WO2023162888A1 - 光学装置及び測距装置 - Google Patents

Abstract

光学装置を小型化する。光学装置（５０）は、光源部（４０）と、第１のレンズ（３１）と、第２のレンズ（３０）と、受光素子（１０）と、導光部（２０）とを有する。光源部（４０）は、出射光を出射する。第１のレンズ（３１）は、出射光を射出する。第２のレンズ（３０）は、第１のレンズ（３１）により射出された出射光を対象物に投光するとともに当該投光された出射光が対象物に反射された反射光を射出する。受光素子（１０）は、第２のレンズ（３０）により射出された反射光を受光する。導光部（２０）は、第１のレンズ（３１））により射出された出射光を第２のレンズ（３０）に導光しながら、第２のレンズ（３０）により射出された反射光を導光して第１のレンズ（３１）により射出された出射光と略平行な方向に受光素子（１０）に対して出射する。

Description

光学装置及び測距装置

　本開示は、光学装置及び測距装置に関する。

　ＴｏＦ（Time　of　Flight）法により対象物までの距離を測定する測距装置が使用されている。この測距装置は、対象物に光を照射し、対象物により反射される反射光を受光して光の飛行時間を計測することにより対象物までの距離を測定する装置である。このような測距装置として、例えば、出射光を投光する投光部及び対象物からの反射光を受光する受光部を備え、出射光の投光から反射光の受光までの時間を計測する測距システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　この測距システムは、広視野領域の測距を出射光の投光及び反射光の受光を共通の光路を介して行う。具体的には、共通の光路となる広角レンズを介して出射光を投光し、当該広角レンズを介して反射光を受光する。広角レンズに隣接してビームスプリッタが配置される。このビームスプリッタは、広角レンズに出射光を導光する光路と広角レンズからの反射光を導光する光路とを分岐するものである。このビームスプリッタにより出射光及び反射光のそれぞれの光路は９０度異なる方向に分岐される。

特開２０２０－１５３７９８号公報

　しかしながら、上記の従来技術では、出射光及び反射光が分岐されるため、投光部及び受光部が離れた位置に配置されるという問題がある。このため、上記の従来技術では、装置が大型化するという問題がある。

　そこで、本開示では、装置を小型化する光学装置及び測距装置を提案する。

　本開示に係る光学装置は、光源部と、第１のレンズと、第２のレンズと、受光素子と、導光部とを有する。光源部は、出射光を出射する。第１のレンズは、上記出射光を射出する。第２のレンズは、上記第１のレンズにより射出された上記出射光を対象物に投光するとともに当該投光された上記出射光が上記対象物に反射された反射光を射出する。受光素子は、上記第２のレンズにより射出された上記反射光を受光する。導光部は、上記第１のレンズにより射出された上記出射光を上記第２のレンズに導光しながら、上記第２のレンズにより射出された上記反射光を導光して上記受光素子に出射するとともに上記第１のレンズにより射出された上記出射光と略平行な方向に上記反射光を上記出射する。

　本開示に係る測距装置は、光源部と、第１のレンズと、第２のレンズと、受光素子と、導光部と、測距部とを有する。光源部は、出射光を出射する。第１のレンズは、上記出射光を射出する。第２のレンズは、上記第１のレンズにより射出された上記出射光を対象物に投光するとともに当該投光された上記出射光が上記対象物に反射された反射光を射出する。受光素子は、上記第２のレンズにより射出された上記反射光を受光する。導光部は、上記第１のレンズにより射出された上記出射光を上記第２のレンズに導光しながら、上記第２のレンズにより射出された上記反射光を導光して上記受光素子に出射するとともに上記第１のレンズにより射出された上記出射光と略平行な方向に上記反射光を上記出射する。測距部は、上記反射光に基づいて上記受光素子により生成される画像信号に基づいて上記対象物までの距離を測定する。

本開示の実施形態に係る測距装置の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る光源部の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る測距方法の一例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る光学装置の他の構成例を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る光源部の構成例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る測距方法の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る出射光偏光方向変更部及び反射光偏光方向変更部の構成例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態の変形例に係る光学装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る光源駆動部の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る光源部の構成例を示す図である。 受光素子の構成例を表すブロック図である。

　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。説明は、以下の順に行う。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
１．第１の実施形態
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．第４の実施形態
５．第５の実施形態
６．変形例
７．光源駆動部及び光源部の構成例
８．受光素子の構成例

　（１．第１の実施形態）
　［測距装置の構成］
　図１は、本開示の実施形態に係る測距装置の構成例を示す図である。同図は、測距装置１の構成例を表すブロック図である。測距装置１は、対象物までの距離を測定する装置である。同図の測距装置１は、対象物８０１に出射光８０２を出射し、対象物８０１により反射された反射光８０３を受光する。その際、出射光８０２の出射から反射光８０３の受光までの時間である飛行時間を計時することにより、対象物８０１までの距離を測定することができる。

　測距装置１は、光学装置５０と、光源駆動部２と、制御部３と、画像信号処理部４と、記憶部５とを備える。光学装置５０は、光源部（光源部４０）及び受光素子（受光素子１０）を備えて出射光８０２の出射及び反射光８０３の受光を行うものである。光源駆動部２は、光学装置５０の光源部４０を駆動するものである。制御部３は、光源駆動部２及び光学装置５０の受光素子１０を制御するものである。画像信号処理部４は、受光素子１０から出力される信号（画像信号）の処理を行うものである。この画像信号処理部４は、受光素子１０から出力される画像信号から対象物８０１までの距離を検出し、距離データとして出力する。記憶部５は、画像信号処理部４における処理のデータ等を保持するものである。

　光学装置５０は、光源部４０と、第１のレンズ３１と、導光部２０と、第２のレンズ３０と、受光素子１０とを備える。

　光源部４０は、出射光を出射するものである。この光源部４０は、例えば、レーザダイオード等の光源を備え、光源駆動部２の制御に基づいて発光し、出射光として出射する。光源部４０の構成の詳細については後述する。

　第１のレンズ３１は、光源レンズであり、光源部４０から出射された出射光を射出するレンズであるる。この第１のレンズ３１は、光源部４０からの出射光を、例えば、略平行光に射出する。第１のレンズ３１により略平行光化された出射光は、導光部２０に入射される。

　第２のレンズ３０は、中間像レンズであり、第１のレンズ３１により略平行光化された出射光を対象物に投光するとともに反射光を射出するレンズである。同図の第２のレンズ３０は、出射光を略平行光に射出する場合の例を表したものである。また、同図の第２のレンズ３０は、出射光を射出して投受光光学系８０を介して対象物に投光する。同図に表したように、第２のレンズ３０は、出射光８０２及び反射光８０３の共通の光路を構成する。

　導光部２０は、第１のレンズ３１により略平行光化された出射光を第２のレンズ３０に導光しながら第２のレンズ３０により略平行光化された反射光を導光して受光素子１０に対して出射するものである。なお、導光部２０は、第２のレンズ３０により射出された出射光と略平行な方向に反射光を導光する。同図の点線の矢印は、導光部２０における出射光及び反射光の導光の様子を表したものである。導光部２０の構成の詳細については後述する。

　受光素子１０は、第２のレンズ３０により略平行光化された反射光を受光するものである。この受光素子１０は、光電変換を行う光電変換部を有する画素（後述する画素１００）が２次元行列状に配置されて構成されるものである。この光電変換部には、半導体基板に形成されたフォトダイオードを適用することができる。それぞれの画素１００は、受光した反射光に基づいて画像信号を生成する。また、画素１００は、生成した画像信号を画像信号処理部４に対して出力する。後述するように、受光素子１０は、光源部４０に隣接して配置される。受光素子１０の構成の詳細については後述する。なお、受光素子１０は、請求の範囲に記載の受光部の一例である。

　［光学装置の構成］
　図２は、本開示の第１の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。同図は、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図を使用して光学装置５０の構成を説明する。同図の光学装置５０には、投受光光学系８０、偏光状態変更部６０、第３のレンズ３２、フィルタ７０及び遮光膜９２を更に備える。なお、同図の実線の矢印は光源部４０から出射される出射光５１を表す。また、同図の破線の矢印は反射光５２を表す。

　投受光光学系８０は、第２のレンズ３０から投光される出射光を対象物に投光するとともに対象物からの反射光を受光するものである。同図の投受光光学系８０は、レンズバレル８９及び複数のレンズ８８により構成される例を表したものである。この投受光光学系８０を配置することにより、広視野領域の測距を行うことができる。なお、複数のレンズ８８は、請求の範囲に記載のレンズ群の一例である。

　同図の導光部２０は、プリズム２１乃至２３と、第２の分岐部２５と、第１の分岐部２４とを備える。

　第２の分岐部２５は、プリズム２１及び２２の接合面に形成されて、出射光を反射するものである。同図に表したように、プリズム２１及び２２の接合面は、出射光の出射方向に対して４５度の角度に形成される。このプリズム２１及び２２の接合面に配置された反射膜が第２の分岐部２５を構成する。

　第１の分岐部２４は、プリズム２２及び２３の接合面に形成されて、出射光及び反射光の一方を透過するとともに出射光及び反射光の他方を反射するものである。同図の第１の分岐部２４は、第２の分岐部２５により反射された出射光を第２のレンズ３０の方向に反射し、対象物からの反射光を受光素子１０の方向に透過する。プリズム２２及び２３の接合面は、出射光の出射方向に対して４５度の角度に形成される。このプリズム２２及び２３の接合面に第１の分岐部２４が配置される。

　第１の分岐部２４は、例えば、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing　Beam　Splitter）により構成することができる。この偏光ビームスプリッタは、Ｓ偏光の光を反射するとともにＰ偏光の光を透過させるものである。この偏光ビームスプリッタを第１の分岐部２４に使用することにより、第２の分岐部２５により反射された出射光の内のＳ偏光の出射光が反射されて第２のレンズ３０の方向に導光される。一方、Ｐ偏光の出射光は、第１の分岐部２４を透過して遮光膜９２により遮光される。

　同図の導光部２０は、第２の分岐部２５及び第１の分岐部２４が出射光５１を順に反射することにより導光し、第１の分岐部２４が反射光５２を透過することにより導光する。第１のレンズ３１及び第２のレンズ３０により導光部２０を通過する出射光５１及び反射光５２は、略平行光となる。

　第３のレンズ３２は、結像レンズであり、導光部２０から出射される反射光５２を受光素子１０に射出するレンズである。なお、同図の第３のレンズ３２、第２のレンズ３０及び第１のレンズ３１は、マイクロレンズアレイにより構成される例を表したものである。

　偏光状態変更部６０は、出射光５１を直線偏光から円偏光に変換するとともに反射光５２を円偏光から直線偏光に変換するものである。この偏光状態変更部６０は、例えば、１／４波長板により構成することができる。

　フィルタ７０は、反射光５２のうちの所定の波長の反射光５２を透過するものである。このフィルタ７０には、例えば、近赤外光バンドパスフィルタ等の赤外光を透過するフィルタを適用することができる。このフィルタ７０は、導光部２０及び受光素子１０の間に配置することができる。フィルタ７０を配置することにより、不要な環境光等を除去することができる。

　基板９１は、光源部４０及び受光素子１０が配置される基板である。同図に表したように、光源部４０及び受光素子１０は、基板９１の同一の面に隣接して配置される。

　遮光膜９２は、導光部２０からの迷光を遮光する膜である。

　光源部４０から出射された出射光５１は、導光部２０の第２の分岐部２５により反射されて第１の分岐部２４に入射する。この第１の分岐部２４により出射光５１の内のＳ偏光の成分が再度反射されて第２のレンズ３０に入射する。第２のレンズ３０により射出された出射光５１が、偏光状態変更部６０により円偏光に変更されて投受光光学系８０を介して出射される。その後、対象物により反射された反射光５２が投受光光学系８０により射出されて偏光状態変更部６０に入射する。偏光状態変更部６０により反射光５２は、Ｐ偏光に変更される。このＰ偏光の反射光５２が第２のレンズ３０により略平行光化されて導光部２０の第１の分岐部２４に入射する。Ｐ偏光の反射光５２は、第１の分岐部２４を透過して受光素子１０の方向に導光される。導光部２０からの反射光５２は、第３のレンズ３２及びフィルタ７０を介して受光素子１０に入射する。受光素子１０は、この反射光５２に基づいて２次元的な距離情報を生成する。

　第１の分岐部２４により反射されたＳ偏光の出射光は、偏光状態変更部６０により円偏光に変更されて光学装置５０から出射される。この円偏光の出射光は、略同量のＰ偏光及びＳ偏光の直線偏光成分を含む出射光である。このため、Ｐ偏光及びＳ偏光の何れかの反射率が極端に小さい表面を有する対象物であっても、反射光を得ることができ、測距を行うことができる。

　このように、導光部２０により光源部４０から出射光及び受光素子１０に入射する反射光が平行な方向に導光される。これにより、光源部４０及び受光素子１０を隣接して配置することができる。例えば、光源部４０及び受光素子１０を同一の基板９１に隣接して配置することができる。また、導光部２０により、出射光及び反射光を分離するため、これらの光路の干渉を低減することができる。また、投受光光学系８０を配置して出射光を投光するとともに反射光を射出することにより、広視野領域の測距を行うことができる。また、投受光光学系８０及び第２のレンズ３０を出射光及び反射光の共通の光路にすることができるため、出射光及び反射光の視野ずれの発生を防ぐことができる。距離に変化に応じた撮影像の位置ずれを防ぐことができる。

　また、導光部２０の第１の分岐部２４にビームスプリッタを使用することにより、出射光及び反射光の視差を略０にすることができる。このため、測定距離の変化に応じた受光素子１０の面上におけるスポットずれの発生を防ぐことができる。また、導光部２０の前後に第２のレンズ３０と第１のレンズ３１及び第３のレンズ３２とを配置することにより出射光及び反射光を略平行光束の状態にするため、第１の分岐部２４への入射角度の範囲を狭くすることができる。このため、第１の分岐部２４において所定のＳ偏光反射率以上及びＰ偏光透過率以上を発揮する入射角度範囲より外側の入射角の光量を低減することができる。また、第１の分岐部２４及び受光素子１０に対して直交する方向に光を導光することができる。これにより、反射光等の斜めの入射を防ぐことができ、効率の低下を防ぐことができる。

　また、第１の分岐部２４に偏光ビームスプリッタを使用することにより、外部の環境光のＰ偏光成分及びＳ偏光成分の比率が等しいと仮定した場合において、環境光をＰ偏光成分のみの５０％に減衰することができる。このため、環境光に起因するノイズ成分を半減することができ、Ｓ／Ｎ比を向上させることが出来る。これにより、測距範囲を広くすることができる。

　光源部４０の発光点（後述する発光素子４１等）の直上に１対１に対応したマイクロレンズアレイにより構成される第１のレンズ３１を配置するため、各発光点からの主光線は光源部４０の光源面に垂直に出射される。光源部４０の光源ピッチと第１のレンズ３１のピッチとを等しくすることができる。また、第１のレンズ３１の各レンズと１対１に対応するマイクロレンズアレイである第２のレンズ３０を配置する。この第２のレンズ３０は、第１のレンズ３１と等しいピッチに構成される。また、この第２のレンズ３０の各レンズと１対１に対応したマイクロレンズアレイにより構成される第３のレンズ３２を更に配置する。これにより、第２のレンズ３０及び第３のレンズ３２のピッチは等しくなる。これにより、光源部４０、第１のレンズ３１、第２のレンズ３０、第３のレンズ３２及び受光素子１０の射出点はそれぞれ１対１のピッチやサイズとなる。そのため、光源領域と受光素子上の受光領域を略等しい大きさにすることができる。

　なお、光学装置５０の構成は、この例に限定されない。例えば、第１のレンズ３１、第２のレンズ３０及び第３のレンズ３２をマイクロレンズアレイ以外の部材により構成することができる。例えば、第１のレンズ３１等をウェハーレベルレンズ（Wafer　Level　Lens）により構成することができる。ウェハーレベルレンズを使用することにより、より薄く小さいレンズを低コストにて作製することができる。

　また、第２のレンズ３０等を軸ずらしレンズにより構成することもできる。この軸ずらしレンズは、光源部４０から出射光等の主光線（中央光線）とレンズの光軸が不一致に構成されるレンズである。この軸ずらしレンズを使用することにより、光源部４０からの光を略平行光に屈折させながら光軸に対して所定の角度の主光線を有する出射光にすることができる。この場合、第１のレンズ３１及び第２のレンズ３０を異なるピッチに構成することができる。これにより、光源部４０の発光領域と受光素子１０の受光領域とを異なるサイズに構成することができる。第１のレンズ３１等の倍率を調整することにより、サイズが異なる光源部４０及び受光素子１０を使用することができる。

　［光源部の構成］
　図３は、本開示の第１の実施形態に係る光源部の構成例を示す図である。同図は、光源部４０の構成例を表す平面図である。光源部４０は、複数の発光素子４１及び４２が２次元に配置されて構成されたものである。発光素子４１及び４２は、例えば、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical　Cavity　Surface　Emitting　Laser）により構成することができる。

　なお、発光素子４１等としてフォトニック結晶レーザ使用することもできる。フォトニック結晶レーザは、上部電極と、下部電極と、上部電極及び下部電極の間に配置される活性層及びフォトニック結晶層とを有する面発光型のレーザである。このフォトニック結晶レーザは、活性層により生成される光波をフォトニック結晶により共振させるレーザである。このフォトニック結晶は、発振波長と同程度の周期の２次元屈折率分布を有する光ナノ構造を有するものである。フォトニック結晶の光ナノ構造として、格子構造を採ることができる。この格子構造には、例えば、２次元格子状に配列された複数の穴を有する構造が該当する。この格子構造を調整することにより、レーザ光の偏光方向を変えることができる。例えば、上述の発光素子４１及び４２においてフォトニック結晶の格子構造（孔の形状や間隔等）を変えることにより、発光素子４１及び４２の出射光の偏光方向を異なる方向（直交する方向）に調整することができる。すなわち発光素子４１及び４２は、共通の面発光型のレーザに形成され、フォトニック結晶の格子構造が異なる構成となる。

　また、レーザダイオードに偏光フィルタを配置して偏光方向を揃えた発光素子を使用することもできる。この偏光フィルタには、例えば、偏光変換器（ＰＬＣ：Polarization　Converter）やメタサーフェス（Meta-Surface）技術を用いた偏光子を適用することができる。例えば、発光素子４１にＰ偏光の偏光フィルタを配置し、発光素子４２にＳ偏光の偏光フィルタを配置する。すなわち、発光素子４１及び４２は、光源であるレーザダイオードに付加される偏光フィルタが異なる構成となる。これにより、発光素子４１にＰ偏光の光を出射させ、発光素子４２にＳ偏光の光を出射させることができる。同図の光源部４０は、発光素子４１及び４２が市松模様状に配置される例を表したものである。

　なお、同図は、発光素子４１及び４２を１つのＶＣＳＥＬにより構成する場合を想定したものである。これに対し、光源部４０に複数のＶＣＳＥＬを有する区画を市松模様状に配置する構成を適用することもできる。この場合、区画毎にＰ偏光及びＳ偏光に区分されて構成される。

　前述のように、光源部４０は、光源駆動部２により駆動される。光源駆動部２は、光源部４０の発光素子４１及び４２を同時に発光させることができる。また、光源駆動部２は、発光素子４１及び４２の何れかを発光させることもできる。なお、発光素子４１は、請求の範囲に記載のＰ偏光出射部の一例である。発光素子４２は、請求の範囲に記載のＳ偏光出射部の一例である。

　［測距方法］
　図４は、本開示の第１の実施形態に係る測距方法の一例を示す図である。同図は、測距装置１における測距方法の一例を表す流れ図である。まず、光源部４０が出射光を出射する（ステップＳ１００）。次に、受光素子１０が反射光を受光し（ステップＳ１０１）、画像信号を生成する（ステップＳ１０２）。次に、画像信号処理部４が対象物までの距離を測定する（ステップＳ１０３）。この際、画像信号処理部４は、測距情報から対象物の表面形状を取得する。次に、画像信号処理部４は、対象物の面の法線方向を算出する（ステップＳ１０４）。この面の法線方向から、前記対象物への入射角を検出することができる。次に、画像信号処理部４は、画像信号に基づいて対象物の面毎の反射情報を生成する（ステップＳ１０５）。更に物体のＰ偏光とＳ偏光の反射率が既知の情報である場合には、物体の表面状態を推定することが可能となる。次に、画像信号処理部４は、反射情報を出力する（ステップＳ１０６）。

　［光学装置の他の構成］
　図５は、本開示の第１の実施形態に係る光学装置の他の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図の光学装置５０は、投受光光学系８０及び第２のレンズ３０が光源部４０の直上に配置される点で、図３の光学装置５０と異なる。

　同図の導光部２０は、第１の分岐部２４及び第２の分岐部２５の位置が図３の導光部２０と異なる。光源部４０からの出射光５１は、第１のレンズ３１を介して第１の分岐部２４に入射する。この入射した出射光５１の内のＰ偏光の出射光が第１の分岐部２４を透過して導光部２０から出射される。この出射光５１は、偏光状態変更部６０により円偏光に変更されて対象物に投光される。一方、反射光５２は、偏光状態変更部６０によりＳ偏光に偏光されて第１の分岐部２４に入射する。このＳ偏光の反射光は、第１の分岐部２４により反射されて第２の分岐部２５に到達し、第２の分岐部２５により更に反射されて受光素子１０に入射する。

　同図の導光部２０は、第１の分岐部２４が出射光を透過させることにより導光し、第１の分岐部２４及び第２の分岐部２５が反射光を順に反射することにより導光する。第１のレンズ３１及び第２のレンズ３０により導光部２０を通過する出射光５１及び反射光５２は、略平行光となる。

　なお、導光部２０は、投受光光学系８０と光源部４０及び受光素子１０が実装された基板９１との間に配置される。また、導光部２０は、基板９１の鉛直方向からの平面視において光源部４０及び受光素子１０と重なる位置に配置される。投受光光学系８０は、基板９１の鉛直方向からの平面視において光源部４０及び受光素子１０の何れか一方と重なる位置に配置される。導光部２０の基板９１に近い面を第１面、この第１面の反対側の面を第２面とする。導光部２０は、光源部４０からの出射光を第１面から第２面に導光し、投受光光学系８０から入射光を第２面から第１面に導光すると捉えることもできる。

　このように、本開示の第１の実施形態の光学装置５０は、共通の光学系を通過する出射光及び反射光を分岐させるとともに平行な方向に導光する導光部２０を備える。これにより、出射光を出射する光源部４０及び反射光を受光する受光素子１０を隣接して配置することができ、光学装置５０を小型化することができる。

　（２．第２の実施形態）
　上述の第１の実施形態の光学装置５０は、発光素子４１及び４２を有する光源部４０を備えていた。これに対し、本開示の第２の実施形態の光学装置５０は、補正光源を有する光源部４０を備える点で、上述の第１の実施形態と異なる。

　［測距装置の構成］
　図６は、本開示の第２の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。同図は、図２と同様に、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図の光学装置５０は、補正光源を有し、反射膜９３を更に備える点で、図２の光学装置５０と異なる。

　同図の光源部４０は、補正光源（後述する発光素子４３）を備える。同図の一点鎖線の矢印は、補正光源から出射される参照光を表す。この参照光は、導光部２０を構成するプリズム２１乃至２３のずれを検出するための出射光である。

　反射膜９３は、参照光を反射するとともに偏光状態を変換するものである。光源部４０から出射された参照光は、第２の分岐部２５により反射されて第１の分岐部２４に到達する。この参照光の内のＰ偏光の参照光が第１の分岐部２４を透過して反射膜９３に到達する。反射膜９３に到達した参照光は、Ｓ偏光に変換されるとともに第１の分岐部２４の方向に反射される。この反射されたＳ偏光の参照光は、第１の分岐部２４により反射されて受光素子１０に入射し、参照光情報が生成される。この参照光情報には、例えば、参照光に基づいて生成される画像が該当する。この参照光情報に基づいて、プリズム２１乃至２３のずれを検出することができる。製造時において、検出したずれに基づいてプリズム２１乃至２３を調整することにより、位置ずれを補正することができる。また、経時的なプリズムの位置ずれも参照光情報から検出することが出来るため、製造後に生じた出射光及び反射光の受光素子１０の面上におけるスポットずれを補正することも出来る。

　なお、参照光を距離の測定における時間調整に適用することもできる。参照光は光学装置５０内部を伝播するため、参照光の飛行時間が一定となる。この参照光の飛行時間に基づいて時間調整を行うことができる。

　［光源部の構成］
　図７は、本開示の第２の実施形態に係る光源部の構成例を示す図である。同図は、光源部４０の構成例を表す平面図である。同図の光源部４０は、中央部に複数の発光素子４１が２次元に配置され、周縁部に発光素子４３が配置される。この発光素子４３は、Ｐ偏光の光を出射する。この発光素子４３は、上述の補正光源を構成する。

　これ以外の測距装置１の構成は本開示の第１の実施形態における測距装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本開示の第２の実施形態の光学装置５０は、光源部４０に補正光源を配置することにより、導光部２０のプリズム２１乃至２３の補正を行うことができる。また、補正光源の出射光により距離の測定における時間調整を行うこともできる。

　（３．第３の実施形態）
　上述の第１の実施形態の光学装置５０は、投受光光学系８０を備えていた。これに対し、本開示の第３の実施形態の光学装置５０は、出射光の光学系を更に備える点で、上述の第１の実施形態と異なる。

　［測距装置の構成］
　図８は、本開示の第３の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。同図は、図２と同様に、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図の光学装置５０は、投光光学系８１、第４のレンズ３３及び偏光状態変更部６１を更に備える点で、図２の光学装置５０と異なる。

　同図の導光部２０は、第２の分岐部２５及び第１の分岐部２４の代わりに第３の分岐部２６及び第４の分岐部２７を備える。

　第３の分岐部２６は、プリズム２１及び２２の接合面に形成されて、偏光方向に応じて出射光を透過方向及び反射方向に分岐させるものである。具体的には、第３の分岐部２６は、Ｐ偏光の出射光５１を透過させて第４のレンズ３３及び投光光学系８１の方向に導光し、Ｓ偏光の出射光５１を第４の分岐部２７の方向に反射する。第３の分岐部２６は、第１の分岐部２４と同様に偏光ビームスプリッタにより構成することができる。

　第４の分岐部２７は、プリズム２２及び２３の接合面に形成されて、第３の分岐部２６により反射方向に分岐された出射光を反射するとともに反射光を透過するものである。具体的には、第４の分岐部２７は、第３の分岐部２６により反射されたＳ偏光の出射光５１を反射して第２のレンズ３０及び投受光光学系８０の方向に導光し、Ｐ偏光の反射光５２を透過して受光素子１０の方向に導光する。第４の分岐部２７は、偏光ビームスプリッタにより構成することができる。

　第４のレンズ３３は、中間像レンズであり、導光部２０の第３の分岐部２６を透過したＰ偏光の出射光５１を射出するものである。同図の第４のレンズ３３は、第１のレンズ３１と同様にマイクロレンズアレイにより構成することができる。

　投光光学系８１は、第４のレンズ３３から投光される出射光を対象物に投光するものである。同図の投光光学系８１は、投受光光学系８０と同様にレンズバレル８９及び複数のレンズ８８により構成することができる。

　偏光状態変更部６１は、導光部２０の第３の分岐部２６を透過したＰ偏光の出射光５１を円偏光の出射光に変更するものである。この偏光状態変更部６１は、偏光状態変更部６０と同様に１／４波長板により構成することができる。この際、偏光状態変更部６０及び６１の旋回方向を右回り及び左回りの何れかに一致させる。これにより、投光光学系８１からの出射光に基づく反射光と投受光光学系８０からの出射光に基づく反射光とをＰ偏光に変更することができる。なお、偏光状態変更部６１は、請求の範囲に記載の第２の出射光偏光状態変更部の一例である。偏光状態変更部６０は、請求の範囲に記載の反射光偏光方向変更部の一例である。

　同図の光学装置５０は、Ｐ偏光の出射光５１を投光光学系８１から出射し、Ｓ偏光の出射光５１を投受光光学系８０から出射する。光源部４０の出射光をＰ偏光及びＳ偏光に切り替えることにより、出射する光学系を選択することができる。例えば、投光光学系８１を投受光光学系８０とは異なる投影画角に構成し、対象物の大きさや距離に応じて切り替えて使用することができる。これにより、最適な空間分解能や視野角度において測距を行うことができる。

　また、同図の光学装置５０において、偏光状態変更部６０及び６１を省略した場合には、Ｐ偏光の出射光及びＳ偏光の出射光を切り替えて出射することができる。この場合には、異なる偏光方向の出射光を対象物に照射することにより、対象物の表面状態を検出することもできる。この応用例について次に説明する。

　［測距方法］
　図９は、本開示の第３の実施形態に係る測距方法の一例を示す図である。同図は、図４と同様に測距装置１における測距方法の一例を表す流れ図である。まず、光源部４０がＰ偏光の出射光を出射する（ステップＳ１３０）。次に、受光素子１０が反射光を受光し（ステップＳ１３１）、画像信号を生成する（ステップＳ１３２）。次に光源部４０がＳ偏光の出射光を出射する（ステップＳ１３３）。次に、受光素子１０が反射光を受光し（ステップＳ１３４）、画像信号を生成する（ステップＳ１３５）。次に、画像信号処理部４が対象物までの距離を測定する（ステップＳ１３６）。この際、画像信号処理部４は、ステップＳ１３２及びステップＳ１３５において生成した画像信号に基づいて距離を測定し、対象物の表面形状を取得する。次に、画像信号処理部４は、対象物の面の法線方向を算出する（ステップＳ１３７）。次に、画像信号処理部４は、Ｐ偏光及びＳ偏光毎の反射率を参照する（ステップＳ１３８）。これは、記憶部５に保持されたＰ偏光及びＳ偏光毎の反射率を読み出すことにより行うことができる。次に、画像信号処理部４は、面毎の表面状態を検出し（ステップＳ１３９）、出力する（ステップＳ１４０）。

　これ以外の光学装置５０の構成は本開示の第１の実施形態における光学装置５０の構成と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本開示の第３の実施形態の光学装置５０は、投受光光学系８０及び投光光学系８１の２つの方向に出射光を分岐させて出射することができる。これにより、２つの光学系を切り替えて測距を行うことができる。

　（４．第４の実施形態）
　上述の第３の実施形態の光学装置５０は、１／４波長板による偏光状態変更部６０及び６１を使用して出射光の偏光状態を円偏光にしていた。これに対し、本開示の第４の実施形態の光学装置５０は、１／２波長板を使用して偏光状態を変更する点で、上述の第３の実施形態と異なる。

　［測距装置の構成］
　図１０は、本開示の第４の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。同図は、図８と同様に、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図の光学装置５０は、偏光状態変更部６０及び６１の代わりに反射光偏光方向変更部６２及び出射光偏光方向変更部６３を備える点で、図８の光学装置５０と異なる。

　反射光偏光方向変更部６２は、反射光の偏光方向を変更するものである。また、出射光偏光方向変更部６３は、出射光の偏光方向を変更するものである。これら反射光偏光方向変更部６２及び出射光偏光方向変更部６３は、１／２波長板により構成することができる。

　［偏光方向変更部の構成］
　図１１は、本開示の第４の実施形態に係る出射光偏光方向変更部及び反射光偏光方向変更部の構成例を示す図である。同図は、出射光偏光方向変更部６３及び反射光偏光方向変更部６２の構成例を表す図であり、出射光偏光方向変更部６３及び反射光偏光方向変更部６２の動作を説明する図である。同図の実線の円は、出射光偏光方向変更部６３及び反射光偏光方向変更部６２を表す。これらの円に記載された直線は、１／２波長板における光学軸の方位を表す。また、同図の点線の円は、出射光５１及び反射光５２を表す。これらの円に記載された矢印は、偏光方向を表す。

　光源部４０から出射されたＰ偏光の出射光５１は、出射光偏光方向変更部６３によりアジマス偏光の出射光５１’に変更される。また、光源部４０から出射されたＳ偏光の出射光５１は、反射光偏光方向変更部６２によりラジアル偏光の出射光５１”に変更される。一方、アジマス偏光の反射光５２’は、反射光偏光方向変更部６２によりＰ偏光の反射光５２に偏光されて受光素子１０に入射する。対象物の表面が測距装置１に正対した壁のような形状であり、Ｐ偏光の反射率がＳ偏光の反射率より大きい場合に、出射光をアジマス偏光にして出射する。これにより、全ての画角方向に対してＳ偏光の反射光のみに出来るため、信号のノイズに対する比率であるＳＮ比の上昇に伴い距離距離及び測距精度を向上させることができる。

　これ以外の光学装置５０の構成は本開示の第１の実施形態における光学装置５０の構成と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本開示の第４の実施形態の光学装置５０は、偏光方向を変更した出射光を出射することにより、ノイズの影響を低減することができる。

　（５．第５の実施形態）
　上述の第３の実施形態の光学装置５０は、受光素子１０が反射光の撮像を行っていた。これに対し、本開示の第５の実施形態の光学装置５０は、受光素子１０が可視光の撮像を行う点で、上述の第３の実施形態と異なる。

　［測距装置の構成］
　図１２は、本開示の第５の実施形態に係る光学装置の構成例を示す図である。同図は、図８と同様に、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図の光学装置５０は、投光光学系８１、第２のレンズ３０及び出射光偏光方向変更部６３の代わりに受光光学系８２、第５のレンズ３４及び可視光フィルタ７１を備える点で、図８の光学装置５０と異なる。なお、同図の投受光光学系８０、反射光偏光方向変更部６２及び第２のレンズ３０は、光源部４９の直上に配置される。

　受光光学系８２は、入射光５７を第５のレンズ３４の焦点位置に射出するものである。また、第５のレンズ３４は、中間像レンズであり、入射光５７を射出するレンズである。同図の第５のレンズ３４は、入射光５７を略平行光に射出する例を表したものである。

　可視光フィルタ７１は、可視光を透過するフィルタである。この可視光フィルタ７１を配置することにより、可視光を受光素子１９に入射させることができる。可視光フィルタ７１には、例えば、赤外光カットフィルタを適用することができる。

　同図の導光部２０は、第５の分岐部２８と、赤外光フィルタ７２と、第６の分岐部２９とを備える。第５の分岐部２８は、偏光方向に応じて出射光５１を透過方向及び反射方向に分岐させるとともに自身に入射する反射光５６を反射するものである。赤外光フィルタ７２は、第５の分岐部２８により反射された反射光５６のうち赤外光を透過する。この赤外光フィルタ７２には、近赤外光バンドパスフィルタを適用することができる。

　第６の分岐部２９は、受光光学系８２及び第５のレンズ３４を介して自身に入射する入射光５７及び赤外光フィルタ７２を透過した反射光５６を合波して受光素子１９に入射させるものである。この第６の分岐部２９には、可視光を透過するとともに赤外光を反射するダイクロイックミラーを使用することができる。

　同図の光源部４９は、赤外光の出射光を出射する光源部である。この赤外光の出射光のうちＰ偏光の出射光は、第５の分岐部２８を透過し、第２のレンズ３０及び投受光光学系８０を介して対象物に投光される。なお、第２のレンズ３０及び投受光光学系８０は、赤外光用に最適化すると好適である。

　同図の受光素子１９は、投受光光学系８０及び第２のレンズ３０を通過した赤外光の反射光５６を受光するとともに受光光学系８２及び第５のレンズ３４を通過した可視光の入射光５７を受光する。この受光素子１９には、可視光の画像信号を生成する画素と赤外光の画像信号を生成する画素とを含む受光素子を使用することができる。

　これ以外の光学装置５０の構成は本開示の第１の実施形態における光学装置５０の構成と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本開示の第５の実施形態の光学装置５０は、可視光の撮像を行うことができる。

　（６．変形例）
　上述の第１の実施形態の光学装置５０は、導光部２０に第１のレンズ３１及び第３のレンズ３２が配置されていたが、光源部４０及び受光素子１０に配置されてもよい。

　［測距装置の構成］
　図１３は、本開示の実施形態の変形例に係る光学装置の構成例を示す図である。同図は、図２と同様に、光学装置５０の構成例を表す断面図である。同図の光学装置５０は、光源部４０に第１のレンズ３１が配置され、受光素子１０に第３のレンズ３２が配置される点で、図２の光学装置５０と異なる。

　これ以外の光学装置５０の構成は本開示の第１の実施形態における光学装置５０の構成と同様であるため、説明を省略する。

　このように、本開示の実施形態の変形例に係る光学装置５０は、光源部４０及び受光素子１０に第１のレンズ３１及び第３のレンズ３２が配置される。第１のレンズ３１及び第３のレンズ３２を半導体プロセスにより製造することができ、光軸に対する位置精度を向上させることができる。

　（７．光源駆動部及び光源部の構成例）
　上述の光学装置５０に適用可能な光源駆動部及び光源部について説明する。

　［光源駆動部の構成］
　図１４は、本開示の実施形態に係る光源駆動部の構成例を示す図である。同図は、光源駆動部２の構成例を表す回路図である。なお、同図には光源部４０の回路も記載した。同図の発光素子４１及び４２は、ＶＣＳＥＬを想定したものである。

　光源駆動部２は、駆動制御部２０１と、ＮＯＴゲート２０２及び２０３と、定電流回路２０４と、ＭＯＳトランジスタ２０５乃至２０７と、スイッチ素子２１１乃至２１４とを備える。なお、ＭＯＳトランジスタ２０５乃至２０７には、ｐチャネルＭＯＳトランジスタを使用することができる。

　駆動制御部２０１は、発光素子４１及び４２に発光電流を流すための制御信号を生成するものである。この駆動制御部２０１は、信号線２２１及び２２２を介して制御信号を出力する。

　ＭＯＳトランジスタ２０５は、定電流回路２０４の電流をカレントミラー回路の参照電流として流すＭＯＳトランジスタである。

　ＭＯＳトランジスタ２０６は、発光素子４１に発光電流を供給するＭＯＳトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ２０６は、ＭＯＳトランジスタ２０５とカレントミラー接続される。ＭＯＳトランジスタ２０６が導通するとカレントミラー回路を構成するＭＯＳトランジスタ２０６の参照電流に応じた電流が流れ、発光素子４１に供給される。

　ＭＯＳトランジスタ２０７は、発光素子４１に発光電流を供給するＭＯＳトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ２０７は、ＭＯＳトランジスタ２０６と同様に、ＭＯＳトランジスタ２０５とカレントミラー接続されて、導通時にＭＯＳトランジスタ２０５の参照電流に応じた電流が流れる。この電流が発光素子４２に供給される。

　スイッチ素子２１１及び２１２は、ＭＯＳトランジスタ２０６のゲートに駆動信号を印加する素子である。スイッチ素子２１２の制御入力には、ＮＯＴゲート２０２を介して信号線２２１の制御信号が入力される。また、スイッチ素子２１１の制御入力には信号線２２１の制御信号が直列入力される。これら、スイッチ素子２１１及び２１２は排他的に導通状態になり、スイッチ素子２１１が導通するとＭＯＳトランジスタ２０６が導通状態になる。スイッチ素子２１３及び２１４についても同様である。

　なお、同図のＭＯＳトランジスタ２０６及び２０７の回路は、光源部４０の発光素子４１及び４２毎に配置される。

　駆動制御部２０１は、図１の制御部３の制御に基づいて制御信号を生成し、信号線２２１及び２２２に出力する。駆動制御部２０１は、発光素子４１及び４２を同時に発光させる制御を行うことができる。また、駆動制御部２０１は、発光素子４１及び４２の何れか一方を発光させる制御を行うこともできる。

　なお、光源駆動部２の構成は、この例に限定されない。例えば、スイッチ素子２１２及び２１４並びにＮＯＴゲート２０２及び２０３を省略することもできる。

　［光源部の構成］
　図１５は、本開示の実施形態に係る光源部の構成例を示す図である。同図は、光源部４０の変形例を表す図である。同図の光源部４０は、発光素子４１及び４２が同図の縦方向の列状に配置されるとともに発光素子４１及び４２の列が交互に配置される例を表したものである。

　（８．受光素子の構成例）
　上述の受光素子１０について説明する。

　［受光素子の構成］
　図１６は、受光素子１０の構成例を表すブロック図である。受光素子１０は、対象物の画像データを生成する半導体素子である。受光素子１０は、画素アレイ部１１と、垂直駆動部１２と、カラム信号処理部１３と、制御部１４とを備える。

　画素アレイ部１１は、複数の画素１００が配置されて構成されたものである。同図の画素アレイ部１１は、複数の画素１００が２次元行列の形状に配列される例を表したものである。ここで、画素１００は、入射光の光電変換を行う光電変換部を備え、照射された入射光に基づいて対象物の画像信号を生成するものである。この光電変換部には、例えば、フォトダイオードを使用することができる。それぞれの画素１００には、信号線１５及び１６が配線される。画素１００は、信号線１５により伝達される制御信号により制御されて画像信号を生成し、信号線１６を介して生成した画像信号を出力する。なお、信号線１５は、２次元行列の形状の行毎に配置され、１行に配置された複数の画素１００に共通に配線される。信号線１６は、２次元行列の形状の列毎に配置され、１列に配置された複数の画素１００に共通に配線される。

　垂直駆動部１２は、上述の画素１００の制御信号を生成するものである。同図の垂直駆動部１２は、画素アレイ部１１の２次元行列の行毎に制御信号を生成し、信号線１５を介して順次出力する。

　カラム信号処理部１３は、画素１００により生成された画像信号の処理を行うものである。同図のカラム信号処理部１３は、信号線１６を介して伝達される画素アレイ部１１の１行に配置された複数の画素１００からの画像信号の処理を同時に行う。この処理として、例えば、画素１００により生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換や画像信号のオフセット誤差を除去する相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated　Double　Sampling）を行うことができる。処理後の画像信号は、受光素子１０の外部の回路等に対して出力される。

　制御部１４は、垂直駆動部１２及びカラム信号処理部１３を制御するものである。同図の制御部１４は、外部の回路等から入力されたクロックや動作モードなどを指令するデータに基づいて、垂直駆動部１２及びカラム信号処理部１３を制御する制御信号を生成する。次に制御部１４は、信号線１７及び１８を介して制御信号をそれぞれ出力して垂直駆動部１２及びカラム信号処理部１３を制御する。

　同図の制御部１４は、図１の制御部３の制御に基づいて受光素子１０の各部を制御する。また、同図のカラム信号処理部１３から出力される画像信号は、図１の画像信号処理部４に入力される。

　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　出射光を出射する光源部と、
　前記出射光を射出する第１のレンズと、
　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を対象物に投光するとともに当該投光された前記出射光が前記対象物に反射された反射光を射出する第２のレンズと、
　前記第２のレンズにより射出された前記反射光を受光する受光素子と、
　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を前記第２のレンズに導光しながら、前記第２のレンズにより射出された前記反射光を導光して前記受光素子に出射する導光部と
　を有し、
　前記導光部は、前記第１のレンズにより射出された前記出射光と略平行な方向に前記反射光を前記出射する
　光学装置。
（２）
　前記導光部は、前記出射光及び前記反射光の一方を透過するとともに前記出射光及び前記反射光の他方を反射する第１の分岐部と、前記出射光及び前記反射光の他方を反射する第２の分岐部とを備える
前記（１）に記載の光学装置。
（３）
　前記導光部は、前記第２の分岐部及び前記第１の分岐部が前記出射光を順に反射することにより導光し、前記第１の分岐部が前記反射光を透過することにより導光する
前記（２）に記載の光学装置。
（４）
　前記導光部は、前記第１の分岐部が前記出射光を透過させることにより導光し、前記第１の分岐部及び前記第２の分岐部が前記反射光を順に反射することにより導光する
前記（２）に記載の光学装置。
（５）
　前記光源部は、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を有する前記出射光を出射し、
　前記導光部は、前記出射光及び前記反射光の一方のＰ偏光成分を透過するとともに前記出射光及び前記反射光の他方のＳ偏光成分を反射する前記第１の分岐部を備える
前記（２）に記載の光学装置。
（６）
　前記導光部からの前記出射光を直線偏光から円偏光に変換するとともに前記反射光を円偏光から直線偏光に変換する偏光状態変更部
を更に有する前記（５）に記載の光学装置。
（７）
　前記導光部から出射される前記反射光を射出する第３のレンズ
を更に有し、
　前記受光素子は、前記第３のレンズにより射出された前記反射光を受光する
前記（１）から（６）の何れかに記載の光学装置。
（８）
　前記第２のレンズから投光される前記出射光を前記対象物に投光するとともに前記対象物からの前記反射光を射出する投受光光学系
を更に有する前記（１）から（７）の何れかに記載の光学装置。
（９）
　前記導光部から出射される前記反射光のうちの所定の波長の前記反射光を透過するフィルタ
を更に有する前記（１）から（８）の何れかに記載の光学装置。
（１０）
　前記導光部は、偏光方向に応じて前記出射光を透過方向及び反射方向に分岐させる第３の分岐部と、前記第３の分岐部により反射方向に分岐された前記出射光を反射するとともに前記反射光を透過する第４の分岐部とを備え、前記第３の分岐部を透過した前記出射光を前記対象物に投光する
前記（１）から（９）の何れかに記載の光学装置。
（１１）
　前記第３の分岐部を透過した前記出射光を射出する第４のレンズ
を更に有する前記（１０）に記載の光学装置。
（１２）
　前記第４のレンズにより射出された前記出射光を前記対象物に投光する投光光学系
を更に有する前記（１１）に記載の光学装置。
（１３）
　前記第３の分岐部を透過した前記出射光を直線偏光から円偏光に変換する出射光偏光状態変更部と、
　前記反射光を円偏光から直線偏光に変換する反射光偏光状態変更部と
を更に有する前記（１０）に記載の光学装置。
（１４）
　前記第３の分岐部を透過した前記出射光の偏光方向を変更する第２の出射光偏光状態変更部と、
　前記反射光の偏光方向を変更する反射光偏光方向変更部と
を更に有する前記（１０）に記載の光学装置。
（１５）
　前記光源部は、赤外光を前記出射光として出射し、
　前記導光部は、偏光方向に応じて前記出射光を透過方向及び反射方向に分岐させるとともに自身に入射する前記反射光を反射する第５の分岐部と、前記第５の分岐部により反射された前記反射光のうち赤外光を透過する赤外光フィルタと、自身に入射する入射光及び前記赤外光フィルタを透過した前記反射光を合波して前記受光素子に入射させる第６の分岐部とを備える
前記（１）から（９）の何れかに記載の光学装置。
（１６）
　前記入射光を射出する第５のレンズ
を更に有する前記（１５）に記載の光学装置。
（１７）
　前記入射光を前記第５のレンズに射出する受光光学系
を更に有する前記（１６）に記載の光学装置。
（１８）
　前記第６の分岐部に入射する前記反射光のうち可視光を透過する可視光フィルタ
を更に有する前記（１５）に記載の光学装置。
（１９）
　前記光源部は、Ｐ偏光成分の前記出射光を出射するＰ偏光出射部及びＳ偏光成分の前記出射光を出射するＳ偏光出射部を備える
前記（１）から（１８）の何れかに記載の光学装置。
（２０）
　前記光源部及び前記受光素子が隣接して配置される基板
を更に有する前記（１）から（１９）の何れかに記載の光学装置。
（２１）
　前記第１のレンズは、前記出射光を略平行光に射出し、
　前記第２のレンズは、前記反射光を略平行光に射出する
前記（１）から（２０）の何れかに記載の光学装置。
（２２）
　基板と、
　前記基板上に配置され、出射光を出射する光源部と、
　前記光源部に隣接して前記基板上に配置され、フォトダイオードを有する半導体基板を含む受光部と、
　前記光源部と前記受光部とに対して平面視で重なるように配置され、前記基板に近い第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有する導光部と、
　前記光源部及び前記受光部の少なくとも一方と平面視で重なるように配置されるレンズ群と、
　前記レンズ群を支持するレンズバレルと
　を備え、
　前記導光部は、前記出射光を前記第１面から前記第２面へ導光し、前記レンズ群からの入射光を前記第2面から前記第1面へ導光する
　光学装置。
（２３）
　前記光源部及び前記導光部の間に配置されて前記出射光を透過する第１のレンズを更に有する前記（２２）に記載の光学装置。
（２４）
　前記導光部は、ビームスプリッタを含む前記（２３）に記載の光学装置。
（２５）
　出射光を出射する光源部と、
　前記出射光を射出する第１のレンズと、
　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を対象物に投光するとともに当該投光された前記出射光が前記対象物に反射された反射光を射出する第２のレンズと、
　前記第２のレンズにより射出された前記反射光を受光する受光素子と、
　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を前記第２のレンズに導光しながら、前記第２のレンズにより射出された前記反射光を導光して前記受光素子に出射する導光部と、
　前記反射光に基づいて前記受光素子により生成される画像信号に基づいて前記対象物までの距離を測定する測距部と
　を有し、
　前記導光部は、前記第１のレンズにより射出された前記出射光と略平行な方向に前記反射光を前記出射する
　測距装置。

　１　測距装置
　２　光源駆動部
　４　画像信号処理部
　１０、１９　受光素子
　２０　導光部
　２４　第１の分岐部
　２５　第２の分岐部
　２６　第３の分岐部
　２７　第４の分岐部
　２８　第５の分岐部
　２９　第６の分岐部
　３０　第２のレンズ
　３１　第１のレンズ
　３２　第３のレンズ
　３３　第４のレンズ
　３４　第５のレンズ
　４０　光源部
　４１～４３　発光素子
　５０　光学装置
　６０、６１　偏光状態変更部
　６２　反射光偏光方向変更部
　６３　出射光偏光方向変更部
　７０　フィルタ
　７１　可視光フィルタ
　７２　赤外光フィルタ
　８０　投受光光学系
　８１　投光光学系
　８２　受光光学系
　８８　レンズ
　８９　レンズバレル
　９１　基板
　１００　画素

Claims (20)

1. 　出射光を出射する光源部と、
   　前記出射光を射出する第１のレンズと、
   　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を対象物に投光するとともに当該投光された前記出射光が前記対象物に反射された反射光を射出する第２のレンズと、
   　前記第２のレンズにより射出された前記反射光を受光する受光素子と、
   　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を前記第２のレンズに導光しながら、前記第２のレンズにより射出された前記反射光を導光して前記受光素子に出射する導光部と
   　を有し、
   　前記導光部は、前記第１のレンズにより射出された前記出射光と略平行な方向に前記反射光を前記出射する
   　光学装置。
2. 　前記導光部は、前記出射光及び前記反射光の一方を透過するとともに前記出射光及び前記反射光の他方を反射する第１の分岐部と、前記出射光及び前記反射光の他方を反射する第２の分岐部とを備える
   請求項１に記載の光学装置。
3. 　前記導光部は、前記第２の分岐部及び前記第１の分岐部が前記出射光を順に反射することにより導光し、前記第１の分岐部が前記反射光を透過することにより導光する
   請求項２に記載の光学装置。
4. 　前記導光部は、前記第１の分岐部が前記出射光を透過させることにより導光し、前記第１の分岐部及び前記第２の分岐部が前記反射光を順に反射することにより導光する
   請求項２に記載の光学装置。
5. 　前記光源部は、互いに直交する直線偏光成分を有する前記出射光を出射し、
   　前記導光部は、前記出射光及び前記反射光の一方の直線偏光成分を透過するとともに前記出射光及び前記反射光の他方向の直線偏光成分を反射する前記第１の分岐部を備える
   請求項２に記載の光学装置。
6. 　前記導光部からの前記出射光を直線偏光から円偏光に変換するとともに前記反射光を円偏光から直線偏光に変換する偏光状態変更部
   を更に有する請求項５に記載の光学装置。
7. 　前記導光部から出射される前記反射光を射出する第３のレンズ
   を更に有し、
   　前記受光素子は、前記第３のレンズにより射出された前記反射光を受光する
   請求項１に記載の光学装置。
8. 　前記第２のレンズから投光される前記出射光を前記対象物に投光するとともに前記対象物からの前記反射光を射出する投受光光学系
   を更に有する請求項１に記載の光学装置。
9. 　前記導光部から出射される前記反射光のうちの所定の波長の前記反射光を透過するフィルタ
   を更に有する請求項１に記載の光学装置。
10. 　前記光源部は、赤外光を前記出射光として出射し、
    　前記導光部は、偏光方向に応じて前記出射光を透過方向及び反射方向に分岐させるとともに自身に入射する前記反射光を反射する第５の分岐部と、前記第５の分岐部により反射された前記反射光のうち赤外光を透過する赤外光フィルタと、自身に入射する入射光及び前記赤外光フィルタを透過した前記反射光を合波して前記受光素子に入射させる第６の分岐部とを備える
    請求項１に記載の光学装置。
11. 　前記入射光を射出する第５のレンズ
    を更に有する請求項１０に記載の光学装置。
12. 　前記入射光を前記第５のレンズに射出する受光光学系
    を更に有する請求項１１に記載の光学装置。
13. 　前記第６の分岐部に入射する前記反射光のうち可視光を透過する可視光フィルタ
    を更に有する請求項１０に記載の光学装置。
14. 　前記光源部は、Ｐ偏光成分の前記出射光を出射するＰ偏光出射部及びＳ偏光成分の前記出射光を出射するＳ偏光出射部を備える
    請求項１に記載の光学装置。
15. 　前記光源部及び前記受光素子が隣接して配置される基板
    を更に有する請求項１に記載の光学装置。
16. 　前記第１のレンズは、前記出射光を略平行光に射出し、
    　前記第２のレンズは、前記反射光を略平行光に射出する
    請求項１に記載の光学装置。
17. 　基板と、
    　前記基板上に配置され、出射光を出射する光源部と、
    　前記光源部に隣接して前記基板上に配置され、フォトダイオードを有する半導体基板を含む受光部と、
    　前記光源部と前記受光部とに対して平面視で重なるように配置され、前記基板に近い第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有する導光部と、
    　前記光源部及び前記受光部の何れか一方と平面視で重なるように配置されるレンズ群と、
    　前記レンズ群を支持するレンズバレルと
    　を備え、
    　前記導光部は、前記出射光を前記第１面から前記第２面に導光し、前記レンズ群からの入射光を前記第２面から前記第１面に導光する
    　光学装置。
18. 　前記光源部及び前記導光部の間に配置されて前記出射光を透過する第１のレンズを更に有する請求項１７に記載の光学装置。
19. 　前記導光部は、ビームスプリッタを含む請求項１７に記載の光学装置。
20. 　出射光を出射する光源部と、
    　前記出射光を射出する第１のレンズと、
    　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を対象物に投光するとともに当該投光された前記出射光が前記対象物に反射された反射光を射出する第２のレンズと、
    　前記第２のレンズにより射出された前記反射光を受光する受光素子と、
    　前記第１のレンズにより射出された前記出射光を前記第２のレンズに導光しながら、前記第２のレンズにより射出された前記反射光を導光して前記受光素子に出射する導光部と、
    　前記反射光に基づいて前記受光素子により生成される画像信号に基づいて前記対象物までの距離を測定する測距部と
    　を有し、
    　前記導光部は、前記第１のレンズにより射出された前記出射光と略平行な方向に前記反射光を前記出射する
    　測距装置。

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