光源单元、光源装置和距离测量装置的制作方法

1.根据本公开的技术(在下文中，也称为“本技术”)涉及光源单元、光源装置和距离测量装置。更具体地，本公开涉及用光照射对象的光源单元、光源装置等。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种发光装置，该发光装置包括光源和漫射板，该漫射板将来自光源的光漫射和透射到对象。
3.专利文献2公开了一种通过用反射型漫射板反射来自光源的光来生成反射光的技术。
4.引用列表
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利申请公开第2013
‑
11511号，
7.专利文献2：日本专利申请公开第2016
‑
186601号。


技术实现要素：

8.本发明要解决的问题
9.在专利文献1中公开的发光装置中，在提高安全性方面存在改进的空间。
10.在专利文献2中公开的技术中，在生成具有期望截面形状的反射光方面存在改进的空间。
11.因此，本技术的目的是提供一种能够提高安全性和/或生成具有期望截面形状的反射光的光源单元、光源装置和包括该光源单元或光源装置的距离测量装置。
12.问题的解决方案
13.本技术提供了一种光源单元，包括：光源；以及保持器，被配置为保持光源，其中，保持器具有漫反射表面，该漫反射表面将来自光源的光的至少一部分朝向对象反射和漫射。
14.在根据本技术的光源单元中，来自光源的光的至少一部分被漫反射表面反射和漫射(沿行进方向改变)并且朝向对象。在这种情况下，即使漫反射表面损坏或脱落，来自光源的光的至少一部分也不会被漫反射表面漫射，而是沿着与朝向对象的方向不同的方向行进。
15.保持器可以具有容纳光源的凹部，并且漫反射表面可以位于凹部中，并且将来自光源的光的至少一部分朝向凹部的开口反射和漫射。
16.保持器可以具有覆盖凹部开口的窗口。
17.漫反射表面可以相对于光源的发射方向倾斜。
18.漫反射表面相对于光源的发射方向的倾斜角可以为30
°
至60
°
。
19.光源的发射表面和漫反射表面可以彼此面对。
20.从光源发射的光可以直接进入漫反射表面。
21.光源可以设置在凹部的底面上，并且光源的发射方向相对于底面形成的角度可以为0
°
至45
°
。
22.漫反射表面可以位于光源与凹部的周壁的一部分之间。
23.凹部的周壁可以具有遮光特性。
24.凹部的周壁的内周表面的至少一部分可以具有光衰减功能。
25.漫反射表面可以设置在凹部的周壁上。
26.漫反射表面可以设置在窗口上。
27.漫反射表面可以设置在凹部的底面上。
28.保持器可以包括具有漫反射表面的漫反射部分，并且漫反射部分的除漫反射表面之外的至少一个表面可以具有光衰减功能。
29.光衰减功能可以通过精细不均匀处理、抗反射膜和黑色涂层中的任何一种来实现。
30.保持器可以包括具有漫反射表面的漫反射部分，并且光源单元可以进一步包括光接收元件，该光接收元件接收从光源发射并通过漫反射部分的光的至少一部分。
31.光源可以是激光光源。
32.本技术还提供了一种距离测量装置，包括：光源单元；光接收单元，被配置为接收从光源单元发射并被对象反射的光；以及控制单元，被配置为至少基于光接收单元的输出来计算到对象的距离。
33.光接收单元可以包括传感器，该传感器具有接收从光源单元发射并被对象反射的光的第一光接收区域和接收从光源发射并通过漫反射表面的光的第二光接收区域。
34.本技术还提供了一种光源装置，包括：光源；以及反射元件，被配置为反射来自光源的光的至少一部分以生成反射光，其中，反射元件包括沿着来自光源的光进入的基准平面规则地布置的多个曲面镜，并且多个曲面镜中的每一个曲面镜在基准平面中彼此正交的第一轴方向和第二轴方向上具有曲率。
35.在根据本技术的光源装置中，来自光源的光进入沿着基准平面规则地布置的多个曲面镜。在对应于第一轴方向的方向和对应于第二轴方向的方向上反射和漫射已经进入每个曲面镜的光，同时保持彼此的规则性。
36.多个曲面镜可以根据垂直于反射光的光轴的截面的目标形状规则地布置。
37.多个曲面镜中的每一个曲面镜可以相对于基准平面倾斜，并且从与第一轴方向正交的第三轴方向观察到的形状可以是根据垂直于反射光的光轴的截面的目标形状的形状。
38.第三轴方向可以与来自光源的光的光轴方向大致一致。
39.在多个曲面镜的每一个曲面镜中，可以根据目标形状中在对应于第一轴方向的方向上的长度与在对应于第四轴方向的方向上的长度的比率来设定从第三轴方向观察到的形状在第一轴方向上的长度、从第三轴方向观察到的形状在与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上的长度、在第一轴方向上的曲率和在第二轴方向上的曲率。
40.在多个曲面镜的每一个曲面镜中，从第三轴方向观察到的形状中与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上的长度与在第一轴方向上的长度的比率可以等于目标形状中在对应于第四轴方向的方向上的长度与在对应于第一轴方向的方向上的长度的比率，第一轴方向上的曲率可以彼此相等，并且第二轴方向上的曲率可以彼此相等。
41.多个曲面镜可以是至少三个曲面镜，并且从第三轴方向观察可以二维地布置。
42.多个曲面镜可以是至少四个曲面镜，并且从第三轴方向观察，多个曲面镜可以在第一轴方向和与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上以二维网格方式布置。
43.多个曲面镜可以包括在第一轴方向和第二轴方向上具有相反的正负特性的曲率的曲面镜。
44.从第三轴方向观察，布置在第四轴方向上的至少两个曲面镜在第一轴方向上的曲率的正负特性可以彼此相等，并且从第三轴方向观察，布置在第一轴方向上的至少两个曲面镜在第二轴方向上的曲率的正负特性可以彼此相等。
45.多个曲面镜中的至少一个曲面镜可以在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凸曲线形状，该第四轴方向与第一轴方向和第三轴方向两者都正交，并且在通过由切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线与连接凸曲线的两端的线段形成的角度为α/2时，可以满足0
°
＜α≤60
°
。
46.多个曲面镜中的至少一个曲面镜可以在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凸曲线形状，并且在通过由切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线和连接凸曲线的两端的线段形成的角度为β/2并且从第一轴方向观察与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向相对于基准平面形成的角度为时，可以满足
47.多个曲面镜中的至少一个曲面镜可以在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状，该第四轴方向与第一轴方向和第三轴方向两者都正交，并且在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线与连接凹曲线的两端的线段形成的角度为α/2时，可以满足0
°
＜α≤90
°
。
48.多个曲面镜中的至少一个曲面镜可以在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状，并且在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线和连接凹曲线的两端的线段形成的角度是β/2并且从第一轴方向观察与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向相对于基准平面形成的角度为时，可以满足
49.切割端可以具有弧形形状。
50.多个曲面镜可以被设置为在第一轴方向上具有彼此相等的曲率，并且在第二轴方向上具有彼此相等的曲率。
51.在多个曲面镜中，在从第三轴方向观察到的形状中，与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上的长度相对于第一轴方向上的长度的比率可以被设置为彼此相等。
52.在多个曲面镜中，在从第三轴方向观察到的形状中，在第一轴方向上的长度可以彼此相等，并且在第四轴方向上的长度可以彼此相等。
53.光源可以是激光光源。
54.本技术提供了一种距离测量装置，包括：光源装置；光接收装置，被配置为接收从光源装置发射并被对象反射的光；以及控制装置，被配置为基于光接收装置的输出来计算到对象的距离。
附图说明
55.图1a是示意性地示出根据本技术的第一实施例的距离测量装置的配置的平面图。图1b是沿着图1a的线a
‑
a截取的截面图。
56.图2是示意性地示出比较示例的光源单元的配置的截面图。
57.图3是示出去除比较示例的光源单元的漫射板的状态的截面图。
58.图4是示意性地示出包括在根据第一实施例的距离测量装置中的光源单元的配置的截面图。
59.图5是示出包括在根据第一实施例的距离测量装置中的光源单元的透射元件从封装拆卸的状态的截面图。
60.图6是示出包括在根据第一实施例的距离测量装置中的光源单元的漫反射元件移位的状态的截面图。
61.图7是示意性地示出第二实施例的光源单元的配置的截面图。
62.图8是示出第二实施例的光源单元的透射元件和漫反射元件从封装拆卸的状态的截面图。
63.图9是示出第二实施例的光源单元的漫反射元件从透射元件拆卸的状态的截面图。
64.图10是示意性地示出第三实施例的光源单元的配置的截面图。
65.图11是示出第三实施例的光源单元的透射元件从封装拆卸的状态的截面图。
66.图12是示出第三实施例的光源单元的漫反射元件从周壁拆卸的状态的截面图。
67.图13是示意性地示出第三实施例的修改的光源单元的配置的截面图。
68.图14是示意性地示出第四实施例的光源单元的配置的截面图。
69.图15是示意性地示出第五实施例的光源单元的配置的截面图。
70.图16是示意性地示出第六实施例的光源单元的配置的截面图。
71.图17a是示意性地示出根据本技术的第七实施例的距离测量装置的配置的平面图。图17b是沿着图17a的线b
‑
b截取的截面图。
72.图18a是示意性地示出根据本技术的第八实施例的距离测量装置的配置的平面图。图18b是沿着图18a的线a
‑
a截取的截面图。
73.图19是示意性地示出根据第八实施例的光源装置的配置的截面图。
74.图20a和图20b是用于描述完全漫反射器的示图。
75.图21是示出通过根据第八实施例的光源装置生成期望的反射光(照射光)的状态的示图。
76.图22是用于描述通过将平面镜旋转角度δ来改变反射光的反射角度的示图。
77.图23是示出平行于第八实施例的反射元件的凸面镜的c截面的任意截面与该截面的光的漫射角之间的关系的示图。
78.图24是示出平行于第八实施例的反射元件的凸面镜的b截面的任意截面与该截面的光的漫射角之间的关系的示图。
79.图25是从与基准平面正交的方向观察到的第八实施例的反射元件的示图。
80.图26是从来自光源的光的光轴方向观察到的第八实施例的反射元件的示图。
81.图27是用于描述制造根据第八实施例的反射元件的方法的过程图(第一)。
82.图28a至图28c是用于描述制造根据第八实施例的反射元件的方法的过程图(第二至第四)。
83.图29a至图29c是用于描述制造根据第八实施例的反射元件的方法的过程图(第五至第七)；
84.图30a是第九实施例的反射元件的透视图，图30b是从与基准平面正交的方向观察到的第九实施例的反射元件的示图，并且图30c是从来自光源的光的光轴方向观察到的第九实施例的反射元件的示图。
85.图31是示出平行于第九实施例的反射元件的凹面镜的c截面的任意截面与该截面的光的漫射角之间的关系的示图。
86.图32是示出平行于第九实施例的反射元件的凹面镜的b截面的任意截面与该截面的光的漫射角之间的关系的示图。
87.图33a是从与基准平面正交的方向观察到的第十实施例的示例1的反射元件的示图，图33b是从与基准平面正交的方向观察到的第十实施例的示例2的反射元件的示图，并且图33c是从来自光源的光的光轴方向观察到的第十实施例的示例1或示例2的反射元件的示图。图33d是第十实施例的示例1的反射元件的透视图。图33e是第十实施例的示例2的反射元件的透视图。
88.图34是用于描述由光源的发射光的漫射角引起的光在反射表面的反射角的变化的示图。
89.图35是示出准直透镜布置在光源与反射元件之间的示例的示图。
90.图36是用于描述相对于光源的发射光的漫射角校正反射表面的角度的方法的示图。
91.图37a至图37c是示出相应反射元件中的曲面镜的布置示例(第一至第三)的示图。
92.图38a是示意性地示出根据第十一实施例的距离测量装置的配置的平面图。图38b是沿着图38a的线b
‑
b截取的截面图。
93.图39是示出车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
94.图40是示出车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
95.图41是示意性地示出手术室系统的整体配置的示图。
96.图42是示出集中操作面板上的操作屏幕的显示示例的示图。
97.图43是示出应用手术室系统的手术的状态的示例的示图。
98.图44是示出图43所示的摄像机头和ccu的功能配置的示例的框图。
具体实施方式
99.将参考附图详细描述本技术的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，通过提供相同的标记来省略具有基本相同功能配置的配置元件的冗余描述。以下实施例描述了本技术的代表性实施例，并且本技术的范围不被实施例以狭窄的方式解释。即使在本说明书中描述了根据本技术的光源单元、光源装置和距离测量装置中的每一个都具有多个效果的情况下，根据本技术的光源单元、光源装置和距离测量装置中的每一个都可以具有至少一个效果。在本说明书中描述的效果仅是示例而非限制，并且还可以表现出其他效果。
100.此外，将按以下顺序给出描述。
101.1.根据本技术的第一实施例的距离测量装置的配置
102.(1)光源单元的配置
103.(2)光接收单元的配置
104.(3)控制单元的配置
105.2.根据本技术的第一实施例的距离测量装置的操作
106.(1)光源单元的操作
107.(2)光接收单元的操作
108.(3)控制单元的操作
109.3.根据本技术的第一实施例的距离测量装置的效果
110.(1)光源单元的效果
111.(2)距离测量装置的效果
112.4.根据本技术的第二实施例的光源单元
113.(1)光源单元的配置
114.(2)光源单元的效果
115.5.根据本技术的第三实施例的光源单元
116.(1)光源单元的配置
117.(2)光源单元的效果
118.6.根据本技术的第三实施例的修改的光源单元
119.(1)光源单元的配置
120.(2)光源单元的效果
121.7.根据本技术的第四实施例的光源单元
122.(1)光源单元的配置
123.(2)光源单元的效果
124.8.根据本技术的第五实施例的光源单元
125.(1)光源单元的配置
126.(2)光源单元的效果
127.9.根据本技术的第六实施例的光源单元
128.(1)光源单元的配置
129.(2)光源单元的效果
130.10.根据本技术的第四实施例至第六实施例的光源单元共有的效果
131.11.根据本技术的第七实施例的距离测量装置
132.(1)距离测量装置的配置
133.(2)距离测量装置的操作
134.(3)距离测量装置和对象系统的效果
135.12.根据本技术的第八实施例的距离测量装置的配置
136.(1)距离测量装置的整体配置
137.(2)光源装置的整体配置
138.(3)光接收装置的配置
139.(4)控制装置的配置
140.(5)反射元件的配置
141.(6)制造反射元件的方法
142.13.根据本技术的第八实施例的距离测量装置的操作
143.(1)距离测量装置的整体操作
144.(2)光源装置的操作
145.(3)光接收装置的操作
146.(4)控制装置的操作
147.14.根据本技术的第八实施例的距离测量装置的效果
148.(1)光源装置的效果
149.(2)距离测量装置和对象系统的效果
150.15.根据本技术的第九实施例的反射元件
151.16.根据本技术的第十实施例的反射元件
152.(1)示例1的反射元件
153.(2)示例2的反射元件
154.17.根据本技术的修改的光源装置
155.18.根据本技术的第十一实施例的距离测量装置
156.(1)距离测量装置的配置
157.(2)距离测量装置的操作
158.(3)距离测量装置和对象系统的效果
159.19.移动体的应用
160.20.手术室系统的应用
161.21.图像显示装置的应用
162.1.根据本技术的第一实施例的距离测量装置的配置
163.图1a是根据本技术的第一实施例的距离测量装置10的平面图。图1b是沿着图1a的线a
‑
a截取的截面图。距离测量装置10用于例如测量到对象的距离、对象的形状等。注意，在图1a中，为了避免附图的复杂性，省略了图1b所示的一些元件(透镜单元32、带通滤波器36等)的图示。
164.距离测量装置10安装在对象上。安装有距离测量装置的对象的示例包括诸如车辆、飞机(包括无人机)、船只和机器人的移动体以及诸如智能电话和平板电脑的电子装置。通过包括距离测量装置10和安装有距离测量装置10的对象(例如，移动体、电子装置等)来配置对象系统。
165.如图1a和图1b所示，距离测量装置10包括用光照射对象的光源单元12、接收来自对象的反射光的光接收单元14以及控制光源单元12和光接收单元14的控制单元16。即，距离测量装置10是使用具有光发射/接收和计算功能的飞行时间(tof)原理的距离测量装置。光源单元12、光接收单元14和控制单元16安装在同一电路板18上。此外，用于供电和与外部交换数据的多针连接器安装在电路板18上。注意，光源单元12、光接收单元14和控制单元16中的至少两个不必安装在同一电路板上。
166.顺便说一下，在图2所示的比较示例的光源单元1200中，激光光源1200b安装在具有大致u形截面的封装1200a的底面上，使得激光光源1200b的发射方向面对底面侧的相反
侧(封装1200a的开口1200a2侧)。透射漫射板1200c附接到封装1200a的开口端1200a1以覆盖开口1200a2。在比较示例的光源单元1200中，具有透光性的漫射板1200c还用作密封封装1200a的内部的密封元件。从激光光源1200b发射的光的至少一部分被漫射板1200c漫射的同时透射通过漫射板1200c。
167.在此处，如果对安装有比较示例的光源单元1200并且漫射板1200c被损坏或从封装1200a脱落的装置施加强烈冲击，则存在来自激光光源1200b的激光未漫射并且按原样(以高强度)用激光照射对象的可能性(参见图3)。即，在比较示例的光源单元1200中存在提高安全性的空间。如比较示例的光源单元1200一样，专利文献1中公开的发光装置也具有提高安全性的空间。
168.因此，如以下将详细描述的，在努力研究之后，发明人已经成功地开发了能够提高安全性的光源单元12。
169.(1)光源单元的配置
170.如图4所示，光源单元12包括光源20和保持光源20的保持器24。
171.作为光源20，例如使用诸如端面发射型半导体激光器(激光二极管：ld)或表面发射型半导体激光器(表面发射激光器：vcsel)的激光光源。光源20通过管芯键合安装在基板26上，并且通过键合线bw电连接到基板26上的布线。在此处，例如，红外光用作光源20的发射光el，但是可以使用另一波长带的光。光源20由光源驱动电路21(驱动电路)驱动。在此处，光源驱动电路21布置在电路板18上的光源单元12与光接收单元14之间的位置处(参见图1a和图1b)。
172.注意，光源20可以是除激光光源之外的光源(例如，发光二极管：led)，但是光源20优选地是发射高功率光的光源，诸如激光光源。
173.保持器24具有漫反射表面22a，该漫反射表面22a将来自光源20的光的至少一部分朝向对象反射和漫射。
174.即，光源单元12将从光源20发射并被漫反射表面22a反射和漫射的光(漫反射光drl)的至少一部分作为照射光il照射对象。
175.更具体地，保持器24具有容纳光源20的凹部24a。漫反射表面22a位于凹部24a中，并且将来自光源20的光的至少一部分朝向凹部24a的开口24a1反射和漫射。
176.此外，保持器24具有覆盖凹部24a的开口24a1的窗口30。从光源20发射并被漫反射表面22a朝向开口24a1反射和漫射的光(漫反射光drl)的至少一部分透射通过窗口30。漫反射光drl中透射通过窗口30的光是照射光il。
177.更具体地，保持器24设置在电路板18上(参见图1a和图1b)，并且包括具有凹部24a的封装31、具有漫反射表面22a的漫反射元件22和作为窗口30的透射元件(在下文中，也称为“透射元件30”)。
178.封装31是开口的盒状元件，并且具有以凹部24a的底面作为一个表面的基板26(基座元件)以及以凹部24a的内周面作为内周面的周壁28。基板26和周壁28使用诸如陶瓷的材料一体形成。注意，在封装31中，基板26和周壁28可以是分离的主体。
179.光源20和漫反射元件22安装在基板26的一个表面(基板表面)上，即，安装在凹部24a的底面上。在下文中，至少安装有光源20的基板26的一个表面(凹部24a的底面)也被称为“安装表面26a”。
180.周壁28设置在安装表面26a上以包围光源20和漫反射元件22。
181.作为示例，透射元件30是具有透光性的玻璃制成或树脂制成的板状元件，并且使用粘合剂等附接到保持器24的开口端面24b(周壁28在基板26侧的端面的相反侧上的端面)以覆盖开口24a1。透射元件30的透射率或反射率被设定为透射光源20的发射光el的波长带(例如，红外区域)中的光的大部分(例如，99％或更多)。
182.光源20和漫反射元件22通过透射元件30密封在封装31中。因此，可以抑制外来物质(例如，砂砾和灰尘以及湿气)侵入封装31，并且可以保护封装31中的部件(光源20、漫反射元件22等)(例如，可以抑制外来物质粘附到光源20或漫反射元件22，并且可以抑制由于侵入的外来物质而引起的诸如布线短路的问题的发生)。
183.漫反射元件22安装在安装表面26a上，使得漫反射表面22a位于来自光源20的光的光路上。漫反射表面22a相对于光源20的发射方向ed倾斜。即，漫反射表面22a相对于光源20(例如，半导体激光器)的发射表面es倾斜。注意，由于诸如ld和vcsel的半导体激光器从发射表面垂直于发射表面发射光，因此在发射方向相对于漫反射表面倾斜的情况下，发射表面也相对于漫反射表面倾斜。
184.漫反射表面22a相对于光源20的发射方向ed的倾斜角θ优选为30
°
至60
°
，并且更优选为40
°
至50
°
，以获得对象的必要且足够的照射角度范围。
185.因此，在本实施例中，作为示例，漫反射表面22a相对于光源20的发射方向ed的倾斜角θ被设定为大约45
°
。
186.此外，从抑制周壁28的高度和减小光源单元12的厚度的观点来看，由光源20的发射方向ed相对于安装表面26a形成的角度优选为0
°
至45
°
，更优选为0
°
至30
°
，并且甚至更优选为0
°
至15
°
。光源20的发射方向可以从平行于安装表面26a的方向朝向透射元件30侧偏移(倾斜)或者可以朝向基板26侧偏移(倾斜)。
187.因此，在本实施例中，作为示例，光源20安装在安装表面26a上，使得由发射方向ed相对于安装表面26a形成的角度变为大约0
°
，即发射方向ed沿着(大约平行于)安装表面26a。
188.在这种情况下，如上所述，由于漫反射表面22a相对于光源20的发射方向ed的倾斜角θ大约为45
°
，因此漫反射表面22a也相对于安装表面26a倾斜大约45
°
。
189.光源20的发射表面es和漫反射表面22a彼此面对。即，光源20的发射方向ed面对漫反射表面22a侧。
190.光源20的发射表面es不面对透射元件30。即，光源20的发射方向ed不面对透射元件30侧。
191.除了发射表面es之外，漫反射表面22a还面对透射元件30。
192.在光源20与漫反射表面22a之间没有插入其他光学元件(透镜、反射镜等)。在这种情况下，从光源20发射的光(发射光el)直接进入漫反射表面22a。因此，可以缩短光源20与漫反射表面22a之间的距离，并且可以减小光源单元12的尺寸。注意，可以在光源20与漫反射表面22a之间的光路上插入其他光学元件(透镜、反射镜等)。
193.当在光源20与漫反射表面22a之间插入其他光学元件(透镜、反射镜等)时，光源20的发射表面es不必面对漫反射表面22a。
194.作为示例，使用具有直角三角形截面且漫反射表面22a作为倾斜表面的三棱柱形
元件形成漫反射元件22。通过在使用诸如玻璃或树脂的透明或半透明材料(具有透光性的材料)形成的具有直角三角形截面的三棱柱形基材的倾斜表面上形成(涂覆)例如光谱(漫反射表面22a的材料)来制造漫反射元件22。漫反射元件22具有与通用标准漫反射器类似的漫反射特性。即，漫反射表面22a大致均匀地将入射光反射(朗伯反射)到预定范围的整个区域。
195.注意，漫反射元件22的形状不限于以上形状，并且可以适当地改变。
196.漫反射元件22不必具有与标准漫反射器类似的功能。
197.例如，可以通过对基材的倾斜表面执行精细不均匀处理(粗糙化)来形成漫反射表面22a。
198.例如，作为漫反射元件22，可以使用具有凸面镜或凹面镜的元件。具体地，作为漫反射元件22，可以使用二维地布置凸面镜或凹面镜的元件。
199.在本实施例中，漫反射表面22a是设置在基板26上的漫反射元件22的一个表面。即，漫反射表面22a设置在基板26上。
200.如上所述，漫反射表面22a是漫反射元件22的一个表面，该漫反射元件22是与基板26分离的主体。然而，例如，可以在基板上形成对应于漫反射元件的基材的突起，并且可以在突起的一个表面上形成漫反射表面。即，漫反射表面可以是基板的一部分。在这种情况下，尽管制造基板需要一些时间，但是与在基板上设置漫反射元件的情况相比，可以减少部件的数量，并且可以防止漫反射表面从基板脱落。
201.漫反射表面22a优选地反射和漫射来自光源20的光的60％或更多，更优选为75％或更多，并且甚至更优选为90％或更多。
202.因此，在本实施例中，作为示例，漫反射表面22a的反射率或透射率被设置为反射和漫射来自光源20的光的99％或更多。
203.注意，漫反射表面22a可以反射和漫射来自光源20的光的小于60％。
204.在如上所述配置的光源单元12中，从光源20发射的光(发射光el)直接进入漫反射表面22a，并且入射光的至少一部分(例如，99％)被漫反射表面22a反射和漫射。被漫反射表面22a反射和漫射的光(漫反射光drl)进入透射元件30，并且光的至少一部分(例如，99％)透射通过透射元件30。已经被漫反射表面22a反射和漫射并且已经透射通过透射元件30的光是要照射到对象的照射光il。
205.在此处，由于光源20的发射方向ed不面对透射元件30侧，因此即使发生异常情况，例如，对光源单元12施加强烈冲击，并且漫反射元件22被损坏或从封装31脱落，从光源20发射的光(发射光el)也不会直接到达透射元件30。因此，从光源20发射的光(发射光el)不直接(仅经由透射元件30)照射到对象。
206.然而，在发生异常情况的情况下，存在从光源20发射的光进入漫反射元件22的除漫反射表面22a之外的表面的可能性。此时，在除漫反射表面22a之外的表面是反射镜的情况下，例如，存在从光源20发射并被反射镜反射的光透射通过透射元件30并照射到对象的可能性。
207.因此，在本实施例中，漫反射元件22的除漫反射表面22a之外的至少一个表面设置有光衰减功能。通过提供精细的不规则性(表面粗糙化)、形成抗反射膜或涂覆黑色涂层来实现这种光衰减功能。
208.此外，漫反射表面22a位于光源20与周壁28的一部分之间。因此，在发生异常情况的情况下，存在光源20的发射光el透射通过周壁28而不通过漫反射表面22a并泄漏到外部的可能性。
209.因此，在本实施例中，提高周壁28的遮光功能以防止当发生异常情况时光源20的发射光el泄漏到外部。
210.具体地，周壁28的高度被设置为使得即使发生异常情况并且漫反射表面22a不再位于光源20与周壁28的一部分之间，光源20的所有发射光el也进入周壁28。
211.此外，为了抑制从光源20发射并且已经进入周壁28的光透射通过周壁28，具有相对较高的遮光特性的材料用于周壁28的材料(封装31的材料)。
212.在周壁28的材料(封装31的材料)是能够充分阻挡光源20的发射光el的材料的情况下，周壁28的厚度可以是任意的。在周壁28的材料不是能够充分阻挡光源的发射光el的材料的情况下，周壁28的厚度被优选地设置为可以充分衰减光源20的发射光el的厚度(可以充分衰减透射通过周壁28的光的强度的厚度)。
213.此外，从光源20发射并被周壁28的一部分反射的光可以直接照射到对象，或者可以被周壁28的另一部分进一步反射并且透射通过透射元件30并照射到对象。
214.因此，在本实施例中，周壁28的内周表面的至少一部分设置有光衰减功能。通过提供精细的不规则性(表面粗糙化)、形成抗反射膜或涂覆黑色涂层来实现这种光衰减功能。
215.利用光衰减功能，即使发生以上异常情况并且漫反射元件22不再位于光源20与周壁28的一部分之间，从光源20发射并被周壁28反射的光的强度也被充分衰减。因此，即使光透射通过透射元件30并照射到对象，安全性也不会受到损害。
216.注意，在保持器24中，凹部24a和窗口30不是必需的。即，在保持器24中，周壁28和透射元件30不是必需的。保持器24可以仅由基板26配置。保持器24可以仅由基板26和周壁28配置，即仅由封装31配置。在保持器24中，基板26用作安装光源20的基座元件，但是也可以使用除基板之外的元件(例如，非板状元件)。
217.(2)光接收单元的配置
218.如图1a和图1b所示，第一实施例的光接收单元14包括透镜单元32、透镜保持器34、带通滤波器36和图像传感器38。
219.图像传感器38设置在安装在电路板18上的传感器板38a(半导体板)上，并且包括多个二维排列的像素。图像传感器38也被称为区域图像传感器。
220.图像传感器38的每个像素包括光接收元件(例如，光电二极管：pd)，并且像素通过引线接合电连接到电路板18上的电路。
221.透镜保持器34固定到电路板18以包围图像传感器38。
222.透镜单元32包括至少一个透镜元件并且保持在透镜保持器34中以聚焦在图像传感器38上。
223.固定到透镜保持器34的带通滤波器36布置在图像传感器38与透镜单元32之间。因此，在被对象反射并通过透镜单元32的光中，仅波长接近光源20的发射光el的波长的光(预定频带中的光，例如红外光)透射通过带通滤波器36并进入图像传感器38。
224.此外，光源单元12的照明场(图1b的照明场：foi)被理想地设定为等于或大于光接收单元14的视场范围(图1b的视场：fov)。光接收单元14的视场范围也被称为“光接收范
围”。
225.注意，光接收单元14的配置不限于以上配置，并且可以适当地改变。例如，图像传感器38可以是一维地布置多个像素的线性传感器。
226.(3)控制单元的配置
227.第一实施例的控制单元16包括控制光源20和图像传感器38并计算到对象(被摄体)的距离的运算电路。控制单元16设置在传感器板38a上不同于图像传感器38的区域(像素布置区域)中。控制单元16向光源驱动电路21发送发光控制信号(脉冲信号)以使光源20间歇地发光，基于图像传感器38的每个像素的输出针对每个像素计算到对象的距离，并且生成距离图像。
228.控制单元16的计算方法可以是基于发光控制信号和图像传感器38的每个像素的输出信号(光接收信号)来计算到对象的距离的方法(直接tof方法)，或者可以是基于当图像传感器38接收光时可选地分布到每个像素的两个电荷存储单元的信号电荷的电荷量的差或比率来计算到对象的距离的方法(间接tof方法)。
229.控制单元16的运算电路例如由中央处理单元(cpu)、现场可编程门阵列(fpga)等来实现。
230.2.根据本技术的第一实施例的距离测量装置的操作
231.在第一实施例的距离测量装置10中，光源单元12向对象发射光，光接收单元14接收被对象反射的光，并且控制单元16计算到对象的距离并生成距离图像。
232.(1)光源单元的操作
233.在第一实施例的光源单元12中，光源20由光源驱动电路21驱动，并且从光源20发射光。从光源20发射的光进入漫反射元件22的漫反射表面22a，并且光的至少一部分被漫反射表面22a朝向透射元件30反射和漫射。被漫反射表面22a反射和漫射的光的至少一部分透射通过透射元件30并照射对象(被摄体)。
234.(2)光接收单元的操作
235.在第一实施例的光接收单元14中，从光源单元12照射到对象并被对象反射的光ol(在下文中，也称为“对象光ol”)进入透镜单元32并被透镜单元32聚光。通过透镜单元32的对象光ol进入带通滤波器36。已经进入带通滤波器36的对象光ol中仅预定波长带中的光(例如，红外光)通过带通滤波器36。已经通过带通滤波器36的对象光ol进入图像传感器38。此时，图像传感器38在每个像素处执行光电转换。
236.(3)控制单元的操作
237.第一实施例的控制单元16经由光源驱动电路21驱动光源20，基于图像传感器38的每个像素的输出针对每个像素计算到对象(被摄体)的距离，并生成距离图像。
238.3.根据本技术的第一实施例的距离测量装置的效果
239.(1)光源单元的效果
240.在第一实施例的光源单元12中，保持器24具有漫反射表面22a，该漫反射表面22a将来自光源20的光的至少一部分朝向对象反射和漫射。
241.在根据第一实施例的光源单元12中，来自光源20的光的至少一部分被漫反射表面22a反射和漫射(沿行进方向改变)并且朝向对象。在这种情况下，即使漫反射表面22a损坏或脱落，来自光源20的光的至少一部分也不会被漫反射表面22a漫射，而是沿着与朝向对象
的方向不同的方向行进。
242.根据第一实施例的光源单元12，可以提高安全性。
243.保持器24具有容纳光源20的凹部24a，并且漫反射表面22a位于凹部24a中，并且将来自光源20的光的至少一部分朝向凹部24a的开口24a1反射和漫射。因此，即使漫反射表面22a损坏或脱落，也可以抑制来自光源20的光泄漏到外部而不漫射。
244.由于保持器24具有覆盖凹部24a的开口24a1的窗口30，因此可以抑制外来物质(包括湿气)粘附到光源20和漫反射表面22a。因此，可以抑制光源单元12的性能劣化。
245.由于漫反射表面22a相对于光源20的发射方向倾斜，因此可以沿期望方向反射和漫射来自光源20的光。
246.由于漫反射表面22a相对于光源20的发射方向的倾斜角为30
°
至60
°
，因此可以获得对象所需的照射角度范围。
247.由于光源20的发射表面和漫反射表面22a彼此面对，因此从光源20发射的光可以被引导到漫反射表面22a侧。
248.由于从光源20发射的光直接进入漫反射表面22a，因此可以减小光源单元12的尺寸(尤其是在宽度方向上)。
249.由于来自光源20的光(被漫反射表面22a反射的光)的至少一部分是来自光源20的光的60％或更多，因此可以充分确保照射对象的照射光il的量。
250.由于光源20设置在凹部24a的底面上，并且光源20的发射方向ed相对于底面形成的角度为0
°
至45
°
，因此可以使光源单元12更薄。
251.由于漫反射表面22a位于光源20与凹部24a的周壁28的一部分之间，因此即使漫反射表面22a损坏或脱落，来自光源20的光的至少一部分也可以被周壁28阻挡。
252.由于漫反射表面22a设置在凹部24a的底面上，因此可以容易地定位光源20和漫反射表面22a。
253.由于在第一实施例的光源单元12中，具有漫反射表面22a的漫反射元件22与透射元件30分开设置，因此例如如图5所示，即使透射元件30从封装31脱落，漫反射元件22也可以将光源20的发射光el朝向对象反射和漫射。因此，可以抑制未漫射的光照射对象。
254.由于在第一实施例的光源单元12中，在基板26上设置包围具有漫反射表面22a的漫反射元件22和光源20的周壁28，因此例如如图6所示，即使漫反射元件22从基板26分离并移位，光源20的发射光el也进入周壁28。因此，可以抑制未漫射的光泄漏到外部。
255.(2)距离测量装置的效果
256.第一实施例的距离测量装置10包括光源单元12、接收从光源单元12发射并被对象反射的光的光接收单元14以及至少基于光接收单元14的输出来计算到对象的距离的控制单元16。因此，可以实现具有优异安全性的距离测量装置10。
257.由于光源单元12、光接收单元14和控制单元16一体地设置，因此距离测量装置10可以容易地安装在对象(例如，移动体、电子装置等)上。
258.根据包括距离测量装置10和安装有距离测量装置10的对象(例如，移动体、电子装置等)的对象系统，可以实现安全性优异的对象系统。
259.4.根据本技术的第二实施例的光源单元
260.(1)光源单元的配置
261.除了漫反射元件的布置不同之外，根据本技术的第二实施例的光源单元122具有与根据第一实施例的光源单元12类似的配置。
262.在根据第二实施例的光源单元122中，漫反射元件220固定到透射元件30的内表面，如图7所示。即，漫反射元件220的漫反射表面220a设置在透射元件30上。
263.使用具有梯形截面的元件形成漫反射元件220，其中，漫反射表面220a作为相对于基板26倾斜例如45
°
的倾斜表面。漫反射元件220在透射元件30侧的表面(上底部)用例如粘合剂ad固定到透射元件30的内表面。在基板26侧的漫反射元件220的表面(下底部)与基板26之间存在一定量的间隙。
264.在此处，漫反射表面220a是漫反射元件220的一个表面，该漫反射元件220是与透射元件30分离的主体。然而，例如，可以在透射元件上形成对应于漫反射元件220的基材的突起，并且可以在突起的一个表面上形成漫反射表面。即，漫反射表面可以是透射元件的一部分。在这种情况下，尽管制造透射元件需要一些时间，但是与在透射元件上设置漫反射元件的情况相比，可以减少部件的数量，并且可以防止漫反射表面从透射元件脱落。
265.由于第二实施例的光源单元122的操作与第一实施例的光源单元12的操作类似，因此将省略其描述。
266.(2)光源单元的效果
267.在第二实施例的光源单元122中，漫反射元件220附接到透射元件30，如图7所示。因此，当透射元件30从封装31脱落时，透射元件30和漫反射元件220一起脱离，如图8所示。此时，由于来自光源20的发射光进入周壁28，因此可以抑制未漫射的光泄漏到外部。
268.在第二实施例的光源单元122中，如图9所示，即使漫反射元件220从透射元件30分离，光源20的发射光el也进入周壁28。因此，可以抑制未漫射的光泄漏到外部。
269.5.根据本技术的第三实施例的光源单元
270.(1)光源单元的配置
271.除了漫反射元件的布置不同之外，根据本技术的第三实施例的光源单元123具有与根据第一实施例的光源单元12类似的配置。
272.在根据第三实施例的光源单元123中，如图10所示，封装310的周壁280具有向内突出的突出部分280a，并且突出部分280a的内表面用作倾斜表面280a1(例如，相对于基板26倾斜45
°
的倾斜表面)。板状漫反射元件2200(漫反射器)用例如粘合剂固定到倾斜表面280a1。
273.由于第三实施例的光源单元123的操作与光源单元12的操作类似，因此将省略其描述。
274.(2)光源单元的效果
275.在第三实施例的光源单元123中，来自光源20的光被漫反射元件2200的漫反射表面2200a朝向对象反射和漫射。因此，如图11所示，即使透射元件30从封装310分离，也可以抑制未漫射的光泄漏到外部。
276.在第三实施例的光源单元123中，如图12所示，即使漫反射元件2200从周壁280分离，光源20的发射光el也进入周壁280。因此，可以抑制未漫射的光泄漏到外部。
277.6.根据本技术的第三实施例的修改的光源单元
278.(1)光源单元的配置
279.如图13所示，根据本技术的第三实施例的修改的光源单元123a与第三实施例的光源单元123的不同之处在于，周壁280的突出部分280a的倾斜表面280a1用作漫反射表面。即，在光源单元123a中，周壁280具有漫反射表面。在光源单元123a中，通过在倾斜表面280a1上形成具有漫反射特性的材料的膜或者在倾斜表面280a1上执行精细的不均匀处理来生成漫反射表面。
280.(2)光源单元的效果
281.由于在第三实施例的修改的光源单元123a中，周壁280具有漫反射表面，因此与漫反射元件附接到周壁的情况相比，形成漫反射表面需要一些时间，但是可以减少部件的数量，并且可以防止漫反射表面从周壁脱落。
282.7.根据本技术的第四实施例的光源单元
283.(1)光源单元的配置
284.在根据本技术的第四实施例的光源单元124中，用于光检测的光接收元件40(例如，光电二极管(pd))安装在基板26上相对于漫反射元件22a位于光源20的相对侧的位置处，如图14所示。光接收元件40通过管芯键合安装在基板26上，并且通过键合线bw电连接到基板26上的布线。此外，在光源单元124中，采用这样的配置，其中，漫反射元件22a具有轻微透光性(例如，透射率为1％)，并且使用相对于基板26倾斜例如45
°
的反射镜37，使透射通过漫反射元件22a的少量光(透射光tl)进入光接收元件40。反射镜37的倾斜方向与漫反射元件22a的漫反射表面22aa的倾斜方向相反。由于漫反射元件22a的基材包括具有透光性的玻璃或树脂，因此通过平衡漫反射表面22aa的透射率和基材的透射率将总透射率设定为1％。
285.注意，在第四实施例中，漫反射元件22a如第一实施例中那样设置在基板26上，但是漫反射元件22a可以如第二实施例中那样设置在透射元件30上，或者漫反射元件22a可以如第三实施例中那样设置在周壁上。例如，在漫反射元件22a设置在周壁的突出部分上的情况下，可以在突出部分中形成空间，并且可以在该空间中布置反射镜37和光接收元件40。
286.(2)光源单元的效果
287.在第四实施例的光源单元124中，从光源20发射并透射通过漫反射元件22a的少量光进入光接收元件40。
288.根据第四实施例的光源单元124，如果漫反射元件22a损坏或从封装31脱落，并且从光源20发射的光(发射光el)通过反射镜37进入光接收元件40而没有透射通过漫反射元件22a，则光接收元件40的输出变得异常高。相反，如果光接收元件40的输出变得异常高，则可以怀疑漫反射元件22a损坏或脱落。
289.根据第四实施例的光源单元124，如果反射镜37损坏或从封装31脱落，并且从光源20发射并透射通过漫反射元件22的光停止进入光接收元件40，则光接收元件40的输出变得异常低(接近零)。相反，当即使光源20正在发光，光接收元件40的输出也异常低时，可以怀疑反射镜37损坏或脱落。
290.8.根据本技术的第五实施例的光源单元
291.(1)光源单元的配置
292.在根据本技术的第五实施例的光源单元125中，用于光检测的光接收元件40(例如，光电二极管(pd))安装在基板26上相对于漫反射元件22在光源20的相对侧的位置处，如图15所示。此外，在光源单元125中，采用这样的配置，其中，由漫反射元件22反射和漫射并
由透射元件30反射的少量光进入光接收元件40。
293.注意，在第五实施例中，漫反射元件22如第一实施例中那样设置在基板26上，但是漫反射元件22可以如第二实施例中那样设置在透射元件30上，或者漫反射元件22可以如第三实施例中那样设置在周壁上。例如，在漫反射元件22设置在周壁的突出部分上的情况下，可以在突出部分中形成空间，并且在该空间中布置光接收元件40，并且可以在周壁的突出部分中形成向上开口的开口。在这种情况下，由漫反射元件22反射并由透射元件30进一步反射的光可以通过开口进入光接收元件40。
294.(2)光源单元的效果
295.在第五实施例的光源单元125中，从光源20发射并由漫反射元件22反射和漫射的光中由透射元件30反射的少量光进入光接收元件40。根据第五实施例的光源单元125，如果漫反射元件22或透射元件30损坏或从封装31脱落，并且从光源20发射的光停止进入光接收元件40，则光接收元件40的输出变得异常低(接近零)。相反，当即使光源20正在发光，光接收元件40的输出也异常低时，可以怀疑漫反射元件22或透射元件30损坏或脱落。
296.9.根据本技术的第六实施例的光源单元
297.(1)光源单元的配置
298.在根据本技术的第六实施例的光源单元126中，用于光检测的光接收元件40(例如，光电二极管(pd))安装在基板26上的光源20与漫反射元件22b之间的位置处，如图16所示。此外，在光源单元126中，采用这样的配置，其中，由漫反射元件22b拒绝的少量光进入光接收元件40。
299.更具体地，通过在具有梯形截面的四棱柱形基材的倾斜表面上形成漫反射表面22ba来制造漫反射元件22b。
300.间隔件50布置在光源20与基板26之间，使得从光源20发射的光通过光接收元件40。即，从光源20发射的光不直接进入光接收元件40。
301.光源20和漫反射表面22ba处于这样的位置关系，其中，从光源20发射的光的大部分进入漫反射表面22ba，并且剩余的少量光进入在光接收元件40侧与漫反射表面22ba相邻并且垂直于基板26的垂直表面22bb。
302.注意，在第六实施例中，漫反射元件22b如第一实施例中那样设置在基板26上，但是漫反射元件22b可以如第二实施例中那样设置在透射元件30上，或者漫反射元件22b可以如第三实施例中那样设置在周壁上。
303.(2)光源单元的效果
304.在第六实施例的光源单元126中，从光源20发射并被漫反射元件22b拒绝的少量光进入光接收元件40。
305.根据第六实施例的光源单元126，如果漫反射元件22b损坏或从封装31脱落，并且从光源20发射的光停止进入光接收元件40，则即使光源20正在发光，光接收元件40的输出也变得异常低(接近零)。相反，当即使光源20正在发光，光接收元件40的输出也异常低时，怀疑漫反射元件22b损坏或脱落。
306.10.根据本技术的第四实施例至第六实施例的光源单元共有的效果
307.本技术的第四实施例至第六实施例的光源单元124、125和126包括光接收元件40，该光接收元件40接收从光源20发射并经由漫反射元件的光的至少一部分。
308.在这种情况下，由于从光源20发射的光量的一定百分比可以被光接收元件40接收的光检测到，因此即使环境温度变化，也可以通过将光接收元件40的输出信号反馈到光源驱动电路21来执行控制(自动功率控制：apc)以保持从光源20发射的光量恒定，或者可以通过检测与发光控制信号不同步的发光量的突然变化来执行控制以确定异常并为了安全而停止发光。
309.此外，可以通过光接收元件40的输出来检测光源20的发光定时。因此，可以基于光源20的实际发光定时而不是用于使光源20发光的发光控制信号来计算到对象的距离。
310.如上所述，根据第四实施例至第六实施例的光源单元124、125和126，光接收元件40可以检测到来自光源20的光，并且可以从光接收元件40的输出的异常变化中检测到漫反射元件损坏或脱落。
311.第一实施例至第六实施例的光源单元的配置的一部分可以在技术一致性内彼此应用。
312.11.根据本技术的第七实施例的距离测量装置
313.(1)距离测量装置的配置
314.在根据第七实施例的距离测量装置100中，如图17a和图17b所示，采用这样的配置，其中，光源单元127的具有轻微透光性(例如，透光率为1％)的光源20和漫反射元件22a、光接收单元147的图像传感器380和控制单元16直接安装在电路板18上。此外，周壁2800设置在电路板18上以包围光源20、漫反射元件22a、图像传感器380和控制单元16。
315.即，在第七实施例的距离测量装置100中，保持器240包括包含电路板18和周壁2800的封装3100，并且保持光源20、漫反射元件22a、图像传感器380和控制单元16。即，在距离测量装置100中，光源20、漫反射元件22a、图像传感器380和控制单元16由公共保持器240保持。更具体地，光源20、漫反射元件22a、图像传感器380和控制单元16布置在保持器240的凹部240a中，即布置在电路板18上的周壁2800内部的区域中。图像传感器380和控制单元16设置在同一传感器板380a(半导体板)上。通过包括距离测量装置100和安装有距离测量装置100的对象(例如，移动体、电子装置等)来配置对象系统。同样，照明场foi被设置为与视场fov相同或稍大。
316.沿与图17b的纸面正交的方向延伸的遮光块400桥接在保持器240的凹部240a(周壁2800内部的区域)上。即，保持器240的凹部240a被遮光块400划分为光源区域lr和传感器区域sr，光源区域lr布置有光源20和漫反射元件22a，传感器区域sr布置有图像传感器380的大部分。凹部240a的光源区域lr的开口240a1被透射元件30覆盖。凹部240a的传感器区域sr的开口240a2被带通滤波器36覆盖。
317.在凹部240a的传感器区域sr中，布置包括用于图像传感器380的距离测量的像素组的第一光接收区域ra(像素布置区域)。在这种情况下，即使漫反射元件22a损坏或脱落，从光源20发射的光的至少一部分也被遮光块400阻挡。因此，光不会进入第一光接收区域ra。
318.如图17a所示，光源驱动电路21安装在光源区域lr中与光源20和漫反射元件22a相邻的区域(图17b中光源20和漫反射元件22a的纸面深度侧的区域)的底面上。
319.除了包括用于距离测量的像素组的第一光接收区域ra之外，图像传感器380还在光源区域lr中具有用于光检测的第二光接收区域rb(例如，形成pd的区域)。遮光块400在从
光源20发射并透射通过漫反射元件22a的光(透射光tl)的光路上具有镜面400a。镜面400a被布置为相对于电路板18倾斜(例如45
°
)以面对漫反射元件22a和第二光接收区域rb。相反，第二光接收区域rb布置在透射通过漫反射元件22a并被镜面400a反射的光的光路上。
320.(2)距离测量装置的操作
321.在距离测量装置100中，光源20由光源驱动电路21驱动，并且光源20发光。从光源20发射的光的一部分(大部分)被漫反射元件22a反射和漫射，透射通过透射元件30，并且作为照射光il照射到对象。照射到对象并被对象反射的光(对象光ol)中通过透镜单元32和带通滤波器36的光聚光在图像传感器380的第一光接收区域ra上。第一光接收区域ra向控制单元16发送每个像素的输出(光电转换的电信号)。控制单元16基于第一光接收区域ra的每个像素的输出生成距离图像。
322.另一方面，从光源20发射的光的另一部分(少量)透射通过漫反射元件22a，被镜面400a反射，并且聚光在第二光接收区域rb上。第二光接收区域rb向控制单元16发送输出(光电转换的电信号)。控制单元16基于第二光接收区域rb的输出执行各种控制(例如，光源20的发射光量的控制、基于检测到的发射定时的距离计算等)。
323.(3)距离测量装置和对象系统的效果
324.第七实施例的距离测量装置100包括光源单元127、接收从光源单元127发射并被对象反射的光的光接收单元147以及至少基于光接收单元147的输出来计算到对象的距离的控制单元16。因此，可以实现具有优异安全性的距离测量装置100。
325.由于光源单元127、光接收单元147和控制单元16一体地设置，因此距离测量装置100可以容易地安装在对象(例如，移动体、电子装置等)上。
326.根据包括距离测量装置100和安装有距离测量装置100的对象(例如，移动体、电子装置等)的对象系统，可以实现安全性优异的对象系统。
327.在距离测量装置100中，光接收单元147包括图像传感器380，该图像传感器380具有用于接收从光源单元127发射并被对象反射的光的第一光接收区域ra和用于接收从光源20发射并经由漫反射表面22aa的光的第二光接收区域rb。因此，可以减少部件的数量，并且可以减小距离测量装置100的尺寸。
328.注意，在保持器240中，凹部240a和窗口30不是必需的。即，在保持器240中，周壁2800和透射元件30不是必需的。保持器240可以仅由电路板18配置。保持器240可以仅由电路板18和周壁2800配置，即仅由封装3100配置。在保持器240中，电路板18用作安装有光源20的基座元件，但是可以使用除电路板之外的元件(例如，非板状元件)。
329.12.根据本技术的第八实施例的距离测量装置的配置
330.(1)距离测量装置的整体配置
331.图18a是根据本技术的第八实施例的距离测量装置10的平面图。图18b是沿着图18a的线a
‑
a截取的截面图。距离测量装置10用于例如测量到对象的距离、对象的形状等。注意，在图18a中，为了避免附图的复杂性，省略了图18b所示的一些元件(透镜单元32、带通滤波器36等)的图示。
332.距离测量装置10安装在对象上。安装有距离测量装置的对象的示例包括诸如车辆、飞机(包括无人机)、船只和机器人的移动体以及诸如智能电话和平板电脑的电子装置。通过包括距离测量装置10和安装有距离测量装置10的对象(例如，移动体、电子装置等)来
配置对象系统。
333.如图18a和图18b所示，距离测量装置10包括用光照射对象的光源装置12、接收来自对象的反射光的光接收装置14以及控制光源装置12和光接收装置14的控制装置16。即，距离测量装置10是使用具有光发射/接收和计算功能的飞行时间(tof)原理的距离测量装置。光源装置12、光接收装置14和控制装置16安装在同一电路板18上。此外，用于供电和与外部交换数据的多针连接器安装在电路板18上。注意，光源装置12、光接收装置14和控制装置16中的至少两个不必安装在同一电路板上。以下描述的“光源装置”可以包括以上实施例中的每一个实施例的“光源单元”。
334.(2)光源装置的整体配置
335.如图19所示，光源装置12包括光源20和保持光源20的保持器24。
336.作为光源20，例如使用诸如端面发射型半导体激光器(激光二极管：ld)或表面发射型半导体激光器(表面发射激光器：vcsel)的激光光源。光源20通过管芯键合安装在基板26上，并且通过键合线bw电连接到基板26上的布线。在此处，例如，红外光用作光源20的发射光el，但是可以使用另一波长带的光。光源20由光源驱动电路21(驱动电路)驱动。在此处，如图18a和图18b所示，光源驱动电路21布置在电路板18上的光源装置12与光接收装置14之间的位置处。
337.注意，光源20可以是除激光光源之外的光源(例如，发光二极管：led)，但是光源20优选地是发射高功率光的光源，诸如激光光源。
338.返回图19，保持器24具有反射表面22a，该反射表面22a将来自光源20的光的至少一部分朝向对象漫射的同时进行反射。
339.即，光源装置12将从光源20发射并在被反射表面22a漫射的同时被反射的光(反射光rl)的至少一部分作为照射光il照射对象。
340.更具体地，保持器24具有容纳光源20的凹部24a。反射表面22a位于凹部24a中，并且将来自光源20的光的至少一部分朝向凹部24a的开口24a1反射和漫射。
341.此外，保持器24具有覆盖凹部24a的开口24a1的窗口30。从光源20发射并在被漫反射表面22a朝向开口24a漫射的同时被反射的光(反射光rl)的至少一部分透射通过窗口30。反射光rl中透射通过窗口30的光是照射光il。
342.更具体地，保持器24设置在电路板18上(参见图18a和图18b)，并且包括具有凹部24a的封装31、包括具有反射表面22a的漫反射元件22的反射器27以及作为窗口30的透射元件(在下文中，也称为“透射元件30”)。
343.封装31是开口的盒状元件，并且具有以凹部24a的底面作为一个表面的基板26以及以凹部24a的内周面作为内周面的周壁28。基板26和周壁28使用诸如陶瓷的材料一体形成。注意，在封装31中，基板26和周壁28可以是分离的主体。
344.光源20和反射器27安装在基板26的一个表面(基板表面)上。在下文中，安装有光源20和反射器27的基板26的一个表面(基板表面)也被称为“安装表面26a”。
345.周壁28设置在安装表面26a上以包围光源20和反射器27。
346.透射元件30是具有透光性的玻璃制成或树脂制成的板状元件，并且使用粘合剂等附接到保持器24的开口端面24b(周壁28在基板26侧的端面的相反侧上的端面)以覆盖开口24a1。透射元件30的透射率被设定为透射光源20的发射光el的波长带(例如，红外区域)中
的光的大部分(例如，99％或更多)。
347.因此，由于来自反射元件22的几乎所有反射光rl都透射通过透射元件30，因此照射光il可以与反射光rl大致相同。
348.光源20和反射器27通过透射元件30密封在封装31中。因此，可以抑制外来物质(例如，砂砾和灰尘以及湿气)侵入封装31，并且可以保护封装31中的部件(光源20、反射元件22等)(例如，可以抑制外来物质粘附到光源20或反射元件22，并且可以抑制由于侵入的外来物质而引起的诸如布线短路的问题的发生)。
349.除了反射元件22之外，反射器27还包括支撑反射元件22的支撑元件25。
350.在此处，反射元件22使用大致板状的元件形成并且由支撑元件25支撑，使得反射表面22a位于来自光源20的光(发射光el)的光路上。
351.作为示例，使用具有直角三角形截面并且具有透光性的玻璃制成或树脂制成的三棱柱形元件(在垂直于图19的纸面的方向上具有高度方向的三棱柱形元件)形成支撑元件25。大致板状的反射元件22例如通过粘合剂结合到支撑元件25的倾斜表面25a上。注意，支撑元件25不必必须具有透光性。
352.作为示例，反射表面22a的反射率或透射率被设定为在漫射来自光源20的光的90％或更多(优选地，99％或更多)的同时进行反射。
353.注意，在此处，反射元件22是由支撑元件25支撑的大致板状元件，但是可以例如是具有形成在对应于支撑元件25的基材的倾斜表面上的反射表面22a的元件。即，反射器27可以由反射元件22和支撑元件25一体模制的单个反射元件配置。
354.在此处，反射元件22在反射表面22a的相对侧上的表面(与倾斜表面25a的结合表面)是平行于倾斜表面25a的平面。在下文中，该平面也被称为“基准平面22d”。
355.注意，在此处，作为示例，反射元件22在反射表面22a的相对侧上的表面(与倾斜表面25a的结合表面)被设定为基准平面22d。然而，支撑元件25的倾斜表面25a可以被设定为基准平面，平行于反射元件22的任意截面或支撑元件25的倾斜表面25a可以被设定为基准平面，或者平行于倾斜表面25a的虚拟平面可以被设定为基准平面。
356.基准平面22d相对于光源20的发射方向ed倾斜。即，基准平面22d相对于光源20(例如，半导体激光器)的发射表面es倾斜。注意，由于诸如ld和vcsel的半导体激光器从发射表面es垂直于发射表面es发射光，因此在发射方向ed相对于基准平面22d倾斜的情况下，发射表面es也相对于基准平面22d倾斜。
357.基准平面22d相对于光源20的发射方向ed的倾斜角优选为30
°
至60
°
，并且更优选为40
°
至50
°
，以获得对象的必要且足够的照射角度范围。
358.因此，在本实施例中，作为示例，基准平面22d相对于光源20的发射方向ed的倾斜角被设定为大约45
°
。
359.此外，从抑制周壁28的高度和减小光源装置12的厚度的观点来看，由光源20的发射方向ed相对于安装表面26a形成的角度优选为0
°
至45
°
，更优选为0
°
至30
°
，并且甚至更优选为0
°
至15
°
。光源20的发射方向可以从平行于安装表面26a的方向朝向透射元件30侧偏移(倾斜)或者可以朝向基板26侧偏移(倾斜)。
360.因此，在本实施例中，作为示例，光源20安装在安装表面26a上，使得由发射方向ed相对于安装表面26a形成的角度变为大约0
°
，即发射方向ed沿着(大约平行于)安装表面
26a。
361.在这种情况下，如上所述，由于基准平面22d相对于光源20的发射方向ed的倾斜角大约为45
°
，因此基准平面22d和倾斜表面25a也相对于安装表面26a倾斜大约45
°
。
362.光源20的发射表面es和反射表面22a彼此面对。即，光源20的发射方向ed面对反射表面22a侧。
363.光源20的发射表面es不面对透射元件30。即，光源20的发射方向ed不面对透射元件30侧。
364.反射表面22a也面对透射元件30。
365.在光源20与反射表面22a之间没有插入其他光学元件(透镜、反射镜等)。在这种情况下，从光源20发射的光(发射光el)直接进入反射表面22a。因此，可以缩短光源20与反射表面22a之间的距离，并且可以减小装置的尺寸。可以在光源20与反射表面22a之间的光路中插入其他光学元件(透镜、反射镜等)。
366.当在光源20与反射表面22a之间插入其他光学元件(透镜、反射镜等)时，光源20的发射表面es不必面对反射表面22a。
367.注意，在保持器24中，凹部24a和窗口30不是必需的。即，在保持器24中，周壁28和透射元件30不是必需的。保持器24可以仅由基板26配置。保持器24可以仅由基板26和周壁28配置，即仅由封装31配置。在保持器24中，基板26用作安装光源20的基座元件，但是也可以使用除基板之外的元件(例如，非板状元件)。
368.(3)光接收装置的配置
369.如图18a和图18b所示，第八实施例的光接收装置14包括透镜单元32、透镜保持器34、带通滤波器36和图像传感器38。
370.图像传感器38设置在安装在电路板18上的传感器板38a(半导体板)上，并且包括多个二维排列的像素。图像传感器38也被称为区域图像传感器。
371.作为布置图像传感器38的多个像素的区域的像素布置区域的形状例如是矩形。在此处，像素布置区域占据图像传感器38的大致整个区域。即，图像传感器38的形状与像素布置区域的形状大致匹配。
372.注意，图像传感器38的形状可以是除矩形之外的形状(例如，正方形、圆形、椭圆形或除正方形和矩形之外的多边形)。
373.图像传感器38的每个像素包括光接收元件(例如，光电二极管：pd)，并且像素通过引线接合电连接到电路板18上的电路。
374.透镜保持器34固定到电路板18以包围图像传感器38。
375.透镜单元32包括至少一个透镜元件并且保持在透镜保持器34中以聚焦在图像传感器38上。
376.固定到透镜保持器34的带通滤波器36布置在图像传感器38与透镜单元32之间。因此，在被对象反射并通过透镜单元32的光中，仅波长接近光源20的发射光el的波长的光(预定波长带中的光，例如红外光)透射通过带通滤波器36并进入图像传感器38。
377.此外，光源装置12的照明场(图18b的照明场：foi)被理想地设定为等于或大于光接收装置14的视场范围(图18b的视场：fov)。光接收装置14的视场范围也被称为“光接收范围”。
378.注意，光接收装置14的配置不限于以上配置。例如，图像传感器38可以是一维地布置多个像素的线性传感器(线传感器)。
379.(4)控制装置的配置
380.第八实施例的控制装置16包括控制光源20和图像传感器38并计算到对象(被摄体)的距离的运算电路。如图18a和图18b所示，控制装置16设置在传感器板38a上不同于图像传感器38的区域(像素布置区域)中。控制装置16向光源驱动电路21发送发光控制信号(脉冲信号)以使光源20间歇地发光，基于图像传感器38的每个像素的输出针对每个像素计算到对象的距离，并且生成距离图像。
381.控制装置16的计算方法可以是基于发光控制信号和图像传感器38的每个像素的输出信号(光接收信号)来计算到对象的距离的方法(直接tof方法)，或者可以是基于当图像传感器38接收光时可选地分布到每个像素的两个电荷存储单元的信号电荷的电荷量的差或比率来计算到对象的距离的方法(间接tof方法)。
382.控制装置16的运算电路例如由中央处理单元(cpu)、现场可编程门阵列(fpga)等来实现。
383.(5)反射元件的配置
384.顺便说一下，如图20a和图20b所示，市售漫反射器被设计为执行所谓的朗伯反射(完全漫反射)，即完全漫反射器。如果这种完全漫反射器用作距离测量装置10的漫反射元件22，则光源装置12的照明场foi相对于光接收装置14的视场fov变得太宽。因此，来自光源装置12的照射光il具有没有照射到对象并且没有被光接收装置14接收的大部分(浪费部分)，并且在视场fov内不能获得足够的照度。
385.因此，在本实施例中，如图18b所示，考虑到通过设计反射元件22的变化，光源装置12的照明场foi被设定为与光接收装置14的视场fov相同或稍宽。
386.此外，从光源装置12发射并被对象反射的光被图像传感器38上的光接收装置14的透镜单元32收集。此时，垂直于来自对象的反射光ol(在下文中，也称为“对象光ol”)的光轴的截面的形状与图像传感器38的形状近似，因为垂直于照射光il(来自反射元件22的反射光rl)的光轴的截面(在下文中，简称为“照射光il的截面”或“反射光rl的截面”)的形状与光接收装置14的图像传感器38的形状(例如，矩形)进一步近似。在这种情况下，对象光ol可以无浪费地聚光在图像传感器38上。即，可以有效地使用照射光il。
387.因此，在本实施例中，作为照射光il的截面的目标形状的目标形状ts(参见图21)被设定为与图像传感器38的形状(在此处，矩形)相同(参见图18a)，并且反射元件22被设计为能够生成具有目标形状ts的截面形状的反射光rl(照射光il)(参见图21)。注意，为了方便起见，图21仅示出了光源装置12中的光源20和反射器27。图21所示的反射光rl(照射光il)具有四棱锥形状，其中，垂直于光轴的任意截面的形状是彼此相似的矩形。在下文中，具有目标形状ts的截面形状的反射光rl也被称为“期望的反射光rl”。具有目标形状ts的截面形状的照射光il也被称为“期望的照射光il”。
388.在下文中，将详细描述反射元件22的设计概念。
389.光源装置12的照明场foi(即照射光il存在的范围)取决于反射元件22的光的漫射方向和每个漫射方向的漫射角。
390.在此处，如图21所示，光源20的发射光el的光轴(中心轴)是eoa，反射光rl的光轴
(中心轴)是roa，反射光rl的包括eoa和roa的截面是b截面bcs，垂直于反射光rl的b截面bcs并且包括roa的截面是a截面acs，垂直于反射光rl的b截面bcs并且包括eoa的截面是c截面ccs，并且由发射光el的光轴eoa和反射元件22的基准平面22d形成的角度是
391.此时，期望的反射光rl(期望的照射光il)的漫射角定义如下。
392.a截面acs中的漫射角：以roa为对称轴的角2α(α≥0)。
393.b截面bcs中的漫射角：以roa为对称轴的角2β(β≥0)。
394.例如，在的情况下，由roa和eoa形成的角度大约为90
°
。
395.注意，来自光源20的发射光el通常或多或少地具有漫射角，但是在此处，为了便于描述，该角度被假设为小到足以忽略，并且发射光el被假设为平行光。下面将描述不能忽略角度的情况(发射光el不是平行光的情况)。
396.在此处，期望的反射光rl在a截面acs中的漫射角定义为2α，在b截面bcs中的漫射角定义为2β。然而，在期望的反射光rl中，平行于a截面acs的任意截面中的漫射角为2α，并且平行于b截面bcs的任意截面中的漫射角为2β。
397.在此处，如图22所示，通常，在光以入射角θ进入平面镜并以反射角θ反射的情况下，如果平面镜旋转角度δ以将入射角设定为θ+δ，则反射角也变为θ+δ。因此，平面镜旋转之后的反射光相对于平面镜旋转之前的反射光旋转平面镜旋转角度的两倍(26)。
398.此外，当平行光施加到在彼此正交的两个轴方向上具有曲率的曲面镜时，可以获得在两个轴方向上漫射的反射光。
399.因此，如图23和图24所示，发明人已经配置了包括在彼此正交的两个轴方向上具有曲率的凸面镜22c(曲面镜的示例)的反射元件22，并且已经将以上原理应用于凸面镜22c。
400.图23示出了平行于凸面镜22c的c截面ccs的任意截面。图24示出了平行于凸面镜22c的b截面bcs的任意截面。
401.如图23和图24所示，凸面镜22c在基准平面22d中彼此正交的第一轴方向和第二轴方向上具有曲率。
402.第一轴方向与b截面bcs正交，并且平行于c截面ccs。第二轴方向与第一轴方向正交，并且平行于b截面bcs。
403.即，在凸面镜22c中，平行于c截面ccs的任意截面具有曲率，并且平行于b截面bcs的任意截面具有曲率。
404.具体地，如图23所示，凸面镜22c被设计为使得平行于c截面ccs的任意截面具有弧形形状(凸曲线形状的示例)，并且由截面绘制的弧形(凸曲线的示例)的切线t1相对于第一轴方向形成的角度从
‑
α/2连续变化到+α/2。当平行光进入截面时，平行光可以在a截面acs内或平行于a截面acs的截面内以2α的漫射角反射。
405.此外，如图24所示，凸面镜22c被设计为使得平行于b截面bcs的任意截面具有弧形形状(凸曲线形状的示例)，并且由截面绘制的弧形(凸曲线的示例)的切线t2相对于第二轴方向形成的角度从
‑
β/2连续变化到+β/2。当平行光进入截面时，平行光可以在b截面bcs内或平行于b截面bcs的截面内以2β的漫射角反射。
406.因此，通过使平行光进入凸面镜22c，可以获得在a截面acs和平行于a截面acs的任意截面中具有2α的漫射角并且在b截面bcs和平行于b截面bcs的任意截面中具有2β的漫射
角的反射光(照射光)。
407.在此处，反射元件22被设计为使得每个凸面镜22c的平行于c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面具有凸弧形形状(凸曲线形状的示例)。然而，可以采用另一凸曲线形状，只要曲率在同一方向上连续变化。
408.具体地，每个凸面镜22c的平行于c截面ccs的任意截面或平行于b截面bcs的任意截面中的至少一个可以具有凸曲线形状，诸如椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线或摆线曲线。
409.每个凸面镜22c的平行于c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面可以具有彼此不同的凸曲线形状。
410.在此处，为了生成具有目标形状ts的截面形状的反射光rl，期望将从光源20的发射光el的光轴方向eoad(在下文中，也称为“第三轴方向”)(即从光源20的发射方向ed)观察到的反射元件22的凸面镜22c的形状设定为根据反射光rl的目标形状ts(例如，矩形)的形状(例如，矩形或正方形)，优选地与目标形状ts(例如，矩形)近似的形状(例如，具有近似纵横比的矩形或正方形)，并使光源20的发射光进入整个凸面镜22c。当凸面镜22c的形状(从第三轴方向观察到的形状)(即面对光源20的发射表面es的形状)是根据目标形状ts的形状时，光源20的发射光el在被凸面镜22c漫射为根据目标形状ts的形状的同时被反射。注意，第三轴方向相对于基准平面22d倾斜，并且与第一轴方向正交。
411.在目标形状ts是矩形的情况下，以上“根据目标形状ts的形状”的示例包括与目标形状ts类似的矩形(包括相似率为1的矩形)、与目标形状ts近似的四边形(例如，矩形、正方形或梯形)、与目标形状ts近似的椭圆(例如，内接在目标形状ts中的椭圆或外接在目标形状ts周围的椭圆)。
412.在以上描述中，已经描述了目标形状ts被设定为与图像传感器38的形状相同。更具体地，如图18所示，图像传感器38的形状是以第一轴方向作为纵向方向(长边方向)和以第三轴方向作为短方向(短边方向)的矩形。如图21所示，目标形状ts也是以第一轴方向作为纵向方向(长边方向)和以第三轴方向作为短方向(短边方向)的矩形。然后，目标形状ts和图像传感器38的形状彼此类似。
413.在此处，如果采用通过具有从第三轴方向观察到的根据目标形状ts的形状(例如，与目标形状ts相同的形状)的单个凸面镜反射光源20的发射光el的配置，如果光源20的发射光el稍微偏离凸面镜，则照射光il的截面的形状偏离目标形状ts。即，光源20和凸面镜的定位变得非常严格，这是不现实的(实际的)。同时，如果为了促进光源20和凸面镜的定位，而使单个凸面镜相对于光源20的发射光el的直径太小，则发射光el的损耗变大。
414.因此，如图25和图26所示，发明人已经配置了包括多个微小凸面镜22c的反射元件22，并且使光源20的发射光el进入多个微小凸面镜22c(使多个凸面镜22c包括在发射光el的反射元件22上的光斑ls(参见图21)中)。即，反射元件22的反射表面22a由多个凸面镜22c的凸面配置。
415.此外，在本实施例中，反射表面22a相对于光源20的形状和尺寸以及相对位置被设定为使得当光源20的发射光el进入反射表面22a时，形成在反射表面22a上的整个光斑ls(参见图21)包含在反射表面22a内。
416.图25是从垂直于基准平面22d的方向观察到的反射表面22a的示图。在图25中，观察反射表面22a，使得具有稍微扭曲的矩形形状的凸面镜22c以网格方式布置。图26是从第
三轴方向观察到的反射表面22a的示图。在图26中，观察反射表面22a，使得矩形凸面镜22c以网格方式布置。
417.即，如图25和图26所示，多个凸面镜22c沿着基准平面22d规则地布置。
418.更具体地，如图26所示，多个凸面镜22c包括至少三个凸面镜，并且从第三轴方向观察以二维网格方式布置。
419.在此处，与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的方向(垂直于c截面ccs的方向)被定义为第四轴方向。
420.更具体地，多个凸面镜22c包括至少四个凸面镜，并且从第三轴方向观察，以二维网格方式布置在第一轴方向和第四轴方向上，第一轴方向是对应于目标形状ts的水平方向(第一轴方向)的方向，第四轴方向是对应于目标形状ts的垂直方向(第三轴方向)的方向。注意，在此处，目标形状ts的水平方向被描述为第一轴方向，并且垂直方向被描述为第三轴方向，但是目标形状ts的水平方向可以被设定为第三轴方向，并且垂直方向可以被设定为第一轴方向。
421.即，从第三轴方向观察，多个凸面镜22c在第一轴方向和第四轴方向中的每一个上以相等的间距布置。
422.以这种方式，多个凸面镜22c根据目标形状ts彼此规则地布置。
423.在每个凸面镜22c中，从第三轴方向观察到的形状是根据目标形状ts(在此处，矩形)的形状(在此处，矩形)。每个凸面镜22c被布置为使得从第三轴方向观察到的矩形的长边方向与对应于目标形状ts的长边方向(第一轴方向)的第一轴方向一致，并且矩形的短边方向与对应于目标形状ts的短边方向(第三轴方向)的第四轴方向一致。
424.以这种方式，每个凸面镜22c根据目标形状ts规则地布置。
425.如上所述，多个凸面镜22c根据目标形状ts规则地布置。
426.总之，如图25和图26所示，在反射元件22中，具有根据从第三轴方向观察到的反射光rl的截面的目标形状ts的形状(在此处，矩形)的多个微小凸面镜22c在第一轴方向和第二轴方向上以网格方式对准，并且在相对于第三轴方向倾斜的基准平面22d上无间隙地成层。注意，在两个相邻的凸面镜22c之间可能存在微小的间隙。
427.在此处，如图26所示，从第三轴方向观察到的反射表面22a的整体形状是矩形，但是当光源20的发射光el进入反射表面22a时，只要形成在反射表面22a上的整个光斑ls(参见图21)包含在反射表面22a中，就可以采用除矩形之外的形状。
428.在此处，根据凸面镜22c的第一轴方向上的曲率(由平行于c截面ccs的任意截面绘制的凸曲线的曲率)，确定在平行于每个凸面镜22c的光的a截面acs的任意截面中的漫射角2α。根据凸面镜22c的第二轴方向上的曲率(由平行于b截面bcs的任意截面绘制的凸曲线的曲率)，确定在平行于每个凸面镜22c的光的b截面bcs的任意截面中的漫射角2β。
429.如图23所示，平行于每个凸面镜22c的c截面ccs的任意截面是弧形形状(凸曲线形状的示例)，并且通过连接由该截面绘制的弧形(凸曲线的示例)的两端的弦(线段)和弧的每一端的切线t1(在平行于c截面的平面中)形成的角度被设定为α/2。此时，平行于每个凸面镜22c的c截面ccs的任意截面上的光的入射角相对于通过截面的第一轴方向的中心并在第三轴方向上延伸的中心轴ca1对称地从
‑
α/2连续变化到+α/2。
430.因此，来自每个凸面镜22c的反射光相对于对应于凸面镜22c的中心轴ca1的轴以2
α的角度对称地在a截面acs中或在平行于a截面acs的平面中连续扩展。
431.在此处，上述“对应于凸面镜22c的中心轴ca1的轴”是在包括凸面镜22c的中心轴ca1的b截面bcs中或在平行于b截面bcs的平面中与中心轴ca1相交的平行于roa的轴。
432.然而，当α增加时，来自每个凸面镜22c的反射光与相邻的凸面镜22c干涉，并且发生渐晕(eclipse)。
433.因此，为了抑制渐晕，0
°
＜α和α+(α/2)≤90
°
，即0
°
＜α≤60
°
是期望的。
434.注意，期望所有凸面镜22c满足0
°
＜α≤60
°
，但是仅一些凸面镜22c可以满足0
°
＜α≤60
°
。
435.为了方便起见，图23示出了光进入一个凸面镜22c并且在漫射的同时被反射的状态。实际上，光类似地进入其他凸面镜22c并且在漫射的同时被反射。
436.如图24所示，平行于每个凸面镜22c的b截面bcs的任意截面是弧形形状(凸曲线形状的示例)，并且通过连接由该截面绘制的弧形(凸曲线)的两端的弦(线段)和弧的每一端的切线(在平行于b截面的平面中)形成的角度被设定为β/2。此时，平行于每个凸面镜22c的b截面bcs的任意截面上的光的入射角相对于通过截面的第二轴方向的中心并且与第一轴方向和第二轴方向两者都正交(与基准平面22d正交)的中心轴ca2对称地从连续变化到
437.因此，来自每个凸面镜22c的反射光相对于对应于凸面镜22c的中心轴ca2的轴ca2’以2β的角度对称地在b截面bcs中或在平行于b截面bcs的平面中连续扩展。
438.在此处，上述“对应于凸面镜22c的中心轴ca2的轴ca2
’”
是在包括凸面镜22c的中心轴ca2的b截面bcs中或在平行于b截面bcs的平面中与中心轴ca2相交的平行于roa的轴。
439.然而，当β增加时，来自每个凸面镜22c的反射光与相邻的凸面镜22c干涉，并且发生渐晕。
440.因此，为了抑制渐晕，0
°
＜β和即即是期望的。
441.注意，期望所有凸面镜22c满足但是仅一些凸面镜22c可以满足
442.为了方便起见，图24示出了光进入一个凸面镜22c并且在漫射的同时被反射的状态。实际上，光类似地进入其他凸面镜22c并且在漫射的同时被反射。
443.注意，即使为了抑制渐晕，α和β的范围被限制为0
°
＜α≤60
°
和和如上所述，在反射元件22上的入射角被设定为最实用的的情况下，反射光rl的漫射角也可以被设定在0
°
≤2α≤120
°
和0≤2β≤60
°
的范围内。因此，该角度实际上可以足够大。
444.如上所述，当平行光进入反射元件22的多个凸面镜22c时，在被每个凸面镜22c漫射的同时被反射的光变成以漫射角2α在a截面acs中或平行于a截面acs的平面中漫射并且以漫射角2β在b截面bcs中或平行于b截面bcs的平面中漫射的四角锥形状的反射光。此时，来自相邻的凸面镜22c的反射光具有重叠部分，但是作为来自所有凸面镜22c的反射光的集合的反射光rl也变成以漫射角2α在a截面acs或平行于a截面acs的平面中漫射并且以漫射角2β在b截面bcs中或平行于b截面bcs的平面中漫射的四棱锥形状的反射光。
445.即，通过使光源20的发射光el被反射元件22反射，可以生成在a截面acs和平行于a截面acs的任意截面中具有漫射角2α并且在b截面bcs和平行于b截面bcs的任意截面中具有漫射角2β的四棱锥形状的反射光rl(照射光il)。
446.在此处，在多个凸面镜22c的每一个中，根据目标形状中在对应于第一轴方向的方向(例如，第一轴方向)上的长度与在对应于第四轴方向的方向(例如，第三轴方向)上的长度的比率来设定从第三轴方向观察到的形状在第一轴方向上的长度、从第三轴方向观察到的形状在第四轴方向上的长度、在第一轴方向上的曲率和在第二轴方向上的曲率。
447.注意，该设定不是必需的。
448.具体地，在使多个凸面镜22c中的每一个的从第三轴方向观察到的形状中的第四轴方向上的长度与第一轴方向上的长度的比率等于目标形状ts中在对应于第四轴方向的方向(第三轴方向)上的长度与在对应于第一轴方向的方向(例如，第一轴方向)上的长度的比率的情况下，优选使每个凸面镜22c的第一轴方向上的曲率和第二轴方向上的曲率彼此相等。
449.例如，在从第三轴方向观察到的每个凸面镜22c的形状和目标形状ts是类似的矩形(具有相同纵横比的矩形)的情况下，如果使每个凸面镜22c在第一轴方向上的曲率和在第二轴方向上的曲率彼此相等，可以在保持与目标形状ts类似的矩形的同时扩大在垂直于被每个凸面镜22c漫射的同时被反射的光的光轴的截面的形状，并且可以提高照射光il的照度的均匀性。
450.具体地，在使多个凸面镜22c中的每一个的从第三轴方向观察到的形状中的第四轴方向上的长度与第一轴方向上的长度的比率与目标形状ts中在对应于第四轴方向的方向(例如，第三轴方向)上的长度与在对应于第一轴方向的方向(例如，第一轴方向)上的长度的比率不同的情况下，优选使凸面镜22c的第一轴方向上的曲率和第二轴方向上的曲率彼此不同，以使被凸面镜22c漫射的同时被反射的光的截面形状接近目标形状ts。
451.例如，在从第三轴方向观察到的每个凸面镜22c的形状是垂直长矩形(第四轴方向上的长度比第一轴方向上的长度长)，并且目标形状ts是水平长矩形(第一轴方向上的长度比第三轴方向上的长度长)的情况下，优选使凸面镜22c在第一轴方向上的曲率充分大于在第二轴方向上的曲率，以使在被凸面镜22c漫射的同时被反射的光的截面形状为水平长矩形(接近目标形状ts)。
452.例如，在从第三轴方向观察到的每个凸面镜22c的形状是水平长矩形(第一轴方向上的长度比第四轴方向上的长度长)，并且目标形状ts是垂直长矩形(第三轴方向上的长度比第一轴方向上的长度长)的情况下，优选使凸面镜22c在第二轴方向上的曲率充分大于在第一轴方向上的曲率，以使在被凸面镜22c漫射的同时被反射的光的截面形状为垂直长矩形(接近目标形状ts)。
453.例如，在从第三轴方向观察到的每个凸面镜22c的形状是水平长矩形(第一轴方向上的长度比第四轴方向上的长度长)，目标形状ts是水平长矩形(第一轴方向上的长度比第三轴方向上的长度长)，并且后一矩形比前一矩形水平长的情况下，优选使凸面镜22c在第一轴方向上的曲率大于在第二轴方向上的曲率，以使在被凸面镜22c漫射的同时被反射的光的截面形状的水平长的程度更大(接近目标形状ts)。
454.例如，在从第三轴方向观察到的每个凸面镜22c的形状是垂直长矩形(第四轴方向
上的长度比第一轴方向上的长度长)，目标形状ts是垂直长矩形(第三轴方向上的长度比第一轴方向上的长度长)，并且前一矩形比后一矩形垂直长的情况下，优选使凸面镜22c在第二轴方向上的曲率小于在第一轴方向上的曲率，以使在被凸面镜22c漫射的同时被反射的光的截面形状的垂直长的程度更小(接近目标形状ts)。
455.例如，在从第三轴方向观察到的每个凸面镜22c的形状是垂直长矩形(第四轴方向上的长度比第一轴方向上的长度长)，目标形状ts是垂直长矩形(第三轴方向上的长度比第一轴方向上的长度长)，并且后一矩形比前一矩形垂直长的情况下，优选使凸面镜22c在第二轴方向上的曲率大于在第一轴方向上的曲率，以使在被凸面镜22c漫射的同时被反射的光的截面形状的垂直长的程度更大(接近目标形状ts)。
456.此外，期望凸面镜22c的尺寸充分小于形成在反射表面22a上的发射光el的光斑ls(参见图21)，并且尽可能多的凸面镜22c包含在光斑ls中。
457.下面将描述原因。由于光仅照射位于光斑ls周围的凸面镜22c的一部分，因此反射光也可以仅照射照明场fov的一部分，这成为降低照度均匀性的因素。同时，由于凸面镜22c的尺寸小于光斑ls时，因此凸面镜22c的仅照射光的部分的比率减小，这有利于提高照度的均匀性。
458.在此处，多个凸面镜22c被设定为在第一轴方向上具有彼此相等的曲率，并且在第二轴方向上具有彼此相等的曲率。
459.注意，多个凸面镜22c中的至少两个可以被设定为使得第一轴方向上的曲率和第二轴方向上的曲率中的至少一个彼此不同。
460.此外，在多个凸面镜22c中，从第三轴方向观察到的形状中，第四轴方向的长度与第一轴方向的长度的比率被设定为彼此相等。
461.注意，在多个凸面镜22c中的至少两个中，从第三轴方向观察到的形状中，第四轴方向上的长度与第一轴方向上的长度的比率可以被设定为彼此不同。
462.此外，在多个凸面镜22c中，从第三轴方向观察到的形状中，第一轴方向上的长度被设定为彼此相等，并且第四轴方向上的长度被设定为彼此相等。
463.注意，在多个凸面镜22c中，从第三轴方向观察到的形状中，第一轴方向上的长度和第四轴方向上的长度中的至少一个可以被设定为彼此不同。
464.注意，在以上描述中，第三轴方向是光源20的发射光el的光轴方向eoad，但是实施例不限于这种情况。例如，在光源20与反射元件22之间布置诸如透镜和反射镜的光学元件的情况下，仅需要第三轴方向与从光源20发射并通过光学元件的光的光轴方向大致一致。
465.即，优选地，第三轴方向与从光源20发射并进入反射元件22的入射光的光轴方向(入射轴方向)大致一致。注意，第三轴方向可以相对于入射轴方向稍微倾斜。
466.(6)制造反射元件的方法
467.作为制造反射元件22的方法，可以使用与日本专利申请公开第10
‑
148704号“形成微透镜阵列的方法和制造固态图像传感器的方法”类似的蚀刻方法。注意，由于根据本技术的凸面镜22c的光的入射轴(入射光的光轴)相对于基准平面22d倾斜，因此需要倾斜掩模基板表面上的蚀刻方向以与入射轴的方向匹配。
468.在下文中，将描述制造反射元件22的过程的概要。
469.首先，如图27所示，根据要形成的凸面镜22c的形状和间距，将用作掩模的抗蚀剂
施加到作为反射元件22的诸如玻璃、金属或树脂的材料的基板(基材)的一个表面。为了便于描述，图27仅示出了在一个基板上以3
×
3网格图案形成的九个抗蚀剂，但是实际上，在一个基板上以网格方式形成大量微小的抗蚀剂。
470.图28a示出了图27的y
‑
y截面和x
‑
x截面。如图28a所示，从将抗蚀剂施加到基板的状态，如图28b所示，抗蚀剂通过回流熔化并且通过表面张力变形为圆顶形状。
471.此时，从图28a和图28b可以看出，在y
‑
y轴方向(对应于第二轴方向的方向)上相邻的抗蚀剂之间的间隙从a变为c(＜a)，并且在x
‑
x轴方向(对应于第一轴方向的方向)上相邻的抗蚀剂之间的间隙从b变为d(＜b)。
472.接下来，在诸如平行板型rie装置的蚀刻装置中，在保持基板相对于对应于第三轴方向的方向围绕x
‑
x轴倾斜(例如，45
°
)，使得包含离子和自由基的蚀刻气体从与假设的光入射方向相同的方向(对应于第三轴方向)发射的同时执行干蚀刻(蚀刻气体：氧气+cf4)，如图28c所示。此时，在从抗蚀剂转移到基板的平面图案逐渐变得大于抗蚀剂的平面图案的条件下执行蚀刻(出现正转换差)。在此处，控制抗蚀剂厚度、相邻抗蚀剂之间的间隙、蚀刻气体的cf4浓度等，使得由此形成的凸面变成具有图29a所示形状的凸面。在此处，从图28c和图29a可以看出，x
’‑
x’截面是平行于对应于第一轴方向的方向和对应于第三轴方向的方向两者的截面。
473.接下来，如图29b所示，使用诸如对近红外光具有高反射率的铝、金或银的成膜材料通过诸如溅射的方法在所形成的凸面的表面上形成反射膜以形成镜面。因此，生成包括多个凸面镜22c的反射元件22(参见图29c)。
474.注意，为了防止反射膜的氧化并提高耐久性，期望根据需要在反射膜上形成包括一氧化硅等的保护膜。
475.13.根据本技术的第八实施例的距离测量装置的操作
476.(1)距离测量装置的整体操作
477.在第八实施例的距离测量装置10中，光源装置12向对象发射光，光接收装置14接收由对象反射的光，并且控制装置16计算到对象的距离并且生成距离图像。
478.(2)光源装置的操作
479.在第八实施例的光源装置12中，光源20由光源驱动电路21驱动，并且从光源20发射光。从光源20发射的光(发射光el)直接进入反射元件22的反射表面22a，并且入射光的至少一部分(例如，99％)在被反射表面22a朝向透射元件30漫射的同时被反射。在被反射表面22a漫射的同时被反射的光(反射光rl)的至少一部分(例如，99％)透射通过透射元件30，并且作为照射光il照射对象(被摄体)。
480.(3)光接收装置的操作
481.在第八实施例的光接收装置14中，从光源装置12照射到对象并被对象反射的光(对象光ol)进入透镜单元32并被透镜单元32聚光。通过透镜单元32的对象光ol进入带通滤波器36。已经进入带通滤波器36的对象光ol中仅预定波长带中的光(例如，红外光)通过带通滤波器36。已经通过带通滤波器36的对象光ol进入图像传感器38。此时，图像传感器38在每个像素处执行光电转换。
482.(4)控制装置的操作
483.第八实施例的控制装置16经由光源驱动电路21驱动光源20，基于图像传感器38的
每个像素的输出针对每个像素计算到对象(被摄体)的距离并且生成距离图像。
484.14.根据本技术的第八实施例的距离测量装置的效果
485.(1)光源装置的效果
486.在光源装置12中，反射元件22包括沿着来自光源20的光进入的基准平面22d规则地布置的多个凸面镜22c(曲面镜)，并且每个凸面镜22c在基准平面22d内具有彼此正交的第一轴方向和第二轴方向上的曲率。
487.在光源装置12中，来自光源20的光进入沿着基准平面22d规则地布置的多个凸面镜22c。在已经进入每个凸面镜22c的光沿对应于第一轴方向的方向(例如，第一轴方向)和对应于第二轴方向的方向(例如，第三轴方向)漫射的同时被反射，同时保持彼此的规则性。
488.根据光源装置12，可以容易地生成垂直于光轴roa的截面形状是期望形状(目标形状ts)的反射光rl(具有期望的截面形状的反射光rl)。
489.相反，例如，在如专利文献1中那样随机(不规则)布置多个凸面镜的情况下，在已经进入每个凸面镜的光在彼此随机漫射的同时被反射。因此，在专利文献1中，不太容易生成垂直于光轴roa的截面形状是期望的形状的反射光。
490.由于多个凸面镜22c根据垂直于反射光rl的光轴roa的截面的目标形状ts规则地布置，因此可以更容易地生成期望的反射光rl。
491.由于多个凸面镜22c中的每一个相对于基准平面22d倾斜，并且从与第一轴方向正交的第三轴方向观察到的形状是对应于目标形状ts的形状，因此可以更容易地生成期望的反射光rl。
492.由于第三轴方向与光源20的发射光el的光轴方向(eoad)大致一致，因此可以更可靠地生成期望的反射光rl。
493.在多个凸面镜22c的每一个中，根据目标形状ts中在对应于第一轴方向的方向上的长度与在对应于第四轴方向的方向上的长度的比率来设定从第三轴方向观察到的形状在第一轴方向上的长度、从第三轴方向观察到的形状在第四轴方向上的长度、在第一轴方向上的曲率和在第二轴方向上的曲率。因此，可以使垂直于反射光rl的光轴roa的截面的形状成为期望的形状，并且可以使截面内的照度均匀。
494.在多个凸面镜22c的每一个中，从第三轴方向观察到的形状中第四轴方向上的长度与在第一轴方向上的长度的比率等于目标形状ts中在对应于第四轴方向的方向上的长度与在对应于第一轴方向的方向上的长度的比率，并且第一轴方向上的曲率和第二轴方向上的曲率被设定为彼此相等的情况下，可以使垂直于反射光rl的光轴roa的截面的形状成为期望的形状，并且可以使截面内的照度均匀。
495.由于多个凸面镜22c包括至少三个凸面镜22c，并且从第三轴方向观察二维地布置，因此反射光rl可以扩展到更宽的范围。
496.由于多个凸面镜22c包括至少四个凸面镜22c，并且从第三轴方向观察在第一轴方向和第二轴方向上以二维网格方式布置，因此可以高精度地生成具有期望的截面形状的反射光rl，并且可以使反射光rl在垂直于光轴roa的截面中的照度更均匀。
497.当通过在与第四轴方向正交的平面中切割多个凸面镜22c中的每一个而获得的切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线与连接凸曲线的两端的线段形成的角度为α/2时，在满足0
°
＜α≤60
°
的情况下，可以抑制来自每个凸面镜22c的反射光在第一轴方向上与每个
凸面镜22c相邻的凸面镜22c渐晕。
498.当通过在与第一轴方向正交的平面中切割多个凸面镜22c中的每一个而获得的切割端绘制的凸曲线的每一端的切线与连接凸曲线的两端的线段形成的角度为β/2并且从第一轴方向观察由第四轴方向相对于基准平面形成的角度为时，在满足的情况下，可以抑制对来自每个凸面镜22c的反射光在第二轴方向上与每个凸面镜22c相邻的凸面镜22c渐晕。
499.由于每个凸面镜22c的切割端是弧形形状，因此凸面镜22c的设计很容易。
500.由于多个凸面镜22c被设定为在第一轴方向上具有彼此相等的曲率，并且在第二轴方向上具有彼此相等的曲率，因此可以更容易地生成期望的反射光。
501.由于在多个凸面镜22c中，从第三轴方向观察到的形状中，第四轴方向上的长度与第一轴方向上的长度的比率彼此相等，因此可以更容易地生成具有期望的截面形状的反射光。
502.由于在多个凸面镜22c中，从第三轴方向观察到的形状中，在第一轴方向上的长度彼此相等，并且在第四轴方向上的长度彼此相等，因此可以更容易地生成期望的反射光。
503.由于光源20是激光光源，因此光源20可以生成高亮度的反射光。
504.(2)距离测量装置和对象系统的效果
505.第八实施例的距离测量装置10包括光源装置12、接收从光源装置12发射并被对象反射的光的光接收装置14以及至少基于光接收装置14的输出来计算到对象的距离的控制装置16。
506.根据距离测量装置10，光源装置12的照明场foi可以被设定为期望的范围。因此，光不会发射到无用的范围，这有效地降低功耗并增加所需范围内的照度。
507.由于光源装置12、光接收装置14和控制装置16一体地设置，因此距离测量装置10可以容易地安装在对象(例如，移动体、电子装置等)上。
508.根据包括距离测量装置10和安装有距离测量装置10的对象(例如，移动体、电子装置等)的对象系统，可以实现安全性优异的对象系统。
509.光接收装置14包括图像传感器38，并且目标形状ts与图像传感器38的像素布置区域的形状大致一致。因此，从光源装置12发射并被对象反射的光可以无浪费地进入图像传感器38。
510.15.根据本技术的第九实施例的反射元件
511.图30a是反射元件220的透视图。图30b是从垂直于基准平面220d的方向观察到的反射元件220的示图。图30c是从光源20的发射光el的光轴方向eoad(与第一轴方向和第四轴方向两者都正交的第三轴方向)观察到的反射元件220的示图。
512.如图30a至图30c所示，根据第九实施例的反射元件220与根据第八实施例的反射元件22的不同之处在于包括多个凹面镜220c(曲面镜的示例)。
513.即，反射元件22的反射表面220a由多个凹面镜220c的凹面配置。
514.每个凹面镜220c也在第一轴方向和第二轴方向上具有曲率。
515.如图30a至图30c所示，多个凹面镜220c沿着基准平面220d以二维网格方式布置。
516.即，多个凹面镜220c规则地布置。
517.如图30b所示，从垂直于基准平面220d的方向观察，每个凹面镜220c具有扭曲的矩形形状。
518.如图30c所示，从每个凹面镜220c的第三轴方向观察到的形状是根据目标形状ts的形状的矩形。
519.如图30c所示，从第三轴方向观察，多个凹面镜220c在第一轴方向(对应于作为目标形状ts的长边方向的第一轴方向的方向)和第四轴方向(对应于作为目标形状ts的短边方向的第三轴方向的方向)上以二维网格方式布置。
520.即，多个凹面镜220c根据目标形状ts彼此规则地布置。
521.如图30c所示，作为从每个凹面镜220c的第三轴方向观察到的形状的矩形的长边方向是第一轴方向(对应于目标形状ts的长边方向的方向)，并且矩形的短边方向是第四轴方向(对应于目标形状ts的短边方向的方向)。
522.即，每个凹面镜220c布置在对应于目标形状ts的方向上。
523.如上所述，多个凹面镜220c根据目标形状ts规则地布置。
524.如图31所示，每个凹面镜220c被设计为使得平行于c截面ccs的任意截面具有弧形形状(凹曲线形状的示例)，并且由截面绘制的弧形(凹曲线的示例)的切线t3相对于第一轴方向形成的角度从
‑
α/2连续变化到+α/2。
525.即，通过连接由平行于每个凹面镜220c的c截面ccs的任意截面绘制的弧形(凹曲线的示例)的两端的弦(线段)与在弧的每一端处的切线t3(位于平行于c截面ccs的任意平面中)形成的角度被设定为α/2。即，在每个凹面镜220c中，在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端是弧形形状(凹曲线形状的示例)，并且通过由切割端绘制的弧形(凹曲线的示例)的每一端处的切线t3与连接弧形的两端的弦(线段)形成的角度被设定为α/2。
526.此时，平行于每个凹面镜220c的c截面ccs的任意截面上的光的入射角相对于通过截面的第一轴方向的中心并在第三轴方向上延伸的中心轴ca3对称地从
‑
α/2连续变化到+α/2。
527.因此，来自每个凹面镜220c的反射光相对于对应于凹面镜220c的中心轴ca3的轴以2α的角度对称地在a截面acs或平行于a截面acs的平面中连续扩展。
528.在此处，“对应于凹面镜220c的中心轴ca3的轴”是在包括凹面镜220c的中心轴ca3的b截面bcs中或在平行于b截面bcs的平面中与中心轴ca3相交的平行于roa的轴。
529.因此，当平行光进入每个凹面镜220c时，可以获得在a截面acs内和平行于a截面acs的任意截面中具有2α的漫射角的反射光(照射光)。
530.在此处，如果α在平行于c截面的任意截面中增加，则来自每个凹面镜220c的反射光与相邻的凹面镜220c干涉，并且发生渐晕。即，由每个凹面镜220c反射的光被在第一轴方向上与每个凹面镜220c相邻的凹面镜220c渐晕。
531.因此，为了抑制渐晕，0
°
＜α≤90
°
是期望的。
532.注意，期望所有凹面镜220c满足0
°
＜α≤90
°
，但是仅一些凹面镜220c可以满足0
°
＜α≤90
°
。
533.为了方便起见，图31示出了光进入一个凹面镜220c并且在漫射的同时被反射的状态。实际上，光类似地进入其他凹面镜220c并且在漫射的同时被反射。
534.此外，如图32所示，每个凹面镜220c被设计为使得平行于b截面bcs的任意截面具
有弧形形状(凹曲线形状的示例)，并且由截面绘制的弧形(凹曲线的示例)的切线t4相对于第二轴方向形成的角度从
‑
β/2连续变化到+β/2。
535.即，通过连接由平行于每个凹面镜220c的b截面bcs的任意截面绘制的弧形(凹曲线的示例)的两端的弦(线段)与在弧的每一端处的切线t4(位于平行于b截面的任意平面中)形成的角度被设定为β/2。即，在每个凹面镜220c中，在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端是弧形形状(凹曲线形状的示例)，并且通过由切割端绘制的弧形(凹曲线的示例)的每一端处的切线t4与连接弧形的两端的弦(线段)形成的角度被设定为β/2。
536.在这种情况下，光在每个凹面镜220c上的入射角从连续变化到
537.因此，来自每个凹面镜220c的反射光相对于对应于凹面镜220c的中心轴ca4的轴ca4’以2β的角度对称地在b截面bcs或平行于b截面bcs的平面中连续扩展。
538.在此处，上述“对应于中心轴ca4的轴ca4
’”
是在包括凹面镜220c的中心轴ca4的b截面bcs中或在平行于b截面bcs的平面中与中心轴ca4相交的平行于roa的轴。
539.因此，当平行光进入凹面镜220c时，可以获得在b截面bcs中和平行于b截面bcs的任意截面中具有2β的漫射角的反射光(照射光)。
540.在此处，如果β在平行于b截面的任意截面中增加，则来自每个凹面镜220c的反射光与和每个凹面镜220c相邻的的凹面镜220c干涉，并且发生渐晕。即，由每个凹面镜220c反射的光被在第二轴方向上与每个凹面镜220c相邻的凹面镜220c渐晕。
541.因此，为了抑制渐晕，是期望的。
542.注意，期望所有凹面镜220c满足但是仅一些凹面镜220c可以满足
543.为了方便起见，图32示出了光进入一个凹面镜220c并且在漫射的同时被反射的状态。实际上，光类似地进入其他凹面镜220c并且在漫射的同时被反射。
544.因此，通过使平行光进入凹面镜220c，可以获得在a截面acs和平行于a截面acs的任意截面中具有2α的漫射角并且在b截面bcs和平行于b截面bcs的任意截面中具有2β的漫射角的反射光rl(照射光il)。即，可以生成具有期望的截面形状的反射光rl(照射光il)。
545.第九实施例的反射元件220也具有与第八实施例的反射元件22大致类似的功能和效果。
546.第九实施例的反射元件220也可以通过与第八实施例的反射元件22的制造方法大致类似的制造方法来制造。
547.在第九实施例中，反射元件220被设计为使得每个凹面镜220c的平行于c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面具有弧形形状。然而，可以采用另一凹曲线形状，只要曲率在同一方向上连续变化。
548.具体地，每个凹面镜220c的平行于c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面中的至少一个可以具有凹曲线形状，诸如椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线或摆线曲线。
549.每个凹面镜220c的平行于c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面可以具有彼此不同的凹曲线形状。
550.16.根据本技术的第十实施例的反射元件
551.第十实施例的反射元件与第八实施例的反射元件22的不同之处在于，多个曲面镜中的每一个曲面镜在第一轴方向和第二轴方向上的曲率是两个正特性和两个负特性的曲率的总共四个组合(具体地，在第一轴方向和第二轴方向上的曲率两个都是正的，第一轴方向和第二轴方向上的曲率两个都是负的，第一轴方向上的曲率是正的且第二轴方向上的曲率是负的，第一轴方向上的曲率是负的且第二轴方向上的曲率是正的)中的一个。
552.注意，当相邻的曲面镜之间的边界出现水平差异时，就会发生渐晕。因此，为了避免在边界中出现水平差异，优选地，多个曲面镜组的多个曲面镜在第二轴方向上的曲率的正负特性彼此相等，每个曲面镜组包括沿第一轴方向上布置的多个曲面镜和沿第二方向布置的组，并且多个曲面镜组的多个曲面镜在第一轴方向上的曲率的正负特性彼此相等，每个曲面镜组包括沿第一轴方向上布置的组和沿第二轴方向上布置的多个曲面镜。
553.因此，在第十实施例中，在相邻的曲面镜之间的边界处不出现水平差异的示例被描述为示例1和示例2。
554.图33a示出了从垂直于基准平面2200ad的方向观察到的第十实施例的示例1的反射元件2200a的示图(最大视图)、从第一轴方向观察到的反射元件2200a的示图(左侧的窄视图)以及从第二轴方向观察到的反射元件2200a的示图(上侧的窄视图)。
555.图33b示出了从垂直于基准平面2200bd的方向观察到的第十实施例的示例2的反射元件2200b的示图(最大视图)、从第一轴方向观察到的反射元件2200b的示图(左侧的窄视图)以及从第二轴方向观察到的反射元件2200b的示图(上侧的窄视图)。
556.图33c是从第三轴方向观察到的第十实施例的示例1的反射元件2200a或示例2的反射元件2200b的示图。
557.图33d是第十实施例的示例1的反射元件2200a的透视图。
558.图33e是第十实施例的示例2的反射元件2200b的透视图。
559.在第十实施例的示例1的反射元件2200a和示例2的反射元件2200b中，平行于每个曲面镜的c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面具有弧形形状。然而，实施例不限于这些情况。例如，任意截面可以具有曲线形状，诸如椭圆、抛物线、双曲线、正弦曲线或摆线曲线。
560.每个曲面镜的平行于c截面ccs的任意截面和平行于b截面bcs的任意截面可以具有彼此不同的曲线形状。
561.(1)示例1的反射元件
562.如图33a和图33d所示，在示例1的反射元件2200a中，反射表面2200aa由多个(n个)曲面镜2200ack(k＝1至n)的曲面(表面)配置。
563.多个曲面镜2200ack沿着基准平面2200ad以二维网格方式布置。
564.即，多个曲面镜2200ack规则地布置。
565.更具体地，如图33c所示，在反射元件2200a中，从第三轴方向观察，多个曲面镜2200ack在第一轴方向和第四轴方向上以二维网格方式布置。
566.即，多个曲面镜2200ack根据目标形状ts彼此规则地布置。
567.如图33a所示，每个曲面镜2200ack具有扭曲的矩形形状。
568.如图33c所示，从每个曲面镜2200ack的第三轴方向观察到的形状是根据目标形状ts的形状的矩形。
569.从每个曲面镜2200ack的第三轴方向观察到的形状的长边方向是第一轴方向(对应于目标形状ts的长边方向的方向)，并且短边方向是第四轴方向(对应于目标形状ts的短边方向的方向)。
570.即，每个曲面镜2200ack沿对应于目标形状ts的方向布置。
571.以这种方式，多个曲面镜2200ack根据目标形状ts规则地布置。
572.此外，在反射元件2200a中，如图33a和图33c所示，沿第二轴方向布置(沿第四轴方向布置)的多个曲面镜2200ack的曲率在第一轴方向上的正负特性被设定为彼此相等，并且沿第一轴方向布置的多个曲面镜2200ack的曲率在第二轴方向上的正负特性被设定为彼此相等。
573.因此，可以防止在第一轴方向上相邻的曲面镜2200ack之间和在第二轴方向上相邻的曲面镜2200ack之间形成水平差异。
574.即，在第一轴方向上相邻的曲面镜2200ack可以彼此平滑地连接，并且在第二轴方向上相邻的曲面镜2200ack可以彼此平滑地连接。
575.此外，在反射元件2200a中，如图33a和图33c所示，在多个曲面镜组的相邻的曲面镜组之间，第一轴方向上的曲率的正负特性被设定为彼此相反，每个曲面镜组包括沿第二轴方向布置(沿第四轴方向布置)的多个曲面镜2200ack和沿第一轴方向布置的组。在多个曲面镜组的相邻的曲面镜组之间，第二轴方向上的曲率的正负特性被设定为彼此相反，每个曲面镜组包括沿第一轴方向布置的多个曲面镜2200ack和沿第二轴方向(沿第四轴方向布置)布置的组。
576.即，如图33a和图33d所示，反射元件2200a具有从第一轴方向和第二轴方向两者观察到的凹凸形状可选布置的形状。
577.注意，图33a的最大视图(示出反射元件2200a的图)的下侧上的凸显示指示在凸显示上方沿第二轴方向布置的所有曲面镜在第一轴方向上的曲率是凸的(正的)。图33a的最大视图(示出反射元件2200a的图)的下侧上的凹显示指示在凹显示上方沿第二轴方向布置的所有曲面镜在第一轴方向上的曲率是凹的(负的)。图33a的最大视图右侧的凸显示(示出反射元件2200a的图)指示在凸显示左侧沿第一轴方向布置的所有曲面镜在第二轴方向上的曲率是凸的(正的)。图33a的最大视图右侧的凹显示(示出反射元件2200a的图)指示在凹显示左侧沿第一轴方向布置的所有曲面镜在第二轴方向上的曲率是凹的(负的)。
578.(2)示例2的反射元件
579.如图33b和图33e所示，在示例2的反射元件2200b中，反射表面2200ba由多个(n个)曲面镜2200bck(k＝1至n)的曲面(表面)配置。
580.多个曲面镜2200bck沿着基准平面2200bd以二维网格方式(规则地)布置。
581.即，多个曲面镜2200bck规则地布置。
582.更具体地，如图33c所示，在反射元件2200b中，从第三轴方向观察，多个曲面镜2200bck在第一轴方向(对应于目标形状ts的长边方向的方向)和第四轴方向(对应于目标形状ts的短边方向的方向)上以二维网格方式布置。
583.即，多个曲面镜2200bck根据目标形状ts彼此规则地布置。
584.如图33b所示，每个曲面镜2200bck具有扭曲的矩形形状。
585.如图33c所示，从每个曲面镜2200bck的第三轴方向观察到的形状是根据目标形状
ts的形状的矩形。
586.如图33c所示，从每个曲面镜2200bck的第三轴方向观察到的形状的长边方向是第一轴方向(对应于目标形状ts的长边方向的方向)，并且短边方向是第四轴方向(对应于目标形状ts的短边方向的方向)。
587.即，每个曲面镜2200bck沿对应于目标形状ts的方向布置。
588.以这种方式，多个曲面镜2200bck根据目标形状ts规则地布置。
589.此外，在反射元件2200b中，如图33b和图33c所示，沿第二轴方向布置(沿第四轴方向布置)的多个曲面镜2200bck的曲率在第一轴方向上的正负特性被设定为彼此相等，并且沿第一轴方向布置的多个曲面镜2200bck的曲率在第二轴方向上的正负特性被设定为彼此相等。
590.因此，可以防止在第一轴方向上相邻的曲面镜2200bck之间和在第二轴方向上相邻的曲面镜2200bck之间形成水平差异。
591.即，在第一轴方向上相邻的曲面镜2200bck可以彼此平滑地连接，并且在第二轴方向上相邻的曲面镜2200bck可以彼此平滑地连接。
592.此外，在反射元件2200b中，如图33b和图33c所示，在多个曲面镜组的相邻的一些相邻的曲面镜组中，第一轴方向上的曲率的正负特性被设定为彼此相反，并且在其他相邻的曲面镜组中，第一轴方向上的曲率的正负特性被设定为彼此相等，每个曲面镜组包括沿第二轴方向布置(沿第四轴方向布置)的多个曲面镜2200bck和沿第一轴方向布置的组。在反射元件2200b中，如图33b和图33c所示，在多个曲面镜组的相邻的一些相邻的曲面镜组中，第二轴方向上的曲率的正负特性被设定为彼此相反，并且在其他相邻曲面镜组中，第二轴方向上的曲率的正负特性被设定为彼此相等，每个曲面镜组包括沿第一轴方向布置的多个曲面镜2200bck和沿第二轴方向布置(沿第四轴方向布置)的组。
593.即，如图33b和图33e所示，反射元件2200b具有从第一轴方向和第二轴方向两者观察到的凹凸形状随机布置的形状。
594.注意，图33b的最大视图(示出反射元件2200b的图)的下侧上的凸显示指示在凸显示上方沿第二轴方向布置的所有曲面镜在第一轴方向上的曲率是凸的(正的)。图33b的最大视图(示出反射元件2200b的图)的下侧上的凹显示指示在凹显示上方沿第二轴方向布置的所有曲面镜在第一轴方向上的曲率是凹的(负的)。图33b的最大视图右侧的凸显示(示出反射元件2200b的图)指示在凸显示左侧沿第一轴方向布置的所有曲面镜在第二轴方向上的曲率是凸的(正的)。图33b的最大视图右侧的凹显示(示出反射元件2200b的图)指示在凹显示左侧沿第一轴方向布置的所有曲面镜在第二轴方向上的曲率是凹的(负的)。
595.由于与第八实施例的反射元件22和第九实施例的反射元件220一样，第十实施例的每个示例的反射元件也具有在第一轴方向和第二轴方向上的曲率，因此反射元件可以在沿对应于第一轴方向(例如，第一轴方向)的方向和对应于第二轴方向(例如，第三轴方向)的方向漫射入射光的同时进行反射。
596.第十实施例的每个示例的反射元件也具有与第八实施例的反射元件22大致类似的功能和效果。
597.第十实施例的每个示例的反射元件的制造有点复杂，因为与第八实施例的反射元件22相比，每个曲面镜的形状不均匀，但是可以通过基于第八实施例的反射元件22的制造
方法的方法来制造第十实施例的反射元件。
598.与第八实施例类似，在第十实施例的示例的反射元件的至少一个曲面镜在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凸曲线形状的情况下，在通过由切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线与连接凸曲线的两端的线段形成的角度为α/2时，优选地满足0
°
＜α≤60
°
。
599.与第八实施例类似，在第十实施例的示例的反射元件的至少一个曲面镜在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凸曲线形状的情况下，在通过由切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线与连接凸曲线的两端的线段形成的角度是β/2并且从第一轴方向观察第四轴方向相对于基准平面形成的角度是时，优选地满足
600.与第九实施例类似，在第十实施例的示例的反射元件的至少一个曲面镜在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状的情况下，在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线与连接凹曲线的两端的线段形成的角度为α/2时，优选地满足0
°
＜α≤90
°
。
601.与第九实施例类似，在第十实施例的示例的反射元件的至少一个曲面镜在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状的情况下，在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线与连接凹曲线的两端的线段形成的角度是β/2并且从第一轴方向观察第四轴方向相对于基准平面形成的角度是时，优选地满足
602.从第一实施例至第十实施例可以看出，本技术的反射元件在设定基准平面中彼此正交的第一轴方向和第二轴方向上的曲率方面具有非常高的自由度。
603.注意，第一实施例至第十实施例的反射元件的一些配置可以在技术一致性内彼此应用。
604.17.根据本技术的修改的光源装置
605.到目前为止给出的描述基于进入反射元件22的激光可以被视为平行光的假设。然而，如图34所示，由于来自光源20的发射光el通常或多或少地具有扩展角2γ(一侧为γ)，因此反射光rl的照明场foi变得比到目前为止由发射光el的扩展角2γ描述的漫射角2α和2β的照明场foi更宽。
606.即，在图34中，通过发射光el的光轴eoa的光线l0的来自反射表面(在此处，为了便于描述，使用平面镜)的反射光l0’在反射方向上完全不受扩展角γ的影响。相反，来自相对于发射光el的光轴具有扩展角γ的光线l1和l2的反射表面的反射光l1’和l2’在反射方向上向外偏移扩展角γ。
607.在这种情况下，扩展角2γ的影响对于光斑ls(参见图21)中心附近的曲面镜可以忽略不计，而扩展角2γ的影响对于靠近光斑ls周边的曲面镜更大。因此，存在反射光rl的照明场foi中的照度变化变大的问题。
608.作为对策，如图35所示，准直透镜23布置在光源20与反射元件之间的光路上(优选地，准直透镜23的光轴被布置为匹配eoa)，使得具有扩展角2γ的激光可以被校正为平行光。因此，可以消除或减少扩展角2γ的影响。注意，为了方便起见，图35仅示出了光源装置中的光源20、准直透镜23和反射器。
609.注意，可以在不将准直透镜23布置在光源20与反射元件之间的情况下校正扩展角2γ的影响。即，由于光源20与反射元件之间的距离可以缩短，因此可以在抑制封装31的尺
寸增加的同时校正扩展角2γ的影响。如图34所示，通常，当具有扩展角2γ(一侧为γ)的发射光el进入平面镜时，反射光的扩展角也是2γ。根据以上事实，由曲面镜的截面绘制的凸曲线或凹曲线的切线的角度可以根据曲面镜上入射角由于包括在发射光el中的每条光线相对于发射光el的光轴eoa的扩展角而增加或减少在
‑
γ/2至+γ/2的范围内校正。可以使来自每个曲面镜的反射光成为平行光，并且可以消除或减少扩展角的影响。
610.在此处，如下定义图36所示的参数d、σ和a。
611.d：从光源20的发光点(发射表面es)到eoa和反射表面(为方便起见，在图36中示为平面镜)的交点o的距离
612.由eoa与反射表面形成的角度
613.σ：包括在光源20的发射光el中的每条射线的一侧上的扩展角σ(0
°
≤|σ|≤γ＜45
°
)
614.a：从交点o到具有扩展角σ的光线与反射表面的交点的距离
615.此时，成立。
616.当等式变换时，
617.如果则a＝√2
×
d/(1/tanσ
‑
1)，
618.如果则a＝d
×
tanσ。
619.当σ从
‑
γ变为γ时，在反射光rl的照明场foi(漫射角)变窄到具有从以上等式(*)获得的半径a的反射表面的方向上以校正角σ/2执行校正。注意，当σ为负时，a也为负(反方向)。
620.此外，从第三轴方向观察到的根据本技术的反射元件的多个曲面镜的布置不限于图37a的上部图所示的网格状布置，并且可以是图37b的上部图所示的交错布置或者可以是图37c的上部图所示的组合不同尺寸的组合布置。
621.从图37a的下部图(网格状布置的透视图)可以看出，在网格状布置中可以消除相邻的凸面镜22c之间的水平差。
622.相反，从图37b的下部图(交错布置的透视图)或图37c的下部图(组合布置的透视图)可以看出，在交错布置或组合布置中，相邻的凸面镜22c之间出现水平差异。
623.因此，从第三轴方向观察到的根据本技术的反射元件的多个曲面镜的布置最优选为网格状布置。
624.注意，在此处，如图37a至图37c所示，已经使用凸面镜作为曲面镜中的示例给出了描述，但是类似的论点适用于凹面镜。
625.18.根据本技术的第十一实施例的距离测量装置
626.(1)距离测量装置的配置
627.在根据第十一实施例的距离测量装置100中，如图38所示，采用这样的配置，其中，光源装置127的光源20、包括具有轻微透光性(例如，透射率为1％)的反射元件22a和支撑元件25的反射器27a、光接收装置147的图像传感器380和控制装置16直接安装在电路板18上。此外，周壁2800设置在电路板18上以包围光源20、反射元件22a、图像传感器380和控制装置16。除了具有透光性之外，反射元件22a具有与根据第八实施例至第十实施例中任一实施例的反射元件类似的配置和功能。
628.即，在第十一实施例的距离测量装置100中，配置保持器240，该保持器240包括包含电路板18和周壁2800的封装3100，并且保持光源20、反射器27a、图像传感器380和控制装置16。即，在距离测量装置100中，光源20、反射器27a、图像传感器380和控制装置16由公共保持器240保持。更具体地，光源20、反射器27a、图像传感器380和控制装置16布置在保持器240的凹部240a中，即布置在电路板18上的周壁2800内部的区域中。图像传感器380和控制装置16设置在同一传感器板380a(半导体板)上。通过包括距离测量装置100和安装有距离测量装置100的对象(例如，移动体、电子装置等)来配置对象系统。同样，照明场foi被设定为与视场fov相同或稍大。
629.沿与图38的纸面正交的方向延伸的遮光块400桥接在保持器240的凹部240a(周壁2800内部的区域)上。即，保持器240的凹部240a被遮光块400划分为光源区域lr和传感器区域sr，光源区域lr布置有光源20和反射器27a，传感器区域sr布置有图像传感器380的大部分。凹部240a的光源区域lr的开口240a1被透射元件30覆盖。凹部240a的传感器区域sr的开口240a2被带通滤波器36覆盖。
630.在凹部240a的传感器区域sr中，布置包括用于图像传感器380的距离测量的像素组的第一光接收区域ra。第一光接收区域ra对应于第八实施例的图像传感器380的像素布置区域。在此处，第一光接收区域ra的形状是矩形。目标形状ts具有与第一光接收区域ra相同的形状(具有相同纵横比的矩形)。
631.即使反射元件22a损坏或脱落，从光源20发射的光的至少一部分也被遮光块400阻挡。因此，光不会进入第一光接收区域ra。
632.如图38a所示，光源驱动电路21安装在光源区域lr中与光源20和反射器27a相的区域(图38b中光源20和反射器27a的纸面深度侧的区域)的底面上。
633.除了包括用于距离测量的像素组的第一光接收区域ra之外，图像传感器380还在光源区域lr中具有用于光检测的第二光接收区域rb(例如，形成pd的区域)。遮光块400在从光源20发射并透射通过反射器27a的光(透射光tl)的光路上具有镜面400a。镜面400a被布置为相对于电路板18倾斜(例如，45
°
)以面对反射元件22a和第二光接收区域rb。相反，第二光接收区域rb布置在透射通过反射器27a并被镜面400a反射的光的光路上。
634.(2)距离测量装置的操作
635.在距离测量装置100中，光源20由光源驱动电路21驱动，并且光源20发光。从光源20发射的光的一部分(大部分)被反射元件22a反射和漫射，透射通过透射元件30，并且照射到对象。照射到对象并被对象反射的光(对象光ol)中通过透镜单元32和带通滤波器36的光聚光在图像传感器380的第一光接收区域ra上。第一光接收区域ra向控制装置16发送每个像素的输出(光电转换的电信号)。控制装置16基于第一光接收区域ra的每个像素的输出生成距离图像。
636.另一方面，从光源20发射的光的另一部分(少量)透射通过反射器27a，被镜面400a反射，并且聚光在第二光接收区域rb上。第二光接收区域rb向控制装置16发送输出(光电转换的电信号)。控制装置16基于第二光接收区域rb的输出执行各种控制(例如，发射光量的控制、基于检测到的发射定时的距离计算等)。
637.(3)距离测量装置和对象系统的效果
638.第十一实施例的距离测量装置100包括光源装置127、接收从光源装置127发射并
被对象反射的光的光接收装置147以及至少基于光接收装置147的输出来计算到对象的距离的控制装置16。
639.因此，可以实现能够有效地利用照射光il的距离测量装置100。
640.由于光源装置127、光接收装置147和控制装置16一体地设置，因此距离测量装置100可以容易地安装在对象(例如，移动体、电子装置等)上。
641.光接收装置147包括图像传感器380，该图像传感器380具有用于接收从光源装置127发射并被对象反射的光的第一光接收区域ra和用于接收从光源20发射并透射通过反射器27a的光(透射光tl)的第二光接收区域rb。因此，可以减少部件的数量，并且可以减小距离测量装置100的尺寸。
642.根据包括距离测量装置100和安装有距离测量装置100的对象(例如，移动体、电子装置等)的对象系统，可以实现照射光il的使用效率优异的对象系统。
643.注意，在保持器240中，凹部240a和窗口30不是必需的。即，在保持器240中，周壁2800和透射元件30不是必需的。保持器240可以仅由电路板18配置。保持器240可以仅由电路板18和周壁2800配置，即仅由封装3100配置。在保持器240中，电路板18用作安装有光源20的基座元件，但是可以使用除电路板之外的元件(例如，非板状元件)。
644.19.移动体的应用
645.根据本技术的光源单元和距离测量装置可以应用于各种产品。例如，根据本技术的光源单元和距离测量装置可以安装在包括汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动性、飞机、无人机、船舶、机器人、建筑机械和农业机械(拖拉机)的任何类型的移动体上以实现移动体系统(对象系统的示例)。例如，根据本技术的光源单元和距离测量装置可以应用于下面将要描述的车辆控制系统的车外信息检测单元或车内信息检测单元。
646.图39是示出作为可应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统7000的示意性配置示例的框图。车辆控制系统7000包括通过通信网络7010连接的多个电子控制单元。在图39所示的示例中，车辆控制系统7000包括驱动系统控制单元7100、车身系统控制单元7200、电池控制单元7300、车外信息检测单元7400、车内信息检测单元7500和集成控制单元7600。连接多个控制单元的通信网络7010可以例如是符合任意标准的车载通信网络，诸如控制器局域网(can)、局域互连网(lin)、局域网(lan)或flexray(注册商标)。
647.每个控制单元包括根据各种程序执行运算处理的微型计算机；存储由微型计算机执行的程序、用于各种计算的参数等的存储单元；以及驱动要控制的各种装置的驱动电路。每个控制单元包括用于经由通信网络7010与另一控制单元通信的网络i/f以及用于通过有线通信或无线通信与车辆内部和外部的装置、传感器等通信的通信i/f。图39示出了作为集成控制单元7600的功能配置的微型计算机7610、通用通信i/f 7620、专用通信i/f 7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车内装置i/f 7660、音频图像输出单元7670、车载网络i/f 7680和存储单元7690。类似地，其他控制单元包括微型计算机、通信i/f、存储单元等。
648.驱动系统控制单元7100根据各种程序来控制与车辆驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元7100用作用于生成诸如内燃机或驱动电机的车辆的驱动力的驱动力生成装置、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、调整车辆的转向角的转向机构、生成车辆的制动力的制动装置等的控制装置。驱动系统控制单元7100可以具有作为防抱死
制动系统(abs)、电子稳定控制(esc)等的控制装置的功能。
649.驱动系统控制单元7100与车辆状态检测单元7110连接。车辆状态检测单元7110例如包括用于检测车身的轴向旋转运动的角速度的陀螺仪传感器、用于检测车辆的加速度的加速度传感器和用于检测加速器踏板的操作量、制动踏板的操作量、方向盘的转向角、发动机速度、车轮旋转速度等的传感器中的至少一个。驱动系统控制单元7100使用从车辆状态检测单元7110输入的信号执行运算处理，并控制内燃机、驱动电机、电动转向装置、制动装置等。
650.车身系统控制单元7200根据各种程序控制装配在车身中的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元7200用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、自动车窗装置和各种灯(诸如前照灯、倒车灯、制动灯、转向灯和雾灯)的控制装置。在这种情况下，从替代钥匙的移动装置发送的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元7200。车身系统控制单元7200接收无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、自动车窗装置、灯等。
651.电池控制单元7300根据各种程序控制作为驱动电机的电源的二次电池7310。例如，电池控制单元7300从包括二次电池7310的电池装置接收诸如电池温度、电池输出电压或电池的剩余容量的信息。电池控制单元7300使用这些信号执行运算处理，以控制二次电池7310的温度调整、设置在电池装置中的冷却装置等。
652.车外信息检测单元7400检测安装有车辆控制系统7000的车辆外部的信息。例如，成像单元7410和车外信息检测器7420中的至少一个连接到车外信息检测单元7400。成像单元7410包括飞行时间(tof)相机、立体相机、单目相机、红外相机和另一相机中的至少一个。车外信息检测器7420例如包括用于检测当前天气或大气现象的环境传感器和用于检测装备有车辆控制系统7000的车辆周围的其他车辆、障碍物、行人等的周边信息检测传感器中的至少一个。
653.环境传感器例如可以是用于检测雨天的雨滴传感器、用于检测雾的雾传感器、用于检测日照程度的日照传感器和用于检测降雪的雪传感器中的至少一个。周边信息检测传感器可以是超声波传感器、雷达装置和光检测和测距或激光成像检测和测距(lidar)装置中的至少一个。成像单元7410和车外信息检测器7420可以被分别设置为独立的传感器或装置，或者可以被设置为集成有多个传感器或装置的装置。
654.在此处，图40示出了成像单元7410和车外信息检测器7420的安装位置的示例。例如，成像单元7910、7912、7914、7916和7918中的每一个设置在车辆7900的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门或车辆内部的挡风玻璃的上部中的至少一个位置上。设置在前鼻处的成像单元7910和设置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像单元7918主要获取车辆7900的前方图像。设置在侧视镜处的成像单元7912和7914主要获取车辆7900的侧面的图像。设置在后保险杠或后门处的成像单元7916主要获取车辆7900的后方图像。设置在车辆内部的挡风玻璃的上部处的成像单元7918主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、车道等。
655.注意，图40示出了成像单元7910、7912、7914和7916的捕获范围的示例。成像范围a表示设置在前鼻处的成像单元7910的成像范围，成像范围b和c分别表示设置在侧视镜处的成像单元7912和7914的成像范围，并且成像范围d表示设置在后保险杠或后门处的成像单
元7916的成像范围。例如，可以通过叠加由成像单元7910、7912、7914和7916中成像的图像数据来获得从上方观察的车辆7900的鸟瞰图像。
656.例如，设置在车辆7900的前部、后部、侧部、拐角以及车辆内部的挡风玻璃的上部的车外信息检测器7920、7922、7924、7926、7928和7930可以是超声波传感器或雷达装置。例如，设置在车辆7900的前鼻、后保险杠、后门以及车辆内部的挡风玻璃的上部的车外信息检测器7920、7926和7930可以是lidar装置。这些车外信息检测器7920至7930主要用于检测前方车辆、行人、障碍物等。
657.返回图39，将继续描述。车外信息检测单元7400使成像单元7410对车辆外部的图像进行成像并接收所成像的图像数据。此外，车外信息检测单元7400从连接的车外信息检测器7420接收检测信息。在车外信息检测器7420是超声波传感器、雷达装置或lidar装置的情况下，车外信息检测单元7400发送超声波、电磁波等并接收所接收的反射波的信息。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息执行路面上的人、车辆、障碍物、标志、字母等的对象检测处理或距离检测处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息执行识别降雨、雾、路面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息计算到车辆外部的对象的距离。
658.此外，车外信息检测单元7400可以基于所接收的图像数据执行识别路面上的人、车辆、障碍物、标志、字母等的图像识别处理或距离检测处理。车外信息检测单元7400可以对所接收的图像数据执行诸如失真校正或对准的处理，并且合成由不同成像单元7410成像的图像数据以生成鸟瞰图像或全景图像。车外信息检测单元7400可以使用由不同成像单元7410成像的图像数据来执行视点转换处理。
659.车内信息检测单元7500检测车辆内部的信息。例如，检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元7510连接到车内信息检测单元7500。驾驶员状态检测单元7510可以包括用于对驾驶员成像的相机、用于检测驾驶员的生物信息的生物传感器、用于收集车辆内部的声音的麦克风等。生物传感器例如设置在座位表面、方向盘等上，并检测坐在座位上的乘员或握住方向盘的驾驶员的生物信息。车内信息检测单元7500可以基于从驾驶员状态检测单元7510输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或集中程度，或者可以确定驾驶员是否在方向盘处睡着。车内信息检测单元7500可以对所收集的声音信号执行诸如噪声消除处理的处理。
660.集成控制单元7600根据各种程序来控制车辆控制系统7000中的整体操作。集成控制单元7600与输入单元7800连接。输入单元7800由可以由乘员操作和输入的装置(诸如触摸面板、按钮、麦克风、开关或控制杆)来实现。通过识别由麦克风输入的声音而获得的数据可以被输入到集成控制单元7600。输入单元7800可以例如是使用红外线或另一无线电波的远程控制器装置，或者可以是对应于车辆控制系统7000的操作的诸如移动电话或个人数字助理(pda)的外部连接装置。输入单元7800可以例如是相机，并且在这种情况下，乘员可以通过手势输入信息。可选地，可以输入通过检测乘员穿戴的可穿戴装置的移动而获得的数据。此外，输入单元7800可以例如包括输入控制电路，该输入控制电路基于乘员等使用以上输入单元7800输入的信息来生成输入信号，并将输入信号输出到集成控制单元7600等。乘员等通过操作输入单元7800向车辆控制系统7000输入各种数据并指示处理操作。
661.存储单元7690可以包括用于存储由微型计算机执行的各种程序的只读存储器
(rom)以及用于存储各种参数、计算结果、传感器值等的随机存取存储器(ram)。此外，存储单元7690可以由诸如硬盘驱动器(hdd)的磁存储装置、半导体存储装置、光存储装置、磁光存储装置等来实现。
662.通用通信i/f 7620是协调与存在于外部环境7750中的各种装置的通信的通用通信i/f。通用通信i/f 7620可以包括诸如全球移动通信系统(gsm)(注册商标)、wimax(注册商标)、长期演进(lte)(注册商标)或高级lte(lte
‑
a)的蜂窝通信协议或诸如无线lan(也称为wi
‑
fi(注册商标))或蓝牙(注册商标)的无线通信协议。例如，通用通信i/f 7620可以经由基站或接入点连接到存在于外部网络(例如，因特网、云网络或公司特定网络)上的装置(例如，应用服务器或控制服务器)。此外，通用通信i/f 7620可以使用例如对等(p2p)技术与存在于车辆附近的终端(例如，驾驶员、行人或商店的终端，或机器类型通信(mtc)终端)连接。
663.专用通信i/f 7630是支持为在车辆中使用而制定的通信协议的通信i/f。例如，专用通信i/f 7630可以包括标准协议，诸如车辆环境中的无线接入(wave)，该协议是下层ieee 802.11p和上层ieee 1609的组合、专用短程通信(dsrc)或蜂窝通信协议。专用通信i/f 7630通常执行v2x通信，该v2x通信是包括车辆对车辆通信、车辆对基础设施通信、车辆对家庭通信和车辆对行人通信中的一个或多个的概念。
664.定位单元7640例如接收来自全球导航卫星系统(gnss)卫星的gnss信号(例如，来自全球定位系统(gps)卫星的gps信号)来执行定位，并生成包括车辆的纬度、经度和高度的位置信息。注意，定位单元7640可以通过与无线接入点交换信号来指定当前位置，或者可以从具有定位功能的诸如移动电话、phs或智能手机的终端获取位置信息。
665.信标接收单元7650例如接收从安装在道路上的无线电台等发送的无线电波或电磁波，并且获取诸如当前位置、拥堵、道路封闭或所需时间的信息。注意，信标接收单元7650的功能可以包括在上述专用通信i/f 7630中。
666.车内装置i/f 7660是调解微型计算机7610与存在于车辆中的各种车内装置7760之间的连接的通信接口。车内装置i/f 7660可以使用诸如无线lan、蓝牙(注册商标)、近场通信(nfc)或无线usb(wusb)的无线通信协议来建立无线连接。此外，车内装置i/f 7660可以经由连接端子(未示出)(以及必要时的电缆)建立诸如通用串行总线(usb)、高清多媒体接口(hdmi)(注册商标)、移动高清链接(mhl)等的有线连接。车内装置7760可以包括例如由乘员拥有的移动装置或可穿戴装置以及携带或附接到车辆的信息装置中的至少一个。此外，车内装置7760可以包括执行到任意目的地的路线搜索的导航装置。车内装置i/f 7660与这些车内装置7760交换控制信号或数据信号。
667.车载网络i/f 7680是调解微型计算机7610与通信网络7010之间的通信的接口。车载网络i/f 7680根据由通信网络7010支持的预定协议来发送和接收信号等。
668.集成控制单元7600的微型计算机7610基于经由通用通信i/f 7620、专用通信i/f 7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车内装置i/f 7660和车载网络i/f 7680中的至少一个所获取的信息，根据各种程序来控制车辆控制系统7000。例如，微型计算机7610可以基于所获取的车辆内部和外部的信息来计算驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元7100输出控制命令。例如，微型计算机7610可以执行协同控制以实现高级驾驶员辅助系统(adas)功能，包括车辆的碰撞避免或震动减轻、基于车辆间
间距的跟随行驶、车速保持行驶、车辆的碰撞警报、车辆的车道偏离警报等。此外，微型计算机7610可以基于所获取的车辆附近的信息来控制驱动力生成装置、转向机构、制动装置等以执行以自主行驶的自动驾驶为目的而不依赖于驾驶员的操作的协同控制。
669.微型计算机7610可以基于经由通用通信i/f 7620、专用通信i/f 7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车内装置i/f 7660和车载网络i/f 7680中的至少一个所获取的信息来创建车辆与诸如外围结构或人的对象之间的三维距离信息，并且可以创建包括车辆的当前位置的外围信息的本地地图信息。此外，微型计算机7610可以基于所获取的信息来预测诸如车辆的碰撞、行人等的接近或进入封闭道路的危险，并且生成警报信号。警报信号可以例如是用于生成警报声音或用于打开警报灯的信号。
670.音频图像输出单元7670将音频和图像中的至少一个的输出信号发送到可以可视地和可听地向车辆乘员或车辆外部通知信息的输出装置。在图39的示例中，作为输出装置，示例性地示出了音频扬声器7710、显示单元7720和仪表面板7730。显示单元7720可以例如包括车载显示器和平视显示器中的至少一种。显示单元7720可以具有增强现实(ar)显示功能。输出装置可以是除了上述装置之外的诸如耳机或由乘员穿戴的眼镜型显示器、投影仪、灯等的可穿戴装置。在输出装置是显示装置的情况下，显示装置以诸如文本、图像、表格和曲线图的各种格式可视地显示通过由微型计算机7610执行的各种类型的处理获得的结果或从另一控制单元接收的信息。此外，在输出装置是音频输出装置的情况下，音频输出装置将包括再现的音频数据、声学数据等的音频信号转换为模拟信号，并且可听地输出该模拟信号。
671.注意，在图39所示的示例中，经由通信网络7010连接的至少两个控制单元可以集成为一个控制单元。可选地，单独的控制单元可以由多个控制单元配置。此外，车辆控制系统7000可以包括另一控制单元(未示出)。此外，在以上描述中，由任何一个控制单元执行的一些或所有功能可以由另一控制单元执行。即，只要经由通信网络7010发送和接收信息，就可以由任何控制单元执行预定的运算处理。类似地，连接到任何控制单元的传感器或装置可以连接到另一控制单元，并且多个控制单元可以经由通信网络7010相互发送和接收检测信息。
672.20.手术室系统的应用
673.根据本技术的光源单元和距离测量装置可以应用于与医疗领域相关的各种产品。例如，根据本技术的光源单元可以应用于下面将要描述的手术室系统中使用的光源装置。例如，根据本技术的距离测量装置可以应用于将在下面描述的手术室系统中使用包括光源装置、透镜单元和成像单元的装置。
674.图41是示意性地示出可应用根据本公开的技术的手术室系统5100的整体配置的示图。参考图41，手术室系统5100被配置为使得安装在手术室中的装置被连接以能够经由视听控制器(av控制器)5107和手术室控制装置5109彼此协作。
675.手术室可以安装各种装置。作为示例，图41示出了用于内窥镜手术的各种装置组5101、设置在手术室的天花板上并对操作者的手进行成像的天花板相机5187、设置在手术室的天花板上并对手术室的整个状态进行成像的手术现场相机5189、多个显示装置5103a至5103d、记录仪5105、病床5183和照明5191。
676.在此处，在这些装置中，装置组5101属于下面描述的内窥镜手术系统5113，并且包
括内窥镜、显示由内窥镜成像的图像的显示装置等。属于内窥镜手术系统5113的每个装置也被称为医疗装置。同时，显示装置5103a至5103d、记录仪5105、病床5183和照明5191是与内窥镜手术系统5113分开设置在例如手术室中的装置。不属于内窥镜手术系统5113的每个装置被称为非医疗装置。视听控制器5107和/或手术室控制装置5109控制医疗装置和非医疗装置彼此协同。
677.视听控制器5107集中控制与医疗装置和非医疗装置中的图像显示相关的过程。具体地，在包括在手术室系统5100中的装置中，装置组5101、天花板相机5187和手术现场相机5189可以是具有发送手术操作期间的要显示的信息(在下文中，该信息也被称为显示信息)的功能的装置(在下文中，也称为发送源处的装置)。此外，显示装置5103a至5103d可以是向其输出显示信息的装置(在下文中，也称为输出目的地处的装置)。此外，记录仪5105可以是对应于发送源处的装置和输出目的地处的装置两者的装置。视听控制器5107具有控制发送源处的装置和输出目的地处的装置的操作来从发送源处的装置获取显示信息，向输出目的地处的装置发送显示信息以及显示或记录显示信息的功能。注意，显示信息是在手术期间成像的各种图像、关于手术的各种类型的信息(例如，患者的身体信息、过去的检查结果的信息、手术方法的信息等)等。
678.具体地，可以将关于由内窥镜成像的患者体腔中的手术部位的图像的信息作为显示信息从装置组5101发送到视听控制器5107。此外，可以从天花板相机5187发送关于由天花板相机5187成像的操作者的手的图像的信息作为显示信息。此外，可以从手术现场相机5189发送关于示出由手术现场相机5189成像的整个手术室的状态的图像的信息作为显示信息。注意，在手术室系统5100中存在具有成像功能的另一装置的情况下，视听控制器5107可以从另一装置获取关于由另一装置成像的图像的信息作为显示信息。
679.可选地，例如，关于过去成像的这些图像的信息由视听控制器5107记录在记录仪5105中。视听控制器5107可以从记录仪5105获取关于过去成像的图像的信息作为显示信息。注意，记录仪5105还可以预先记录关于手术的各种类型的信息。
680.视听控制器5107使作为输出目的地处的装置的显示装置5103a至5103d中的至少任何一个显示所获取的显示信息(换句话说，在手术期间成像的图像和关于手术的各种类型的信息)。在所示的示例中，显示装置5103a是悬挂并安装在手术室的天花板上的显示装置，显示装置5103b是安装在手术室的墙壁上的显示装置，显示装置5103c是安装在手术室的操作台上的显示装置，并且显示装置5103d是具有显示功能的移动装置(例如，平板个人计算机(pc))。
681.此外，尽管在图41中省略了图示，但是手术室系统5100可以包括手术室外的装置。手术室外的装置可以是例如连接到医院内部或外部建造的网络的服务器、医务人员使用的pc、安装在医院的会议室中的投影仪等。在这种外部装置在医院外部的情况下，视听控制器5107还可以经由视频会议系统等使另一医院的显示装置显示显示信息从而进行远程医疗。
682.手术室控制装置5109集中控制除了关于非医疗装置中的图像显示的过程之外的过程。例如，手术室控制装置5109控制病床5183、天花板相机5187、手术现场相机5189和照明5191的驱动。
683.手术室系统5100设置有集中操作面板5111，并且用户可以通过集中操作面板5111向视听控制器5107发出关于图像显示的指令，并且可以向手术室控制装置5109发出关于非
医疗装置的操作的指令。集中操作面板5111在显示装置的显示表面上设置有触摸面板。
684.图42是示出集中操作面板5111上的操作屏幕的显示示例的示图。作为示例，图42示出了对应于在手术室系统5100中设置两个显示装置作为输出目的地处的装置的情况的操作屏幕。参考图42，操作屏幕5193设置有发送源选择区域5195、预览区域5197和控制区域5201。
685.发送源选择区域5195彼此相关联地显示设置在手术室系统5100中的发送源装置和表示由发送源装置保持的显示信息的缩略图屏幕。用户可以从显示在发送源选择区域5195中的任何发送源装置中选择要在显示装置上显示的显示信息。
686.预览区域5197显示了显示在在作为输出目的地处的装置的两个显示装置(监视器1和监视器2)上的屏幕的预览。在所示的示例中，在一个显示装置上以画中画(pinp)显示四个图像。这四个图像对应于从在发送源选择区域5195中选择的发送源装置发送的显示信息。四个图像中的一个作为主图像显示得相对较大，并且其余三个图像作为子图像显示得相对较小。用户可以通过适当地选择显示四个图像的区域来切换主图像和子图像。此外，在显示四个图像的区域下方设置状态显示区域5199，并且在该区域中适当地显示关于手术的状态(例如，手术的经过时间、患者的身体信息等)。
687.控制区域5201设置有发送源操作区域5203和输出目的地操作区域5205，在发送源操作区域5203中显示用于操作在发送源处的装置的图形用户界面(gui)组件，在输出目的地操作区域5205中显示用于操作在输出目的地处的装置的gui组件。在所示的示例中，发送源操作区域5203设置有用于对具有成像功能的发送源处的装置中的相机执行各种操作(摇摄、倾斜和变焦)的gui组件。用户可以通过适当地选择这些gui组件来操作发送源处的装置中的相机的操作。注意，尽管省略了图示，但是在发送源选择区域5195中选择的发送源处的装置是记录仪的情况下(换句话说，在预览区域5197中显示过去记录在记录仪中的图像的情况下)，发送源操作区域5203可以设置有用于执行诸如图像的再现、停止再现、倒带和快进的操作的gui组件。
688.此外，输出目的地操作区域5205设置有用于对作为输出目的地处的装置的显示装置中的显示器执行各种操作(交替、翻转、颜色调整、对比度调整以及2d显示和3d显示之间的切换)的gui组件。用户可以通过适当地选择这些gui组件来操作显示装置中的显示器。
689.注意，显示在集中操作面板5111上的操作屏幕不限于所示的示例，并且用户能够经由集中操作面板5111对可以由设置在手术室系统5100中的视听控制器5107和手术室控制装置5109控制的装置执行操作输入。
690.图43是示出应用上述手术室系统的手术的状态的示例的示图。天花板相机5187和手术现场相机5189设置在手术室的天花板上，并且可以对在病床5183上的患者5185的患部进行治疗的操作者(外科医生)5181的手以及整个手术室的状态进行成像。天花板相机5187和手术现场相机5189可以设置有放大率调整功能、焦距调整功能、成像方向调整功能等。照明5191设置在手术室的天花板上，并且至少照射操作者5181的手。照明5191能够适当地调整照射光量、照射光的波长(颜色)、光的照射方向等。
691.内窥镜手术系统5113、病床5183、天花板相机5187、手术现场相机5189和照明5191经由视听控制器5107和手术室控制装置5109(图43中未示出)彼此协作连接，如图41所示。集中操作面板5111设置在手术室中，并且如上所述，用户可以经由集中操作面板5111适当
地操作存在于手术室中的这些装置。
692.在下文中，将详细描述内窥镜手术系统5113的配置。如图所示，内窥镜手术系统5113包括内窥镜5115、其他手术工具5131、支撑内窥镜5115的支撑臂装置5141以及安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车5151。
693.在内窥镜手术中，称为套管针5139a至5139d的多个圆柱形穿刺装置穿刺到腹壁中而不是切割腹壁以打开腹部。然后，内窥镜5115的镜筒5117和其他手术工具5131通过套管针5139a至5139d插入到患者5185的体腔中。在所示的示例中，作为其他手术工具5131，气腹管5133、能量治疗工具5135和镊子5137插入到患者5185的体腔中。此外，能量治疗工具5135是用于利用高频电流或超声波振动来执行组织的切割和剥离、血管的密封等的治疗工具。注意，所示的手术工具5131仅是示例，并且内窥镜手术中通常使用的诸如镊子、牵引器等的各种手术工具可以用作手术工具5131。
694.在显示装置5155上显示由内窥镜5115成像的患者5185的体腔中的手术部位的图像。操作者5181在实时观看显示在显示装置5155上的手术部位的图像的同时使用能量治疗工具5135和钳子5137执行治疗，诸如切除患部。注意，尽管省略了图示，但是气腹管5133、能量治疗工具5135和镊子5137在手术期间由操作者5181、助手等支撑。
695.(支撑臂装置)
696.支撑臂装置5141包括从基座单元5143延伸的臂单元5145。在所示的示例中，臂单元5145包括关节部分5147a、5147b和5147c以及连杆5149a和5149b，并且在臂控制装置5159的控制下被驱动。内窥镜5115由臂单元5145支撑，并且控制内窥镜5115的位置和姿态。通过该控制，可以实现内窥镜5115的位置的稳定固定。
697.(内窥镜)
698.内窥镜5115包括具有从插入患者5185的体腔的远端具有预定长度的区域的镜筒5117和连接到镜筒5117的近端的摄像头5119。在所示的示例中，示出了被配置为包括硬镜筒5117的所谓的硬内窥镜的内窥镜5115。然而，内窥镜5115可以被配置为包括软镜筒5117的所谓的软内窥镜。
699.镜筒5117的远端设置有开口，物镜安装在该开口中。光源装置5157连接到内窥镜5115，并且由光源装置5157生成的光通过在镜筒5117内部延伸的光导被引导到镜筒5117的远端，并且患者5185的体腔中的要观察的对象被通过物镜的光照射。注意，内窥镜5115可以是前视内窥镜，可以是斜视内窥镜，或者可以是侧视内窥镜。
700.光学系统和成像元件设置在摄像头5119内部，并且来自要观察的对象的反射光(观察光)通过光学系统聚光到成像元件。观察光被成像元件光电转换，并且生成对应于观察光的电信号，即对应于观察图像的图像信号。图像信号作为原始数据被发送到相机控制单元(ccu)5153。注意，摄像头5119具有通过适当地驱动光学系统来调整放大率和焦距的功能。
701.注意，例如，为了应对立体视图(3d显示)等，可以在摄像头5119中设置多个成像元件。在这种情况下，在镜筒5117内部设置多个中继光学系统以将观察光引导到多个成像元件中的每一个。
702.(安装在推车中的各种装置)
703.ccu 5153包括中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)等，并且集中控制内窥镜
5115和显示装置5155的操作。具体地，ccu 5153对从摄像头5119接收的图像信号应用各种类型的图像处理以显示基于图像信号的图像，诸如显影处理(去马赛克处理)。ccu 5153向显示装置5155提供已经应用了图像处理的图像信号。此外，图41所示的视听控制器5107连接到ccu 5153。ccu 5153还还向视听控制器5107提供已经应用了图像处理的图像信号。此外，ccu 5153向摄像头5119发送控制信号以控制摄像头5119的驱动。控制信号可以包括关于成像条件的信息，诸如放大率和焦距。关于成像条件的信息可以经由输入装置5161输入，或者可以经由上述集中操作面板5111输入。
704.显示装置5155在ccu 5153的控制下基于已经由ccu 5153应用了图像处理的图像信号来显示图像。在内窥镜5115支持诸如4k(水平像素数3840
×
垂直像素数2160)或8k(水平像素数7680
×
垂直像素数4320)的高分辨率成像的情况下，和/或在内窥镜5115支持3d显示的情况下，例如，可以执行高分辨率显示和/或3d显示的显示装置5155可以对应于每种情况使用。在内窥镜5115支持诸如4k或8k的高分辨率成像的情况下，可以通过使用具有55英寸或更大尺寸的显示装置5155来获得更大的沉浸感。此外，可以根据用途设置具有不同分辨率和尺寸的多个显示装置5155。
705.光源装置5157例如包括诸如发光二极管(led)的光源，并且在对手术部位成像时向内窥镜5115提供照射光。
706.臂控制装置5159包括诸如cpu的处理器，并且根据预定程序操作，从而根据预定控制方法控制支撑臂装置5141的臂单元5145的驱动。
707.输入装置5161是内窥镜手术系统5113的输入接口。用户可以经由输入装置5161向内窥镜手术系统5113输入各种类型的信息和指令。例如，用户经由输入装置5161输入关于手术的各种类型的信息，诸如患者的身体信息和关于手术的操作方法的信息。此外，例如，用户经由输入装置5161输入驱动臂单元5145的指令、改变内窥镜5115的成像条件(诸如照射光的类型、放大率和焦距)的指令、驱动能量治疗工具5135的指令等。
708.输入装置5161的类型不受限制，并且输入装置5161可以是各种已知输入装置中的一个。例如，鼠标、键盘、触摸面板、开关、脚踏开关5171、操纵杆等可以应用于输入装置5161。在触摸面板用作输入装置5161的情况下，触摸面板可以设置在显示装置5155的显示表面上。
709.可选地，输入装置5161例如是用户穿戴的装置，诸如眼镜型可穿戴装置或头戴式显示器(hmd)，并且根据装置检测到的用户的手势或视线来执行各种输入。此外，输入装置5161包括能够检测用户的运动的相机，并且根据从由相机成像的图像检测到的用户的手势或视线来执行各种输入。此外，输入装置5161包括能够收集用户语音的麦克风，并且通过麦克风通过声音来执行各种输入。如上所述，输入装置5161被配置为能够以非接触方式输入各种类型的信息，使得尤其属于清洁区域的用户(例如，操作者5181)能够以非接触方式操作属于不清洁区域的装置。此外，由于用户可以在不将他/她的手从所拥有的手术工具上松开的情况下操作该装置，因此提高了用户的便利性。
710.治疗工具控制装置5163控制能量治疗工具5135的驱动，用于组织的烧灼和切割、血管的密封等。气腹装置5165通过气腹管5133将气体送入患者5185的体腔以扩大体腔，从而确保内窥镜5115的视野和操作者的工作空间。记录仪5167是能够记录关于手术的各种类型的信息的装置。打印机5169是能够以诸如文本、图像或图形的各种形式打印关于手术的
各种类型的信息的装置。
711.在下文中，将进一步详细描述内窥镜手术系统5113中的特定特征配置。
712.(支撑臂装置)
713.支撑臂装置5141包括作为基座的基座单元5143和从基座单元5143延伸的臂单元5145。在所示的示例中，臂单元5145包括多个关节部分5147a、5147b和5147c以及通过关节部分5147b连接的多个连杆5149a和5149b。然而，为了简化，图43示出了臂单元5145的简化配置。实际上，可以适当地设置关节部分5147a至5147c和连杆5149a和5149b的形状、数量和布置、关节部分5147a至5147c的旋转轴的方向等，使得臂单元5145具有期望的自由度。例如，臂单元5145可以优选地具有六个或更多自由度。通过该配置，内窥镜5115可以在臂单元5145的可移动范围内自由移动。因此，内窥镜5115的镜筒5117可以从期望的方向插入到患者5185的体腔中。
714.致动器设置在关节部分5147a至5147c中，并且关节部分5147a至5147c被配置为通过致动器的驱动而绕预定旋转轴旋转。致动器的驱动由臂控制装置5159控制，使得控制关节部分5147a至5147c的旋转角度，并且控制臂单元5145的驱动。通过该控制，可以实现内窥镜5115的位置和姿态的控制。此时，臂控制装置5159可以通过诸如力控制或位置控制的各种已知的控制方法来控制臂单元5145的驱动。
715.例如，通过操作者5181经由输入装置5161(包括脚踏开关5171)适当地执行操作输入，臂控制装置5159可以根据操作输入适当地控制臂单元5145的驱动，并且可以控制内窥镜5115的位置和姿势。通过该控制，臂单元5145的远端处的内窥镜5115可以从任意位置移动到任意位置，并且然后可以被固定地支撑在移动之后的位置。注意，臂单元5145可以由所谓的主从系统操作。在这种情况下，用户可以经由安装在远离手术室的地方的输入装置5161来远程操作臂单元5145。
716.此外，在施加力控制的情况下，臂控制装置5159接收来自用户的外力，并且可以执行所谓的动力辅助控制以驱动关节部分5147a至5147c的致动器，使得臂单元5145可以根据外力平稳地移动。通过该控制，当在与臂单元5145直接接触的同时移动臂单元5145时，用户可以用相对较轻的力来移动臂单元5145。因此，用户可以通过更简单的操作更直观地移动内窥镜5115，并且可以提高用户的便利性。
717.在此处，在内窥镜手术中，内窥镜5115通常由称为内窥镜操作员的医生支撑。相反，通过使用支撑臂装置5141，可以可靠地固定内窥镜5115的位置而无需手动操作，并且因此可以稳定地获得手术部位的图像，并且可以平稳地执行手术。
718.注意，臂控制装置5159不必设置在推车5151中。此外，臂控制装置5159不必是一个装置。例如，臂控制装置5159可以设置在支撑臂装置5141的臂单元5145的关节部分5147a至5147c中的每一个中，并且臂单元5145的驱动控制可以通过多个臂控制装置5159的相互协作来实现。
719.(光源装置)
720.光源装置5157向内窥镜5115提供用于对手术部位成像的照射光。光源装置5157例如包括led、激光光源或由激光光源的组合配置的白光源。在白光源由rgb激光光源的组合配置的情况下，可以高精度地控制相应颜色(波长)的输出强度和输出定时。因此，可以在光源装置5157中调整所捕获的图像的白平衡。此外，在这种情况下，以时分方式用来自每个
rgb激光光源的激光照射要观察的对象，并且与照射定时同步地控制摄像头5119的成像元件的驱动，使得可以以时分方式对各自对应于rgb的图像进行成像。根据该方法，可以在不为成像元件提供滤色器的情况下获得彩色图像。
721.此外，可以控制光源装置5157的驱动以每隔预定时间改变要输出的光的强度。与光的强度的改变定时同步地控制摄像头5119的成像元件的驱动，并且以时分方式获取并合成图像，从而可以生成没有裁剪的黑色和闪光高光的高动态范围图像。
722.此外，光源装置5157可以被配置为能够提供对应于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，通过使用身体组织中光吸收的波长依赖性，在正常观察时以比照射光(即，白光)更窄的波段照射光来执行所谓的窄带成像以高对比度对诸如粘膜表层中的血管的预定组织成像。可选地，在特殊光观察中，可以执行荧光观察以通过由激发光的照射生成的荧光获得图像。
723.在荧光观察中，可以用激发光照射身体组织以观察来自身体组织的荧光(自荧光观察)，将诸如吲哚菁绿(icg)的试剂注入身体组织中，并用对应于试剂的荧光波长的激发光照射身体组织以获得荧光图像等。光源装置5157可以被配置为能够提供对应于这种特殊光观察的窄带光和/或激发光。
724.(摄像头和ccu)
725.将参考图44更详细地描述内窥镜5115的摄像头5119和ccu 5153的功能。图44是示出图43所示的摄像头5119和ccu 5153的功能配置的示例的框图。
726.参考图44，摄像头5119具有透镜单元5121、成像单元5123、驱动单元5125、通信单元5127和摄像头控制单元5129作为其功能。此外，ccu 5153包括通信单元5173、图像处理单元5175和控制单元5177作为其功能。摄像头5119和ccu 5153通过传输电缆5179彼此通信连接。
727.首先，将描述摄像头5119的功能配置。透镜单元5121是设置在透镜单元5121与镜筒5117之间的连接部分中的光学系统。通过镜筒5117的远端拍摄的观察光被引导到摄像头5119并进入透镜单元5121。透镜单元5121由包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合配置。调整透镜单元5121的光学特性以将观察光聚光在成像单元5123的成像元件的光接收表面上。此外，变焦透镜和聚焦透镜在光轴上的位置是可移动的以调整所捕获的图像的放大率和焦点。
728.成像单元5123包括成像元件，并且设置在透镜单元5121的后级。已经通过透镜单元5121的观察光聚焦在成像元件的光接收表面上，并且通过光电转换生成对应于观察图像的图像信号。由成像单元5123生成的图像信号被提供给通信单元5127。
729.作为配置成像单元5123的成像元件，例如，使用具有拜耳排列并且能够彩色成像的互补金属氧化物半导体(cmos)型图像传感器。注意，作为成像元件，例如，可以使用可以对4k或更多的高分辨率图像成像的成像元件。通过获得具有高分辨率的手术部位的图像，操作者5181可以更详细地掌握手术部位的状态，并且可以更平稳地进行手术。
730.此外，配置成像单元5123的成像元件包括用于分别获得对应于3d显示的右眼和左眼的图像信号的一对成像元件。通过3d显示，操作者5181可以更准确地掌握手术部位的生物组织的深度。注意，在成像单元5123由多个成像元件配置的情况下，可以对应于成像元件设置透镜单元5121的多个系统。
731.此外，成像单元5123不必设置在摄像头5119中。例如，可以紧接在镜筒5117内的物镜之后设置成像单元5123。
732.驱动单元5125包括致动器，并且在摄像头控制单元5129的控制下沿着光轴将透镜单元5121的变焦透镜和聚焦透镜移动预定距离。随着移动，可以适当地调整成像单元5123捕获的图像的放大率和焦点。
733.通信单元5127包括用于向ccu 5153发送各种类型的信息或从ccu 5153接收各种类型的信息的通信装置。通信单元5127通过传输电缆5179将从成像单元5123获得的图像信号作为原始数据发送到ccu 5153。此时，为了以低延迟显示手术部位的所捕获的图像，通过光通信优选地发送图像信号。这是因为在手术中，操作者5181在利用所捕获的图像观察患部的状态的同时执行手术，并且因此为了更安全和更可靠的手术，需要尽可能实时地显示手术部位的运动图像。在光通信的情况下，通信单元5127设置有将电信号转换为光信号的光电转换模块。图像信号由光电转换模块转换为光信号，并且然后经由传输电缆5179发送到ccu 5153。
734.此外，通信单元5127从ccu 5153接收用于控制摄像头5119的驱动的控制信号。控制信号例如包括关于成像条件的信息，诸如用于指定所捕获的图像的帧速率的信息、用于指定成像时的曝光值的信息和/或用于指定所捕获的图像的放大率和焦点的信息。通信单元5127将所接收的控制信号提供给摄像头控制单元5129。注意，也可以通过光通信发送来自ccu 5153的控制信号。在这种情况下，通信单元5127设置有将光信号转换为电信号的光电转换模块，并且控制信号由光电转换模块转换为电信号，并且然后被提供给摄像头控制单元5129。
735.注意，由ccu 5153的控制单元5177基于所获取的图像信号自动设置诸如帧速率、曝光值、放大率和焦点的成像条件。即，所谓的自动曝光(ae)功能、自动聚焦(af)功能和自动白平衡(awb)功能包含在内窥镜5115中。
736.摄像头控制单元5129基于经由通信单元5127从ccu 5153接收的控制信号来控制摄像头5119的驱动。例如，摄像头控制单元5129基于用于指定所捕获的图像的帧速率的信息和/或用于指定成像时的曝光的信息来控制成像单元5123的成像元件的驱动。此外，例如，摄像头控制单元5129基于用于指定所捕获的图像的放大率和焦点的信息经由驱动单元5125适当地移动透镜单元5121的变焦透镜和聚焦透镜。摄像头控制单元5129可以进一步具有存储用于识别镜筒5117和摄像头5119的信息的功能。
737.注意，透镜单元5121、成像单元5123等的配置被布置在具有高气密性和防水性的气密密封结构中，使得摄像头5119可以耐受高压灭菌处理。
738.接下来，将描述ccu 5153的功能配置。通信单元5173包括用于向摄像头5119发送各种类型的信息或从摄像头5119接收各种类型的信息的通信装置。通信单元5173通过传输电缆5179接收从摄像头5119发送的图像信号。此时，如上所述，可以通过光通信优选地发送图像信号。在这种情况下，对应于光通信，通信单元5173设置有将光信号转换为电信号的光电转换模块。通信单元5173向图像处理单元5175提供转换为电信号的图像信号。
739.此外，通信单元5173向摄像头5119发送用于控制摄像头5119的驱动的控制信号。也可以通过光通信发送控制信号。
740.图像处理单元5175对从摄像头5119发送的作为原始数据的图像信号应用各种类
型的图像处理。图像处理例如包括各种类型的已知信号处理，诸如显影处理、高图像质量处理(诸如频带增强处理、超分辨率处理、降噪(nr)处理和/或相机抖动校正处理)和/或放大处理(电子变焦处理)。此外，图像处理单元5175对图像信号执行波检测处理以执行ae、af和awb。
741.图像处理单元5175包括诸如cpu或gpu的处理器，并且该处理器根据预定程序操作，从而执行上述图像处理和波检测处理。注意，在图像处理单元5175包括多个gpu的情况下，图像处理单元5175适当地划分关于图像信号的信息，并通过多个gpu并行执行图像处理。
742.控制单元5177执行与内窥镜5115对手术部位成像和所捕获的图像的显示相关的各种类型的控制。例如，控制单元5177生成用于控制摄像头5119的驱动的控制信号。此时，在用户输入成像条件的情况下，控制单元5177基于用户的输入生成控制信号。可选地，在内窥镜5115中包含ae功能、af功能和awb功能的情况下，控制单元5177根据图像处理单元5175的波检测处理的结果适当地计算最佳曝光值、焦距和白平衡，并生成控制信号。
743.此外，控制单元5177基于图像处理单元5175已经应用了图像处理的图像信号在显示装置5155中显示操作部分等的图像。此时，控制单元5177使用各种图像识别技术来识别手术部位的图像中的各种对象。例如，控制单元5177可以通过检测包括在所捕获的图像中的对象的边缘形状、颜色等来识别手术器械，诸如钳子、特定活体部分、血液、使用能量治疗工具5135时的雾气等。控制单元5177在使用识别结果在显示装置5155上显示手术部位的图像时，将各种类型的手术支持信息叠加并显示在手术部位的图像上。手术支持信息被叠加、显示并呈现给操作者5181，使得可以更安全和可靠地进行手术。
744.连接摄像头5119和ccu 5153的传输电缆5179是支持电信号通信的电信号电缆、支持光通信的光纤或其复合电缆。
745.在此处，在所示的示例中，已经使用传输电缆5179以有线方式执行通信。然而，可以无线地执行摄像头5119与ccu 5153之间的通信。在无线地执行摄像头5119与ccu 5153之间的通信的情况下，不必在手术室中铺设传输电缆5179。因此，可以消除传输电缆5179阻碍手术室中医务人员移动的情况。
746.已经描述了可应用根据本公开的技术的手术室系统5100的示例。注意，在此处，作为示例，已经描述了可应用手术室系统5100的医疗系统是内窥镜手术系统5113的情况。然而，手术室系统5100的配置不限于该示例。例如，手术室系统5100可以应用于用于检查的柔性内窥镜系统或显微手术系统而不是内窥镜手术系统5113。
747.21.图像显示装置的应用
748.此外，本技术的光源单元和光源装置可以应用于诸如投影仪、平视显示器和头戴式显示器的图像显示装置。例如，在将本技术的光源单元用于投影仪的情况下，可以通过从光源单元的光源发射根据图像信息调制的光，通过漫反射表面反射和漫射光，并用漫反射光照射屏幕来显示图像。例如，在将本技术的光源单元用于平视显示器或头戴式显示器的情况下，可以通过从光源单元的光源发射根据图像信息调制的光，通过漫反射表面反射和漫射光，并用漫反射光照射设置在移动体中的具有透射反射特性的元件(例如，挡风玻璃或组合器)来显示虚拟图像。
749.此外，本技术可以具有以下配置。
750.(1)一种光源单元，包括：
751.光源；以及
752.保持器，被配置为保持光源，其中，
753.保持器具有漫反射表面，该漫反射表面将来自光源的光的至少一部分朝向对象反射和漫射。
754.(2)根据(1)的光源单元，其中，
755.保持器具有容纳光源的凹部，并且
756.漫反射表面位于凹部中，并且将来自光源的光的至少一部分朝向凹部的开口反射和漫射。
757.(3)根据(2)的光源单元，其中，保持器具有覆盖凹部的开口的窗口。
758.(4)根据(1)至(3)中任一项的光源单元，其中，漫反射表面相对于光源的发射方向倾斜。
759.(5)根据(4)的光源单元，其中，漫反射表面相对于光源的发射方向的倾斜角为30
°
至60
°
。
760.(6)根据(1)至(5)中任一项的光源单元，其中，光源的发射表面和漫反射表面彼此面对。
761.(7)根据(1)至(6)中任一项的光源单元，其中，从光源发射的光直接进入漫反射表面。
762.(8)根据(1)至(7)中任一项的光源单元，其中，至少一部分等于或大于来自光源的光的60％。
763.(9)根据(2)或(3)的光源单元，其中，
764.光源设置在凹部的底面上，并且
765.光源的发射方向相对于底面形成的角度为0
°
至45
°
。
766.(10)根据(2)、(3)和(9)中任一项的光源单元，其中，漫反射表面位于光源与凹部的周壁的一部分之间。
767.(11)根据(2)、(3)、(9)和(10)中任一项的光源单元，其中，凹部的周壁具有遮光特性。
768.(12)根据(2)、(3)和(9)至(11)中任一项的光源单元，其中，凹部的周壁的内周表面的至少一部分具有光衰减功能。
769.(13)根据(2)、(3)和(9)至(12)中任一项的光源单元，其中，漫反射表面设置在凹部的周壁上。
770.(14)根据(3)和(9)至(12)中任一项的光源单元，其中，漫反射表面设置在窗口上。
771.(15)根据(2)、(3)和(9)至(12)中任一项的光源单元，其中，漫反射表面设置在凹部的底面上。
772.(16)根据(1)至(15)中任一项的光源单元，其中，
773.保持器包括具有漫反射表面的漫反射部分，并且
774.漫反射部分的除漫反射表面之外的至少一个表面具有光衰减功能。
775.(17)根据(12)或(16)的光源单元，其中，光衰减功能通过精细不均匀处理、抗反射膜和黑色涂层中的任何一种来实现。
776.(18)根据(1)至(17)中任一项的光源单元，其中，保持器包括具有漫反射表面的漫反射部分，并且
777.光源单元进一步包括光接收元件，该光接收元件接收从光源发射并通过漫反射部分的光的至少一部分。
778.(19)根据(18)的光源单元，其中，光接收元件接收从光源发射并透射通过漫反射表面的光。
779.(20)根据(19)的光源单元，其中，光接收元件接收由漫反射表面反射和漫射并由窗口反射的光。
780.(21)根据(19)的光源单元，其中，光接收元件接收从光源发射并被与漫反射部分的漫反射表面相邻的表面反射的光。
781.(22)根据(1)至(21)中任一项的光源单元，其中，光源是激光光源。
782.(23)一种距离测量装置，包括：
783.根据(1)至(22)中任一项的光源单元；
784.光接收单元，被配置为接收从光源单元发射并被对象反射的光；以及
785.控制单元，被配置为至少基于光接收单元的输出来计算到对象的距离。
786.(24)根据(23)的距离测量装置，其中，光源单元、光接收单元和控制单元一体地设置。
787.(25)根据(23)或(24)的距离测量装置，其中，光接收单元包括传感器，该传感器具有接收从光源单元发射并被对象反射的光的第一光接收区域和接收从光源发射并通过漫反射表面的光的第二光接收区域。
788.(26)一种图像显示装置，包括：根据(1)至(25)中任一项的光源单元，其中，光源发射根据图像信息调制的光。
789.(27)一种对象系统，包括：
790.根据(23)至(25)中任一项的距离测量装置；以及
791.对象，距离测量装置安装在该对象上。
792.(28)根据(27)的对象系统，其中，对象是移动体。
793.(29)一种光源装置，包括：
794.光源；以及
795.反射元件，被配置为反射来自光源的光的至少一部分以生成反射光，其中，
796.反射元件包括沿着来自光源的光进入的基准平面规则地布置的多个曲面镜，并且
797.多个曲面镜中的每一个曲面镜在基准平面中彼此正交的第一轴方向和第二轴方向上具有曲率。
798.(30)根据(29)的光源装置，其中，多个曲面镜根据垂直于反射光的光轴的截面的目标形状规则地布置。
799.(31)根据(29)或(30)的光源装置，其中，多个曲面镜中的每一个曲面镜相对于基准平面倾斜，并且从与第一轴方向正交的第三轴方向观察到的形状是根据垂直于反射光的光轴的截面的目标形状的形状。
800.(32)根据(31)的光源装置，其中，第三轴方向与来自光源的光的光轴方向大致一致。
801.(33)根据(31)或(32)的光源装置，其中，在多个曲面镜中的每一个曲面镜中，根据目标形状中在对应于第一轴方向的方向上的长度与在对应于第四轴方向的方向上的长度的比率来设定从第三轴方向观察到的形状在第一轴方向上的长度、从第三轴方向观察到的形状在与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上的长度、在第一轴方向上的曲率和在第二轴方向上的曲率。
802.(34)根据(31)至(33)中任一项的光源装置，其中，在多个曲面镜中的每一个曲面镜中，从第三轴方向观察到的形状中与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上的长度与在第一轴方向上的长度的比率等于目标形状中在对应于第四轴方向的方向上的长度与在对应于第一轴方向的方向上的长度的比率，第一轴方向上的曲率和第二轴方向上的曲率彼此相等。
803.(35)根据(31)至(34)中任一项的光源装置，其中，多个曲面镜是至少三个曲面镜，并且从第三轴方向观察二维地布置。
804.(36)根据(35)的光源装置，其中，多个曲面镜是至少四个曲面镜，并且从第三轴方向观察，多个曲面镜在第一轴方向和与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上以二维网格方式布置。
805.(37)根据(36)的光源装置，其中，多个曲面镜包括在第一轴方向和第二轴方向上具有相反的正负特性的曲率的曲面镜。
806.(38)根据(37)的光源装置，其中，
807.从第三轴方向观察，布置在第四轴方向上的至少两个曲面镜在第一轴方向上的曲率的正负特性彼此相等，并且
808.从第三轴方向观察，布置在第一轴方向上的至少两个曲面镜在第二轴方向上的曲率的正负特性彼此相等。
809.(39)根据(31)至(38)中任一项的光源装置，其中，
810.多个曲面镜中的至少一个曲面镜在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凸曲线形状，该第四轴方向与第一轴方向和第三轴方向两者都正交，并且
811.在通过由切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线与连接凸曲线的两端的线段形成的角度为α/2的情况下，满足0
°
＜α≤60
°
。
812.(40)根据(31)至(39)中任一项的光源装置，其中，
813.多个曲面镜中的至少一个曲面镜在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凸曲线形状，并且
814.在通过由切割端绘制的凸曲线的每一端处的切线和连接凸曲线的两端的线段形成的角度为β/2并且从第一轴方向观察与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向相对于基准平面形成的角度为的情况下，满足
815.(41)根据(31)至(38)和(40)中任一项的光源装置，其中，
816.多个曲面镜中的至少一个曲面镜在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状，该第四轴方向与第一轴方向和第三轴方向两者都正交，并且
817.在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线与连接凹曲线的两端的线段形成的角度为α/2的情况下，满足0
°
＜α≤90
°
。
818.(42)根据(31)至(39)中任一项的光源装置，其中，
819.多个曲面镜中的至少一个曲面镜在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状，并且
820.在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线和连接凹曲线的两端的线段形成的角度是β/2并且从第一轴方向观察与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向相对于基准平面形成的角度是的情况下，满足
821.(43)根据(31)至(38)中任一项的光源装置，其中，
822.多个曲面镜中的至少一个曲面镜在与第四轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状，该第四轴方向与第一轴方向和第三轴方向两者都正交，并且
823.在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线与连接凹曲线的两端的线段形成的角度为α/2的情况下，满足0
°
＜α≤90
°
，并且
824.多个曲面镜中的至少一个曲面镜在与第一轴方向正交的平面中切割的切割端具有凹曲线形状，并且
825.在通过由切割端绘制的凹曲线的每一端处的切线和连接凹曲线的两端的线段形成的角度是β/2并且从第一轴方向观察与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向相对于基准平面形成的角度是的情况下，满足
826.(44)根据(39)至(43)中任一项的光源装置，其中，切割端具有弧形形状。
827.(45)根据(31)至(44)中任一项的光源装置，其中，在多个曲面镜中，在从第三轴方向观察的形状中，与第一轴方向和第三轴方向两者都正交的第四轴方向上的长度相对于第一轴方向上的长度的比率彼此相等。
828.(46)根据(45)的光源装置，其中，在多个曲面镜中，在从第三轴方向观察的形状中，在第一轴方向上的长度彼此相等，并且在第四轴方向上的长度彼此相等。
829.(47)根据(29)至(46)中任一项的光源装置，其中，多个曲面镜在第一轴方向上具有彼此相等的曲率，并且在第二轴方向上具有彼此相等的曲率。
830.(48)根据(29)至(47)中任一项的光源装置，进一步包括：准直透镜，布置在光源与反射元件之间的光路上。
831.(49)根据(29)至(48)中任一项的光源装置，其中，光源是激光光源。
832.(50)一种距离测量装置，包括：
833.根据(29)至(49)中任一项的光源装置；
834.光接收装置，被配置为接收从光源装置发射并被对象反射的光；以及
835.控制装置，被配置为基于光接收装置的输出来计算到对象的距离。
836.(51)根据(50)的距离测量装置，其中，光接收装置包括图像传感器，并且目标形状与图像传感器的像素布置区域的形状大致一致。
837.(52)根据(50)或(51)的距离测量装置，其中，像素布置区域的形状是矩形。
838.(53)一种对象系统，包括：
839.根据(50)至(52)中任一项的距离测量装置；以及
840.对象，距离测量装置安装在该对象上。
841.(54)一种图像显示装置，包括：根据(29)至(49)中任一项的光源装置，其中，光源发射根据图像信息调制的光。
842.(55)一种制造反射元件的方法，该反射元件包括入射光进入并且反射入射光以生
成反射光的多个凸面镜或凹面镜，该方法包括以下步骤：
843.在基材的一个表面上施加抗蚀剂以形成多个抗蚀剂图案；
844.通过表面张力使多个抗蚀剂图案中的每一个抗蚀剂图案熔化以形成圆顶形状；
845.通过从相对于一个表面倾斜的方向向圆顶形状的多个抗蚀剂图案施加蚀刻气体来执行蚀刻，以形成根据从倾斜方向观察到的垂直于反射光的光轴的截面的目标形状的形状的多个凸面或凹面；并且
846.在多个凸面或凹面的每一个上形成反射膜。
847.参考标记列表
848.10、100 距离测量装置
849.12、122、123、123a、124、125、126、127 光源单元(光源装置)
850.14、147 光接收单元(光接收装置)
851.16 控制单元(控制装置)
852.20 光源
853.24、240 保持器
854.24a、240a 凹部
855.26a 安装表面(凹部的底面)
856.24a1、240a1 凹部的开口
857.22、220、2200、2200a、2200b、22a、22b 漫反射元件(漫反射部分、反射元件)
858.22a、220a、2200a、280a1、22aa、22ba 漫反射表面
859.28、2800 周壁
860.30 透射元件(窗口)
861.40 光接收元件
862.380 图像传感器(传感器)
863.ra 第一光接收区域
864.rb 第二光接收区域
865.ed 发射方向
866.es 发射表面
867.θ 倾斜角
868.22c 凸面镜(曲面镜)
869.220c 凹面镜(曲面镜)
870.2200ack、2200bck 曲面镜
871.22d、220d、2200ad、2200bd 基准平面
872.23 准直透镜
873.38、380 图像传感器
874.rl 反射光
875.eoad 发射光的光轴方向(来自光源的光的光轴方向)
876.roa 反射光的光轴
877.ts 目标形状。