JP2022111800A - 光学装置、それを備える車載システム及び移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でありながら良好な光学性能を有する光学装置を提供する。【解決手段】光学装置は、光源からの照明光を偏向して物体を走査するとともに、物体からの反射光を偏向する偏向部と、光源からの照明光を偏向部に導光するとともに、偏向部からの反射光を受光素子に導光する導光部と、偏向部からの照明光を物体に導光するとともに、物体からの反射光を偏向部に導光する光学系４０とを備える。光学系は、物体の中間像４３を形成し、中間像４３よりも物体側に配置されたレンズからなる前群４１と、中間像よりも偏向部側に配置されたレンズからなる後群４２とを有し、後群は、３枚以上かつ５枚以下の正レンズからなる。【選択図】図３

Description

本発明は、照明した対象物からの反射光を受光することで、対象物を検出する光学装置に関する。

対象物までの距離を計測する測距装置として、光源からの照明光を偏向部により偏向することで対象物を走査し、対象物からの反射光を受光するまでの時間やその反射光の位相に基づいて対象物までの距離を算出するものが知られている。

特許文献１には、偏向部よりも対象物の側に配置された光学系により、照明光及び反射光の径を変化させることができる測距装置が記載されている。

特開２０１９－１１３４０８号公報

特許文献１に記載の測距装置では、光学系にレンズアレイを採用することで測距精度の向上を図っている。しかしながら、特許文献１のようにレンズアレイを用いる場合、光学系の構成が複雑になり各部材の配置誤差が生じやすく、測距装置の製造難易度が増加してしまう。

本発明は、簡素な構成でありながら良好な光学性能を有する光学装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光学装置は、光源からの照明光を偏向して物体を走査するとともに、該物体からの反射光を偏向する偏向部と、前記光源からの前記照明光を前記偏向部に導光するとともに、前記偏向部からの前記反射光を受光素子に導光する導光部と、前記偏向部からの前記照明光を前記物体に導光するとともに、前記物体からの前記反射光を前記偏向部に導光する光学系とを備え、前記光学系は、前記物体の中間像を形成し、該中間像よりも物体側に配置されたレンズからなる前群と、該中間像よりも偏向部側に配置されたレンズからなる後群とを有し、前記後群は、３枚以上かつ５枚以下の正レンズからなることを特徴とする。

本発明によれば、簡素な構成でありながら良好な光学性能を有する光学装置の提供が可能になる。

実施形態に係る光学装置の要部概略図 レンズ面において不要光が生じる条件を説明するための図 実施例１に係る光学系の断面図 実施例２に係る光学系の断面図 実施例３に係る光学系の断面図 実施例４に係る光学系の断面図 実施形態に係る車載システムの機能ブロック図 実施形態に係る車両（移動装置）の模式図 実施形態に係る車載システムの動作例を示すフローチャート

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る光学装置１の光軸を含む断面（ＹＺ断面）における要部概略図（模式図）である。光学装置１は、光源部１０、導光部（分岐部）２０、偏向部３０、光学系４０、受光部５０、及び制御部６０を備える。図１においては、光源部１０から対象物（物体）１００に向かう照明光の光路（照明光路）を実線で示し、対象物１００から受光部５０に向かう反射光の光路（受光光路）を破線で示している。

光学装置１は、対象物１００からの反射光を受光することで、対象物１００を検出（撮像）する検出装置（撮像装置）や、対象物１００までの距離（距離情報）を取得する測距装置として用いることができる。本実施形態に係る光学装置１は、対象物１００からの反射光を受光するまでの時間やその反射光の位相に基づいて対象物１００までの距離を算出する、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）という技術を用いている。

光源部１０は、光源１１、光学素子１２、及び絞り１３を有する。光源１１としては、エネルギー集中度が高く指向性のよいレーザである半導体レーザなどを用いることができる。後述するように光学装置１を車載システムに適用する場合などは、対象物１００に人間が含まれる可能性がある。よって、光源１１としては人間の目に対する影響が少ない赤外光を射出するものを採用することが望ましい。本実施形態に係る光源１１が射出する照明光の波長は、近赤外域に含まれる９０５ｎｍである。

光学素子１２は、光源１１から射出された照明光の収束度を変化させる機能を有する。本実施形態に係る光学素子１２は、光源１１から出射する発散光束を平行光束に変換（コリメート）するコリメータレンズ（集光素子）である。なお、ここでの平行光束は、厳密な平行光束だけではなく、弱発散光束や弱収束光束などの略平行光束を含むものである。

絞り１３は、開口が設けられた遮光部材であり、光学素子１２からの照明光を制限することでその光束径（光束幅）を決定している。本実施形態に係る絞り１３の開口の形状は、照明光の形状に合わせて楕円になっているが、必要に応じて楕円以外の形状としてもよい。本実施形態に係る絞り１３の開口の径は、Ｘ方向（長軸方向）において１．６０ｍｍ、Ｚ方向（短軸方向）において１．３０ｍｍである。

導光部２０は、照明光路と受光光路とを分岐させ、光源部１０からの照明光を偏向部３０に導光すると共に、偏向部３０からの反射光を受光部５０に導光するための部材である。本実施形態に係る導光部２０は、透光部材２１、有孔（穴あき）ミラー２２、光源用受光素子２３を備える。透光部材２１は、絞り１３の開口を通過した照明光の一部を反射して光源用受光素子２３に導光するための部材であり、例えばガラス基板などを用いることができる。

有孔ミラー２２は、光源部１０からの照明光を通過させる開口部（穴部）が設けられた反射部材であり、開口部以外の反射領域（反射部）によって偏向部３０からの反射光を受光部５０に向けて反射させている。本実施形態に係る有孔ミラー２２の開口部は、図１に示すように空孔であるが、開口部には透光部材が設けられていてもよい。また、照明光と反射光とを分岐させるための導光部材（分岐部材）としては、有孔ミラーに限らず、ビームスプリッタやプリズム、ハーフミラーなどを用いてもよい。

光源用受光素子２３は、光源部１０からの照明光を光電変換して信号を出力するための素子であり、例えば後述する受光部５０における受光素子５３と同様のセンサを用いることができる。光源用受光素子２３から出力される信号は、後述する制御部６０によって光源部１０を制御する際に用いられる。なお、必要に応じて、透光部材２１と光源用受光素子２３との間に、透光部材２１からの光を光源用受光素子２３の受光面に導光するための光学素子（フィルタやレンズなど）を配置してもよい。

偏向部３０は、導光部２０からの照明光を偏向して対象物１００を走査すると共に、対象物１００からの反射光を偏向して導光部２０に導光するための部材である。本実施形態に係る偏向部３０は、折返しミラー３１（第１の偏向素子）と駆動ミラー３２（可動ミラー、第２の偏向素子）で構成されている。

駆動ミラー３２は、対象物１００の２次元走査を可能にするために、少なくとも二軸回りに揺動可能（二軸駆動ミラー）であることが望ましい。例えば、駆動ミラー３２としてガルバノミラーやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーなどを採用することができる。本実施形態に係る駆動ミラー３２は、Ｘ軸回りの揺動角度（振れ角）が±７．５°、Ｙ軸回りの揺動角度が±１５．０°、揺動周波数が１ｋＨｚ程度のＭＥＭＳミラーである。なお、駆動ミラー３２のＸ軸回りの揺動角度はＹＺ断面における視野角（走査画角）に対応し、駆動ミラー３２のＹ軸回りの揺動角度はＺＸ断面における視野角に対応する。

光学系４０は、偏向部３０からの照明光を対象物１００に導光すると共に、対象物１００からの反射光を偏向部３０に導光するための部材である。本実施形態に係る光学系４０は、屈折力（パワー）を有する複数のレンズで構成され、かつ全系では屈折力を持たない光学系（アフォーカル系）である。具体的には、光学系４０は、偏向部３０からの照明光の径をβ倍に拡大すると共に、対象物１００からの反射光の径を１／β倍に縮小するテレスコープである。

本実施形態に係る光学系４０は、対象物１００の側（物体側）から偏向部３０の側（偏向部側）へ順に配置された、複数のレンズを有する前群４１と、複数のレンズを有する後群４２とを有する。前群４１は、対象物１００からの反射光を集光して対象物１００の中間像４３を形成するように構成されている。後群４２は、前群４１からの反射光を平行光束に変換して駆動ミラー３２に入射させるように構成されている。この構成により、光学系４０は偏向部３０からの照明光及び対象物１００からの反射光の径を変換することができる。なお、光学系４０は、前群４１と後群４２以外に絞りやフィルタ、カバーガラスなどの他の部材を有していてもよい。

本実施形態に係る駆動ミラー３２の偏向面は、対象物１００の側を入射側としたときの光学系４０の入射瞳と共役な位置に配置されている。言い換えると、駆動ミラー３２の偏向面は、偏向部３０の側を入射側としたときの光学系４０の入射瞳の位置に配置されている。また、本実施形態に係る光学系４０の光学倍率（横倍率）βの絶対値は１よりも大きい（｜β｜＞１）。これにより、駆動ミラー３２によって偏向されて光学系４０に入射する照明光の主光線の偏向角に対して、光学系４０から出射する照明光の主光線の偏向角の方が小さくなり、対象物を検出する際の分解能を向上させることができる。

光源部１０からの照明光は、導光部２０を介して偏向部３０により偏向され、光学系４０によって光学倍率βに応じて拡大され、対象物１００を照明する。そして、対象物１００からの反射光は、光学系４０によって光学倍率１／βに応じて縮小され、偏向部３０により偏向され、受光部５０に到達する。これにより、照明光の径をさらに拡大して拡がり角をより低減することができるため、対象物が遠方にある場合においても十分な照度及び分解能を確保することができる。また、光学系４０によって瞳径を拡大することで、対象物からの反射光をより多く取り込むことができ、測距距離や測距精度を向上させることが可能になる。

受光部（測距用受光部）５０は、光学フィルタ５１、集光部５２、及び受光素子（測距用受光素子）５３を有する。光学フィルタ５１は、所望の光のみを通過させ、それ以外の不要光を遮光（吸収）するための部材である。本実施形態に係る光学フィルタ５１は、光源１１から出射する照明光に対応する波長帯域の光のみを透過させるバンドパスフィルタである。集光部５２は、光学フィルタ５１を通過した光を受光素子５３の受光面に集光するための部材であり、本実施形態では単一の光学素子（集光レンズ）で構成されている。なお、光学フィルタ５１及び集光部５２の構成は本実施形態に限られるものではなく、必要に応じて各部材の配置の順を入れ替えたり各部材を複数配置したりしてもよい。例えば、集光部５２を複数の集光レンズで構成してもよい。

受光素子（測距用受光素子）５３は、集光部５２からの光を受光し、光電変換して信号を出力するための素子（センサ）である。受光素子５３としては、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｅｌ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）などで構成されたものを採用することができる。照明光により照明された対象物１００からの反射光は、偏向部３０により偏向されて有孔ミラー２２により反射され、光学フィルタ５１及び集光部５２を介して受光素子５３に入射する。

制御部６０は、光源１１、光源用受光素子２３、駆動ミラー３２、及び受光素子５３などを制御する。制御部６０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの処理装置（プロセッサ）、又はそれを備える演算装置（コンピュータ）である。制御部６０は、光源１１及び駆動ミラー３２の夫々を所定の駆動電圧や所定の駆動周波数で駆動したり、光源用受光素子２３からの信号に応じて光源１１の出力（照明光の光量）を制御したりしている。制御部６０は、例えば光源１１を制御することで照明光をパルス光としたり、照明光の強度変調を行って信号光を生成したりすることもできる。

また、制御部６０は、光源１１から照明光が出射した時刻（発光時刻）から、受光素子５３が対象物１００からの反射光を受光した時刻（受光時刻）までの時間に基づいて、対象物１００の距離情報を取得することができる。このとき、制御部６０は、受光素子５３からの信号を特定の周波数で取得してもよい。なお、対象物１００からの反射光を受光するまでの時間ではなく、対象物１００からの反射光の位相に基づいて距離情報を取得してもよい。具体的には、光源１１の信号の位相と受光素子５３から出力される信号の位相との差分（位相差）を求め、その位相差に光速を乗じることで、対象物１００の距離情報を取得してもよい。

このようなＬｉＤＡＲを用いた測距装置としての光学装置１は、車両や歩行者、障害物等の対象物１００を識別し、その対象物１００の距離情報に応じて自車両を制御する車載システムに好適なものである。なお、ＬｉＤＡＲを用いる場合、光源部１０及び受光部５０の光軸の一部が互いに一致する同軸系か、各光軸が互いに一致しない非同軸系を採用することができる。本実施形態に係る光学装置１は、導光部２０を備えることで装置全体を小型化しつつ同軸系を実現している。

車載システムなどにおいては、光学装置１に対して近距離（１ｍ程度）にある物体から遠距離（３００ｍ程度）にある物体までを対象物１００として検出することが求められる。しかし、対象物１００からの反射光（信号光）の強度は非常に微弱であり、例えば光源１１から発せられる照明光のパワーを１としたとき、反射光は１０^－７～１０^－８程度である。また、対象物１００からの反射光の強度は、光学装置１から対象物１００までの距離が長ければ長いほど小さくなる。例えば、光学装置１から対象物１００までの距離が１０倍になった場合、光学装置１が受光する反射光の強度は１／１００程度まで低下してしまう。

ここで、光学装置１の内部の各部材において意図せず生じた反射光（散乱光）が、不要光（迷光）として受光素子５３に到達してしまうと、測距精度に大きな影響を与えてしまう。例えば、受光素子５３が受光する信号光に対する不要光の割合が大きくなると、Ｓ／Ｎ比が低下して信号光と不要光とを区別することが困難になり、測距精度が大きく低下してしまう。なお、対象物１００までの距離の増大に応じて照明光の光量（光源１１の出力）を増加させる方法も考えられるが、対象物１００としての人間の目に対する影響が大きくなってしまうため好ましくない。

このような不要光は、特に導光部２０以降に配置されるレンズ面によって生じやすい。本実施形態においては、導光部２０よりも対象物１００の側に配置される光学系４０が複数のレンズを有しているため、その各レンズ面において照明光が反射（散乱）することで不要光となってしまう可能性がある。よって、光学系４０の各レンズ面における不要光の発生を抑制するために、照明光に含まれる光線（照明光線）が各レンズ面に垂直入射しないように光学装置１を設計することが望ましい。このことについて図２を用いて説明する。

図２は、偏向部３０よりも対象物１００の側に配置されるレンズ面４に入射する照明光を示した模式図である。レンズ面４に対しては、駆動ミラー３２の揺動によって偏向された照明光が入射する。すなわち、レンズ面４には様々な入射角で照明光が入射することになる。実線で示した照明光のうち一部の照明光線Ａは、レンズ面４の曲率中心Ｃを通過しているため、レンズ面４に対して垂直に入射する。この場合、光線Ａはレンズ面４で反射して照明光路とは逆向きである反射光路を進行するため、不要光として対象物１００からの反射光線と共に受光素子５３に入射してしまう可能性がある。仮に反射率が０．１％程度の反射防止膜をレンズ面４に設けたとしても、一部の光線はこのような不要光となり得る。

一方、点線で示した照明光線Ｂは、曲率中心Ｃを通過しないため、レンズ面４に対してある程度の入射角で入射する。すなわち、レンズ面４における照明光線Ｂの入射点での法線Ｄと照明光線Ｂとは、互いに非平行である（互いに重ならない）。よって、照明光線Ｂがレンズ面４で反射したとしても、反射光路とは異なる光路を進行するため、不要光は発生しない。したがって、光学系４０において不要光の発生を抑制するためには、各レンズ面に入射する各照明光線が各レンズ面の曲率中心を通過しないように（各レンズ面に垂直入射しないように）偏向部３０及び光学系４０を配置すればよい。

具体的には、光学系４０の各レンズ面の夫々における照明光線の入射点での法線と該照明光線とが互いに非平行となるように、言い換えると各照明光線が各レンズ面に垂直入射しないように、光学系４０における各レンズを設計することが望ましい。例えば、周知の光学シミュレーションソフトウェアなどを用いて、光学系４０における各レンズ面に対する各照明光線の入射角を確認しながら各レンズを設計することで、各レンズ面に対して照明光線が垂直入射しないようにすることができる。各レンズの設計パラメータとしては、曲率（曲率半径）、肉厚（光軸方向の厚さ）、面形状、光軸に垂直な方向における位置（偏心）などであるが、これらに限られるものではない。なお、各レンズ面の形状については、非球面としてもよいが、成形のしやすさなどを考慮すると球面とすることが望ましい。

なお、各レンズ面に対して垂直入射する照明光線を低減するために、偏向部３０及び光学系４０をＹ方向において互いにずらして（シフトさせて）配置してもよい。この構成を実現するには、照明光路と反射光路とを含む断面（ＹＺ断面）において、駆動ミラー３２の走査範囲における中心画角での照明光の主光線の光路と光学系４０の光軸とが一致しないように偏向部３０を配置すればよい。また、偏向部３０及び光学系４０を互いにシフトさせるのではなく、偏向部３０の走査範囲を光学系４０の光軸に対して非対称に設定する（チルトさせる）ことでも同様の効果を得ることができる。なお、該シフトとチルトを組み合わせてもよい。さらに、上述した各レンズの設計に加えて上記シフトとチルトの少なくとも一方を組み合わせてもよい。

ここで、上述したように不要光の発生を抑制するための構成を採用する場合、これを採用しない場合と比較して光学系４０の設計の自由度が低下する。特に、偏向部３０からの照明光が最初に入射する後群４２においては、各レンズの形状や配置などの設計の自由度が大幅に低下する。そのため、光学系４０の小型化と良好な光学性能とを両立するためには、後群４２を構成するレンズの枚数や各レンズの屈折力の符号を適切に設計することが必要になる。

そこで本発明者は、試行錯誤の結果、後群４２を３枚以上かつ５枚以下の正レンズにより構成することで、光学系４０の全系の小型化と良好な光学性能との両立を実現できることを見出した。本実施形態に係る光学系４０によれば、後群４２を正レンズのみで構成することで、光学系４０を小型化しつつ収差を良好に補正することができる。後群４２に負レンズを加えた場合、収差を良好に補正するためには、後群４２を正レンズのみで構成する場合と比較して後群４２が大型化してしまう。

さらに、後群４２を構成する正レンズの枚数を３枚以上かつ５枚以下とすることで、光学系４０を小型化しつつ不要光の発生を抑制することができる。正レンズの枚数を２枚以下とした場合、後群４２の全体の焦点距離が長くなり過ぎてしまい、光学系４０の小型化が困難になる。また、後群４２における各レンズ面に入射する各光線と各レンズ面の入射点での法線とを非平行にすることが困難になり、不要光を十分に低減することが困難になってしまう。

一方、正レンズの枚数を６枚以上とした場合、後群４２の全体の焦点距離が短くなり、中間像４３が後群４２のレンズ面に近づき過ぎてしまう。この場合、中間像４３の近傍では光線が集中しているため、レンズ面における傷やごみの影響を大きく受けてしまい、良好な光学性能を得ることが困難になってしまう。また、正レンズの枚数が多くなるにつれて、中間像４３がレンズ面に干渉しないように後群４２を設計することが困難になってしまう。

なお、後群４２を構成する正レンズの枚数は、光学系４０の小型化と不要光の低減の何れを優先するのかによって選択すればよい。例えば、光学系４０をより小型化するためには、後群４２を構成する正レンズの枚数を４枚又は５枚とすることが好ましい。また、光学系４０の小型化と不要光の低減のバランスを最適にするためには、後群４２を構成する正レンズの枚数を４枚とすることが好ましい。

なお、前群４１の焦点距離をｆｆ、後群４２の焦点距離をｆｒとするとき、光学系４０は以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
１．８＜ｆｆ／ｆｒ＜８．０ （１）

条件式（１）を満足することで、対象物１００が遠方にある場合においても対象物１００を高精度に検出することが可能になる。条件式（１）の上限を上回ると、光学系４０の光学倍率が大きくなり過ぎてしまい、全系の大型化を招くとともに不要光が生じやすくなってしまうため好ましくない。条件式（１）の下限を下回ると、光学系４０の光学倍率が小さくなり過ぎてしまい、遠方の対象物１００からの反射光が受光しづらくなってしまうため好ましくない。

さらに、以下の条件式（１ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（１ｂ）を満足することがより好ましく、以下の条件式（１ｃ）を満足することがさらに好ましい。
２．０＜ｆｆ／ｆｒ＜７．０ （１ａ）
２．５＜ｆｆ／ｆｒ＜６．０ （１ｂ）
３．０＜ｆｆ／ｆｒ＜５．０ （１ｃ）

また、後群４２における最も偏向部側のレンズについて、物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｂ１、偏向部側のレンズ面の曲率半径をＲ２Ｂ１とするとき、光学系４０は以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
－１２．０＜（Ｒ１Ｂ１＋Ｒ２Ｂ１）／（Ｒ１Ｂ１－Ｒ２Ｂ１）＜－２．０ （２）

条件式（２）は、後群４２を構成する正レンズのうち最も偏向部側のレンズのシェイプファクタに関する式である。条件式（２）を満足することで、当該レンズを適切なメニスカス形状とすることができ、当該レンズの製造を容易にしつつ不要光の発生を抑制することができる。条件式（２）の上限を上回ると、当該レンズが平凸形状又は両凸形状に近づいてしまう。この場合、偏向部側のレンズ面における法線の方向と光線の方向とが一致しないようにするためには、当該レンズ面において光線を非常に大きな角度で屈折させることが必要になり、収差の補正が難しくなるため好ましくない。条件式（２）の下限を下回ると、各レンズ面の曲率が大きくなり過ぎてしまい、当該レンズの製造が難しくなるため好ましくない。

さらに、以下の条件式（２ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（２ｂ）を満足することがより好ましい。
－１０．０＜（Ｒ１Ｂ１＋Ｒ２Ｂ１）／（Ｒ１Ｂ１－Ｒ２Ｂ１）＜－４．０ （２ａ）
－８．０＜（Ｒ１Ｂ１＋Ｒ２Ｂ１）／（Ｒ１Ｂ１－Ｒ２Ｂ１）＜－６．０ （２ｂ）

また、後群４２における最も偏向部側のレンズに隣接するレンズについて、物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｂ２、偏向部側のレンズ面の曲率半径をＲ２Ｂ２とするとき、光学系４０は以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
－６．０＜（Ｒ１Ｂ２＋Ｒ２Ｂ２）／（Ｒ１Ｂ２－Ｒ２Ｂ２）＜－０．５ （３）

条件式（３）は、後群４２を構成する正レンズのうち最も偏向部側から数えて２番目のレンズのシェイプファクタに関する式である。条件式（３）を満足することで、当該レンズを適切なメニスカス形状とすることができ、当該レンズの製造を容易にしつつ不要光の発生を抑制することができる。条件式（３）の上限を上回ると、当該レンズが両凸形状に近づいてしまい、各レンズ面で生じる球面収差の補正が難しくなるため好ましくない。条件式（３）の下限を下回ると、各レンズ面における法線の方向と光線の方向とが一致しないように設計することが難しくなるため好ましくない。

さらに、以下の条件式（３ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（３ｂ）を満足することがより好ましい。
－５．０＜（Ｒ１Ｂ２＋Ｒ２Ｂ２）／（Ｒ１Ｂ２－Ｒ２Ｂ２）＜－１．０ （３ａ）
－４．０＜（Ｒ１Ｂ２＋Ｒ２Ｂ２）／（Ｒ１Ｂ２－Ｒ２Ｂ２）＜－２．０ （３ｂ）

また、後群４２における最も物体側のレンズ面から最も偏向部側のレンズ面までの光軸上での距離をＬｒ、前群４１における最も偏向部側のレンズ面から後群４２における最も物体側のレンズ面までの光軸上での距離をＬｉとする。このとき、光学系４０は以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．１＜Ｌｒ／Ｌｉ＜４．０ （４）

条件式（４）を満足することで、前群４１と後群４２の間隔を適切に保ちつつ光学系４０の全長を短くすることができる。条件式（４）の上限を上回ると、前群４１と後群４２との距離が短くなって各々のレンズ面に中間像４３が近づき過ぎてしまい、各レンズ面における傷やごみの影響を大きく受けて良好な光学性能を得ることが難しくなるため好ましくない。条件式（４）の下限を下回ると、前群４１と後群４２とが離れ過ぎて光学系４０の全長が長くなり、各レンズの配置の自由度が低下するとともに、各レンズを保持する鏡筒の大型化による製造コストの増大に繋がってしまうため好ましくない。

さらに、以下の条件式（４ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（４ｂ）を満足することがより好ましい。
０．１５＜Ｌｒ／Ｌｉ＜３．００ （４ａ）
０．２＜Ｌｒ／Ｌｉ＜２．０ （４ｂ）

また、光学系４０における正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値をＮＰａｖｅ、光学系４０における負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値をＮＮａｖｅとするとき、光学系４０は以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
１．２＜ＮＰａｖｅ／ＮＮａｖｅ＜１．５ （５）

本実施形態において照明光の波長は特に限定されるものではないが、特に光学装置１を測距装置として用いる場合は、照明光を人体への影響が少ない赤外光とすることや、指向性を上げるために照明光の波長帯域を狭くすることが求められる。よって、光学系４０を構成する各レンズの材料は、色収差の補正よりもペッツバール和の補正を優先して選択することが好ましい。具体的には、正レンズについては高い屈折率の材料を採用し、負レンズについては低い屈折率の材料を採用することが好ましい。

条件式（５）を満たすことで、光学系４０のペッツバール和を良好に補正し、像面湾曲や非点隔差の発生を抑制することができる。条件式（５）の上限を上回ると、各レンズの材料の選択の自由度が低下し、各レンズの製造難易度が高くなったり内部透過率が低下したりする可能性が生じるため好ましくない。条件式（５）の下限を下回ると、光学系４０のペッツバール和が増大してしまい、像面湾曲や非点隔差の補正が難しくなるため好ましくない。

さらに、以下の条件式（５ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（５ｂ）を満足することがより好ましい。
１．２５＜ＮＰａｖｅ／ＮＮａｖｅ＜１．４５ （５ａ）
１．３＜ＮＰａｖｅ／ＮＮａｖｅ＜１．４ （５ｂ）

なお、本実施形態に係る前群４１は、１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズで構成されていることが望ましい。この構成によれば、前群４１においてペッツバール和及び球面収差を良好に補正することが容易になる。さらに、前群４１を２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズで構成することが好ましい。この構成によれば、正の屈折力及び負の屈折力の各々を複数のレンズで分担することができるため、各レンズ面の曲率を小さくして各レンズの製造を容易にすることができる。また、レンズごとに光束の入射位置を異ならせることで、各レンズで分担して複数の収差を容易に補正することができる。

前群４１が複数の正レンズ及び複数の負レンズを有する場合、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを交互に配置することが好ましい。例えば、前群４１を、物体側から順に配置された少なくとも１枚の正レンズ、少なくとも１枚の負レンズ、少なくとも１枚の正レンズ、少なくとも１枚の負レンズからなる構成とすることが好ましい。この場合、前群４１はトリプレットと同様の機能を有するレンズ群（トリプレット群）の偏向部側に負レンズが配置された構成となるため、球面収差や非点隔差をより良好に補正することができる。

前群４１における正レンズ及び負レンズの枚数は特に限定されるものではないが、前群４１の簡素化と良好な収差補正を両立するためには、前群４１を２枚の正レンズと２枚の負レンズで構成することが好ましい。さらに、前群４１を、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズで構成することがより好ましい。

ここで、前群４１が１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズを有する場合に、前群４１における正レンズの焦点距離の平均値をｆｆＰａｖｅ、前群４１における負レンズの焦点距離の平均値をｆｆＮａｖｅとする。このとき、光学系４０は以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
－１．０＜ｆｆＰａｖｅ／ｆｆＮａｖｅ＜－０．２ （６）

条件式（６）を満足することで、前群４１を構成する正レンズの屈折力と負レンズの屈折力との関係を適切にすることができ、正レンズにおいて生じた収差を負レンズにより良好に補正することが可能になる。条件式（６）の上限を上回ると、前群４１における負の屈折力が大きくなり過ぎてしまい、前群４１の焦点距離が長くなって光学系４０の小型化が難しくなるため好ましくない。条件式（６）の下限を下回ると、前群４１における正の屈折力が大きくなり過ぎてしまい、前群４１で生じる球面収差や後群４２で生じる諸収差の補正が難しくなるため好ましくない。

さらに、以下の条件式（６ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（６ｂ）を満足することがより好ましい。
－０．８＜ｆｆＰａｖｅ／ｆｆＮａｖｅ＜－０．３ （６ａ）
－０．７５＜ｆｆＰａｖｅ／ｆｆＮａｖｅ＜－０．４０ （６ｂ）

また、光学系４０は以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
０．６５＜ｆｒ／Ｌｒ＜２．２０ （７）

条件式（７）を満足することで、前群４１と後群４２の間隔を適切に保ちつつ光学系４０の全長を短くすることができる。条件式（７）の上限を上回ると、後群４２の焦点距離が長くなり過ぎてしまい、光学系４０の小型化が難しくなるため好ましくない。条件式（７）の下限を下回ると、前群４１と後群４２との距離が短くなって各々のレンズ面に中間像４３が近づき過ぎてしまい、各レンズ面における傷やごみの影響を大きく受けて良好な光学性能を得ることが難しくなるため好ましくない。

さらに、以下の条件式（７ａ）を満足することが好ましく、以下の条件式（７ｂ）を満足することがより好ましい。
０．７０＜ｆｒ／Ｌｒ＜２．００ （７ａ）
０．８５＜ｆｒ／Ｌｒ＜１．５０ （７ｂ）

なお、光学系４０を構成する全てのレンズは、光軸方向において互いに離間していることが望ましい。言い換えると、光学系４０が接合レンズを有しておらず、光学系４０における全てのレンズが単レンズであることが望ましい。光学系４０が接合レンズを有する場合、当該接合レンズを構成する各レンズが温度変化によって剥がれたり偏心したりする可能性が生じる。そこで、光学系４０を単レンズのみで構成することで、温度変化が生じた場合にも良好な光学性能を保つことができる。この効果は、特に光学系４０が車載システムに搭載された場合など、温度変化が激しい環境に光学系４０が配置された場合において顕著になる。

以上、本実施形態に係る光学装置１によれば、光学系４０の小型化と不要光の低減を両立することができ、簡素な構成でありながら良好な光学性能を得ることができる。これにより、光学装置１を測距装置に適用した場合に良好な測距精度を実現することができる。

［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る光学系４０について説明する。本実施例は後述する数値実施例１に対応している。本実施例に係る光学系４０において、上述した実施形態に係る光学系４０と同等の構成については説明を省略する。

図３は、本実施例に係る光学系４０の光軸ＯＡＬを含む断面（ＹＺ断面）を示す図である。図３においては、物体側（＋Ｚ側）を左側、偏向部側（－Ｚ側）を右側とし、駆動ミラー３２の複数の角度に対応する複数の反射光路を示している。本実施例に係る光学系４０は、屈折力を有する複数のレンズＬ１１１～Ｌ１１８で構成され、かつ全系では屈折力を持たないテレスコープである。本実施例においてはレンズＬ１１１～Ｌ１１８の各レンズ面の全てを球面としており、これにより各レンズの製造を容易にしている。また、本実施例においてはレンズＬ１１１～Ｌ１１８の全てを単レンズとしており、これにより光学系４０の良好な耐環境性を実現している。

図３に示すように、本実施例においては、駆動ミラー３２の中心軸ＯＡＭと光学系４０の光軸ＯＡＬとが一致しないように、駆動ミラー３２をＹ方向へシフトして配置している。なお、ここでの中心軸ＯＡＭは、駆動ミラー３２で偏向された直後の照明光のうち走査範囲における中心画角での主光線Ｒｃ（不図示）の光路と一致する。すなわち、駆動ミラー３２は、偏向面における主光線Ｒｃの入射点（偏向面と主光線Ｒｃの光路との交点）と光軸ＯＡＬとが互いに離間するように配置されている。さらに、中心軸ＯＡＭが光軸ＯＡＬに対して傾くように（非平行になるように）駆動ミラー３２の走査範囲が設定されている。これらの構成により、主光線Ｒｃが各レンズ面に垂直入射しないようにして不要光を低減することができる。さらに本実施例においては、主光線Ｒｃ以外の照明光線も各レンズ面に垂直入射しないように各レンズを設計することで、不要光の更なる低減を可能にしている。

本実施例に係る前群４１は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１１１、負レンズＬ１１２、正レンズＬ１１３、負レンズＬ１１４からなる。この構成により、前群４１を簡素にしつつ球面収差や非点隔差を良好に補正することができる。具体的には、通過する光束の径が比較的大きいレンズＬ１１１～Ｌ１１３で構成されたトリプレット群により主に球面収差を補正し、画角に応じた光束の通過位置の差（光束分離の度合い）が比較的大きい負レンズＬ１１４により主に非点隔差を補正している。

また、本実施例に係る後群４２は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１１５、正レンズＬ１１６、正レンズＬ１１７、正レンズＬ１１８からなる。すなわち、後群４２は４枚の正レンズからなる。この構成により、光学系４０の全系の小型化と良好な光学性能との両立を実現している。

［実施例２］
以下、本発明の実施例２に係る光学系４０について説明する。本実施例は後述する数値実施例２に対応している。本実施例に係る光学系４０において、上述した実施例１に係る光学系４０と同等の構成については説明を省略する。

図４は、本実施例に係る光学系４０の光軸ＯＡＬを含む断面を示す図である。本実施例に係る光学系４０は、レンズＬ１２１～Ｌ１２９で構成され、かつ全系では屈折力を持たないテレスコープである。本実施例に係る光学系４０は、実施例１と同様に各照明光線が各レンズ面に垂直入射しないように設計されている。

本実施例に係る前群４１は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１２１、負レンズＬ１２２、正レンズＬ１２３、負レンズＬ１２４からなる。また、本実施例に係る後群４２は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１２５、正レンズＬ１２６、正レンズＬ１２７、正レンズＬ１２８、正レンズＬ１２９からなる。すなわち、後群４２は５枚の正レンズからなる。実施例１と比較すると、本実施例に係る後群４２における正レンズの枚数は１枚多いため、それにより後群４２の正の屈折力を強め、さらにそれに追従して前群ＬＦ４１の正の屈折力も強めることができるため、光学系４０をより小型化することが可能になる。

［実施例３］
以下、本発明の実施例３に係る光学系４０について説明する。本実施例は後述する数値実施例３に対応している。本実施例に係る光学系４０において、上述した実施例１に係る光学系４０と同等の構成については説明を省略する。

図５は、本実施例に係る光学系４０の光軸ＯＡＬを含む断面を示す図である。本実施例に係る光学系４０は、レンズＬ１３１～Ｌ１３７で構成され、かつ全系では屈折力を持たないテレスコープである。本実施例に係る光学系４０は、実施例１と同様に各照明光線が各レンズ面に垂直入射しないように設計されている。

本実施例に係る前群４１は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１３１、負レンズＬ１３２、正レンズＬ１３３、負レンズＬ１３４からなる。また、本実施例に係る後群４２は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１３５、正レンズＬ１３６、正レンズＬ１３７からなる。すなわち、後群４２は３枚の正レンズからなる。実施例１と比較すると、本実施例に係る後群４２における正レンズの枚数は１枚少ないため、後群４２をより簡素化できるとともに、前群４１と後群４２との間隔を広げて中間像４３とその前後のレンズ面との間隔をより十分に確保することができる。

［実施例４］
以下、本発明の実施例４に係る光学系４０について説明する。本実施例は後述する数値実施例４に対応している。本実施例に係る光学系４０において、上述した実施例１に係る光学系４０と同等の構成については説明を省略する。

図６は、本実施例に係る光学系４０の光軸ＯＡＬを含む断面を示す図である。本実施例に係る光学系４０は、レンズＬ１４１～Ｌ１４９で構成され、かつ全系では屈折力を持たないテレスコープである。本実施例に係る光学系４０は、実施例１と同様に各照明光線が各レンズ面に垂直入射しないように設計されている。

本実施例に係る前群４１は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１４１、負レンズＬ１４２、正レンズＬ１４３、正レンズＬ１４４、負レンズＬ１４５からなる。また、本実施例に係る後群４２は、物体側から偏向部側へ順に配置された正レンズＬ１４６、正レンズＬ１４７、正レンズＬ１４８、正レンズＬ１４９からなる。すなわち、後群４２は４枚の正レンズからなる。

本実施例に係る光学系４０の光学倍率（β＝２．０）は、実施例１～３に係る光学系４０の光学倍率（β≧３．５）よりも低い。そのため、本実施例に係る光学系４０は、実施例１～３に係る光学系４０と比較して近距離にある対象物１００の検出に適している。このような構成においても、後群４２を適切に設計することで光学系４０の小型化と良好な光学性能とを両立することができる。

［数値実施例］
以下、上述した実施例１～４に対応する光学系４０の数値実施例１～４を示す。面データにおいて、面番号は物体側から数えたときのレンズ面の順番を示し、ｒはレンズ面の曲率半径［ｍｍ］を示し、ｄは隣接するレンズ面間の光軸上での距離［ｍｍ］を示す。ｎｄは隣接するレンズ面間の媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄは隣接するレンズ面間の媒質のｄ線を基準としたアッベ数を示す。

各種データにおいて、光学倍率βは光学系４０の拡大倍率（照明時）を示し、入射瞳径は対象物１００の側を入射側としたとき（受光時）の光学系４０の入射瞳の直径［ｍｍ］を示す。また、シフト量はＹＺ断面における中心軸ＯＡＭと光軸ＯＡＬとの距離［ｍｍ］を示し、チルト量はＹＺ断面における中心軸ＯＡＭと光軸ＯＡＬとのなす角度［度］を示す。

光線角度データは、駆動ミラー３２の走査範囲における中心画角での照明光により照明された対象物１００からの反射光のうち、主光線（中心光線）及びマージナル光線（上光線及び下光線）の夫々と光軸ＯＡＬとのなす角度［度］を示したものである。ここでは、光学系４０における最も物体側のレンズ面に入射する直前の各光線の角度と、光学系４０における最も偏向器側のレンズ面から出射した直後の各光線の角度と、それらの差分とを示している。

（数値実施例１）
面データ
レンズ 面番号 r d nd νd
L111 1 41.107 6.30 2.001 29.139
2 119.720 10.91
L112 3 -60.247 2.00 1.516 64.141
4 1918.293 25.88
L113 5 -654.854 3.20 2.001 29.139
6 -55.770 15.63
L114 7 -17.579 1.30 1.516 64.141
8 -46.620 28.47
L115 9 -495.348 3.10 2.001 29.139
10 -68.368 4.50
L116 11 82.093 3.50 2.001 29.139
12 -1551.590 0.30
L117 13 35.125 4.10 2.001 29.139
14 67.954 0.30
L118 15 23.198 3.80 2.001 29.139
16 31.108

各種データ
光学倍率β 3.8
入射瞳径[mm] 14.8
シフト量[mm] 4.1
チルト量[度] 9.6

光線角度データ
物体側 偏向器側 差分
上光線 0.041 0.050 0.009
主光線 0.035 0.000 -0.035
下光線 0.028 -0.052 -0.080

（数値実施例２）
面データ
レンズ 面番号 r d nd νd
L121 1 39.383 7.25 2.001 29.139
2 202.116 9.86
L122 3 -52.981 2.00 1.516 64.141
4 -401.197 24.46
L123 5 -228.481 3.16 2.001 29.139
6 -40.023 10.55
L124 7 -13.435 1.30 1.516 64.141
8 363.802 13.05
L125 9 -28.664 2.80 2.001 29.139
10 -26.765 5.12
L126 11 -343.608 3.38 2.001 29.139
12 -63.244 0.30
L127 13 85.978 3.54 2.001 29.139
14 -523.346 0.30
L128 15 34.916 4.10 2.001 29.139
16 70.744 0.30
L129 17 23.759 3.72 2.001 29.139
18 32.157

各種データ
光学倍率β 3.5
入射瞳径[mm] 14.8
シフト量[mm] 4.3
チルト量[度] 9.4

光線角度データ
物体側 偏向器側 差分
上光線 0.039 0.069 0.030
主光線 0.033 0.000 -0.033
下光線 0.028 0.103 0.075

（数値実施例３）
面データ
レンズ 面番号 r d nd νd
L131 1 55.792 4.65 2.001 29.139
2 199.307 8.49
L132 3 -110.557 2.00 1.516 64.141
4 2336.958 63.19
L133 5 -717.748 2.60 2.001 29.139
6 -57.176 3.76
L134 7 -27.455 1.30 1.516 64.141
8 -46.650 44.86
L135 11 73.363 3.67 2.001 29.139
12 10121.070 0.30
L136 13 34.226 4.19 2.001 29.139
14 64.311 0.30
L137 15 24.042 3.75 2.001 29.139
16 31.557

各種データ
光学倍率β 3.5
入射瞳径[mm] 14.8
シフト量[mm] 4.1
チルト量[度] 9.5

光線角度データ
物体側 偏向器側 差分
上光線 0.038 -0.014 -0.052
主光線 0.032 0.000 -0.032
下光線 0.026 0.068 0.042

（数値実施例４）
面データ
レンズ 面番号 r d nd νd
L141 1 34.971 5.10 2.001 29.139
2 153.153 9.60
L142 3 -31.435 3.50 1.516 64.141
4 -157.459 12.40
L143 5 -131.553 4.60 1.516 64.141
6 -32.263 1.70
L144 7 179.847 3.30 2.001 29.139
8 -85.115 8.30
L145 9 -19.306 6.50 1.516 64.141
10 -31.578 21.60
L146 11 -290.125 3.40 2.001 29.139
12 -69.894 5.00
L147 13 133.185 3.60 2.001 29.139
14 -361.726 0.30
L148 15 50.144 4.20 2.001 29.139
16 112.513 0.30
L149 17 25.536 5.00 2.001 29.139
18 36.897

各種データ
光学倍率β 2.0
入射瞳径[mm] 14.8
シフト量[mm] 6.0
チルト量[度] 15.6

光線角度データ
物体側 偏向器側 差分
上光線 0.080 0.138 0.058
主光線 0.073 0.000 -0.073
下光線 0.066 -0.226 -0.292

数値実施例１～４における種々の数値を表１に示す。表１に示すように、数値実施例１～４に係る光学系４０は何れも上述した条件式（１）～（７）を満足している。

［車載システム］
図７は、本実施形態に係る光学装置１及びそれを備える車載システム（運転支援装置）１０００の構成図である。車載システム１０００は、自動車（車両）等の移動可能な移動体（移動装置）により保持され、光学装置１により取得した車両の周囲の障害物や歩行者などの対象物の距離情報に基づいて、車両の運転（操縦）を支援するための装置である。図８は、車載システム１０００を含む車両５００の模式図である。図８においては、光学装置１の測距範囲（検出範囲）を車両５００の前方に設定した場合を示しているが、測距範囲を車両５００の後方や側方などに設定してもよい。

図７に示すように、車載システム１０００は、光学装置１と、車両情報取得装置２００と、制御装置（ＥＣＵ：エレクトロニックコントロールユニット）３００と、警告装置（警告部）４００とを備える。車載システム１０００において、光学装置１が備える制御部６０は、距離取得部（取得部）及び衝突判定部（判定部）としての機能を有する。ただし、必要に応じて、車載システム１０００において制御部６０とは別体の距離取得部や衝突判定部を設けてもよく、夫々を光学装置１の外部（例えば車両５００の内部）に設けてもよい。あるいは、制御装置３００を制御部６０として用いてもよい。

図９は、本実施形態に係る車載システム１０００の動作例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って車載システム１０００の動作を説明する。

まず、ステップＳ１では、光学装置１の光源部１０により車両の周囲の対象物を照明し、対象物からの反射光を受光することで受光部４０が出力する信号に基づいて、制御部６０により対象物の距離情報を取得する。また、ステップＳ２では、車両情報取得装置２００により車両の車速、ヨーレート、舵角などを含む車両情報の取得を行う。そして、ステップＳ３では、制御部６０によって、ステップＳ１で取得された距離情報やステップＳ２で取得された車両情報を用いて、対象物までの距離が予め設定された設定距離の範囲内に含まれるか否かの判定を行う。

これにより、車両の周囲の設定距離内に対象物が存在するか否かを判定し、車両と対象物との衝突可能性を判定することができる。なお、ステップＳ１及びＳ２は、上記の順番とは逆の順番で行われてもよいし、互いに並列して処理を行われてもよい。制御部６０は、設定距離内に対象物が存在する場合は「衝突可能性あり」と判定し（ステップＳ４）、設定距離内に対象物が存在しない場合は「衝突可能性なし」と判定する（ステップＳ５）。

次に、制御部６０は、「衝突可能性あり」と判定した場合、その判定結果を制御装置３００や警告装置４００に対して通知（送信）する。このとき、制御装置３００は制御部６０での判定結果に基づいて車両を制御し（ステップＳ６）、警告装置４００は制御部６０での判定結果に基づいて車両のユーザ（運転者）への警告を行う（ステップＳ７）。なお、判定結果の通知は、制御装置３００及び警告装置４００の少なくとも一方に対して行えばよい。

制御装置３００は、車両に対して、例えばブレーキをかける、アクセルを戻す、ハンドルを切る、各輪に制動力を発生させる制御信号を生成してエンジンやモータの出力を抑制するなどの制御を行う。また、警告装置４００は、運転者に対して、例えば警告音を発する、カーナビゲーションシステムなどの画面に警告情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどの警告を行う。

以上、本実施形態に係る車載システム１０００によれば、上記の処理により対象物の検出及び測距を行うことができ、車両と対象物との衝突を回避することが可能になる。特に、上述した各実施例に係る光学装置１を車載システム１０００に適用することで、高い測距精度を実現することができるため、対象物の検出及び衝突判定を高精度に行うことが可能になる。

なお、本実施形態では、車載システム１０００を運転支援（衝突被害軽減）に適用したが、これに限らず、車載システム１０００をクルーズコントロール（全車速追従機能付を含む）や自動運転などに適用してもよい。また、車載システム１０００は、自動車等の車両に限らず、例えば船舶や航空機、産業用ロボットなどの移動体に適用することができる。また、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）や監視システム等の物体認識を利用する種々の機器に適用することができる。

また、車載システム１０００や移動装置５００は、万が一移動装置５００が障害物に衝突した場合に、その旨を車載システムの製造元（メーカー）や移動装置の販売元（ディーラー）などに通知するための通知装置（通知部）を備えていてもよい。例えば、通知装置としては、移動装置５００と障害物との衝突に関する情報（衝突情報）を予め設定された外部の通知先に対して電子メールなどによって送信するもの採用することができる。

このように、通知装置によって衝突情報を自動通知する構成を採ることにより、衝突が生じた後に点検や修理などの対応を速やかに行うことができる。なお、衝突情報の通知先は、保険会社、医療機関、警察などや、ユーザーが設定した任意のものであってもよい。また、衝突情報に限らず、各部の故障情報や消耗品の消耗情報を通知先に通知するように通知装置を構成してもよい。衝突の有無の検知については、上述した受光部２からの出力に基づいて取得された距離情報を用いて行ってもよいし、他の検知部（センサ）によって行ってもよい。

［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。

例えば、各実施例に係る光学系４０は、対象物１００からの反射光の径を縮小するテレスコープでなくてもよく、必要に応じて対象物からの反射光の径を拡大する光学系であってもよい。また、光学系４０は、アフォーカル系でなくてもよく、必要に応じて全系で屈折力を有する光学系であってもよい。

また、各実施例においては各部材が一体化（一体的に保持）されているが、必要に応じて各部材を別体として構成してもよい。例えば、導光部２０又は偏向部３０に対して光源部１０や受光部５０を着脱可能としてもよい。その場合、各部材を保持する保持部材（筐体）に、互いに接続するための接続部（結合部）を設ければよい。このとき、光源部１０と導光部２０との位置決めの精度を向上させるために、絞り１３を導光部２０内に設け、導光部材と共通の保持部材により保持してもよい。

１ 光学装置
１１ 光源
２０ 導光部
３０ 偏向部
４０ 光学系
４１ 前群
４２ 後群
４３ 中間像
５３ 受光素子
１００ 対象物（物体）

Claims (24)

1. 光源からの照明光を偏向して物体を走査するとともに、該物体からの反射光を偏向する偏向部と、
   前記光源からの前記照明光を前記偏向部に導光するとともに、前記偏向部からの前記反射光を受光素子に導光する導光部と、
   前記偏向部からの前記照明光を前記物体に導光するとともに、前記物体からの前記反射光を前記偏向部に導光する光学系とを備え、
   前記光学系は、前記物体の中間像を形成し、該中間像よりも物体側に配置されたレンズからなる前群と、該中間像よりも偏向部側に配置されたレンズからなる後群とを有し、
   前記後群は、３枚以上かつ５枚以下の正レンズからなることを特徴とする光学装置。
2. 前記前群の焦点距離をｆｆ、前記後群の焦点距離をｆｒとするとき、
   １．８＜ｆｆ／ｆｒ＜８．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記後群における最も偏向部側のレンズについて、物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｂ１、偏向部側のレンズ面の曲率半径をＲ２Ｂ１とするとき、
   －１２．０＜（Ｒ１Ｂ１＋Ｒ２Ｂ１）／（Ｒ１Ｂ１－Ｒ２Ｂ１）＜－２．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
4. 前記後群における最も偏向部側のレンズに隣接するレンズについて、物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｂ２、偏向部側のレンズ面の曲率半径をＲ２Ｂ２とするとき、
   －６．０＜（Ｒ１Ｂ２＋Ｒ２Ｂ２）／（Ｒ１Ｂ２－Ｒ２Ｂ２）＜－０．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学装置。
5. 前記後群における最も物体側のレンズ面から最も偏向部側のレンズ面までの光軸上での距離をＬｒ、前記前群における最も偏向部側のレンズ面から前記後群における最も物体側のレンズ面までの光軸上での距離をＬｉとするとき、
   ０．１＜Ｌｒ／Ｌｉ＜４．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学装置。
6. 前記光学系における正レンズのｄ線に対する屈折率の平均値をＮＰａｖｅ、前記光学系における負レンズのｄ線に対する屈折率の平均値をＮＮａｖｅとするとき、
   １．２＜ＮＰａｖｅ／ＮＮａｖｅ＜１．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学装置。
7. 前記前群は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズを有し、前記前群における正レンズの焦点距離の平均値をｆｆＰａｖｅ、前記前群における負レンズの焦点距離の平均値をｆｆＮａｖｅとするとき、
   －１．０＜ｆｆＰａｖｅ／ｆｆＮａｖｅ＜－０．２
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学装置。
8. 前記前群は、２枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズからなることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学装置。
9. 前記前群は、物体側から偏向部側へ順に配置された少なくとも１枚の正レンズ、少なくとも１枚の負レンズ、少なくとも１枚の正レンズ、少なくとも１枚の負レンズからなることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
10. 前記後群の焦点距離をｆｒ、前記後群における最も物体側のレンズ面から最も偏向部側のレンズ面までの光軸上での距離をＬｒとするとき、
    ０．６５＜ｆｒ／Ｌｒ＜２．２０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学装置。
11. 前記光学系における全てのレンズは、光軸方向において互いに離間していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学装置。
12. 前記光学系が有する複数のレンズ面の夫々において、前記偏向部からの前記照明光に含まれる光線の入射点での法線と該光線とは互いに非平行であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学装置。
13. 前記偏向部は、該偏向部の走査範囲における中心画角での前記照明光の主光線の光路と前記光学系の光軸とが一致しないように配置されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光学装置。
14. 前記光学系は、前記偏向部からの照明光の径を拡大すると共に、前記物体からの反射光の径を縮小することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の光学装置。
15. 前記光学系は、全系で屈折力を持たないことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の光学装置。
16. 請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光学装置を備え、該光学装置によって得られた前記物体の距離情報に基づいて車両と前記物体との衝突可能性を判定することを特徴とする車載システム。
17. 前記車両と前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、前記車両に制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置を備えることを特徴とする請求項１６に記載の車載システム。
18. 前記車両と前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、前記車両の運転者に対して警告を行う警告装置を備えることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の車載システム。
19. 前記車両と前記対象物との衝突に関する情報を外部に通知する通知装置を備えることを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の車載システム。
20. 請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光学装置を備え、該光学装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。
21. 前記光学装置によって得られた前記物体の距離情報に基づいて前記物体との衝突可能性を判定する判定部を有することを特徴とする請求項２０に記載の移動装置。
22. 前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、移動を制御する制御信号を出力する制御部を備えることを特徴とする請求項２１に記載の移動装置。
23. 前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、前記移動装置の運転者に対して警告を行う警告部を備えることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の移動装置。
24. 前記物体との衝突に関する情報を外部に通知する通知部を備えることを特徴とする請求項２１乃至２３の何れか一項に記載の移動装置。

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