CN115298836A - 光学模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可以提高包括发光元件和受光元件的光学模块的性能的光学模块。光学模块包括：基板；发光元件，其布置在所述基板上；受光元件，其与所述发光元件相距预定间隔地布置在所述基板上；第一壳体，其布置在所述基板上并且包围所述发光元件的周围；第二壳体，其布置在所述基板上并且包围所述受光元件的周围；发光透镜，其被收纳在所述第一壳体中并且布置在所述发光元件的光轴上；和受光透镜，其被收纳在所述第二壳体中并且布置在所述受光元件的光轴上，其中，以所述发光透镜和所述受光透镜中的一个透镜的光轴为基准，所述一个透镜在朝向另一个透镜的光轴的第一方向上的第一直径小于所述一个透镜在与所述第一方向正交的第二方向上的第二直径。例如，本公开可以应用于测距传感器。

Description

光学模块
技术领域
本技术涉及一种光学模块，更具体地，涉及一种包括发光元件和受光元件的光学模块。
背景技术
在现有技术中，提出了其中将放射部件(发光元件)和用于检测从该放射部件发射的光的反射光的检测部件(受光元件)收纳在一个外壳内的光电子模块(参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：PCT国际申请公开第2015-509184号
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在专利文献1中记载的光电子模块中，发光侧和受光侧形成在同一外壳内，很难独立地调整发光侧和受光侧的位置，因此性能提高受限。
本技术是鉴于这种情况而完成的并且用于提高包括发光元件和受光元件的光学模块的性能。
技术问题的解决方案
根据本技术的一个方面的光学模块包括：基板；发光元件，其布置在所述基板上；受光元件，其与所述发光元件相距预定间隔地布置在所述基板上；第一壳体，其布置在所述基板上并且包围所述发光元件的周围；第二壳体，其布置在所述基板上并且包围所述受光元件的周围。发光透镜，其被收纳在所述第一壳体中并且布置在所述发光元件的光轴上；和受光透镜，其被收纳在所述第二壳体中并且布置在所述受光元件的光轴上，其中，以所述发光透镜和所述受光透镜中的一个透镜的光轴为基准，所述一个透镜在朝向另一个透镜的光轴的第一方向上的第一直径小于所述一个透镜在与所述第一方向正交的第二方向上的第二直径。
根据本技术的一个方面，从发光元件发射的发射光经由发光透镜发射，并且发射光的反射光经由受光透镜入射在受光元件上。
附图说明
图1是示意性示出应用本技术的光学模块的第一实施方案的断面图。
图2是示意性示出应用本技术的光学模块的第一实施方案的平面图。
图3是示出光学模块的光路的示例的图。
图4是示意性示出光学模块的第一实施方案的第一变形例的平面图。
图5是示意性示出光学模块的第一实施方案的第二变形例的平面图。
图6是示意性示出光学模块的第一实施方案的第三变形例的平面图。
图7是示意性示出应用本技术的光学模块的第二实施方案的断面图。
图8是示意性示出应用本技术的光学模块的第三实施方案的断面图。
图9是示意性示出应用本技术的光学模块的第四实施方案的立体图。
图10是示意性示出应用本技术的光学模块的第四实施方案的断面图。
图11是示出体内信息获取系统的示意性构成的示例的框图。
图12是示出车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。
图13是示出车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将说明用于实施本技术的方式。将按以下顺序进行说明。
1.第一实施方案
2.第一实施方案的变形例
3.第二实施方案
4.第三实施方案
5.第四实施方案
6.变形例
7.应用例
8.其他
<<1.第一实施方案>>
首先，将参照图1至图3说明本技术的第一实施方案。
<光学模块1a的构成例>
图1是示意性示出应用本技术的光学模块1a的断面图。图2是示意性示出应用本技术的光学模块1a的平面图。
光学模块1a是发射发射光并接收发射光被物体反射而获得的反射光的模块。光学模块1a例如用在测量距物体的距离的测距传感器中。以下，对将光学模块1a用于测距传感器的情况进行说明。
光学模块1a包括基板11、发光元件12、受光元件13、发光模块14a、受光模块15a。
发光元件12和受光元件13在基板11上以预定间隔并列布置。发光元件12例如包括诸如半导体激光器(LD)等发光元件。受光元件13例如包括诸如图像传感器或光电二极管等将入射光转换为电信号的元件。
发光模块14a是包括使从发光元件12发射的发射光向作为测距目标的物体(以下称为目标物)发射的发光光学系统的模块。发光模块14a包括保持架31a和发光透镜组LTa。
保持架31a是由具有遮光性的树脂或金属制成的圆柱形壳体并且容纳发光透镜组LTa。保持架31a布置在基板11上以包围发光元件12的周围并且通过遮光部件16(例如，具有遮光性的树脂)接合并固定到基板11上。结果，保持架31a的下端和基板11之间的空间被遮光，并且防止从发光元件12发射的发射光从发光透镜组LTa中的最外侧(最靠近物体侧)的透镜LT1a以外的部分泄漏到发光模块14a的外部。特别地，防止受光元件13直接接收从发光元件12发射的发射光。
另外，调整保持架31a的位置使得发光透镜组LTa中的各透镜的光轴与发光元件12的光轴一致。
然后，从发光元件12发射的发射光如图3中的虚线所示经由发光透镜组LTa从发光模块14a向目标物发射。
受光模块15a是包括受光光学系统的模块，受光光学系统接收发射光被目标物反射而获得的反射光并使反射光入射在受光元件13上。受光模块15a包括保持架41a、受光透镜组LRa和带通滤波器(BPF)42a。
保持架41a是由具有遮光性的树脂或金属制成的圆柱形壳体并且容纳受光透镜组LRa和BPF 42a。与保持架31a类似，保持架41a布置在基板11上以包围受光元件13的周围并且通过遮光部件16接合并固定到基板11上。结果，保持架41a的下端和基板11a之间的空间被遮光，并且防止外部光从受光透镜组LRa中的最外侧(最靠近物体侧)的透镜LR1a以外的部分入射到受光元件13上。
此外，调整保持架41a的位置使得受光透镜组LRa中的各透镜的光轴与受光元件13的光轴一致。
然后，如图3中的虚线所示，发射光被目标物反射而获得的反射光透过受光透镜组LRa，预定波长分量被BPF 42a提取，然后光入射在受光元件13的受光表面上。
这里，发光模块14a的保持架31a和受光模块15a的保持架41a是独立的。因此，能够独立地进行发光模块14a相对于发光元件12的位置调整和受光模块15a相对于受光元件13的位置调整。
因此，可以提高发光光学系统相对于发光元件12的对准精度以及受光光学系统相对于受光元件13的对准精度。此外，发光光学系统和受光光学系统的位置的微调可以根据包括发光元件12和受光元件13的各光学元件的性能变化等独立地进行。
结果，可以提高光学模块1a的光学性能。例如，可以用更多的发射光照射目标物并接收更多的反射光，增加了光学模块1a能够获取的信息量，并且提高了测距精度。
此外，如图2所示，发光透镜组LTa中的透镜LT1a的光轴
Figure BDA0003849132720000051
从透镜LT1a的中心向受光模块15a的光轴(例如，透镜LR1a的光轴
Figure BDA0003849132720000052
)的方向偏离。更具体地，透镜LT1a具有在该透镜LT1a与受光模块15a(透镜LR1a)相邻的一侧为直线形状的D切割形状。因此，以透镜LT1a的光轴
Figure BDA0003849132720000053
为基准，透镜LT1a在朝向透镜LR1a的光轴
Figure BDA0003849132720000054
的第一方向上的直径d1小于透镜LT1a在与第一方向正交的第二方向上的直径d2。
注意，直径d1是透镜LT1a以光轴
Figure BDA0003849132720000055
为基准的直径中的最短直径(以下称为最短透镜直径)并且设定为等于或大于透镜LT1a的有效直径。透镜LT1a的有效直径是在从发光元件12发射的发射光预期通过透镜LT1a的区域中的以光轴
Figure BDA0003849132720000056
为基准的直径的最大值。换句话说，从发光元件12发射的发射光几本上全部通过以透镜LT1a的光轴
Figure BDA0003849132720000057
为中心的有效直径范围内的区域。
如上所述，即使透镜LT1a形成为D切割形状，通过将最短透镜直径设定为等于或大于有效直径，发光模块14a的光学性能可以得到保证。
此外，虽然省略了详细图示，但是发光透镜组LTa中的其他透镜也与透镜LT1a类似具有受光模块15a侧为直线形状的D切割形状。此外，发光透镜组LTa中的其他透镜中的每一个的最短透镜直径也被设定为等于或大于有效直径。
注意，由于发光透镜组LTa中的各透镜的发射光通过的区域不同，因此各透镜的有效直径不同。
以这种方式，即使采用发光模块14a的保持架31a和受光模块15a的保持架41a彼此独立的结构，发光模块14a和受光模块15a的光轴之间的距离(以下称为基线长度)也可以缩短。注意，基线长度例如是图2中的透镜LT1a的光轴
Figure BDA0003849132720000061
与透镜LR1a的光轴
Figure BDA0003849132720000062
之间的距离。
结果，可以缩短发光元件12与受光元件13之间的间隔，并且使光学模块1a小型化。另外，例如通过缩短发光元件12与受光元件13之间的间隔，可以使受光模块15a上的反射光的入射角接近0度，结果，改进了测距制度。
另外，通过保持架31a和遮光部件16对发光元件12的周围进行遮光，可以抑制从发光元件12发射的发射光从透镜LT1a以外的部分泄漏到发光模块14a的外部。此外，通过保持架41a和遮光部件16对受光元件13的周围进行遮光，可以抑制外部光从透镜LR1a以外的部分入射到受光元件13上。
结果，受光元件13可以接收更多从发光元件12发射的发射光的反射光。此外，抑制受光元件13接收反射光以外的光。结果，可以提高光学模块1a的性能。
<<2.第一实施方案的变形例>>
接下来，将参照图4至图6说明第一实施方案的变形例。在各变形例中，发光光学系统和受光光学系统中的至少一个光学系统的光学元件的形状与第一实施方案不同。
<第一变形例>
首先，将参照图4说明第一变形例。第一变形例与第一实施方案的不同之处在于受光光学系统的光学元件具有D切割形状。
图4是示意性示出光学模块1b的平面图。注意，在该图中，与图2中的光学模块1a相对应的部分由相同的附图标记表示，并且将适当地省略对其的说明。此外，在图4中省略了基板11的图示。
光学模块1b与光学模块1a的不同之处在于光学模块1b包括受光模块15b而不是受光模块15a。
受光模块15b与受光模块15a的不同之处在于受光模块15b包括保持架41b、受光透镜组LRb和BPF 42b以代替保持架41a、受光透镜组LRa和BPF 42a。注意，省略了BPF 42b的图示。
在本示例中，与发光透镜组LTa中的各透镜类似，受光透镜组LRb中的各透镜具有在该透镜与发光模块14a(发光透镜组LTa)相邻的一侧为直线形状的D切割形状。
另外，受光透镜组LRb中的各透镜的最短透镜直径设定为等于或大于有效直径。
此外，根据所收纳的光学元件的形状的不同，保持架41b具有与保持架41a不同的形状。
以这种方式，通过将受光光学系统的光学元件也形成为D切割形状可以进一步缩短基线长度并且进一步使光学模块1b小型化。另外，可以使受光模块15b上的反射光的入射角接近0度，结果，提高了测距精度。
<第二变形例>
接下来，将参照图5说明第二变形例。第二变形例与第一实施方案的不同之处在于发光光学系统的光学元件具有I切割形状。
图5是示意性示出光学模块1c的平面图。注意，在该图中，与图2中的光学模块1a相对应的部分由相同的附图标记表示，并且将适当地省略对其的说明。此外，在图5中，省略了基板11的图示。
光学模块1c与光学模块1a的不同之处在于光学模块1c包括发光模块14b而不是发光模块14a。
发光模块14b与发光模块14a的不同之处在于发光模块14b包括保持架31b和发光透镜组LTb以代替保持架31a和发光透镜组LTa。
在该示例中，发光透镜组LTb中的各透镜具有I切割形状。换句话说，发光透镜组LTb中的各透镜不仅在该透镜与受光模块15a(受光透镜组LRa)相邻的一侧为直线形状，而且在相对侧也为直线形状。
此外，将发光透镜组LTb中的各透镜的最短透镜直径设定为等于或大于有效直径。
此外，根据所收纳的光学元件的形状的不同，保持架31b具有与保持架31a不同的形状。
以这种方式，通过将发光光学系统的光学元件形成为I切割形状，可以进一步使发光模块14b小型化并且可以进一步使光学模块1c小型化。
<第三变形例>
接下来，将参照图6说明第三变形例。第三变形例与第一实施方案的不同之处在于，受光光学系统和发光光学系统的光学元件的形状。
图6是示意性示出光学模块1d的平面图。注意，在该图中，与图2中的光学模块1a相对应的部分由相同的附图标记表示，并且将适当地省略对其的说明。此外，在图6中，省略了基板11的图示。
光学模块1d与光学模块1a的不同之处在于光学模块1d包括发光模块14c和受光模块15c以代替发光模块14a和受光模块15a。
发光模块14c与发光模块14a的不同之处在于发光模块14c包括保持架31c和发光透镜组LTc以代替保持架31a和发光透镜组LTa。
受光模块15c与受光模块15a的不同之处在于受光模块15c包括保持架41c、受光透镜组LRc和BPF 42c以代替保持架41a、受光透镜组LRa和BPF 42a。注意，省略了BPF 42c的图示。
在本示例中，发光透镜组LTc和受光透镜组LRc中的各透镜的外周具有矩形形状。
此外，与图2的透镜LT1a类似，具有在受光模块15c侧为直线形状的D切割形状并且实质上用作透镜的透镜部LT1Ac形成在发光透镜组LTc中的最外侧(最靠近物体侧)的透镜LT1c处。此外，以透镜LT1a的光轴
Figure BDA0003849132720000081
为基准，透镜LT1a在朝向受光透镜组LRc中的最外侧(最靠近物体侧)的透镜LR1c的光轴
Figure BDA0003849132720000082
的第一方向上的直径d11小于透镜LT1c在与第一方向正交的第二方向上的直径d12。此外，直径d11设定为等于或大于透镜LT1a的有效直径。
另外，虽然省略了图示，但是与透镜LT1c类似，发光透镜组LTc中的其他透镜的外周具有矩形形状，并且也形成了具有在受光模块15c侧为直线形状的D切割形状的透镜部。此外，发光透镜组LTc中的其他透镜的最短透镜直径也均设定为等于或大于有效直径。
透镜LR1c处形成有实质上用作透镜的圆形透镜部LR1Ac。透镜LR1c的光轴
Figure BDA0003849132720000091
与透镜LR1c的中心一致。
此外，虽然省略了图示，但是与透镜LR1c类似，受光透镜组LRc中的其他透镜的外周也具有矩形形状并且光轴与中心一致。
此外，根据所收纳的光学元件的形状不同，保持架31c具有与保持架31a不同的形状。由于要收纳的光学元件的形状不同，保持架41c的形状与保持架41a的形状不同。
以这种方式，与光学模块1a类似，即使采用发光模块14c的保持架31c和受光模块15d的保持架41c彼此独立的结构，也可以缩短光学模块1d的基线长度。
<<3.第二实施方案>>
接下来，将参照图7说明本技术的第二实施方案。
图7是示意性示出应用本技术的光学模块101的断面图。注意，在该图中，与图1中的光学模块1a相对应的部分由相同的附图标记表示，并且将适当地省略对其的说明。
光学模块101与光学模块1a的不同之处在于光学模块101包括基板111和基板112以代替基板11。换句话说，光学模块101具有在发光侧和受光侧分离的基板。
具体地，发光元件12和发光模块14a设置在基板111上。发光模块14a的保持架31a布置在基板111上以覆盖发光元件12的周围并且通过遮光部件113(例如具有遮光性的树脂等)接合并固定到基板111上。
受光元件13和受光模块15a设置在基板112上。受光模块15a的保持架41a布置在基板112上以覆盖受光元件13的周围并且通过遮光部件114(例如具有遮光性的树脂等)接合并固定到基板112上。
以这种方式，可以将发光侧和受光侧分开，同时保持基线长度较短。结果，例如，可以容易地改变发光侧的模块和受光侧的模块的组合。
<<4.第三实施方案>>
接下来，将参照图8说明本技术的第三实施方案。
图8是示意性示出应用本技术的光学模块201的断面图。注意，在该图中，与图1中的光学模块1a相对应的部分由相同的附图标记表示，并且将适当地省略对其的说明。
光学模块201与光学模块1a的不同之处在于光学模块201包括基板211、发光模块14d、受光模块15d以代替基板11、发光模块14a、受光模块15a。
发光模块14d包括与发光模块14a相比具有类似构成的发光光学系统并且不同之处在于发光模块14d包括保持架31d以代替保持架31a。受光模块15d包括与受光模块15a相比具有类似构成的受光光学系统并且不同之处在于受光模块15d包括保持架41d以代替保持架41a。
如图中由虚线圆圈包围的部分所示，保持架31d与保持架31a的不同之处在于下端延伸并且插入到基板211中。结果，保持架31d固定到基板211上，并且发光元件12的周围被遮光而不用使用遮光部件16。
如图中由虚线圆圈包围的部分所示，保持架41d与保持架41a的不同之处在于下端延伸并且插入到基板211中。结果，受光元件13的周围被遮光而不用使用遮光部件16。
<<5.第四实施方案>>
接下来，将参照图9和图10说明本技术的第四实施方案。
图9是示意性示出应用本技术的光学模块301的立体图。图10是示意性示出应用本技术的光学模块301的断面图。注意，在该图中，与图2中的光学模块1a相对应的部分由相同的附图标记表示，并且将适当地省略对其的说明。
光学模块301与光学模块1a的不同之处在于，光学模块301包括发光模块14e和受光模块15e以代替发光模块14a和受光模块15a。
发光模块14e包括与发光模块14a相比具有类似构成的发光光学系统并且不同之处在于发光模块14e包括保持架31e以代替保持架31a。受光模块15e包括与受光模块15a相比具有类似构成的发光光学系统并且不同之处在于受光模块15e包括保持架41e以代替保持架41a。
保持架31e的外周具有矩形形状，形成用于收纳发光光学系统的外壳部31Ae，并且保持架41a插入其中的矩形开口部31Be形成在外壳部31Ae的旁边。在根据基板11上的发光元件12(未示出)的位置调整位置后，通过与图1的遮光部件16类似的遮光部件将保持架31e固定在基板11上。
收纳受光光学系统的外壳部41Ae形成在保持架41e中。此外，保持架41e插入保持架31e的开口部31Be中。结果，保持架31e内的发光光学系统和保持架41e内的受光光学系统的相对位置与光学模块1a的基本上相同。
此外，开口部31Be的内周比保持架41e的外周稍大。因此，当保持架41e插入开口部31Be中时，在保持架41e的外周与开口部31Be的内周之间形成间隙，并且可以调整保持架41e在水平方向上的位置。然后，在根据受光元件13的位置调整位置之后，保持架41e接合并固定到开口部31Be的内部，其中开口部31Be和保持架41e之间的间隙被遮光部件311(例如，具有遮光性的树脂)填充。
以这种方式，在光学模块301中也可以独立地调整保持架31e和保持架41e的位置。
注意，例如，与图8的光学模块201相同，可以通过将保持架31e插入基板11中来实现固定。
<<6.变形例>>
在下文中，将说明上述本技术的实施方案的变形例。
只要光学模块包括受光元件和发光元件，本技术也可以应用于被用于除测距传感器之外的应用的光学模块。
例如，发光光学系统和受光光学系统中的光学元件的构成，例如透镜的数量和组合、透镜以外的光学元件的组合等，可以根据需要进行变更。
例如，图4至图6所示的变形例可以尽可能地组合。
例如，发光光学系统和受光光学系统中的一个光学元件的形状可以是D切割形状，并且另一个光学元件的形状可以是I切割形状。例如，发光光学系统和受光光学系统二者的光学元件的形状都可以是I切割形状。例如，在图6的光学模块1d的受光光学系统中的透镜部也可以形成为与发光光学系统类似的D切割形状。
例如，在图1的光学模块1a中，可以通过遮光部件16仅将保持架41a固定在基板11上。
例如，在图7的光学模块101中，可以通过遮光部件仅将保持架41a固定在基板11上。
例如，在图8的光学模块201中，与图7的光学模块101类似，可以将基板分离为发光光学系统和受光光学系统。
例如，在图9和图10的光学模块301中，发光光学系统的壳体可以插入到受光光学系统的壳体的开口部中。
此外，在本技术中，发射光的波长没有特别的限制。
<<7.应用例>>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。
<体内信息获取系统的应用例>
例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图11是示出使用可以应用根据本公开的实施方案的技术(本技术)的胶囊型内窥镜的患者的体内信息获取系统的示意性构成的示例的框图。
体内信息获取系统10001包括胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200。
检查时患者吞咽胶囊型内窥镜10100。胶囊型内窥镜10100具有摄像功能和无线通信功能，并且在其通过蠕动运动在诸如胃或肠等器官的内部移动一段时间的同时以预定间隔顺序地拍摄器官的内部的图像(在下文中称为体内图像)，直到其从患者体内自然排出。然后，胶囊型内窥镜10100通过无线传输将体内图像的信息顺序传输给体外的外部控制装置10200。
外部控制装置10200整体控制体内信息获取系统10001的操作。进一步地，外部控制装置10200接收从胶囊型内窥镜10100传输到其上的体内图像的信息，并基于接收的体内图像的信息生成用于在显示装置(未示出)上显示体内图像的图像数据。
在体内信息获取系统10001中，以这种方式在胶囊型内窥镜10100被吞下之后直到胶囊型内窥镜10100被排出的时间段内的任何时间可以获取对患者体内的状态进行成像的体内图像。
下面更详细地描述胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200的配置和功能。
胶囊型内窥镜10100包括胶囊型外壳10101，外壳10101中容纳有光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114、供电单元10115、电源单元10116和控制单元10117。
光源单元10111由光源，例如发光二极管(LED：light emitting diode)构成，并且光源单元10111将光照射在成像单元10112的摄像视场上。
成像单元10112由成像元件和光学系统构成，该光学系统包括设置在成像元件的前一级的多个透镜。照射在作为观察目标的身体组织上的光的反射光(在下文中称为观察光)通过光学系统会聚并被引入到成像元件中。在成像单元10112中，通过成像元件对入射的观察光进行光电转换，由此生成对应于观察光的图像信号。由成像单元10112生成的图像信号被提供给图像处理单元10113。
图像处理单元10113由诸如中央处理器(CPU：central processing unit)或图形处理器元(GPU：graphics processing unit)等处理器构成，并且对由成像单元10112生成的图像信号执行各种信号处理。因此，图像处理单元10113将已经执行了信号处理的图像信号作为原始(RAW)数据提供给无线通信单元10114。
无线通信单元10114对已经由图像处理单元10113执行了信号处理的图像信号执行诸如调制处理等预定处理，并且通过天线10114A将得到的图像信号传输到外部控制装置10200。此外，无线通信单元10114通过天线10114A从外部控制装置10200接收与胶囊型内窥镜10100的驱动控制有关的控制信号。无线通信单元10114将从外部控制装置10200接收到的控制信号提供给控制单元10117。
供电单元10115由用于电力接收的天线线圈、用于从天线线圈中产生的电流再生电力的电力再生电路和升压电路(voltage booster circuit)等构成。供电单元10115使用非接触充电原理产生电力。
电源单元10116由二次电池构成，并存储由供电单元10115产生的电力。在图11中，为了避免复杂的图示，省略了表示来自电源单元10116等的电力的供应目的地的箭头标记。然而，存储在电源单元10116中的电力被供应给光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117，并且可以用于驱动光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117。
控制单元10117由诸如CPU等处理器构成，并且根据从外部控制装置10200传输到其的控制信号适当地控制光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和供电单元10115的驱动。
外部控制装置10200由处理器(诸如CPU或GPU)或混合地安装有处理器和存储元件(诸如存储器)的微型计算机或控制板等构成。外部控制装置10200通过天线10200A将控制信号传输到胶囊型内窥镜10100的控制单元10117，以控制胶囊型内窥镜10100的操作。在胶囊型内窥镜10100中，例如，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变光源单元10111的在观察目标时的光照射条件。此外，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变摄像条件(例如，成像单元10112的帧速率或曝光值等)。此外，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变图像处理单元10113的处理的内容或者用于从无线通信单元10114传输图像信号的条件(例如，传输间隔或传输图像数量等)。
此外，外部控制装置10200对从胶囊型内窥镜10100发送到其的图像信号执行各种图像处理，以生成用于在显示装置上显示拍摄的体内图像的图像数据。作为图像处理，可以执行各种信号处理，例如，显影处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(带宽增强处理、超分辨率处理、降噪(NR：noise reduction)处理和/或图像稳定处理(image stabilizationprocess))和/或放大处理(电子变焦处理)。外部控制装置10200控制显示装置的驱动，以使显示装置显示基于所生成的图像数据的拍摄的体内图像。或者，外部控制装置10200还可以控制记录装置(未示出)以记录所生成的图像数据，或控制打印装置(未示出)以通过打印输出所生成的图像数据。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的体内信息获取系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述配置中的成像单元10112。具体地，例如，本发明可以应用于用于成像单元10112的焦点控制的测距传感器。因此，例如，可以进一步减小型胶囊内窥镜10100的尺寸。
[移动体的应用例]
例如，根据本公开的技术可以实现为安装在如汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船或机器人等任何类型的移动体上的装置。
图12是示出作为可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图12所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。此外，微型计算机12051、声音/图像输出单元12052和车载网络接口(I/F)12053被示出为综合控制单元12050的功能构成。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作以下装置的控制装置：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置；用于将驱动力传输至车轮的驱动力传输机构；用于调整车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动装置等。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制设置到车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，从作为钥匙的替代的便携式装置传输过来的无线电波或各种开关的信号能够输入至车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动窗装置和灯等。
车外信息检测单元12030检测关于具有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与成像单元12031连接。车外信息检测单元12030使成像单元12031对车辆外部的图像进行成像，并且接收所拍摄的图像。在接收的图像的基础上，车外信息检测单元12030可以对诸如人、车辆、障碍物、标记或路面上的符号等物体执行检测处理或距这些物体的距离的检测处理。
成像单元12031是光学传感器，其用于接收光并且输出与接收的光的光量对应的电信号。成像单元12031可以输出电信号作为图像，或可以输出电信号作为关于测量距离的信息。此外，成像单元12031接收的光可以是可见光，或可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接。驾驶员状态检测单元12041例如包括对驾驶员进行成像的相机。在从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息的基础上，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的集中程度，或可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
微型计算机12051可以在关于车辆内部或外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的)的基础上计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现先进驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistancesystem)的功能的协同控制，该功能包括：车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于车间距离的跟车行驶、车辆速度维持行驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。
此外，微型计算机12051可以执行旨在用于自动驾驶的协同控制，其在关于车辆内部或外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的)的基础上通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等使车辆自主行驶，而不依赖于驾驶员的操作等。
此外，微型计算机12051可以在关于车辆外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030获得的)的基础上向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可以根据车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置通过控制车头灯以从远光灯变为近光灯来执行旨在防止眩光的协同控制。
声音/图像输出单元12052将声音和图像中的至少一种的输出信号传输到输出装置，该输出装置能够在视觉上或听觉上将信息通知车辆的乘客或车辆的外部。在图12的示例中，音频扬声器12061、显示单元12062和仪表面板12063被示出为输出装置。例如，显示单元12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图13是示出了成像单元12031的安装位置的示例的图。
在图13中，成像单元12031包括成像单元12101、12102、12103、12104和12105。
成像单元12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部挡风玻璃的上部上的位置。设置到前鼻上的成像单元12101和设置到车辆内部挡风玻璃的上部上的成像单元12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置到侧视镜上的成像单元12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。设置到后保险杠或后门上的成像单元12104主要获得车辆12100的后方的图像。设置到车辆内部挡风玻璃的上部上的成像单元12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志或车道等。
注意，图13示出了成像单元12101至12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置到前鼻上的成像单元12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置到侧视镜上的成像单元12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置到后保险杠或后门上的成像单元12104的成像范围。例如，通过叠加由成像单元12101至12104拍摄的图像数据，获得从上方观看到的车辆12100的俯瞰图像。
成像单元12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，微型计算机12051可以在从成像单元12101至12104获得的距离信息的基础上确定到成像范围12111到12114内的每个三维物体的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取最近的三维物体作为前方车辆，特别地，该三维物体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0千米/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。此外，微型计算机12051可以预先设定在前方车辆前方要保持的车间距离，并且执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。因此，可以执行旨在用于自动驾驶的协同控制，其使得车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作等。
例如，微型计算机12051可以在从成像单元12101至12104获得的距离信息的基础上将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，提取分类后的三维物体数据，并使用所提取的三维物体数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以在视觉上识别的障碍物以及车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告，并通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或者避让转向。微型计算机12051由此可以辅助驱动以避免碰撞。
成像单元12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外摄像机。例如，微型计算机12051可以通过确定成像单元12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过在作为红外摄像机的成像单元12101至12104的拍摄图像中提取特征点的程序以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来确定是否是行人的程序来执行对行人的这种识别。当微型计算机12051确定成像单元12101至12104的拍摄图像中存在行人并且因此识别出行人时，声音/图像输出单元12052控制显示单元12062，使得用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上的方式显示。声音/图像输出单元12052还可以控制显示单元12062，使得表示行人的图标等显示在期望的位置处。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述构成中的设置在可以连接到车外信息检测单元12030的传感器部(未示出)中的测距传感器、物体传感器等。结果，例如，可以进一步减小传感器部的尺寸。
<<8.其他>>
本技术的实施方案不限于上述实施方案，并且可以在不背离本技术的主旨的情况下进行各种变形。
<构成的组合的示例>
本技术还可以具有以下构成。
(1)一种光学模块，包括：
基板；
发光元件，其布置在所述基板上；
受光元件，其与所述发光元件相距预定间隔地布置在所述基板上；
第一壳体，其布置在所述基板上并且包围所述发光元件的周围；
第二壳体，其布置在所述基板上并且包围所述受光元件的周围。
发光透镜，其被收纳在所述第一壳体中并且布置在所述发光元件的光轴上；和
受光透镜，其被收纳在所述第二壳体中并且布置在所述受光元件的光轴上，
其中，以所述发光透镜和所述受光透镜中的一个透镜的光轴为基准，所述一个透镜在朝向另一个透镜的光轴的第一方向上的第一直径小于所述一个透镜在与所述第一方向正交的第二方向上的第二直径。
(2)根据上述(1)所述的光学模块，
其中，所述第一壳体通过具有遮光性的部件固定在所述基板上。
(3)根据上述(2)所述的光学模块，
其中，所述第一壳体进一步通过具有遮光性的部件固定在所述基板上。
(4)根据上述(1)所述的光学模块，
其中，所述第一壳体插入到所述基板中。
(5)根据上述(4)所述的光学模块，
其中，所述第二壳体进一步插入到所述基板中。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的光学模块，
其中，布置有所述发光元件和所述第一壳体的基板与布置有所述受光元件和所述第二壳体的基板彼此不同。
(7)根据上述(1)至(5)中任一项所述的光学模块，
其中，所述第一壳体和所述第二壳体中的一个壳体的开口部允许另一个壳体插入其中，其中所述另一个壳体的外周与所述开口部的内周之间具有间隙。
(8)根据上述(7)所述的光学模块，
其中，所述另一个壳体通过填充所述间隙的具有遮光性的部件固定到所述开口部上。
(9)根据上述(1)至(8)中任一项所述的光学模块，
其中，所述一个透镜的光轴在第一方向上偏离所述一个透镜的中心。
(10)根据上述(9)所述的光学模块，
其中，所述一个透镜具有在所述一个透镜与所述另一个透镜相邻的一侧为直线形状的D切割形状。
(11)根据上述(9)所述的光学模块，
其中，所述一个透镜的外周具有矩形形状。
(12)根据上述(1)至(8)中任一项所述的光学模块，
其中，所述一个透镜具有在所述一个透镜与所述另一个透镜相邻的一侧和在所述一个透镜与所述另一个透镜相邻的一侧的相对侧均为直线形状的I切割形状。
(13)根据上述(1)至(12)中任一项所述的光学模块，
其中，以所述另一个透镜的光轴为基准，所述另一个透镜在朝向所述一个透镜的光轴的第三方向上的直径小于所述另一个透镜在与所述第三方向正交的第四方向上的直径。
(14)根据上述(1)至(13)中任一项所述的光学模块，
其中，所述第一直径等于或大于所述一个透镜的有效直径。
注意，在本说明书中描述的效果仅作为示例示出并且不限于此并且可以存在其他效果。
附图标记列表
1a至1d 光学模块
11 基板
12 发光元件
13 受光元件
14a至14e 发光模块
15a至15e 受光模块
16 遮光部件
31a至31e 保持架
41a至41e 保持架
42a至42c 带通滤波器
101 光学模块
111,112 基板
113,114 遮光部件
201 光学模块
211 基板
301 光学模块
LTa至LTc 发光透镜组
LT1a,LT1c 透镜
LRa至LRc 受光透镜组
LR1a,LR1c 透镜

Claims (14)

1.一种光学模块，包括：
基板；
发光元件，其布置在所述基板上；
受光元件，其与所述发光元件相距预定间隔地布置在所述基板上；
第一壳体，其布置在所述基板上并且包围所述发光元件的周围；
第二壳体，其布置在所述基板上并且包围所述受光元件的周围。
发光透镜，其被收纳在所述第一壳体中并且布置在所述发光元件的光轴上；和
受光透镜，其被收纳在所述第二壳体中并且布置在所述受光元件的光轴上，
其中，以所述发光透镜和所述受光透镜中的一个透镜的光轴为基准，所述一个透镜在朝向另一个透镜的光轴的第一方向上的第一直径小于所述一个透镜在与所述第一方向正交的第二方向上的第二直径。
2.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述第二壳体通过具有遮光性的部件固定在所述基板上。
3.根据权利要求2所述的光学模块，
其中，所述第一壳体进一步通过具有遮光性的部件固定在所述基板上。
4.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述第二壳体插入到所述基板中。
5.根据权利要求4所述的光学模块，
其中，所述第二壳体进一步插入到所述基板中。
6.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，布置有所述发光元件和所述第一壳体的基板与布置有所述受光元件和所述第二壳体的基板彼此不同。
7.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述第一壳体和所述第二壳体中的一个壳体的开口部允许另一个壳体插入其中，其中所述另一个壳体的外周与所述开口部的内周之间具有间隙。
8.根据权利要求7所述的光学模块，
其中，所述另一个壳体通过填充所述间隙的具有遮光性的部件固定到所述开口部上。
9.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述一个透镜的光轴在第一方向上偏离所述一个透镜的中心。
10.根据权利要求9所述的光学模块，
其中，所述一个透镜具有在所述一个透镜与所述另一个透镜相邻的一侧为直线形状的D切割形状。
11.根据权利要求9所述的光学模块，
其中，所述一个透镜的外周具有矩形形状。
12.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述一个透镜具有在所述一个透镜与所述另一个透镜相邻的一侧和在所述一个透镜与所述另一个透镜相邻的一侧的相对侧均为直线形状的I切割形状。
13.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，以所述另一个透镜的光轴为基准，所述另一个透镜在朝向所述一个透镜的光轴的第三方向上的直径小于所述另一个透镜在与所述第三方向正交的第四方向上的直径。
14.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述第一直径等于或大于所述一个透镜的有效直径。
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