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光学模块和测距装置

文献发布时间:2023-06-19 11:21:00


光学模块和测距装置

技术领域

本公开涉及一种测量到目标的距离的测距装置,以及在这种测距装置中使用的光学模块。

背景技术

测距装置使用例如不施加光的被动方法和施加光的主动方法。被动方法包括多眼方法等,主动方法包括TOF(飞行时间)方法等。

TOF方法是一种测量被测量目标反射回的光的延迟时间,并基于该延迟时间测量到目标的距离的方法(例如,参见专利文献1)。

引文清单

专利文献

PTL 1:美国未审查专利申请公开第2018/0026058号。

发明内容

顺便提及,在测距装置中,期望更容易地提供用于校准从测距装置获得的到测距目标的距离的光路。

期望提供一种能够更容易地提供用于校准到测距目标的距离的光路的测距装置,以及用在该测距装置中的光学模块。

根据本公开的一个实施例的光学模块包括发光部、光接收部、第一盖部和第二盖部。发光部被配置为发光。光接收部包括第一光接收部和第二光接收部。第一盖部设置在发光部的光出射侧。第一盖部被配置为在目标方向上引导作为从发光部发出的光的一部分的第一光,并且在与目标的方向不同的方向上引导作为从发光部发射的光的另一部分的第二光。第二盖部设置在光接收部的光入射侧。第二盖部被配置为在第一光接收部的方向上引导作为被目标反射的第一光的反射光,并且在第二光接收部的方向上引导从第一盖部引导的第二光。

根据本公开的一个实施例的测距装置包括发光部,光接收部,第一盖部,第二盖部和处理器。发光部被配置为发光。光接收部包括第一光接收部和第二光接收部。第一盖部设置在发光部的光出射侧。第一盖部被配置为在目标方向上引导作为从发光部发出的光的一部分的第一光,并且在与目标的方向不同的方向上引导作为从发光部发射的光的另一部分的第二光。第二盖部设置在光接收部的光入射侧。第二盖部被配置为在第一光接收部的方向上引导作为被目标反射的第一光的反射光,并且在第二光接收部的方向上引导从第一盖部引导的第二光。处理器被配置为基于响应于入射在第一光接收部上的反射光而从第一光接收部输出的第一像素信号计算到目标的距离。处理器还被配置为基于响应于入射在第二光接收部上的第二光而从第二光接收部输出的第二像素信号校准距离。

在根据本公开的一个实施例的光学模块中,作为从发光部发射的光的一部分的第一光透射通过第一盖部进入目标,并且来自目标的反射光透射通过第二盖部进入第一光接收部。另一方面,作为从发光部发射的光的另一部分的第二光被第一盖部向在与目标不同的方向上引导,并被第二盖部引导至第二光接收部而进入第二光接收部。

在根据本公开的一个实施例的测距装置中,作为从发光部发射的光的一部分的第一光透射通过第一盖部进入目标,并且来自目标的反射光透射通过第二盖部进入第一光接收部。然后,基于来自第一光接收部的第一像素信号,计算到目标的距离。另一方面,作为从发光部发射的光的另一部分的第二光被第一盖部在与目标不同的方向上引导,并被第二盖部引导至第二光接收部而进入第二光接收部。然后,基于来自第二光接收部的第二像素信号,校准到目标的距离。

附图说明

[图1]图1是示出根据本公开的一个实施例的测距装置的示例配置的示意图。

[图2]图2是图1所示的测距装置的主要部分的示例配置的透视图。

[图3]图3是图1所示的测距装置的发光部和光接收部的示例配置的透视图。

[图4]图4是图1所示的测距装置的发光部和光接收部的示例配置的平面图。

[图5]图5是图1所示的测距装置的第一盖部和第二盖部的示例配置的透视图。

[图6]图6是图1所示的测距装置的示例配置的截面透视图。

[图7]图7是表示图1所示的测距装置的示例操作的说明图。

[图8]图8是示出在图1所示的测距装置通过直接方法进行测距的情况下的发光部的光输出波形和光接收部的光输入波形的时序图。

[图9]图9是示出实际距离与测距装置使用直接方法测量的距离之间的偏差的说明图。

[图10]图10是表示根据变形例1的测距装置的主要部分的示例配置的透视图。

[图11]图11是图10所示的测距装置的第一盖部的凹槽的示例配置的透视图。

[图12]图12是图10所示的测距装置的第一受光像素和第二受光像素的示例配置的平面图。

[图13]图13是根据变形例2的测距装置的第一受光像素和第二受光像素的示例配置的平面图。

[图14]图14是根据变形例3的测距装置的主要部分的示例配置的透视图。

[图15]图15是根据变形例4的测距装置的主要部分的示例配置的透视图。

[图16]图16是根据变形例5的测距装置的主要部分的示例配置的透视图。

[图17]图17是图16所示的测距装置的配置的截面透视图。

[图18]图18是根据变形例6的测距装置的主要部分的示例配置的透视图。

[图19]图19是根据变形例7的测距装置的发光部和光接收部的示例配置的平面图。

[图20]图20是示出在通过间接方法进行距离测量的情况下的发光部的光输出波形和光接收部的光输入波形的时序图。

[图21]图21是说明实际距离与测距装置使用间接法测得的距离之间的偏差的说明图。

[图22]图22是示出车辆控制系统的示意性配置的实例的框图。。

[图23]图23是说明车外信息检测部和成像部的安装位置的实例的辅助示图。

[图24]图24是根据变形例的测距装置的光接收部的示例配置的平面图。

具体实施方式

在下文中,参考附图详细描述本公开的实施例。注意,按以下顺序给出描述。

1.实施例(第一和第二盖部设置有具有反射面的凹槽的实例)

2.变形例1(第二盖部的反射面和第二光接收部设置成沿一个方向延伸的实例)

3.变形例2(第二光接收部设置为包括多个像素的实例)

4.变形例3(第二盖部的反射面和第二光接收部设置成沿一个方向延伸的实例)

5.变形例4(第二盖部的反射面设置成沿一个方向延伸的实例)

6.变形例5(第一和第二盖部一体地构造的实例)

7.变形例6(第一和第二盖部设置有具有反射面的突起的实例)

8.变形例7(第二光接收部的位置从耦接包括在第一光接收部中的像素和监视发光体的最短线上偏移的示例)

9.变形例8(通过间接方法执行距离测量的实例)

10.应用于移动体(mobile body)的实例

<1.实施例>

[配置实例]

图1示出了根据一个实施例的测距装置(测距装置1)的示例配置。测距装置1是用光L1照射测距目标2,检测由测距目标2反射的反射光L1R,并基于检测结果测量到测距目标2的距离的装置。测距装置1包括发光部10,光接收部20,第一盖部30,第二盖部40以及处理器50。测距装置1中,发光部10,光接收部20,第一盖部30和第二盖部40可以被配置为光学模块。

发光部10包括例如用作光源的任何发光体,诸如激光器(LASER(受激发射的光放大))或LED(发光二极管),并且被配置为发光。激光器可以包括例如VCSEL(垂直腔表面发射激光)。从发光部10发出的光例如是红外光。另外,从发光部10发出的光例如是脉冲光。从发光部10发出的光的部分光(光L1)通过第一盖部30发射到外部,以照射测距目标2。

光接收部20被配置为接收入射光并将其转换成电信号。光接收部20至少对从发光部10射出的光具有灵敏度。光接收部20包括第一光接收部21A和第二光接收部21B。第一光接收部21A包括一个或多个像素。第一光接收部21A被配置为使得从发光部10射出并被测距目标2反射的反射光L1R通过第二盖部40入射。第一光接收部21A将由测距目标2反射的反射光L1R转换为第一像素信号S1,并将第一像素信号S1输出至处理器50。此外,光接收部20的第二光接收部21B包括一个或多个像素。稍后将描述由第二光接收部21B接收的光和由第二光接收部21B生成的像素信号。

第一盖部30设置在发光部10的光出射侧。例如,第一盖部30由保持器等保持,以与发光部10间隔开。替代地,在发光部10是封装的发光部的情况下,封装的盖可以被配置为第一盖部30。第一盖部30包括对从发光部10发出的光透明的材料,并且包括例如玻璃或塑料。第一盖部30整体上具有板状的形状。第一盖部30防止灰尘等附着在发光部10上,从而保护发光部10不受外部大气的影响。

在本实施例中,第一盖部30部分地设置有第一反射面31。在第一盖部30的未设置第一反射面31的部分中,从发光部10发射的光的部分光通过第一盖部30发射,以在测距目标2的方向上被引导。透射通过第一盖部30而在测距目标2的方向上被引导的光对应于施加到测距目标2的光L1。此外,在第一盖部30的设置有第一反射面31的部分中,从发光部10射出的光的其他部分光被第一反射面31反射而被引导至与测距目标2的方向不同的方向。由第一反射面31反射并在与测距目标2的方向不同的方向上被引导的光在图1中表示为光L2。在本实施例中,第一反射面31是相对于第一盖部30的主面30P成45°角的倾斜面。在此,第一盖部30的主面30P是指第一盖部30的从发光部10观察时大致平行于XY平面且位于Z轴方向的远侧的面。由第一反射面31反射的光L2在第二盖部40的方向上被引导。如上所述,第一盖部30将从发光部10发出的光的部分光(光L1)引导至测距目标2的方向,并将从发光部10发出的光的其他部分光(光L2)引导至与测距目标2的方向不同的方向。

第二盖部40设置在光接收部20的光入射侧。例如,第二盖部40由保持器等保持,以与光接收部20间隔开。类似于第一盖部30,第二盖部40包括对从发光部10发出的光透明的材料,并且例如包括玻璃或塑料。第二盖部40整体上具有板状的形状。第二盖部40防止灰尘等附着到光接收部20,从而保护光接收部20免受外部大气的影响。

在本实施例中,第二盖部40部分地设置有第二反射面41。在第二盖部40的未设置第二反射面41的部分中,由测距目标2反射的反射光L1R透射穿过第二盖部40,以在光接收部20的第一光接收部21A的方向上被引导。第二反射面41是相对于第二盖部40的主面40P成45°角的倾斜面。在此,第二盖部40的主面40P是指第二盖部40的从光接收部20观察时大致平行于XY平面且位于Z轴方向的远侧的面。被第一反射面31反射并被引导至第二盖部40的光L2被第二反射面41反射,并在光接收部20的第二光接收部21B的方向上被引导。如上所述,第二盖部40在第一光接收部21A的方向上引导由测距目标2反射的光(反射光L1R),并将从第一盖部30引导的光(光L2)在第二光接收部21B的方向上引导。

被测距目标2反射的反射光L1R进入光接收部20的第一光接收部21A而被变换为第一像素信号S1。第一像素信号S1被输出到处理器50。另外,从发光部10射出并由第一盖部30的第一反射面31和第二盖部的第二反射面41反射的其他部分光(光L2)进入光接收部20的第二光接收部21B以被转换为第二像素信号S2。第二像素信号S2被输出到处理器50。

处理器50被配置为驱动发光部10以使发光部10的每个发光体11发光。此外,处理器50被配置为基于响应于入射在光接收部20的第一光接收部21A上的反射光L1R而从第一光接收部21A输出的第一像素信号S1,来计算测距装置1与测距目标2之间的距离。处理器50还被配置为基于响应于通过第一盖部30和第二盖部40入射在光接收部20的第二光接收部21B上的光L2而从第二光接收部21B输出的第二像素信号S2来校准测距装置1和测距目标2之间的距离。

在测距装置1中,光漫射器,诸如带通滤波器的光学滤波器,透镜或其他光学构件可以根据需要适当地设置在从发光部10射出的光的一部分光被测距目标2反射以进入光接收部20的第一光接收部21A之前所经过的光路上。类似地,光漫射器,诸如带通滤波器的光学滤波器,透镜或其他光学构件可以根据需要适当地设置在从发光部10发出的光的其他部分光通过第一盖部30和第二盖部40进入光接收部20的第二光接收部21B之前所经过的光路上。

(详细的配置实例)

图2示出了测距装置1的主要部分的示例构造。图2示出了测距装置1的发光部10,光接收部20,第一盖部30以及第二盖部40。图3和图4示出了测距装置1的发光部10和光接收部20的示例配置。

发光部10包括发光部基板10S和在发光部基板10S上呈矩阵状排列的多个发光体11(发光体11A,11B,11C,11D...)。尽管在图中布置了四乘四个(在X轴方向上四个,在Y轴方向上四个),即十六个发光体11,但是这个数目是非限制性的,提供一个或多个发光体就足够了。发光体11包括例如诸如VCSEL的激光器,LED等。从发光部10发出的光的一部分光是在上述测距目标2的方向上被引导以照射测距目标2的光(光L1)。从发光部10发出的光的其他部分光是通过第一盖部30和第二盖部40进入光接收部20的第二光接收部21B的光(光L2)。光L2也被称为监视光,并且发射光L2的发光体也被称为监视发光体11M。在图2和图3中,将一个发光体11示为监视发光体11M;不限于此,两个或多个发光体11可以是监视发光体11M。另外,由一个或两个以上发光体11发射的光可以部分地用作监视光。

光接收部20设置在发光部10的X轴方向侧。光接收部20包括光接收部基板20S,以及设置在光接收部基板20S上的第一光接收部21A和第二光接收部21B。从发光部10观察时,第一光接收部21A设置在X轴方向的远侧,第二光接收部21B设置在近侧。第一光接收部21A和第二光接收部21B的像素均接收入射光,并输出与接收光量相对应的电信号。第一光接收部21A是像素阵列,并且包括例如以矩阵(像素A11至Anm)布置的n×m(X轴方向上的m和Y轴方向上的n)个像素。每个像素包括诸如PD(photodiode,光电二极管)的光接收元件。另外,第二光接收部21B包括一个像素。尽管在附图中示出为包括一个像素,但是它可以包括两个或多个像素。第二光接收部21B包括诸如PD的光接收元件。在该实例中,第一光接收部21A和第二光接收部21B被配置为单独的主体。在图4所示的发光部10和光接收部20的结构中,在本实施例中,第二光接收部21B在X轴方向和Y轴方向上均形成为小于第一光接收部21A。第二光接收部21B设置在与第一光接收部21的Y轴方向上的中央附近相对应的位置。第二光接收部21B位于连接第一光接收部21A所具有的像素与监视发光体11M的最短线(点划线10C)上。

图5示出了测距装置1的第一盖部30和第二盖部40的示例构造。第一盖部30具有板状形状,并且部分地设置有第一凹槽32。第一凹槽32的内壁的一部分是第一反射面31,其是相对于第一盖部30的主面30P成45°角的倾斜面。第一凹槽32的内壁与空气接触。在第一盖部30包括玻璃的情况下,可以通过沉头孔加工,喷砂等形成第一凹槽32。此外,在第一盖部30包括塑料的情况下,可以通过模制形成第一凹槽32。第一反射面31根据构成第一盖部30的材料的折射率与空气的折射率之差而反射从监视发光体11M射出的监视光,并在与测距目标2方向不同的方向上引导监视光。为了增加光在第一反射面31上的反射率,可以在第一反射面31上设置包括银或其他金属膜等的反射膜。或者,可以在第一反射面31上设置遮光材料膜。或者,第一凹槽32可以填充有折射率与构成第一盖部30的材料不同的材料。替代地,第一凹槽32可以填充有遮光材料。此外,第一反射面31可以不必是全反射的或高反射的。例如,从监视发光体11M发出并入射在第一凹槽32的一部分上的光可以被部分反射以用作监视光,并且可以在测距目标2的方向上传输和引导剩余的光,以用作施加到测距目标2的光(光L1)。

第二盖部40具有板状形状,并且部分地设置有第二凹槽42。第二凹槽42的内壁的一部分是第二反射面41(其是相对于第二盖部40的主面40P成45°角的倾斜面)。第二凹槽42的内壁与空气接触。第二凹槽42可以以类似于第一凹槽32的方式形成。第二反射面41根据构成第二盖部40的材料的折射率与空气的折射率之差,反射从监视发光体11M射出并被第一反射面31反射的监视光,并沿第二光接收部21B的方向引导监视光。为了增加第二反射面41上的光的反射率,例如,可以在第二反射面41上设置包括银或其他金属膜等的反射膜,可以在第二反射面41上设置遮光材料膜,另外,也可以在第二凹槽42中填充折射率与构成第二盖部40的材料不同的材料,或者在第二凹槽42中填充遮光材料。此外,第二反射面41可以不必是全反射的或高反射的。

第一盖部30和第二盖部40对准,使得提供了监视光L2的光路。第一盖部30和第二盖部40足够大,以使得可以容易地调节监视光L2的光路。

图6示出了测距装置1的示例截面结构。保持器101设置在基板100上。保持器101设置有发光部开口101A和光接收部开口101B。在发光部开口101A的内部,将封装的发光部10设置在基板100上。封装的发光部10设置有第一盖部30作为封装件的盖。第一盖部30设置有第一反射面31。此外,在第一盖部30上形成有光扩散膜33,以用于使从发光部10射出的光沿测距目标2的方向扩散。

此外,在基板100上,在光接收部开口101B的内部配置有光接收部20。第二盖部40设置在光接收部20的光入射侧。第二盖部40设置有第二反射面41。此外,第二盖部40设置有红外滤光片43,以用于作为来自发光部10的光的红外光的透射。此外,在光接收部开口101B的内部设置有透镜保持器102。透镜保持器102保持透镜103和104。此外,基板100可以设置有耦接至发光部10和光接收部20处理器50。可替代地,发光部10和光接收部20可以经由基板100耦接到单独设置的处理器50。除上述之外,可以在发光部开口101A和光接收部开口101B中适当地设置其他光学构件。

这里,发光部10对应于本公开中的“发光部”的一个具体实例。光接收部20对应于本公开中的“光接收部”的一具体实例。第一盖部30对应于本公开中的“第一盖部”的一个具体实例。第二盖部40对应于本公开中的“第二盖部”的一个具体实例。处理器50对应于本公开中的“处理器”的一个具体实例。

[操作和工作]

接下来,将描述本实施例的测距装置的操作和工作。

(整体操作概述)

首先,将参照图1描述测距装置的整体操作的概况。通过由处理器50驱动,发光部10发光。从发光部10射出的光的一部分光(光L1)透过第一盖部30,并在测距目标2的方向上引导以照射测距目标2。光L1被测距目标2反射而成为反射光L1R,并进入光接收部20的第一光接收部21A。第一光接收部21A接收反射光L1R,并将第一像素信号S1输出至处理器50。基于第一像素信号S1,处理器50基于从发光部10射出的光被测距目标2反射并入射到光接收部20为止所花费的时间,算出到测距目标2的距离。另一方面,从发光部10射出的光的另一部分光(监视光L2)被第一盖部30的第一反射面31反射以沿第二盖部40的方向被引导,并且被第二盖部40的第二反射面41反射以进入光接收部20的第二光接收部21B。第二光接收部21B接收监视光L2,并将第二像素信号S2输出到处理器50。处理器50基于第二像素信号S2预先创建测量距离校正值表。处理器50基于第一像素信号S1计算到测距目标2的距离,参考校正值表以获得与从第一像素信号S1获得的距离相对应的校正值,并利用所获得的校正值校准到测距目标2的距离。

(详细操作)

图7示出了测距装置1的示例操作。通过由处理器50驱动,发光部10的每个发光体11在第一盖部30的方向上发光。

入射在第一盖部30的未设置第一凹槽32的部分上的光的部分光(光L1)透过第一盖部30并沿测距目标2的方向引导以照射测距目标2。光L1被测距目标2反射而成为反射光L1R,并进入光接收部20的第一光接收部21A。

另一方面,入射在第一盖部30的设置有第一凹槽32的部分上的光的其他部分光(监视光L2)被设置在第一凹槽32中的第一反射面31反射以沿第二盖部40的方向被引导。被引导至第二盖部40的监视光L2被设置在第二凹槽42中的第二反射面41反射而进入光接收部20的第二光接收部21B。

第一光接收部21A接收反射光L1R,并将第一像素信号S1输出至处理器50。在第一光接收部21A中以矩阵布置的n×m个像素中的每一个输出第一像素信号S1。此外,第二光接收部21B接收监视光L2,并将第二像素信号S2输出至处理器50。

对于通过图1所示的测距装置1来测量到测距目标2的距离,例如,可以采用直接方法和间接方法;将采用直接方法描述本实施例。基于第一像素信号S1,处理器50测量从发光部10发射的光被测距目标2反射进入光接收部20所花费的时间,并从获得的时间计算到测距目标2的距离。对于第一光接收部21A的n×m个像素中的每一个,执行从发光部10发出的光被测距目标2反射并进入光接收部20为止的时间的测定,并执行基于所获得的时间对到测距目标2的距离的计算。另外,处理器50基于第二像素信号S2校准到测距目标2的距离。校准的细节将在后面描述。对第一光接收部21A的n×m个像素中的每一个,进行基于第二像素信号S2的到测距目标2的距离的校准。

处理器50基于通过直接方法从光接收部20的第一光接收部21A输出的第一像素信号S1,测量从发光部10发射的光被测距目标2反射直到进入光接收部20所用的时间,并基于所获得的时间,以以下方式计算测距装置1与测距目标2之间的距离。

图8示出了在由测距装置1通过直接方法进行测距的情况下的示例操作;(A)示出发光部10的光输出波形(发射脉冲),以及(B)示出了光接收部的光输入波形(入射脉冲)。发光部10的光输出波形(图8的(A))是刚从发光部10射出后的光的输出波形,且例如具有脉冲形状。

光接收部20的光输入波形(图8的(B))是从发光部10射出并被测距目标2反射的光(反射光L1R)到达光接收部20的第一光接收部21A时的光的波形。相对于图8的(A)所示的脉冲形状,光接收部20的光输入波形具有延迟了延迟时间DL的脉冲形状。延迟时间DL对应于从发光部10发射的光被测距目标2反射并被光接收部20接收为止所花费的时间。因此,通过获得延迟时间DL,可以计算到测距目标2的距离。

在上述到测距目标2的距离的计算中,以计算获得的距离(测量距离)与实际距离(实际距离)之间可能存在偏差。该偏差是由于例如发光部10,光接收部20以及处理器50的电路延迟等引起的。

图9示出了在将本技术应用于直接方法的情况下,实际距离与测距装置1测量的距离之间的偏差的实例。在图9中,水平轴表示实际距离d1,垂直轴表示在校准之前的测量距离d2。在测量距离d2与实际距离d1之间没有偏差的理想情况下,实际距离d1与测量距离d2之间的关系由具有斜率“a1”(a1=1)和截距“0”的直线LN1表示。然而,实际上,实际距离d1和测量距离d2之间的关系通常如直线LN2所示。该直线LN2具有“a2”的斜率和“b”的截距。即,直线LN2的斜率和截距与直线LN1的斜率和截距不同。

在本实施例中,所测量的距离如下校准。处理器50基于响应于入射在第二光接收部21B上的其他部分光(监视光L2)而从第二光接收部21B输出的第二像素信号S2来校正测定距离。具体地,处理器50执行校正值表创建操作和正常操作(距离测量)。校正值表创建操作例如在正常操作之前执行。只要未执行正常操作,就可以在任何时刻执行校正值表创建操作。在校正值表创建操作中,处理器50基于第二像素信号S2创建校正值表。具体地,在执行控制以将监视光L2的发射时刻改变为各种时刻的同时,处理器50检测第二光接收部21B接收监视光L2的受光时刻,并基于第二像素信号S2求出与各发光时刻对应的测得距离。另一方面,处理器50将对于处理器50已知的发射时刻的改变量(时间)乘以光速以获得实际距离。处理器50计算基于第二像素信号S2获得的测量距离与根据发光时刻的变化量(时间)获得的实际距离之间的差。计算出的差值是与基于第二像素信号S2获得的测量距离相对应的校正值。处理器50通过获得每个发射时刻的校正值来创建校正值表。在正常操作(距离测量)中,基于第一像素信号S1,处理器50测量从发光部10发射的光被测距目标2反射进入光接收部20为止所花费的时间,并根据获得的时间计算到测距目标2的距离。对于第一光接收部21A的n×m个像素中的每一个,执行从发光部10发出的光被测距目标2反射并进入光接收部20为止的花费时间的测定,并执行基于所获得的时间对到测距目标2的测量距离的计算。此外,处理器50参考基于第二像素信号S2预先创建的校正值表,以获得与从第一像素信号S1获得的测量距离相对应的校正值,并利用所获得的校正值来校正到测距目标2的测量距离。对第一光接收部21A的n×m个像素中的每一个进行到测距目标2的距离的校准。

在如上所述的测距装置1中,在第一盖部30中,从发光部10发射的光的部分光被施加到测距目标2,其反射光L1R进入光接收部20的第一光接收部21A。其余的部分光通过第一盖部30和第二盖部40进入光接收部20的第二光接收部21B。这使得可以提供监视光L2的光路。可以从接收监视光L2的第二光接收部21B输出的第二像素信号S2创建用于距离校准的校正值表。因此,可以通过参考校正值表来校正到测距目标2的距离,这提高了到测距目标2的距离的精度。即,可以基于从第二光接收部21B输出的第二像素信号S2来校正到测距目标2的距离。

另外,在测距装置1中,具有第一反射面31的第一盖部30布置在发光部10的光出射侧,且具有第二反射面41的第二盖部40布置在光接收部20的光入射侧,因此能够容易地提供监视光L2的光路。此外,第一盖部30和第二盖部40足够大以用于调节监视光L2的光路,这使得可以容易地调节监视光L2的光路。

[效果]

在如上所述的本实施例中,提供了具有第一反射面的第一盖部和具有第二反射面的第二盖部,这使得可以容易地提供用于获取第二像素信号的监视光的光路。因此,可以基于第二像素信号容易地校准到测距目标的距离。

<2.变形例1>

在上述实施例中,第二光接收部21B具有位于Y轴方向上与第一光接收部21的中央附近相对应的位置的大小,但不限于此。可替代地,例如,第二光接收部21B可以在一个方向D(与Y轴方向平行的方向)上细长地延伸。另外,第二盖部40的第二反射面41也可以在一个方向D上延伸,以与在一个方向D上延伸的第二光接收部21B相对应。

图10示出根据变形例1的测距装置1A的主要部分的示例配置。在该实例中,第二盖部40的第二凹槽42在一个方向D上细长地延伸,并且第二反射面41被设置为在一个方向D上细长地延伸。另外,第二光接收部21B以在一个方向D上细长地延伸的方式设置。第二盖部40的第二反射面41和第二光接收部21B延伸的一个方向D例如是第一光接收部21A的发光部10侧上的一侧的延伸方向(Y轴方向)。

图11以放大图示出了测距装置1A的第一盖部30的第一凹槽32的示例构造。设置在第一盖部30的一部分中的第一凹槽32的第一反射面31相对于第一盖部30的主面30P倾斜地设置,并且还是向光接收部20侧凸出的弯曲面。如图10所示,作为弯曲面的第一反射面31在与测距目标2的方向不同的方向上反射监视光L2,以使监视光L2在与一个方向D相同的方向上扩散。

图12示出了测距装置1A的第一光接收部21A和第二光接收部21B的示例配置。在本变形例中,第二光接收部21B是具有在一个方向D上细长地延伸的形状的单个像素。第一光接收部21A与图4所示的第一光接收部21A相同。

在本变形例的测距装置1A中,从发光部10发射的光的监视光L2被第一盖部30的第一反射面31反射,并沿第二盖部40的方向引导以便沿与一个方向D相同的方向扩散。沿与一个方向D相同的方向扩散的监视光L2被在一个方向D上细长地延伸的第二反射面41反射,并沿在一个方向D上细长地延伸的第二光接收部21B的方向引导以进入。除上述几点外,与上述实施例相似。

在本变形例的测距装置1A中,监视光L2在与一个方向D相同的方向上扩散,并被第二反射面41反射而进入沿一个方向D细长地延伸的第二光接收部21B。因此,该结构容易使监视光L2入射到第二光接收部21B。因此,第一盖部30和第二盖部40之间在一个方向D上的对准的允许范围被扩大。此外,第二盖部40与光接收部20(第二光接收部21B)之间的一个方向D上的对准的容许范围变宽。这使得可以容易地调节监视光L2的光路。

<3.变形例2>

在上述变形例1中,第二光接收部21B被配置为具有在一个方向D上细长地延伸的形状的单个像素,但不限于此。可替代地,例如,第二光接收部21B可以包括在一个方向D上细长地布置的多个像素。

图13示出了根据变形例2的测距装置1B的第一光接收部21A和第二光接收部21B的示例构造。第二光接收部21B包括在一个方向D上细长地布置的多个像素(像素B1,B2,...,Bn)。尽管在图13中将多个像素排列成一行,但也可以多行。在本变形例中,多个像素(像素B1,B2,...,Bn)的每一个可以具有与第一光接收部21A的n×m个像素(像素A11至Anm)的每一个相同的结构。除了上述点以外,与上述变形例1相同。

在本变形例的测距装置1B中,监视光L2在与一个方向D相同的方向上扩散,并被第二反射面41反射而进入沿一个方向D细长布置的第二光接收部21B。因此,该配置容易使监视光L2入射到第二光接收部21B。因此,第一盖部30和第二盖部40之间在一个方向D上的对准的允许范围被扩大。此外,第二盖部40与光接收部20(第二光接收部21B)之间的一个方向D上的对准的容许范围变宽。这使得可以容易地调节监视光L2的光路。

<4.变形例3>

在上述的变形例1中,第二盖部40的第二凹槽42在一个方向D上细长地延伸,且第二反射面41在一个方向D上细长地延伸,但是该实例是非限制性的。可替代地,例如,第二盖部40的端面可以是第二反射面44。

图14示出了根据变形例3的测距装置1C的主要部分的示例配置。在该实例中,第二盖部40的发光部10侧上的端面是相对于第二盖部40的主面40P成45°角的倾斜面,且该倾斜面为第二反射面44。第二反射面44以在一个方向D上细长地延伸的方式设置。另外,第二光接收部21B以在一个方向D上细长地延伸的方式设置。除了上述第二盖部40的端面为相对于第二盖部40的主面40P具有45°角的倾斜面以外,与上述变形例1类似。

在本变形例的测距装置1C中,在第二盖部40的端面上设有成为第二反射面44的面。与变形例1中形成第二凹槽相比,将第二盖部40的端面加工成相对于第二盖部40的主面40P成45°角的倾斜面是容易的。

此外,类似地,第一反射面可以设置在第一盖部30的端面上。即,第一盖部30的光接收部20侧上的端面可以是相对于第一盖部30的主面30P成45°角的倾斜面,且该倾斜面可以被配置为第一反射面。在这种情况下,从发光部10发出的光中,进入第一盖部30的端面的光用作监视光L2。

<5.变形例4>

在上述的变形例3中,第二光接收部21B在一个方向D上细长地延伸,但并不限于此。可替代地,例如,第二光接收部21B可以不沿一个方向D细长地延伸,而是可以具有在Y轴方向上位于与第一光接收部21A的中央附近相对应的位置的大小。

图15示出根据变形例4的测距装置1D的主要部分的示例配置。在该实例中,第二盖部40的端面是在一个方向D上细长地延伸的第二反射面44,并且第二反射面44被设置成在一个方向D上细长地延伸。此外,第二光接收部21B不沿一个方向D细长地延伸,且设置为在Y轴方向上位于与第一光接收部21A的中央附近相对应的位置。第二反射面44延伸的一个方向D例如是第一光接收部21A的发光部10侧上的一侧的延伸方向(Y轴方向)。

在本变形例的测距装置1D中,从发光部10发射的光的监视光L2被第一盖部30的第一反射面31反射以在第二盖部40的方向中被引导。监视光L2被第二反射面44反射,并在第二光接收部21B的方向上被引导进入。第一反射面31可以反射监视光L2以使其在一个方向D上扩散,或者可以反射监视光L2以使其不扩散。在第一反射面31使监视光L2向一个方向D扩散的情况下,仅监视光L2的在一个方向D上扩散的一部分进入第二光接收部21B。在这种情况下,即使监视光L2的光路在一个方向D上偏移,但进入第二光接收部21B的光也几乎不波动。由此,第二盖部40与光接收部20(第二光接收部21B)之间的一个方向D上的取向的容许范围变宽。这使得可以容易地调节监视光L2的光路。在第一反射面31不使监视光L2向一个方向D扩散的情况下,该配置与图2所示的构造的不同之处在于,第二反射面44设置在第二盖部40的端面上,而不是设置在第二凹槽42中。有利的是,第二盖部40的端面比第二凹槽42更易于加工。

<6.变形例5>

在以上实施例中,第一盖部30和第二盖部40是分离的构件,但是该实例是非限制性的。可替代地,例如,第一盖部30和第二盖部40可以一体地构造。

图16示出了根据变形例5的测距装置1E的主要部分的示例配置。在发光部10的光出射侧和光接收部20的光入射侧设置有将第一盖部30和第二盖部40一体化的公共盖部60。例如,公共盖部60由保持器等保持,以与发光部10和光接收部20隔开间隔。公共盖部60包括对于从发光部10发出的光透明的材料,并且包括例如玻璃或塑料。公共盖部60整体上具有板状的形状。公共盖部60防止尘埃等附着在发光部10和光接收部20上,从而保护发光部10和光接收部20不受外界大气的影响。

在本变形例中,在公共盖部60的发光部10侧上的一部分中设有第一反射面61。第一反射面61设置在第一凹槽62(设置在公共盖部60的位于发光部10侧上的一部分中)的内壁上。第一反射面61是相对于公共盖部60的主面60P成45°角的倾斜面。另外,在公共盖部60的光接收部20侧上的部分中设有第二反射面63。第二反射面63设置在第二凹槽64(设置在公共盖部60的光接收部20侧上的一部分中)的内壁上。第二反射面63是相对于公共盖部60的主面60P成45°角的倾斜面。

与图1所示的光L1相同,从发光部10发出的光的一部分光透射通过公共盖部60而沿测距目标2的方向被引导,并被测距目标2反射并再次通过公共盖部60进入第一光接收部21A。另外,与图1所示的光L2相同,从发光部10射出的光的其他部分光在第一反射面61上被反射,以在作为与测距目标2方向不同的方向的第二反射面63的方向上被引导,并被第二反射面63反射而入射到第二光接收部21B。确定第一反射面61和第二反射面63之间的相对位置,使得从发光部10发射的光的其他部分光能够利用被第一反射面61反射并沿第二反射面63的方向被引导的光路,并且被第二反射面63反射而进入第二光接收部21B。除上述点外,与上述实施例相似。

图17示出了测距装置1E的示例配置。保持器101设置在基板100上。公共盖部60设置在发光部10的光出射侧和光接收部20的光入射侧。公共盖部60由保持器101保持。在公共盖部60中,与发光部10重叠的区域部分地设置有第一反射面61,并且与光接收部20的第二光接收部21B重叠的区域部分地设置有第二反射面63。在公共盖部60的与发光部10重叠的区域中,形成有用于使从发光部10发射的光在测距目标2的方向上扩散的光扩散膜65。在公共盖部60的与光接收部20重叠的区域中,设置有用于透射作为来自发光部10的光的红外光的红外滤光片66。

在本变形例的测距装置1E中,设置有公共盖部60,且公共盖部60具有将第一盖部和第二盖部一体化的结构。因此,已经确定了第一反射面61和第二反射面63之间的相对位置。仅通过在发光部10的光出射侧和光接收部20的光入射侧配置一个公共盖部60,就能够提供监视光(光L2)的光路。仅通过调整公共盖部60与光接收部2(第二光接收部21B)0之间的对准,就能够使第一反射面61和第二反射面63相对于发光部10和光接收部20对准,这使得能够容易地调整监视光L2的光路。

<7.修改6>

在以上实施例中,使第一凹槽32的内壁的一部分用作第一反射面31,并且使第二凹槽42的内壁的一部分用作第二反射面41,但是该实例是非限制性的。可替代地,例如,第一盖部30的一部分可以设置有其表面用作第一反射面的第一突起,且第二盖部40的一部分可以设置有其表面用作第二反射面的第二突起。

图18示出了根据变形例6的测距装置1F的主要部分的示例配置。在该实例中,第一盖部30部分地设置有第一突起35,并且第一突起35的表面的一部分是第一反射面34。此外,第二盖部40部分地设置有第二突起46,并且第二突起46的表面的一部分是第二反射面45。

像图1所示的光L1一样,从发光部10发出的光的部分光透射过第一盖部30并在测距目标2的方向上被引导,并被测距目标2反射并透射过第二盖部40进入第一光接收部21A。此外,从发光部10发射的光的其他部分光被设置在第一突起35的表面上的第一反射面34反射,以在作为与测距目标2的方向不同的方向的第二反射面45的方向上被引导,并被作为第二突起46的表面的第二反射面45反射而进入到第二光接收部21B。

在本变形例的测距装置1F中,在第一盖部30和第二盖部40的每一个上设有具有反射面的突起。这可以优选地在容易在盖部的表面上提供突出形状的情况下执行,例如塑料模制。

<8.变形例7>

在以上实施例中,第二光接收部21B位于耦接包括在第一光接收部21A和监视发光体11M中的像素的最短线上,但是不限于此。可替代地,例如,第二光接收部21B可以设置在从耦接包括在第一光接收部21A和监视发光体11M中的像素的最短线上偏移的位置处。

图19示出了根据变形例7的测距装置1G的发光部和光接收部的示例配置。第二光接收部21B设置在从耦接第一光接收部21A中所包括的像素与监视发光体11M的最短线上偏移的位置处。点划线10C表示耦接第一光接收部21A中包含的像素和监视发光体11M所包含的像素最短线,而第二光接收部21B设置在从点划线10C偏离的位置。在本变形例中,第一反射面31被配置为调整其角度以使得第一反射面31在第二反射面41的方向上反射监视光L2。此外,第二反射面41被配置为调整其角度以使得第二反射面41将从第一反射面31入射的光在第二光接收部21B的方向上反射。除上述点外,与上述实施例相似。

第二光接收部21B可以不一定位于连接在第一光接收部21A中所包括的像素和监视发光体11M上的最短线上。

<9.变形例8>

上述实施例说明了通过直接法进行测距装置1至测距目标2的距离的测定的示例,但本发明并不限定于此。可替代地,例如,该距离可以通过间接方法来测量。下面描述通过间接方法测量该距离的实例。

图20示出了在由测距装置1通过间接方法进行测距的情况下的示例操作;(A)示出发光部10的光输出波形(发射脉冲),(B)和(C)示出光接收部的光输入波形(入射脉冲)。在该实例中,发光部10的光输出波形(图20的(A))例如是占空比为50%的脉冲波形。

光接收部20的光输入波形(图20的(B)和(C))具有相对于图20的(A)所示的脉冲形状延迟了预定时间的脉冲形状。脉冲的延迟时间对应于从发光部10发出并被测距目标2反射的光(反射光L1R)到达光接收部20的第一光接收部21A为止的时间。因此,可以基于延迟时间来计算到测距目标2的距离。

在间接方法中,第一光接收部21A的像素在发光部10发光的时段T1中的任何时段中累积信号电荷Q1,在发光部10不发光的时段T2中的任何时段中累积信号电荷Q2,并且获得信号电荷Q1和信号电荷Q2之间的电荷比。在图20的(B)和(C)的实例中,第一光接收部21A的像素通过检测在时段T1的时段TA中的入射脉冲来累积信号电荷Q1,并通过检测在时段T2的时段TB中的入射脉冲来累积信号电荷Q2。在图20的(B)的实例中,信号电荷Q1与信号电荷Q2的电荷比约为3:1,并且在图20的(C)的实例中,信号电荷Q1与信号电荷Q2的电荷比约为1:1。因此,信号电荷Q1与信号电荷Q2的电荷比根据入射脉冲的延迟时间而变化。因此,通过获得电荷比,可以以例如皮秒至纳秒的单位高精度地获得延迟时间。如果将延迟时间转换为到测距目标2的距离,则例如,在以皮秒至纳秒量级的延迟时间进行测量的情况下,可以以0.3mm至30cm的分辨率获得距测距目标2的距离。要注意的是,可以适当变更在发光部10发光的时段T1中,信号电荷Q1被累积的时段,以及在发光部10不发光的期间T2中,信号电荷Q2被累积的时段。

在上述到测距目标2的距离的计算中,以计算获得的距离(测量距离)与实际距离(实际距离)之间可能存在偏差。这是由于例如发光部10,光接收部20以及处理器50的电路延迟,光接收部20的电路配置,发射脉冲的形状,等。

图21示出了在将本技术应用于间接方法的情况下,实际距离与测距装置1所测量的距离之间的偏差的实例。在测量距离与实际距离之间没有偏差的理想情况下,实际距离d1与测量距离d2之间的关系由具有斜率“a1”(a1=1)和截距“0”的直线LN3表示。然而,实际上,实际距离d1与测量距离d2之间的关系通常如曲线LN4所示。该曲线LN4具有波度分量(waviness component)c。通过从该曲线LN4去除波度分量c而获得的直线LN5具有斜率“a2”和截距“b”。即,直线LN5的斜率和截距与直线LN3的斜率和截距不同。

在本实施例中,所测量的距离如下校准。处理器50基于响应于入射在第二光接收部21B上的其他部分光(监视光L2)而从第二光接收部21B像素输出的第二像素信号S2来校正测定距离。具体地,处理器50以与上述直接方法中的操作类似的方式执行校正值表创建操作和正常操作(距离测量)。在校正值表创建操作中,处理器50通过检测第二光接收部21B接收监视光L2的受光时刻,并进行将监视光L2的出射时刻变更为各种时刻的控制,来制作校正值表。在正常操作(测距)中,处理器50基于第一像素信号S1计算到测距目标2的距离,参考校正值表以获得校正值,并校准到测距目标2的测得距离。

如上所述,本技术也适用于间接方法。可以更精确地测量从发光部10发出的光被测距目标2反射并被光接收部20接收为止所花费的时间,以及从时间转换的到测距目标2的距离。此外,还可以基于从第二光接收部21B输出的第二像素信号S2,校准通过间接法得到的到测距目标2的距离。

上述实施例和变形例1至8可以根据需要适当地组合。

<10.应用于手机的实例>

根据本公开的技术(本技术)适用于多种产品。例如,根据本公开的技术可以实现为安装在诸如汽车,电动汽车,混合动力电动汽车,摩托车,自行车,个人移动工具,飞机,无人机,船只或机器人。

图22是示出车辆控制系统的示意性配置的实例的框图,该车辆控制系统是作为可应用根据本公开的实施例的技术的移动体控制系统的实例。

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22所示出的实例中,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以及集成控制单元12050。此外,微型计算机12051、声音/图像输出部12052、车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能配置而示出。

驱动系统控制单元12010根据各种程序对与车辆的驱动系统相关的设备的工作进行控制。例如,驱动系统控制单元12010用作控制设备来控制:用于生成车辆的驱动力的驱动力生成设备,诸如内燃机、驱动电机等,用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构,用于调节车辆的转向角的转向机构,以及用于生成车辆的制动力的制动设备等。

车身系统控制单元12020根据各种程序对车身所配置的各种类型的设备的操作进行控制。例如,车身系统控制单元12020用作控制设备来控制下列项:无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗设备,或前照灯、倒车灯、制动灯、转向灯、雾灯等各种灯。在这种情况下,车身系统控制单元12020可接收来自替代钥匙的移动设备所传输的无线电波或者各种开关的信号作为输入。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号,以控制车辆的门锁设备、电动车窗设备、灯等。

车外信息检测单元12030检测配有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如,车外信息检测单元12030连接有成像部12031。车外信息检测单元12030使成像部12031成像车辆外部的图像,并且接收所成像的图像。基于所接收的图像,车外信息检测单元12030可执行检测对象(诸如路面上的人、车辆、障碍物、标志、符号等)的处理,或者执行检测到对象的距离的处理。

成像部12031是接收光并且输出与所接收的光的光量相对应的电信号的光学传感器。成像部12031能够输出作为图像的电信号,或者能够输出作为关于所测量距离的信息的电信号。此外,由成像部12031接收的光可以是可见光,或者可以是诸如红外线等的不可见光。

车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车内信息检测单元12040可以连接有检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息,车内信息检测单元12040可计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的注意力集中程度,或者可辨别驾驶员是否在打瞌睡。

微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息,计算用于驱动力生成设备、转向机构或制动设备的控制目标值,并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如,微型计算机12051能够执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协同控制,该功能包括用于车辆的碰撞回避或撞击缓冲、基于车间距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞的警报、车辆偏离车道的警报等。

此外,微型计算机12051,可通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆外部或内部的信息以控制驱动力生成设备、转向机构、制动设备,从而执行旨在用于不依赖于驾驶员的操作的自动行驶等的协同控制。

此外,微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030获得的关于车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如,微型计算机12051,可基于由车外信息检测单元12030检测的前方车辆或迎面车辆的位置来控制前照灯,将其从远光改变为近光,从而执行旨在通过控制前照灯来防止眩光的协同控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输至输出设备,该输出设备能够向车辆的乘客或车辆外部以视觉或听觉方式通知信息。在图22的实例中,音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063作为输出设备而示出。显示部12062可例如包括车载显示器和平视显示器中的至少一个。

图23是示出成像部12031的安装位置的实例的示图。

在图23中,成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。

成像部12101、12102、12103、12104和12105可以被布置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门以及车辆内部的挡风玻璃的上部的位置处。布置在前鼻的成像部12101以及布置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像部12105主要获得车辆12100的前方的图像。布置在侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。布置在后保险杠或后门的成像部12104主要获得车辆12100的后方的图像。布置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。

顺便提及,图23示出成像部12101~12104的拍摄范围的实例。成像范围12111表示布置在前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示布置在侧视镜的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示布置在后保险杠或后门的成像部12104的成像范围。例如,通过叠加由成像部12101~12104成像的图像数据能够获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。

成像部12101~12104中的至少一个可具有获得距离信息的功能。例如,成像部12101~12104中的至少一个可以是由多个成像元件组成的立体相机,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能够基于从成像部12101~12104获得的距离信息,确定到成像范围12111~12114内的每个三维对象的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度),并且由此提取最近三维对象作为前方车辆,该最近三维对象具体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如,等于或大于0公里/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能够预先设置要保持的距前方车辆的跟随距离,并且执行自动制动控制(包括跟随的停车控制)、自动加速度控制(包括跟随的起动控制)等。因此,能够执行旨在用于不依赖于驾驶员的操作的自动行驶等的协同控制。

例如,微型计算机12051能够基于从成像部12101~12104获得的距离信息,将关于三维对象的三维对象数据分类为二轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其他三维对象的三维对象数据,提取所分类的三维对象数据,以用于障碍物的自动回避。例如,微型计算机12051辨别车辆12100周围的障碍物是车辆12100的驾驶员能视觉识别的障碍物,还是对于车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。于是,微型计算机12051确定碰撞风险,该碰撞风险指示与每个障碍物发生碰撞的风险。在碰撞风险等于或高于设定值存在碰撞的可能性的情况下,微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报,并且经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或回避转向。由此微型计算机12051能够协助驾驶以避免碰撞。

成像部12101~12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。例如,微型计算机12051能够通过确定在成像部12101~12104的成像图像中是否存在行人来识别行人。这种行人识别例如由下列程序执行:提取作为红外相机的成像部12101~12104的成像图像中的特性点的程序,以及通过在表示对象轮廓的一系列特性点上执行图案匹配处理来确定是否是行人的程序。当微型计算机12051确定在成像部12101~12104的成像图像中存在行人并且因此识别到行人时,声音/图像输出部12052控制显示部12062,使其显示叠加在所识别的行人用于强调所识别的行人的方形轮廓线。声音/图像输出部12052还可控制显示部12062,使其在期望的位置处显示表示行人的图标等。

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实例。根据本公开的技术可以应用于上述部件中的成像部12031。具体而言,图1所示的测距装置1适用于成像部12031。将根据本公开的技术应用于成像部12031使得能够精确地测量到例如在前车辆,在后车辆或另一物体的距离。

尽管上面已经参考一些实施例和变形例描述了本技术,但是本技术不限于这些实施例等,并且可以以各种方式进行修改。

以上实施例已经描述了测量到测距目标的距离的测距装置,但是该实例是非限制性的。可替代地,它可以是时间测量装置,其用光照射目标并测量直到光返回为止所花费的时间。

在上述实施例和变形例中,如图13等所示,第一光接收部21A和第二光接收部21B是单独设置的,但不限于此。可替代地,例如,第一光接收部21A和第二光接收部21B可以如图24所示的测距装置1H那样一体地构造。具体地,例如,一个像素阵列可以被划分为两个区域;一个可以是第一光接收部21A,而另一个可以是第二光接收部21B。在图24中,第二光接收部21B的多个像素(像素B1,B2,...,Bn)中的每个可以具有与第一光接收部21A的n×m像素(像素A11到Anm)中的每一个相同的结构。

要注意的是,本说明书中描述的效果仅仅是说明性的而非限制性的,并且可以提供其他效果。

应当注意,本技术可以具有以下配置。根据具有以下配置的本技术,可以更容易地提供用于校准到测距目标的距离的光路。

(1)一种光学模块包括:

发光部,被配置为发光;

光接收部,包括第一光接收部和第二光接收部;

第一盖部,设置在发光部的光出射侧,并且被配置为在目标方向上引导作为从发光部发出的光的一部分的第一光,并且在与目标的方向不同的方向上引导作为从发光部发射的光的另一部分的第二光;以及

第二盖部,设置在光接收部的光入射侧,并且被配置为在第一光接收部的方向上引导作为被目标反射的第一光的反射光,并且在第二光接收部的方向上引导从第一盖部引导的第二光。

(2)根据(1)的光学模块,其中,第一盖部在第一盖部的一部分中具有第一反射面,该第一反射面相对于第一盖部的主面倾斜地设置并且被配置为在与目标的方向不同的方向上反射第二光。

(3)根据(2)的光学模块,其中

第一盖部具有设置在第一盖部的部分中的第一凹槽,以及

第一反射面是第一凹槽的内壁。

(4)根据(2)的光学模块,其中,第一反射面是第一盖部的端面。

(5)根据(1)~(4)中任一项的光学模块,其中,第二盖部在第二盖部的一部分中具有第二反射面,该第二反射面相对于第二盖部的主面倾斜地设置并被配置为在第二光接收部的方向上反射第二光。

(6)根据(5)的光学模块,其中

第二盖部具有设置在第二盖部的部分中的第二凹槽,以及

第二反射面是第二凹槽的内壁。

(7)根据(5)的光学模块,其中,第二反射面是第二盖部的端面。

(8)根据(1)~(7)中任一项的光学模块,其中

第二光接收部被设置成沿一个方向细长地延伸,

第一盖部在第一盖部的一部分中具有第一反射面,该第一反射面相对于第一盖部的主面倾斜地设置并且被配置为在与目标的方向不同的方向上反射第二光以在与一个方向相同的方向上传播第二个光,以及

第二盖部在第二盖部的一部分中具有第二反射面,该第二反射面相对于第二盖部的主面倾斜地设置并被配置为在第二光接收部的方向上反射由第一反射面反射的第二光。

(9)根据(8)的光学模块,其中,第二光接收部是具有在一个方向上细长地延伸的形状的单个像素。

(10)根据(8)的光学模块,其中,第二光接收部包括沿一个方向上细长地延伸布置的多个像素。

(11)根据(1)至(10)中任一项的光学模块,其中,第一盖部和第二盖部一体地构成。

(12)根据(1)~(11)中任一项的光学模块,其中,第一光接收部和第二光接收部一体地构成。

(13)一种测距装置,包括:

发光部,被配置为发光;

光接收部,包括第一光接收部和第二光接收部;

第一盖部,设置在发光部的光出射侧,并且被配置为在目标的方向上引导作为从发光部发出的光的一部分的第一光,并且在与目标的方向不同的方向上引导作为从发光部发射的光的另一部分的第二光;

第二盖部,设置在光接收部的光入射侧,并且被配置为在第一光接收部的方向上引导作为被目标反射的第一光的反射光,并且在第二光接收部的方向上引导从第一盖部引导的第二光;以及

处理器,被配置为基于响应于入射在第一光接收部上的反射光而从第一光接收部输出的第一像素信号计算到目标的距离,并且被配置为基于响应于入射在第二光接收部上的第二光而从第二光接收部输出的第二像素信号校准距离。

(14)根据(13)的测距装置,其中,处理器被配置为通过直接方法来计算距离。

(15)根据(13)的测距装置,其中,处理器被配置为通过间接方法来计算距离。

参考标号列表

1测距装置

2测距目标

10发光部

10S发光部基板

11发光体

20光接收部

20S光接收部基板

21A第一光接收部

21B第二光接收部

30第一盖部

30P主面

31、61第一反射面

32、62第一凹槽

33、65光扩散膜

40第二盖部

40P主面

41、63第二反射面

42、64第二凹槽

43,66红外滤光片

50处理器

60公共盖部

60P主面

S1第一像素信号

S2第二像素信号

100基板

101保持器

101A发光部开口

101B光接收部开口

102透镜保持器

103、104透镜

本申请要求于2018年11月12日向日本专利局提交的日本优先权专利申请No.2018-212133的权益,其全部内容通过引用合并于此。

本领域技术人员应当理解,取决于设计要求和其他因素,可以进行各种修改,组合,子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

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技术分类

06120112893580