記録装置
JPH1183755A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Fuji Electric Co Ltd 傷検査装置
JPH11203701A (ja) 1997-10-06 1999-07-30 Asahi Optical Co Ltd 偏向ミラーの回転角度検出機構
JP5149200B2 (ja) * 2006-12-26 2013-02-20 パナソニック株式会社 面状照明装置とそれを用いた液晶表示装置
JP2008216520A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Ricoh Co Ltd 光走査装置及び画像形成装置
JP2009087413A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光ディスクドライブ装置、光ピックアップ及びそれに用いられる光学部品
JP5885673B2 (ja) * 2011-01-18 2016-03-15 オリンパス株式会社 光走査装置および走査型検査装置
DE102015105393A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Lasersensor für ein Kraftfahrzeug mit diffraktivem optischen Element, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
EP3542184A1 (en) * 2016-11-16 2019-09-25 Innoviz Technologies Ltd. Lidar systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
EP4116732A1 (en) 2023-01-11
WO2021176799A1 (ja) 2021-09-10
US20220390565A1 (en) 2022-12-08
EP4116732A4 (en) 2024-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220113535A1 (en) Optical apparatus, onboard system having the same, and mobile device
US11598873B2 (en) Optical apparatus for scanning an object with illumination light flux to detect reflected light flux from the object, and on-board system and mobile apparatus including the same
US20220390565A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system, and moving apparatus
JP2020177012A (ja) 光学装置、車載システム、および移動装置
US20210354669A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system, and mobile apparatus
CN112213854B (zh) 光学装置、车载系统和移动装置
WO2020158399A1 (ja) 光学装置、それを備える車載システム及び移動装置
CN111830705B (zh) 光学装置、搭载系统和移动装置
JP2021018228A (ja) 光学装置、それを備える車載システム及び移動装置
JP2021139883A (ja) 光学装置、車載システム、および移動装置
US20230138429A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system, and moving apparatus
EP3885791A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system, and mobile apparatus
US20240036171A1 (en) Optical apparatus, system, and moving apparatus
US20210253072A1 (en) Optical apparatus, on-vehicle system including the same, and moving apparatus
US20230266444A1 (en) Optical apparatus, in-vehicle system including optical apparatus, and moving apparatus including optical apparatus
JP2021128039A (ja) 光学装置、それを備える車載システム及び移動装置
US20220229156A1 (en) Optical apparatus, and in-vehicle system and moving apparatus each including the same
JP2024025212A (ja) 光学装置、車載システムおよび移動装置
JP2022111802A (ja) 光学装置、それを備える車載システム及び移動装置
JP2020052183A (ja) 光学系、それを備える照明装置及び測距装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination