具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明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。

[第一示例性实施例]

图1示意性地示出了根据本发明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)。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。分支光学元件21具有使光束透射和反射的多个光学面(第一面211、第二面212和第三面213)。图4示出了与分支光学元件21的各光学面垂直的截面(YZ截面)、以及从法线方向观察的分支光学元件21的第二面212。根据本示例性实施例，在YZ截面中，第一面211与第二面212所形成的角度α₁为41.9°，并且第一面211与第三面213所形成的角度α₂为81.8°。

第一面211是来自光源单元10的照明光入射到的光学面。如上所述，由于光圈13的开口的形状为椭圆，因此使第一面211上的照明光透射的通过区域(光入射区域)2111的形状也为椭圆。第一面211在除了用于使来自光源单元10的照明光透射的通过区域2111以外的区域中包括全反射区域2112。全反射区域2112完全反射被第二面212反射的光，以将光引导到第三面213。如果需要，可以在与通过区域2111相对应的部分处设置用于降低反射率以提高透射率的抗反射膜，并在与全反射区域2112相对应的部分处设置反射膜。

第二面212包括使来自第一面211的照明光透射的透射区域2121和反射来自偏转单元30的反射光的反射区域2122。根据本示例性实施例的透射区域2121具有椭圆形状，但该形状不限于此。例如，在导光单元20对照明光进行整形以使得其截面具有圆形形状的情况下，透射区域2121可以相应地具有圆形形状。透射区域2121可以设置有抗反射膜。根据本示例性实施例的反射区域2122设置有由金属或电介质制成的反射膜(反射层)。期望反射膜的底部(底层)设置有吸收层，该吸收层用于吸收来自分支光学元件21内部的光。

穿过光圈13的开口的照明光从第一面211进入分支光学元件21，穿透第二面212上的透射区域2121，并朝向偏转单元30行进。如上所述，本示例实施例被配置为允许照明光进入分支光学元件21，然后将光引导到偏转单元30。这使得可以通过第一面211和第二面212的折射作用对照明光进行整形。因此，即使来自光源单元10的照明光的扩散角(发散角)在X方向与Z方向之间不同，光学装置1也可以获得良好的距离测量精度(检测精度)。

以下假设：与上述专利文献1同样，照明光被分支光学元件的外表面反射然后被引导到偏转单元。在这种情况下，由于来自光源单元的照明光仅通过分支光学元件的外表面朝向偏转单元行进，因此需要使分支光学元件的外表面为非球面(变形)，以通过使用分支光学元件对照明光进行整形。然而，在该构造中，来自物体的反射光也入射到分支光学元件的外表面上。因此，反射光受到非球面作用的影响，导致难以获得良好的距离测量精度。

可选地，假设通过仅在外表面与偏转单元之间的照明光路中设置其他光学元件来对照明光进行整形的方法。然而，这增加了光学装置中的组件数量，导致整个装置的复杂性和尺寸的增加。因此，为了在降低光学装置的复杂性和尺寸的情况下获得良好的距离测量精度，期望如本示例性实施例的情况一样，使得照明光进入分支光学元件，并通过分支光学元件的多个光学面将照明光引导到偏转单元。

另外，本示例性实施例被配置为将已经从第一面211进入分支光学元件21的照明光在不使用其他面的情况下直接引导到第二面212上的透射区域2121。该构造使得能够通过使用分支光学元件21的最少数量的光学面(即第一面211和第二面212)来对照明光进行整形。这能够降低照明光被各光学面上的划痕和异物部分地散射并变成进入光接收单元40的不必要的光的可能性。

需要车载系统(稍后描述)检测在距光学装置1的短距离(约1m)与距光学装置1的长距离(约300m)之间的范围中存在的物体作为物体100。然而，来自物体100的反射光(信号光)的强度随着从光学装置1到物体100的距离的增大而减小。例如，在从光学装置1到物体100的距离增大10倍的情况下，光学装置1接收到的反射光的强度减小约1/100倍。

因此，特别是在测量长距离处的物体100的距离的情况下，上述不必要的光对距离测量精度的影响大。例如，在不必要的光与光接收单元40接收到的信号光的比率增大的情况下，难以在信号光与不必要信号之间进行区分，从而大幅降低了距离测量精度。假设存在用于根据到物体100的距离的增大来增大照明光的光量(光源11的输出)的方法。然而，这种方法是不期望的，因为物体100对人眼的影响较大。

另一方面，根据本示例性实施例的具有简单构造的光学装置1使得能够在不增大照明光的光量的情况下防止生成不必要的光，从而实现良好的距离测量精度。即使在灵敏度低于可见光传感器的红外传感器用作光接收单元40的情况下，根据本示例性实施例的光学装置1也可以精确地获取物体100的距离信息。

期望分支光学元件21被配置为改变(变化)来自光源单元10的照明光的直径。根据本示例性实施例，当照明光穿透第一面211和第二面212时，YZ截面中的照明光的直径通过折射被扩大。更具体地，在YZ截面中，从透射区域2121发射的照明光的直径大于入射到第一面211上的照明光的直径。

由于可以通过以这种方式增大照明光的直径来减小照明光的扩散角，因此即使在物体100很远的情况下也可以确保足够的照度和分辨率。在本示例性实施例中，尽管仅YZ截面中的光束直径被扩大以与来自光源单元10的照明光的椭圆形状相对应，但是本发明不限于这种构造。根据照明光的形状和所需的检测信息，可以减小YZ截面中的光束直径，或者可以改变与YZ截面垂直的截面中的光束直径。

在YZ截面中，进入第一面211的照明光具有直径h₁(光圈13的直径)，并且从透射区域2121出射的照明光具有直径h₂(透射区域2121的直径)。这里，入射到第一面211上的照明光的入射角为θ₁[°]，在第一面211上折射的照明光的折射角为θ₂[°]，入射到透射区域2121上的照明光的入射角为θ₃[°]，并且在透射区域2121上折射的照明光的折射角为θ₄[°]。在这种情况下，基于斯涅尔定律(Snell's law)，满足由下式(1)所表示的关系。

h₂/h₁＝(cosθ₂ * cosθ₄)/(cosθ₁ * cosθ₃) (1)

在到第一面211的入射角θ₁大于到透射区域2121的折射角θ₄的情况下，式(1)两侧的值都大于1。这意味着，在式(1)两侧的值都大于1的情况下，照明光的直径被分支光学元件21扩大。根据本示例性实施例，h₁＝1.30mm，h₂＝2.96mm，θ₁＝69.4°，θ₂＝28.3°，θ₃＝13.5°，θ₄＝27.5°，并且式(1)两侧的值都为2.28，可见照明光已经被扩大。

偏转单元30是用于使来自导光单元20的照明光偏转以扫描物体100并且使来自物体100的反射光偏转以将反射光引导到导光单元20的构件。根据本示例性实施例的偏转单元30包括单个驱动镜(可动镜)31。期望驱动镜31可绕至少两个轴摆动(2轴驱动镜)，以使得能够实现物体100的二维扫描。例如，可以采用电流计镜(galvanometer mirror)或微机电系统(MEMS)镜作为驱动镜31。根据本示例性实施例的驱动镜31是具有绕X轴和Y轴±15°的摆动角度和约1kHz的摆动频率的MEMS镜。

光接收单元(用于距离测量的光接收单元)40包括滤光器41、光学元件42和光接收元件(用于距离测量的光接收元件)43。滤光器41是用于仅使期望的光透射并阻挡(吸收)其他不必要的光的构件。根据本示例性实施例的滤光器41是用于仅使与从光源11发射的照明光相对应的波长带中的光透射的带通滤光器。光学元件42是用于将穿过滤光器41的光会聚在光接收元件43的光接收面上的聚光透镜。滤光器41和光学元件42的构造不限于根据本示例性实施例的构造。例如，如果需要，则可以改变这两个构件的布置顺序，并且可以设置多个相应的构件。

光接收元件(第一光接收元件)43是用于接收来自光学元件42的光、将该光光电转换为信号并输出该信号的元件(传感器)。可以采用由光电二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)或单光子雪崩二极管(SPAD)制成的光接收元件43。来自被照明光照明的物体100的反射光被偏转单元30偏转并被分支光学元件21的反射区域2122反射，然后经由滤光器41和光学元件42进入光接收元件43。

来自第一面211的照明光的一部分没有穿透透射区域2121，而是从透射区域2121反射。无论透射区域2121中是否存在抗反射膜，都会发生这种反射。被透射区域2121反射的光从第一面211上的全反射区域2112完全反射，从第三面213向分支光学元件21的外部出射，然后进入光源用光接收单元50。

光源用光接收单元50包括用于将来自光源11的照明光光电转换为信号并输出该信号的光源用光接收元件(第二光接收元件)51。例如，可以使用与光接收元件43相同的传感器作为光源用光接收元件51。如果需要，光源用光接收单元50可以包括如下光学元件(滤光器或透镜)，其用于将来自分支光学元件21的光引导到光源用光接收元件51的光接收面。

控制单元60控制光源11、驱动镜31、光接收元件43和光源用光接收元件51。控制单元60例如是诸如中央处理单元(CPU)等的处理装置(处理器)、或包括该处理装置的计算装置(计算机)。控制单元60以预定的驱动电压和预定的驱动频率来驱动光源11和驱动镜31中的各个，并基于来自光源用光接收元件51的信号来控制光源11的输出(照明光的光量)。控制单元60能够控制例如光源11将照明光改变成脉冲光，并对照明光进行强度调制以生成信号光。

控制单元60还能够基于从光源11发射照明光的时间(发光时间)起直到光接收元件43接收来自物体100的反射光的时间(光接收时间)为止的时间段，来获取物体100的距离信息。在这种情况下，控制单元60可以以特定频率从光接收元件43获取信号。控制单元60可以基于来自物体100的反射光的相位而不是直到接收到来自物体100的反射光为止的时间，来获取距离信息。更具体地，控制单元60可以获得光源11的信号的相位与从光接收元件43输出的信号的相位之间的差(相位差)，然后将该相位差乘以光速，以获取物体100的距离信息。

用作基于LiDAR的距离测量装置的光学装置1识别物体100(诸如车辆、行人或障碍物等)，并且优选用于根据物体100的距离信息来控制车辆的车载系统。在使用LiDAR的情况下，可以采用同轴系统或非同轴系统。在同轴系统中，光源单元10和光接收单元40的光轴彼此部分重合。在非同轴系统中，光轴彼此不重合。根据本示例性实施例的光学装置1包括导光单元20，由此减小了装置的整体尺寸并实现了同轴系统。

在第一面211上的照明光的通过区域2111中存在的划痕和异物使照明光的一部分散射，并且使得散射光沿与期望的照明光的角度不同的角度的方向行进。如果该散射光作为不必要的光入射到光接收元件43上，则距离测量精度可能会降低。下面将讨论防止在通过区域2111中生成的散射光入射到光接收元件43上的条件。

更具体地，通过跟踪沿与被第二面212上的反射区域2122反射的反射光的行进方向相反的方向行进的光的光路(反向光线跟踪)，来识别入射到光接收元件43上的散射光(不必要的光)。首先，下面将考虑从作为虚拟光源(起点)的光接收元件43发射的发散光。从作为起点的光接收元件43发射的发散光被光学元件42改变成平行光，并经由滤光器41到达第二面212。入射到第二面212上的反射区域2122上的光没有到达第一面211上的通过区域2111，但是入射到第二面212上的透射区域2121上的光被折射并到达通过区域2111。

更具体地，从光接收元件43发射并到达第一面211上的通过区域2111的光的光路可以被认为是待识别的散射光的光路的逆光路。因此，当从光接收元件43发射并被透射区域2121折射的光的行进方向(相对于透射区域2121的折射角ω)将透射区域2121投影到第一面211上时，期望投影区域和通过区域2111彼此不交叠。由于从光接收元件43发射并被透射区域2121折射的光没有到达通路区域2111，因此可以防止通路区域2111中的划痕和异物所引起的散射光被光接收元件43接收。

根据本示例性实施例，入射到通过区域2111上的照明光的行进方向与被反射区域2122反射的反射光的行进方向平行。也就是说，行进方向彼此平行(Y方向)。更具体地，根据本示例性实施例的光源单元10和光接收单元40被设置成使得这两个单元的光轴彼此平行。在此构造中，期望满足以下条件表达式(2)：

t_s/h₁>sin(90°-θ₂-2θ₃)/(cosθ₁*sin2θ₃)(2)

其中，t_s表示照明光从通过区域2111到透射区域2121的最小光路长度(最短距离)。

条件表达式(2)指示通过区域2111与透射区域2121之间的最短距离t_s的条件，其防止了第一面211上的通过区域2111与投影区域之间的交叠。参照图4，点A与点B之间的距离是通过区域2111与透射区域2121之间的最短距离t_s。根据本示例性实施例，t_s＝4.77mm，条件表达式(2)左侧的值t_s/h₁为3.67，并且其右侧的值为3.56，满足条件表达式(2)。根据本示例性实施例，该投影区域用作上述全反射区域2112。

期望光源11被设置成使得图3所示的x轴与图1所示的Z轴重合，并且图3所示的y轴与图1所示的X轴重合。以这种方式设置光源11，使得能够将入射到第一面211上的通过区域2111上的照明光改变成在YZ截面中电场振荡的P偏振光。

图5示出了根据本示例性实施例的P偏振光相对于第一面211的入射角与反射率之间的关系。P偏振光在第一面211上的反射率随着相对于第一面211的入射角从0°增大而减小。一旦反射率减小到0，则反射率增大。P偏振光的反射率变为0时的入射角称为布鲁斯特角(Brewster's angle)。布鲁斯特角θ_B由下式(3)表示：

θ_B ＝ tan^-1(N'/N) (3)

其中，N表示P偏振光对于入射介质的折射率，并且N'表示P偏振光对于发光介质的折射率。

通过使照明光以接近布鲁斯特角θ_B的入射角入射到第一面211上，可以在不使用抗反射膜的情况下减小第一面211上的通过区域2111的反射率。这使得照明光能够以简单的构造高效地进入分支光学元件21。因此，期望分支光学元件21满足以下条件表达式(4)：

-10<θ_B-θ₁<10(4)

根据本示例性实施例，对于分支光学元件21的材料的布鲁斯特角为63.1°，导致θ_B-θ₁＝-6.3°，这满足条件表达式(4)。此外，更期望以该顺序满足以下条件表达式(4a)和(4b)。

-8.5<θ_B-θ₁<8.5(4a)

-7.5<θ_B-θ₁<7.5(4b)

根据本示例性实施例的光学装置1即使以简单的构造也能够防止生成不必要的光。

[第二示例性实施例]

图6示意性地示出了根据本发明第二示例性实施例的光学装置2在包括光轴的截面(YZ截面)中的主要部分。根据第二示例性实施例的光学装置2与根据第一示例性实施例的光学装置1的不同之处在于，光学系统70设置在偏转单元30与物体(未示出)之间。其他组件与根据第一示例性实施例的光学装置1的组件相同，并将省略对其的冗余描述。

光学系统70是用于扩大来自偏转单元30的照明光的直径并减小来自物体的反射光的直径的光学系统(望远镜)。根据本示例性实施例的光学系统70包括具有屈光力的多个光学元件(透镜)，并且是整个系统中不具有屈光力的无焦系统。更具体地，光学系统70包括从偏转单元30侧到物体侧顺次设置的具有正光焦度的第一透镜71和具有正光焦度的第二透镜72。光学系统70的构造不限于此，并且可以根据需要包括三个或更多个透镜。

根据本示例性实施例的驱动镜31设置在光学系统70的入射光瞳的位置处。根据本示例性实施例的光学系统70的光学倍率(水平倍率)β的绝对值大于1(|β|>1)。从光学系统70发射的照明光的主光线的偏转角比被驱动镜31偏转并入射到光学系统70上的照明光的主光线的偏转角小，从而使得能够提高物体检测时的分辨率。

来自光源单元10的照明光经由导光单元20被偏转单元30偏转，然后在照明物体之前被光学系统70根据光学倍率β而扩大。来自物体的反射光被光学系统70根据光学倍率1/β而减小，然后在到达光接收单元40之前被偏转单元30偏转。

以这种方式将光学系统70设置在偏转单元30的物体侧使得照明光的直径不仅能够通过导光单元20扩大，而且还能够通过光学系统70扩大。这使得能够通过进一步延长照明光的直径来减小扩散角，从而即使在物体很远的情况下也能确保足够的照度和分辨率。通过光学系统70延长光瞳直径使得能够接收到更大量的来自物体的反射光，从而提高距离测量距离和距离测量精度。

[第三示例性实施例]

图7示意性地示出了根据本发明第三示例性实施例的光学装置3在包括光轴的截面(YZ截面)中的主要部分。图8示出了光学装置3中的光路，包括来自光源单元10的照明光朝向物体100行进所沿的光路和来自物体100的反射光朝向光接收单元40行进所沿的光路。根据第三示例性实施例的光学装置3与根据第一示例性实施例的光学装置1的不同之处在于，导光单元20的构造以及光源单元10和光源用光接收单元50的布局。其他组件与根据第一示例性实施例的光学装置1的部件相同，并将省略对其的冗余描述。

根据本示例性实施例的导光单元20包括具有与根据第一示例性实施例的分支光学元件21的形状不同的形状的分支光学元件23。根据本示例性实施例的光学装置3与根据第一示例性实施例的光学装置1的不同之处在于，从光源单元10进入导光单元20的照明光的行进方向(Z方向)与被导光单元20反射的反射光的行进方向(Y方向)垂直。更具体地，根据本示例性实施例的光源单元10和光接收单元40被设置成使得这两个单元的光轴彼此垂直。

图9示意性地示出了根据本示例性实施例的分支光学元件23的主要部分。分支光学元件23具有第一面231和第二面232。图9示出了与分支光学元件23的各光学面垂直的截面(YZ截面)、以及从法线方向观察的分支光学元件23的第二面232。根据本示例性实施例，在YZ截面中由第一面231和第二面232所形成的角度α₁(未示出)是12.7°。

穿过光圈13的开口的照明光从第一面231进入分支光学元件23的内部，在没有穿过其他面的情况下到达第二面232，穿透透射区域2321，并朝向偏转单元30行进。根据本示例性实施例，h₁＝1.30mm，h₂＝2.95mm，θ₁＝70.2°，θ₂＝28.5°，θ₃＝15.8°，θ₄＝32.5°，式(1)两侧的值都是2.27。照明光被第一面231和第二面232扩大。来自第一面231的照明光的一部分没有穿透透射区域2321而是从透射区域2321反射，穿透第一面231上的透射区域2312，从分支光学元件23的外部出射，并入射到光源用光接收单元50上。

与第一示例性实施例一样，将讨论用于防止第一面231上的通过区域2311中生成的散射光入射到光接收元件43上的条件。根据本示例性实施例，入射到通过区域2311上的照明光的行进方向与被反射区域2322反射的反射光的行进方向彼此垂直。在该构造中，期望满足以下条件表达式(5)：

t_l/h₁>sin(90°+θ₂-2θ₃)/(cosθ₁*sin2θ₃)(5)

其中，t_l表示照明光从通过区域2311到透射区域2321的最大光路长度(最长距离)。

与条件表达式(2)一样，条件表达式(5)指示用于防止通过以折射角ω将透射区域2321投影到第一面231上而形成的投影区域与通过区域2311交叠的条件。参照图9，点A与点B之间的距离是通过区域2311与透射区域2321之间的最长距离t_l。根据本示例性实施例，t_l＝7.61mm，条件表达式(5)左侧的值t_l/h₁为5.85，其右侧的值为5.63，满足条件表达式(5)。根据本示例性实施例，投影区域用作上述透射区域2312。

期望光源11被设置成使得图3所示的x轴与图7所示的Y轴重合，并且图3所示的y轴与图7所示的X轴重合。与第一示例性实施例一样，以这种方式设置光源11，使得能够将入射到第一面231上的通过区域2311上的照明光改变成在YZ截面中电场振荡的P偏振光。根据本示例性实施例，对于分支光学元件23的材料的布鲁斯特角为63.1°，因此θ_B-θ₁＝-7.1°，满足条件表达式(4)。

因此，使用根据本示例性实施例的分支光学元件23能够使得即使在光源单元10和光接收单元40的光轴彼此垂直的构造中，也能够在简化整个装置的同时防止生成不必要的光。与第二示例性实施例一样，根据本示例性实施例，光学系统(望远镜)也可以设置在偏转单元30的物体侧。

表1指示与根据各示例性实施例的上述各式相关的值。

[表1]

表1

[车载系统]

图10示出了根据本示例性实施例的光学装置1和包括光学装置1的车载系统(驾驶辅助装置)1000的构造。由诸如汽车(车辆)等的移动体(移动装置)支持的车载系统1000是如下装置，该装置基于由光学装置1获取的车辆周围的物体(诸如障碍物和乘客等)的距离信息，来辅助车辆的驾驶(控制)。图11示意性地示出了包括车载系统1000的车辆500。图11示出了将光学装置1的距离测量范围(检测范围)设置在车辆500的前方的情况。然而，可以将距离测量范围设置在车辆500的后方或侧方。

如图10所示，车载系统1000包括光学装置1、车辆信息获取装置200、控制装置(电子控制单元(ECU))300和警告设备400。在车载系统1000中，光学装置1中所包括的控制单元60具有距离获取单元(获取单元)和碰撞判断单元(判断单元)的功能。然而，如果需要，则车载系统1000可以包括作为与控制单元60不同的单元的距离获取单元和碰撞判断单元。这些单元可以设置在光学装置1的外部(例如，车辆500的内部)。可选地，控制装置300可以用作控制单元60。

图12是示出根据本示例性实施例的车载系统1000的操作的示例的流程图。下面将参照流程图来描述车载系统1000的操作。

在步骤S1中，车辆周围的物体被光学装置1的光源单元10照明，并且基于光接收单元40响应于接收到来自物体的反射光而输出的信号，由控制单元60获取物体的距离信息。在步骤S2中，车辆信息获取装置200获取包括车辆的车速、偏航率和转向角的车辆信息。在步骤S3中，使用控制单元60在步骤S1中所获取的距离信息和在步骤S2中所获取的车辆信息来判断到物体的距离是否在设置距离的预设范围内。

这使得可以判断物体是否存在于车辆周围的设置距离内，从而确定车辆与物体之间发生碰撞的可能性。步骤S1和S2可以按照与上述顺序相反的顺序进行，或者并行进行。在物体存在于设置距离内的情况下，在步骤S4中，控制单元60判断为“存在碰撞的可能性”。另一方面，在设置距离内不存在物体的情况下，在步骤S5中，控制单元60判断为“不存在碰撞的可能性”。

在控制单元60判断为“存在碰撞的可能性”的情况下，控制单元60将判断结果通知给控制装置300和警告设备400(向其发送判断结果)。在步骤S6中，控制装置300基于控制单元60的判断结果来控制车辆。在步骤S7中，警告设备400基于控制单元60的判断结果来警告车辆的用户(驾驶员)。需要将判断结果通知给控制装置300和警告设备400中的至少任一者。

控制装置300进行控制，包括施加制动、释放油门、转动方向盘、以及生成用于在各车轮中生成制动力以抑制发动机和马达的动力的控制信号。警告设备400通过生成警报声、在汽车导航系统的画面上显示警报信息以及对安全带或方向盘施加振动来警告驾驶员。

根据本示例性实施例的车载系统1000能够通过上述处理进行物体检测和距离测量，使得能够避免车辆与物体之间的碰撞。特别地，将根据各示例性实施例的光学装置1应用于车载系统1000能够实现高的距离测量精度，从而能够以高精度进行物体检测和碰撞判断。

尽管在本示例性实施例中，车载系统1000被应用于驾驶辅助(碰撞损害减轻)，但是本发明不限于此。车载系统1000可以应用于巡航控制(包括全速航程自适应巡航控制功能)和自动驾驶控制。车载系统1000不仅适用于诸如汽车等的车辆，还适用于诸如船舶、飞机和工业机器人等的移动体。另外，车载系统1000不仅适用于移动体，还适用于智能交通系统(ITS)、监控系统和其他利用物体识别的各种装置。

[变型例]

虽然已经基于上述优选示例性实施例具体描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以在本发明的主题内以多种方式组合、变型和改变。

例如，如果需要，则可以在导光单元20(第二面)与偏转单元30之间的光路中设置其他光学元件。然而，为了有利地限制上述不必要的光的生成，期望与上述各示例性实施例中一样，在导光单元20与偏转单元30之间的光路中不设置任何元件。换言之，期望采用来自第二面的照明光在不穿过其他面的情况下入射到驱动镜31上的构造。

尽管在各示例性实施例中，各构件一体地形成(一体地保持)，但是各构件可以被配置为单独的构件。例如，光源单元10和光接收单元40可以安装到导光单元20或偏转单元30并且可从中拆卸。在这种情况下，用于保持各构件的保持构件(壳体)需要配设有用于彼此连接的连接部(接合部)。为了提高光源单元10与导光单元20之间的定位精度，光圈13可以配设在导光单元20中并且由通常用于分支光学元件的保持构件来保持。

尽管在各示例性实施例中，导光单元20包括单个分支光学元件，但是导光单元20可以根据需要包括多个光学元件。例如，可以在分支光学元件与光源单元10之间以及分支光学元件与光源用光接收单元50之间配设折射光学元件。分支光学元件的第二面上的反射区域可以被配设为其他反射光学元件。然而，期望导光单元20包括单个分支光学元件以简化整个装置并减少不必要的光。

本发明不限于上述示例性实施例，而是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下以多种方式变型和改变。因此，所附权利要求公开本发明的范围。

本申请要求于2019年1月30日提交的日本专利申请2019-013883的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。