光学装置(1)包括：偏转单元(30)，用于使来自光源(11)的照明光偏转以扫描物体(100)，并使来自所述物体(100)的反射光偏转；以及导光单元(20)，用于将来自所述光源(11)的照明光引导到所述偏转单元(30)，并将从所述偏转单元(30)反射的光引导到光接收元件(43)。所述导光单元(20)包括第一面(211)和第二面(212)，所述第一面用于接收来自所述光源(11)的照明光，所述第二面(212)包括来自所述第一面(211)的照明光透射的透射区域(2121)和反射从所述偏转单元(30)反射的光的反射区域(2122)。所述第一面(211)和所述第二面(212)彼此不平行。来自所述第一面(211)的照明光在不穿过任何其他面的情况下进入所述透射区域(2121)。情况下进入所述透射区域(2121)。情况下进入所述透射区域(2121)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学装置、以及包括光学装置的车载系统和移动装置
[0001]本专利技术涉及用于接收来自被照明物体的反射光以检测该物体的光学装置。
技术介绍
[0002]已知的用于测量到物体的距离的距离测量装置通过经由偏转单元使来自光源的照明光偏转来扫描物体，并且基于直到接收到来自物体的反射光为止的时间和反射光的相位来计算到物体的距离。
[0003]专利文献1讨论了一种包括棱镜的距离测量装置，该棱镜在内表面反射照明光和反射光中的任一个，并在外表面反射其中的另一个，以将照明光和反射光分别引导到偏转单元和光接收元件。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]PTL1：日本专利特开2012
‑
68350号公报
技术实现思路
[0007]从在距离测量装置中使用的普通光源发射的照明光的扩散角在水平方向与垂直方向之间不同。因此，需要对照明光进行整形以获得良好的距离测量精度。然而，在专利文献1中所讨论的照明光被棱镜的外表面反射的构造中，难以通过使用棱镜来对照明光进行整形。因此，需要使用其他光学元件来对照明光进行整形，导致整个装置的复杂化加强。
[0008]另一方面，在专利文献1中所讨论的照明光被棱镜的内表面反射的构造中，可以通过使用棱镜来对照明光进行整形。然而，照明光穿过棱镜的许多光学面。因此，照明光的一部分被棱镜的各光学面上的划痕和异物((附着物))散射，并且光作为不必要的光入射到光接收元件上。这增大了距离测量精度降低的可能性。
[0009]本专利技术旨在提供一种能够防止生成不必要的光的简单构造的光学装置。
[0010]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，一种光学装置，其包括：偏转单元，其被配置为使来自光源的照明光偏转以扫描物体，并使来自所述物体的反射光偏转；以及导光单元，其被配置为将来自所述光源的照明光引导到所述偏转单元，并将来自所述偏转单元的反射光引导到光接收元件，其中，所述导光单元包括第一面和第二面，来自所述光源的照明光入射到所述第一面上，所述第二面包括使来自所述第一面的照明光透射的透射区域和反射来自所述偏转单元的反射光的反射区域，其中，所述第一面和所述第二面彼此不平行，以及其中，来自所述第一面的照明光在不穿过其他面的情况下入射到所述透射区域上。
附图说明
[0011]图1示意性地示出了根据第一示例性实施例的光学装置的主要部分。
[0012]图2示出了根据第一示例性实施例的光学装置中的照明光和反射光的光路。
[0013]图3示意性地示出了一般的半导体激光设备。
[0014]图4示意性地示出了根据第一示例性实施例的导光单元的主要部分。
[0015]图5示出了根据第一示例性实施例的P偏振光相对于导光单元的入射角与反射率之间的关系。
[0016]图6示意性地示出了根据第二示例性实施例的光学装置的主要部分。
[0017]图7示意性地示出了根据第三示例性实施例的光学装置的主要部分。
[0018]图8示出了根据第三示例性实施例的光学装置中的照明光和反射光的光路。
[0019]图9示意性地示出了根据第三示例性实施例的导光单元的主要部分。
[0020]图10是示出根据示例性实施例的车载系统的功能框图。
[0021]图11示意性地示出了根据示例性实施例的车辆(移动装置)。
[0022]图12是示出根据示例性实施例的车载系统的操作的示例的流程图。
具体实施方式
[0023]下面将参照附图来描述本专利技术的优选示例性实施例。出于描述的目的，可能以不同于实际比例的比例来示出各附图。在各附图中，相同的构件被分配有相同的附图标记，并将省略其冗余描述。
[0024][第一示例性实施例][0025]图1示意性地示出了根据本专利技术的第一示例性实施例的光学装置1在包括光轴的截面(YZ截面)中的主要部分。光学装置1包括光源单元10、导光单元(分支单元)20、偏转单元30、光接收单元(第一光接收单元)40、光源用光接收单元(第二光接收单元)50和控制单元60。图2示出了光学装置1中的光路，该光路包括来自光源单元10的照明光朝向物体100行进所沿的光路(照明光路)、以及来自物体100的反射光朝向光接收单元40行进所沿的光路(光接收光路)。
[0026]光学装置1接收来自物体100的反射光，以用作用于检测(拍摄)物体100的检测装置(成像装置)或者用于获取到物体100的距离(距离信息)的距离测量装置。根据第一示例性实施例的光学装置1采用被称为光检测和测距(LiDAR)的技术，以基于直到接收到来自物体100的反射光为止的时间和反射光的相位来计算到物体100的距离。
[0027]光源单元10包括光源11、光学元件12和光圈13。光源11可以是具有高能量集中度和高指向性的半导体激光设备。在将光学装置1应用于车载系统(稍后描述)的情况下，物体100可能包括人体。因此，期望采用发射对人眼影响小的红外光的光源作为光源11。根据本示例性实施例的光源11所发射的照明光具有905nm的波长，该波长包含在近红外区域中。
[0028]图3示意性地示出了一般的半导体激光设备和从其发射的光束。如图3所示，作为光源11的半导体激光设备的活性层111发射在与活性层111的出射面(发光面)平行的xy截面中具有椭圆形状的发散光束。在半导体激光器11是线偏振光类型的情况下，光束的偏振方向(电场的振荡方向)是与活性层111的上下表面平行的方向，即在zx截面中的方向。
[0029]光学元件12具有改变从光源11发射的照明光的会聚性的功能。根据本示例性实施例的光学元件12是将从光源11发射的发散光束转换(校准)为平行光束的准直透镜(聚光元件)。这种情况下的平行光束不仅包括严格平行光束，还包括诸如弱发散光束和弱会聚光束等的近似平行光束。
[0030]作为具有开口的遮光构件的光圈13通过限制来自光学元件12的照明光来确定光
束直径(光束宽度)。根据本示例性实施例的光圈13的开口具有用于匹配照明光的形状的椭圆形状。然而，开口形状不限于此，而是根据需要可以是除了椭圆以外的形状。根据本示例性实施例的光圈13的开口直径在X轴方向(长轴方向)上为1.60mm，在Z轴方向(短轴方向)上为1.30mm。
[0031]如图2所示，导光单元20是导光构件，其用于将光路分支为照明光路和光接收光路，将来自光源单元10的照明光引导到偏转单元30，并将来自偏转单元30的反射光引导到光接收单元40。根据本示例性实施例的导光单元20包括由单个材料制成的单个分支光学元件(棱镜)21。期望地，分支光学元件21的材料具有对于照明光的波长的足够高的透射率。更具体地，该材料提供了对于905nm波长的至少1.70的折射率。根据本示例性实施例的分支光学元件21的材料是来自HOYA公司的TAFD55，具有对于905nm波长的1.972的折射率。
[0032]图4示意性地示出了根据本示例性实施例的分支光学元件21的主要部分。分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学装置，其包括：偏转单元，其被配置为使来自光源的照明光偏转以扫描物体，并使来自所述物体的反射光偏转；以及导光单元，其被配置为将来自所述光源的照明光引导到所述偏转单元，并将来自所述偏转单元的反射光引导到光接收元件，其中，所述导光单元包括第一面和第二面，来自所述光源的照明光入射到所述第一面上，所述第二面包括使来自所述第一面的照明光透射的透射区域和反射来自所述偏转单元的反射光的反射区域，其中，所述第一面和所述第二面彼此不平行，以及其中，来自所述第一面的照明光在不穿过其他面的情况下入射到所述透射区域上。2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，在沿与被所述反射区域反射的反射光的行进方向相反的方向上行进的光入射到所述透射区域上的情况下，被所述透射区域折射的光未入射到所述第一面上的照明光的通过区域上。3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其中，入射到所述第一面上的照明光的行进方向与被所述反射区域反射的反射光的行进方向彼此平行。4.根据权利要求3所述的光学装置，其中，在与所述第一面和所述第二面垂直的截面中，满足以下条件表达式：t
s
/h1>sin(90
°‑
θ2‑
2θ3)/(cosθ1*sin2θ3)，其中，t
s
表示所述照明光从所述第一面到所述透射区域的最小光路长度，h1表示入射到所述第一面上的照明光的直径，θ1[
°
]表示所述照明光相对于所述第一面的入射角，θ2[
°
]表示所述照明光相对于所述第一面的折射角，并且θ3[
°
]表示所述照明光相对于所述透射区域的入射角。5.根据权利要求1或2所述的光学装置，其中，入射到所述第一面上的照明光的行进方向与被所述反射区域反射的反射光的行进方向彼此垂直。6.根据权利要求5所述的光学装置，其中，在与所述第一面和所述第二面垂直的截面中，满足以下条件表达式：t
l
/h1>sin(90
°
+θ2‑
2θ3)/(cosθ1*sin2θ3)，其中，t
l
表示所述照明光从所述第一面到所述透射区域的最大光路长度，h1表示入射到所述第一面上的照明光的直径，θ1[
°
]表示所述照明光相对于所述第一面的入射角，θ2[
°
]表示所述照明光相对于所述第一面的折射角，并且θ3[
°
]表示所述照明光相对于所述透射区域的入射角。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光学装置，其中，在与所述第一面和所述第二面垂直的截面中，从所述透射区域发射的照明光的直径大于入射到所述第一面上的照明光的直径。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光学装置，其中，所述导...
【专利技术属性】
技术研发人员：中野正嗣，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：
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