(57)【要約】【課題】電磁波の検出精度を維持する。【解決手段】電磁波検出装置１０は放射部１１と第１の検出部１６と進行部１４と記憶部１８と制御部１９とを有する。放射部１１は電磁波を放射する。放射部１１では電磁波の放射方向を変更可能である。第１の検出部１６は対象ｏｂに照射された電磁波の反射波を検出する。進行部１４は電磁波の進行方向を画素ｐｘ毎に検出方向に切替え可能である。検出方向に第１の検出部１６を配置している。記憶部１８は対応関係を記憶する。制御部１９は対応関係における放射方向および座標の一方の任意の値に対して他方に大きさの異なる複数の探索値をそれぞれ加える。制御部１９は複数の探索値をそれぞれ加えた複数の探索用対応関係を用いた複数の検出信号に基づいて対応関係を較正する。【選択図】図１
2020067403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度が最大となる放射方向を変更可能で、電磁波を放射する放射部と、
対象に照射された前記電磁波の反射波を検出する第１の検出部と、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記対象から前記基準面に入射した電磁波の進行方向を前記画素毎に、前記第１の検出部が配置される検出方向に切替え可能な進行部と、
前記放射方向と、前記検出方向に進行させる前記画素の座標との対応関係を記憶する記憶部と、
前記対応関係における、前記放射方向および前記座標の一方の任意の値に対して、他方に大きさの異なる複数の探索値をそれぞれ加えた複数の探索用対応関係を用いて、前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせ且つ前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される、複数の探索値それぞれに対応する複数の検出信号に基づいて、前記対応関係を較正する制御部と、を備える
電磁波検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、
前記対応関係を用いて前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせて前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される基準信号の信号強度が、前記複数の探索値の中で絶対値が最小である初期探索値を加えた前記探索用対応関係を用いて前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせて前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される初期信号の信号強度より小さい場合、前記複数の探索値の中の前記初期探索値と同じ極性の一部の該探索値を絶対値が小さい順番で加えた前記探索用対応関係それぞれを用いて前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせて前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される検出信号に基づいて、前記対応関係を較正し、
前記基準信号の信号強度が前記初期信号の信号強度より大きい場合、前記複数の探索値の中の前記初期探索値の極性を反転させた一部の該探索値を絶対値が小さい順番で加えた前記探索用対応関係それぞれを用いて前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせて前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される検出信号に基づいて、前記対応関係を較正する
電磁波検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、前記対応関係の較正において、前記探索値を絶対値が小さい順番で加えながら、前記探索用対応関係を用いて前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせて前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される検出信号の信号強度が減少に転じるときに、対応関係の較正を終了する
電磁波検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電磁波検出装置において、
前記複数の探索値の絶対値には、上限値が定められている
電磁波検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、前記対応関係の較正を、前記放射方向の離散的な値別、または座標別に行う
電磁波検出装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、前記対応関係の較正を、前記放射方向の離散的な値全体、または座標全体に対して行う
電磁波検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記複数の探索値は、前記放射方向または前記座標を、単一の方向に沿って変化させる
電磁波検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電磁波検出装置において、
前記放射部は、長軸および短軸を有する形状の電磁波を放射し、
前記単一の方向は、前記短軸に対応する
電磁波検出装置。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記複数の探索値は、前記放射方向または前記座標を、互いに異なる２方向に沿って変化させる
電磁波検出装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
入射方向に進行する電磁波を分離して、第１の分離方向および第２の分離方向に進行させる分離部と、
前記第２の分離方向に進行した前記電磁波を検出する第２の検出部をさらに備え、
前記進行部は、前記第１の分離方向に位置する
電磁波検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電磁波検出装置において、
前記分離部は、前記入射方向へ進行する電磁波のうち特定の波長の電磁波を前記第１の分離方向へ進行させ、他の波長の電磁波を前記第２の分離方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の電磁波検出装置において、
前記分離部は、可視光反射コーティング、ハーフミラー、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コールドミラー、ホットミラー、メタサーフェス、および偏向素子の少なくともいずれかを含む
電磁波検出装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の検出部および前記第２の検出部は、異種または同種のセンサを含む
電磁波検出装置。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の検出部および前記第２の検出部は、同種または異種の電磁波を検出する
電磁波検出装置。
【請求項１５】
請求項１０から１４のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の検出部および前記第２の検出部の少なくとも一方は、前記放射部から対象に向けて放射された電磁波の前記対象からの反射波を検出するアクティブセンサを含む
電磁波検出装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の検出部は、測距センサ、イメージセンサ、およびサーモセンサの少なくともいずれかを含む
電磁波検出装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の検出部は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを検出する
電磁波検出装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記放射部は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波のいずれかを放射する
電磁波検出装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記放射部は、フェイズドスキャン方式により前記放射方向を変更する
電磁波検出装置。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記放射部は、電磁波を放射する放射源、および前記放射源が放射する電磁波の前記放射方向を変更する走査部とを有する
電磁波検出装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電磁波検出装置において、
前記走査部は、電磁波を反射する反射面を含み、前記放射部から放射される電磁波を、前記反射面の向きを変更しながら前記反射面に反射させることにより、走査する
電磁波検出装置。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の電磁波検出装置において、
前記走査部は、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラー、ガルバノミラーのいずれかを含む
電磁波検出装置。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、前記基準面に入射した電磁波を、前記検出方向に反射する第１の反射状態と、非検出方向に反射する第２の反射状態とに、前記画素毎に切替える
電磁波検出装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、電磁波を反射する反射面を前記画素毎に含み、前記反射面の向きを前記画素毎に変更することにより前記第１の反射状態と前記第２の反射状態とを、切替える
電磁波検出装置。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む
電磁波検出装置。
【請求項２６】
請求項１から２５のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、前記基準面に入射した電磁波を、前記検出方向に透過する透過状態と、非検出方向に反射させる反射状態とに、前記画素毎に切替える
電磁波検出装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、電磁波を反射する反射面を含むシャッタを前記画素毎に含み、前記シャッタを前記画素毎に開閉することにより前記反射状態と前記透過状態とに、切替える
電磁波検出装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、前記シャッタがアレイ状に配列されたＭＥＭＳシャッタを含む
電磁波検出装置。
【請求項２９】
請求項２６または２７に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、電磁波を反射する反射状態および透過する透過状態を液晶配向に応じて前記画素毎に切替え可能な液晶シャッタを含む
電磁波検出装置。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、前記第１の検出部の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する
電磁波検出装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、前記周囲に関する情報として、画像情報、距離情報、および温度情報の少なくともいずれかを取得する
電磁波検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、測定対象の対象領域の部分別に放射した電磁波を、ＤＭＤなどの空間変調素子における一部の画素で、光電変換器側に反射させて、電磁波を検出する装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５１８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような装置において、電磁波の検出精度の維持は有益である。
【０００５】
従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、電磁波の検出精度を維持させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電磁波検出装置は、
強度が最大となる放射方向を変更可能で、電磁波を放射する放射部と、
対象に照射された前記電磁波の反射波を検出する第１の検出部と、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記対象から前記基準面に入射した電磁波の進行方向を前記画素毎に、前記第１の検出部が配置される検出方向に切替え可能な進行部と、
前記放射方向と、前記検出方向に進行させる前記画素の座標との対応関係を記憶する記憶部と、
前記対応関係における、前記放射方向および前記座標の一方の任意の値に対して、他方に大きさの異なる複数の探索値をそれぞれ加えた複数の探索用対応関係を用いて、前記進行部に前記画素を前記検出方向に切替えさせ且つ前記放射部に前記電磁波を放射させることにより前記第１の検出部に検出される、複数の探索値それぞれに対応する複数の検出信号に基づいて、前記対応関係を較正する制御部と、を備える。
【０００７】
上述したように本開示の解決手段を装置、及びシステムとして説明してきたが、本開示は、これらを含む態様としても実現し得るものであり、また、これらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成された本開示によれば、電磁波の検出精度を維持し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】放射方向と、進行部における画素の座標との対応関係を示す概念図である。
【図３】テーブル化した対応関係を示す表である。
【図４】図１の放射部、第１の検出部、および制御部が構成する測距センサによる測距の原理を説明するための電磁波の放射の時期と検出の時期を示すタイミングチャートである。
【図５】探索値が座標への変位量である構成における、テーブル化した複数の探索用対応関係を示す表である。
【図６】探索値が放射方向への変角量である構成における、テーブル化した複数の探索用対応関係を示す表である。
【図７】図１の制御部が実行する第１の方法による対応関係較正処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１の制御部が実行する第２の方法による対応関係較正処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る電磁波検出装置の変形例の概略構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した電磁波検出装置の実施形態について、図面を参照して説明する。対象への放射位置を変更可能に電磁波を放射する放射部と、対象において反射散乱する電磁波を検出する検出部と、対象側から進行する電磁波に対して複数の画素の切替により一部の画素に入射する電磁波を検出部に進行させる進行部とを備える電磁波検出装置が構成されている。このような電磁波検出装置では、対象上の電磁波の放射位置と当該放射位置から放射される電磁波の進行部上での到達位置は対応している。それゆえ、電磁波検出装置では、放射位置に対応させて、入射させる電磁波を検出部に進行させる画素を決めて、進行部および放射部を制御することが、電磁波の検出精度を向上させ得る。しかし、放射部や進行部などの電磁波検出装置の構成部品における熱変形や経時変化などにより、放射部の制御に基づいて推定される電磁波の放射位置と検出部方向へ進行させる画素との対応関係が変化することがある。このように対応関係が変化すると、対象上の実際の放射位置において散乱した電磁波の進行部上の到達位置とは異なる位置の画素が電磁波を検出部に進行させるように切替えられうる。その結果、放射した電磁波の検出精度を維持できず、検出精度が低下しうる。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、検出部の検出結果に基づいて、実際の放射位置において散乱した電磁波の進行部上の到達位置の画素、または任意の画素に到達する電磁波を散乱する対象上の実際の放射位置を推定し、対応関係を調整することにより、電磁波の検出精度を維持し得る。
【００１１】
図１に示すように、本開示の一実施形態に係る電磁波検出装置１０は、放射部１１、前段光学系１２、分離部１３、進行部１４、後段光学系１５、第１の検出部１６、第２の検出部１７、記憶部１８、および制御部１９を含んで構成されている。
【００１２】
以後の図において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。また、各機能ブロックから突出する実線は、ビーム状の電磁波を示す。
【００１３】
放射部１１は、強度が最大となる放射方向を変更可能で、電磁波を放射する。本実施形態において、放射部１１は、例えば、放射源２０および走査部２１を含んで構成されている。本実施形態においては、放射源２０が放射する電磁波の放射方向を、走査部２１が変更する。
【００１４】
放射源２０は、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを放射する。本実施形態において、放射源２０は、赤外線を放射する。放射源２０は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、直接または走査部２１を介して間接的に、放射する。本実施形態においては、放射源２０は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、走査部２１を介して間接的に放射する。
【００１５】
本実施形態においては、放射源２０は、幅の細い、例えば０．５°のビーム状の電磁波を放射する。また、第１の実施形においては、放射源２０が放射する電磁波は、長軸および短軸を有する楕円形状の断面形状を有する。また、本実施形態において、放射源２０は電磁波をパルス状に放射可能である。
【００１６】
放射源２０は、例えば、ファブリペローレーザダイオード、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ＬＡＳＥＲ）、フォトニック結晶レーザ、ガスレーザ、およびファイバーレーザなどを含む。放射源２０は、後述する制御部１９の制御に基づいて、電磁波の放射および停止を切替える。
【００１７】
走査部２１は、例えば、電磁波を反射する反射面を有し、放射源２０から放射された電磁波を、反射面の向きを変更しながら反射することにより、電磁波の放射方向を変更する。走査部２１が電磁波の放射方向を変更することにより、対象ｏｂに照射される電磁波の放射位置が変わる。すなわち、走査部２１は、放射源２０から放射される電磁波を用いて、対象ｏｂを走査する。
【００１８】
走査部２１は、例えば、反射面を第１の回動軸の周りに回動させることにより、第１の回動軸に垂直な方向に電磁波の放射方向を変更する。走査部２１は、反射面を第１の回動軸のみの周りに回動させることにより、一次元方向に対象ｏｂを走査する。さらに、走査部２１は、例えば、反射面を第１の回動軸とは異なる第２の回動軸の周りに回動させることにより、第２の回動軸に垂直な方向にも電磁波の放射方向を変更してよい。走査部２１は、反射面を第１の回動軸および第２の回動軸の周りに回動させることにより、二次元方向に対象ｏｂを走査する。本実施形態においては、走査部２１は、二次元方向に対象ｏｂを走査する。
【００１９】
走査部２１は、第１の回動軸が放射源２０の放射する電磁波の楕円形状の長軸に平行となるように、配置されていてよい。または、走査部２１は、第１の回動軸および第２の回動軸それぞれが放射源２０の放射する電磁波の楕円形状の長軸および短軸に平行となるように、配置されていてよい。
【００２０】
走査部２１は、放射源２０から放射されて反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、電磁波検出装置１０における電磁波の検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、走査部２１を介して対象ｏｂに照射される電磁波の少なくとも一部は、電磁波検出装置１０において検出され得る。
【００２１】
走査部２１は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、グレーティングなどを含む。本実施形態においては、走査部２１は、ＭＥＭＳミラーを含む。
【００２２】
走査部２１は、後述する制御部１９の制御に基づいて、電磁波を反射する向きを変える。なお、制御部１９は、走査部２１に電磁波を反射する向きを変えさせるために入力する駆動信号に基づいて放射方向を算出し得る。
【００２３】
前段光学系１２は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含み、被写体となる対象ｏｂの像を結像させる。
【００２４】
分離部１３は、前段光学系１２と、前段光学系１２から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、前段光学系１２による結像位置である一次結像位置との間に設けられている。
【００２５】
分離部１３は、入射方向ｄｉに進行する電磁波を分離して、第１の分離方向ｄｄ１および第２の分離方向ｄｄ２に進行するように分離する。入射方向ｄｉは、例えば、前段光学系１２の光軸に平行であってよい。分離部１３は、入射方向ｄｉに進行する電磁波の一部を第１の分離方向ｄｄ１に進行させ、電磁波の別の一部を第２の分離方向ｄｄ２に進行させてよい。第１の分離方向ｄｄ１に進行させる一部の電磁波は、入射方向ｄｉに進行する電磁波のうち特定の波長の電磁波であってよく、第２の分離方向ｄｄ２に進行させる電磁波は他の波長の電磁波であってよい。
【００２６】
例えば、分離部１３は、具体的には、赤外帯域の電磁波を第１の分離方向ｄｄ１に進行させ、可視光帯域の電磁波を第２の分離方向ｄｄ２に進行させてよい。逆に、分離部１３は、可視光帯域の電磁波を第１の分離方向ｄｄ１に進行させ、赤外帯域の電磁波を第２の分離方向ｄｄ２に進行させてよい。また、分離部１３は、短波長の電磁波を第１の分離方向ｄｄ１に進行させ、長波長の電磁波を第２の分離方向ｄｄ２に進行させてよい。逆に、分離部１３は、長波長の電磁波を第１の分離方向ｄｄ１に進行させ、短波長の電磁波を第２の分離方向ｄｄ２に進行させてよい。
【００２７】
本実施形態においては、分離部１３は、入射方向ｄｉに進行する電磁波の一部を第１の分離方向ｄｄ１に透過し、電磁波の別の一部を第２の分離方向ｄｄ２に反射する。分離部１３は、入射方向ｄｉに進行する電磁波の一部を第１の分離方向ｄｄ１に透過し、電磁波の別の一部を第２の分離方向ｄｄ２に透過してもよい。また、分離部１３は、入射方向ｄｉに進行する電磁波の一部を第１の分離方向ｄｄ１に屈折させ、電磁波の別の一部を第２の分離方向ｄｄ２に屈折させてもよい。分離部１３は、例えば、可視光反射コーティング、ハーフミラー、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コールドミラー、ホットミラー、メタサーフェス、および偏向素子のいずれかを含む。
【００２８】
進行部１４は、分離部１３から第１の分離方向ｄｄ１に進行する電磁波の経路上に位置する。さらに、進行部１４は、前段光学系１２から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、分離部１３から第１の分離方向ｄｄ１における前段光学系１２による一次結像位置または当該一次結像位置近傍に、設けられている。
【００２９】
本実施形態においては、進行部１４は、当該結像位置に設けられている。進行部１４は、前段光学系１２および分離部１３を通過した電磁波が入射する基準面ｓｓを有している。基準面ｓｓは、２次元状に沿って配置される複数の画素ｐｘによって構成されている。基準面ｓｓは、後述する第１の状態および第２の状態の少なくともいずれかにおいて、電磁波に、例えば、反射および透過などの作用を生じさせる面である。
【００３０】
進行部１４は、第１の分離方向ｄｄ１に進行して基準面ｓｓに入射する電磁波を、検出方向ｄｏｎに進行させる第１の状態と、非検出方向ｄｏｆｆに進行させる第２の状態とに、画素ｐｘ毎に切替可能である。本実施形態において、第１の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、検出方向ｄｏｎに反射する第１の反射状態である。また、第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、非検出方向ｄｏｆｆに反射する第２の反射状態である。
【００３１】
本実施形態において、進行部１４は、さらに具体的には、画素ｐｘ毎に電磁波を反射する反射面を含んでいる。進行部１４は、画素ｐｘ毎の反射面の向きを変更することにより、第１の反射状態および第２の反射状態を画素ｐｘ毎に切替える。
【００３２】
本実施形態において、進行部１４は、例えばＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ：デジタルマイクロミラーデバイス）を含む。ＤＭＤは、基準面ｓｓを構成する微小な反射面を駆動することにより、画素ｐｘ毎に当該反射面を基準面ｓｓ上に対して＋１２°および−１２°のいずれかの傾斜状態に切替可能である。なお、基準面ｓｓは、ＤＭＤにおける微小な反射面を載置する基板の板面に平行である。
【００３３】
本実施形態において、ＤＭＤである進行部１４は、反射面を傾斜させる回動軸が、走査部２１の第１の回動軸による電磁波の放射方向の変更方向に対応するように、配置されていてよい。言い換えると、走査部２１の反射面を第１の回動軸の周りのみの回動による放射方向の変更に応じた、電磁波の基準面ｓｓ上の到達位置の変位方向が、反射面を傾斜させる回動軸に平行であってよい。
【００３４】
進行部１４は、後述する制御部１９の制御に基づいて、第１の状態および第２の状態を、画素ｐｘ毎に切替える。例えば、進行部１４は、同時に、一部の画素ｐｘを第１の状態に切替えることにより当該画素ｐｘに入射する電磁波を検出方向ｄｏｎに進行させ得、別の一部の画素ｐｘを第２の状態に切替えることにより当該画素ｐｘに入射する電磁波を非検出方向ｄｏｆｆに進行させ得る。
【００３５】
後段光学系１５は、進行部１４から検出方向ｄｏｎに設けられている。後段光学系１５は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。後段光学系１５は、進行部１４において進行方向を切替えられた電磁波としての対象ｏｂの像を結像させる。
【００３６】
第１の検出部１６は、進行部１４による検出方向ｄｏｎに進行した後に後段光学系１５を経由して進行する電磁波の経路上に設けられている。第１の検出部１６は、後段光学系１５を経由した電磁波、すなわち検出方向ｄｏｎに進行した電磁波を検出する。
【００３７】
なお、本実施形態において、第１の検出部１６は、放射部１１から放射された電磁波の放射領域の少なくとも一部が、検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、本実施形態において、第１の検出部１６は、放射部１１から対象ｏｂに放射される電磁波の少なくとも一部を検出し得る。
【００３８】
本実施形態において、第１の検出部１６は、放射部１１から対象ｏｂに向けて放射された電磁波の当該対象ｏｂからの反射波を検出するアクティブセンサである。したがって、第１の検出部１６は、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを検出する。本実施形態において、第１の検出部１６は、赤外線を検出する。さらに、本実施形態において、第１の検出部１６は、放射方向を変更可能な放射部１１と協同して、走査型のセンサを構成する。
【００３９】
本実施形態において、第１の検出部１６は、さらに具体的には、測距センサを構成する素子を含む。例えば、第１の検出部１６は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）および測距イメージセンサなどの単一の素子を含む。また、第１の検出部１６は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、測距イメージングアレイ、および測距イメージセンサなどの素子アレイを含むものであってもよい。または、第１の検出部１６は、イメージセンサまたはサーモセンサを構成する素子を含んでもよい。
【００４０】
本実施形態において、第１の検出部１６は、被写体からの反射波を検出したことを示す検出情報を信号として制御部１９に送信する。
【００４１】
なお、第１の検出部１６は、上述した測距センサを構成する単一の素子である構成において、電磁波を検出できればよく、検出面において結像される必要はない。それゆえ、第１の検出部１６は、後段光学系１５による結像位置である二次結像位置に設けられなくてもよい。すなわち、この構成において、第１の検出部１６は、すべての画角からの電磁波が検出面上に入射可能な位置であれば、進行部１４により検出方向ｄｏｎに進行した後に後段光学系１５を経由して進行する電磁波の経路上のどこに配置されてもよい。
【００４２】
第２の検出部１７は、分離部１３から第２の分離方向ｄｄ２に進行する電磁波の経路上に、設けられている。さらに、第２の検出部１７は、前段光学系１２から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、分離部１３から第２の分離方向ｄｄ２における前段光学系１２による結像位置または当該結像位置近傍に、設けられている。第２の検出部１７は、分離部１３から第２の分離方向ｄｄ２に進行した電磁波を検出する。
【００４３】
本実施形態において、第２の検出部１７は、パッシブセンサである。本実施形態において、第２の検出部１７は、さらに具体的には、素子アレイを含む。例えば、第２の検出部１７は、イメージセンサまたはイメージングアレイなどの撮像素子を含み、検出面において結像した電磁波による像を撮像して、撮像した対象ｏｂに相当する画像情報を生成する。
【００４４】
なお、本実施形態において、第２の検出部１７は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第２の検出部１７、生成した画像情報を信号として制御部１９に送信する。
【００４５】
なお、第２の検出部１７は、赤外線、紫外線、および電波の像など、可視光以外の像を撮像してもよい。したがって、第２の検出部１７は、第１の検出部１６とは異種または同種の電磁波を検出する。
【００４６】
また、第２の検出部１７は測距センサを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置１０は、第２の検出部１７により画像状の距離情報を取得し得る。また、第２の検出部１７はサーモセンサなどを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置１０は、第２の検出部１７により画像状の温度情報を取得し得る。したがって、本実施形態において、第２の検出部１７は、第１の検出部１６と異種または同種のセンサであってよい。
【００４７】
記憶部１８は、１つ以上のメモリを含む。本実施形態において、メモリは、例えば、半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られない。記憶部１８に含まれる各メモリは、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、またはキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部１８は、電磁波検出装置１０の動作に用いられる任意の情報を記憶する。記憶部１８は、例えば、システムプログラム、アプリケーションプログラム、対応関係、探索値などを記憶してもよい。探索値については後に説明する。
【００４８】
なお、対応関係とは、放射部１１が放射する電磁波の任意の放射方向と、基準面ｓｓに入射する電磁波を検出方向ｄｏｎに切替える画素ｐｘの座標との直接的または間接的な対応を示す。間接的な対応関係とは、放射方向および座標の間に、放射方向および座標の両者に対応する、例えば放射部１１から放射される電磁波が照射される仮想平面における座標を介した対応関係である。
【００４９】
対応関係について、以下に説明する。図２に示すように、放射部１１から任意の放射方向に放射された電磁波は、対象ｏｂ上の一部の微小領域ｆａに照射される。微小領域ｆａにおいて、照射された電磁波は反射する。反射した電磁波が、前段光学系１２により集束し、進行部１４の基準面ｓｓ上の一部の座標の画素ｐｘに到達する。放射方向を変えることにより、電磁波が照射される対象ｏｂ上の微小領域ｆａの位置が変化する。微小領域ｆａの位置の変化に応じて、反射した電磁波の進行部１４に到達する画素ｐｘの座標も変化する。任意の放射方向に対して反射した電磁波が到達する画素ｐｘの座標が、当該任意の放射方向と対応付けられた対応関係が、予め設計され、必要あれば、製造時に較正されて、記憶部１８に格納されている。本実施形態において、対応関係は、例えば、図３に示すように、離散的な放射方向ｄｒ１、ｄｒ２、ｄｒ３、・・・毎に、座標ｃｏ１、ｃｏ２、ｃｏ３、・・・を対応付けたテーブルＴｃとして記憶部１８に記憶されている。なお、離散的な放射方向それぞれに対応付けられる座標は、単一の画素ｐｘの座標でも、互いに隣接する複数の画素ｐｘの座標であってもよい。
【００５０】
制御部１９は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくともいずれかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御部１９は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）、およびＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎ  ａ  Ｐａｃｋａｇｅ）の少なくともいずれかを含んでもよい。
【００５１】
制御部１９は、第１の検出部１６および第２の検出部１７がそれぞれ検出した電磁波に基づいて、電磁波検出装置１０の周囲に関する情報を取得する。周囲に関する情報は、例えば画像情報、距離情報、および温度情報などである。本実施形態において、制御部１９は、第１の検出部１６が検出する検出情報に基づいて、後述するように、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、放射部１１に照射される照射位置の距離情報を取得する。また、本実施形態において、制御部１９は、前述のように、第２の検出部１７が画像として検出した電磁波を画像情報として取得する。
【００５２】
図４に示すように、制御部１９は、放射源２０に電磁波放射信号を入力することにより、放射源２０にパルス状の電磁波を放射させる（“電磁波放射信号”欄参照）。放射源２０は、入力された当該電磁波放射信号に基づいて電磁波を放射する（“放射部放射量”欄参照）。放射源２０が放射し且つ走査部２１が反射して任意の微小領域ｆａに放射された電磁波は、当該微小領域ｆａにおいて反射する。制御部１９は、当該微小領域ｆａの反射波の前段光学系１２による進行部１４における結像領域の中の少なくとも一部の画素ｐｘを第１の状態に切替え、他の画素ｐｘを第２の状態に切替える。そして、第１の検出部１６は、当該微小領域ｆａにおいて反射された電磁波を検出するとき（“電磁波検出量”欄参照）、前述のように、検出情報を制御部１９に通知する。
【００５３】
制御部１９は、例えば、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を有しており、放射源２０に電磁波を放射させた時期Ｔ１から、検出情報を取得（“検出情報取得”欄参照）した時期Ｔ２までの時間ΔＴを計測する。制御部１９は、当該時間ΔＴに、光速を乗算し、且つ２で除算することにより、放射位置までの距離を算出する。
【００５４】
制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させる前に、任意の放射方向に放射させる駆動信号を走査部２１に付与して、当該任意の放射方向に電磁波を放射可能となるように、走査部２１に反射面を駆動させる。さらに、制御部１９は、記憶部１８から読出した対応関係において、当該任意の放射方向と対応する座標にある一部の画素ｐｘを第１の状態に切替える駆動信号を進行部１４に付与する。制御部１９は、進行部１４に当該駆動信号を付与することにより、当該任意の放射方向と対応関係を有する一部の画素ｐｘが第１の状態に切替えられた後、上述のように放射源２０による電磁波の放射および第１の検出部１６による検出情報の取得を実行する。制御部１９は、走査部２１に付与した駆動信号に基づいて、電磁波を照射した微小領域ｆａの位置を算出する。制御部１９は、放射方向を変えながら、各微小領域ｆａまでの距離を算出することにより、画像状の距離情報を作成する。
【００５５】
制御部１９は、以下に説明するように、対応関係を較正する較正モードを動作モードとして有する。較正モードにおいて、制御部１９は、対応関係において互いに対応付けられている放射方向および座標の一方の任意の値に対して、他方の対応付けられた値に大きさの異なる複数の探索値をそれぞれ加えた、複数の探索用対応関係を作成する。
【００５６】
図５に示すように、制御部１９は、例えば、任意の放射方向に対して、対応関係により対応付けられた座標に、大きさの異なる複数の変位量Δｃｏ1〜Δｃｏnを探索値としてそれぞれ加えることにより、複数の探索用対応関係Ｔｃｃｏ1〜Ｔｃｃｏnを作成する。または、図６に示すように、制御部１９は、例えば、任意の座標に対して、対応関係により対応付けられた放射方向に、大きさの異なる複数の変角量Δｄｒ1〜Δｄｒnを探索値としてそれぞれ加えることにより、複数の探索用対応関係Ｔｃｄｒ1〜Ｔｃｄｒnを作成する。
【００５７】
複数の探索値は、対応関係における放射方向または座標を単一の方向に沿って変化させてよい。例えば、探索値が座標を変位させる変位量Δｃｏ1〜Δｃｏnである構成においては、複数の探索値は、元の座標の値を、基準面ｓｓ上の一方向に沿って変化させる。または、例えば、探索値が放射方向を変角させる変角量Δｄｒ1〜Δｄｒnである構成においては、複数の探索値は、元の放射方向を、一方向にそって変化させる。または、複数の探索値は、対応関係における放射方向または座標を互いに異なる二方向に沿って変化させてもよい。本実施形態においては、複数の探索値は、対応関係における放射方向または座標を単一の方向に沿って変化させる。
【００５８】
複数の探索値が対応関係における放射方向または座標を単一の方向に沿って変化させる構成においては、さらに、当該単一の方向が、放射源２０の放射する電磁波の楕円形状の短軸に対応していてよい。言い換えると、当該単一の方向が、基準面ｓｓ上に形成される、放射源２０が放射した電磁波の反射波が基準面ｓｓ上に形成する楕円形状の電磁波の像の短軸に平行である。
【００５９】
なお、複数の探索値は、対応関係において互いに対応付けられている放射方向および座標の一方の任意の値に対して、他方の対応付けられた値に加えられるが、直接的に加えられても、間接的に加えられていてもよい。間接的に加えられるとは、例えば、対応関係が、放射方向および電磁波が照射される仮想平面における座標の第１の部分対応関係と、電磁波が照射される仮想平面における座標および進行部１４の座標の第２の部分対応関係を含む構成において、いずれか一方の対応関係に加えられることを含む。間接的に加えられる構成においても、第１の部分対応関係および第２の部分対応関係を合成することにより、放射方向および進行部１４の座標の全体の対応関係に対して、探索値を加えることと同等である。
【００６０】
制御部１９は、複数の探索用対応関係を用いて、進行部１４に画素ｐｘを検出方向ｄｏｎに切替えさせ且つ放射部１１に放射方向に電磁波を放射させることにより、複数の探索値それぞれに対応する、第１の検出部１６が検出する検出信号を取得する。
【００６１】
座標に探索値を加える構成において、制御部１９は、放射部１１に任意の放射方向に電磁波を放射可能となるように、走査部２１を駆動する。さらに、制御部１９は、当該任意の放射方向に対して単一の探索用対応関係において対応している座標の画素ｐｘを第１の状態に切替えるように進行部１４を駆動する。この状態で、制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させ、第１の検出部１６が検出する検出信号を取得する。制御部１９は、同様に、他の探索用対応関係それぞれにおける検出信号を取得する。
【００６２】
または、放射方向に探索値を加える構成において、制御部１９は、任意の座標の画素ｐｘを第１の状態に切替えるよう進行部１４を駆動する。さらに、制御部１９は、当該任意の座標に対して単一の探索用対応関係において対応している放射方向に電磁波を放射可能となるように、走査部２１を駆動する。この状態で、制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させ、第１の検出部１６が検出する検出信号を取得する。制御部１９は、同様に、他の探索用対応関係それぞれにおける検出信号を取得する。
【００６３】
制御部１９は、複数の探索値それぞれに対応する複数の検出信号に基づいて、対応関係を較正する。さらに具体的に説明すると、制御部１９は、取得した複数の検出信号の中で信号強度が最大となる単一の探索値を較正に用いる探索値に決定する。制御部１９は、較正に用いる探索値を対応関係に加えることにより、対応関係を較正する。制御部１９は、較正した対応関係を、以後の距離の測定に用いる対応関係として記憶部１８に格納する。
【００６４】
制御部１９は、絶対値が上限値以内である探索値を用いて、探索用対応関係を作成してよい。上限値は、熱変形や経時変化などにより対応関係に生じると考えられるズレの最大値に定められてよい。
【００６５】
なお、複数の探索値は、当該複数の探索値の中で絶対値が最小である探索値の整数倍であっても、整数倍でなくてもよい。
【００６６】
または、制御部１９は、以下に説明するように、較正に用いる探索値の極性、すなわち当該探索値の正負を判別してから、複数の探索用対応関係を作成してよい。制御部１９は、距離の測定時と同様に、対応関係を用いて、進行部１４を介して任意の座標の画素ｐｘを第1の状態に切替させ、当該任意の座標に対応関係で対応付けられている放射方向に電磁波を放射可能な状態で、放射源２０に電磁波を放射させ、検出信号を基準信号として取得する。
【００６７】
次に、制御部１９は、初期探索値を加えた探索用対応関係を作成する。初期探索値は、例えば、制御部１９が調整可能な最小の調整量に相当する探索値、すなわち絶対値が最小である探索値である。例えば、座標に探索値を加える構成において、初期探索値は、互いに隣接する２画素間の間隔である。または放射方向に探索値を加える構成において、初期探索値は、走査部２１への駆動信号の信号強度の最小変動可能量である。最小変動可能量とは、信号強度の異なる２つの駆動信号において信号強度の差分として制御部１９が変動の調整し得る最小の量である。
【００６８】
制御部１９は、初期探索値を加えた探索用対応関係を用いて、進行部１４を介して任意の座標の画素ｐｘを第１の状態に切替させ、当該任意の座標に対応関係で対応付けられている放射方向に電磁波を放射可能な状態で、放射源２０に電磁波を放射させ、検出信号を初期信号として取得する。制御部１９は、基準信号および初期信号の信号強度を比較する。
【００６９】
制御部１９は、基準信号の信号強度が初期信号の信号強度より小さい場合、初期探索値の極性が、較正に用いる探索値の極性と一致すると判別する。制御部１９は、初期探索値の極性が較正に用いる探索値の極性と一致すると判別する場合、初期探索値と同じ極性の複数の探索値を絶対値が小さい順番に加えることにより、複数の探索用対応関係を作成する。さらに、制御部１９は、作成した複数の探索用対応関係それぞれを用いて、進行部１４を介して任意の座標の画素ｐｘを第１の状態に切替させ、当該任意の座標に探索用対応関係で対応付けられている放射方向に電磁波を放射可能な状態で、放射源２０に電磁波を放射させることにより、複数の検出信号を取得する。制御部１９は、複数の検出信号を取得すると、上述のように、当該複数の検出信号に基づいて、対応関係を較正する。
【００７０】
制御部１９は、基準信号の信号強度が初期信号の信号強度より大きい場合、初期探索値の極性が、較正に用いる探索値の極性と異なると判別する。制御部１９は、初期探索値の極性が較正に用いる探索値の極性と異なると判別する場合、初期探索値の極性を反転させた複数の探索値を絶対値が小さい順番に加えることにより、複数の探索用対応関係を作成する。さらに、制御部１９は、作成した複数の探索用対応関係それぞれを用いて、進行部１４を介して任意の座標の画素ｐｘを第１の状態に切替させ、当該任意の座標に探索用対応関係で対応付けられている放射方向に電磁波を放射可能な状態で、放射源２０に電磁波を放射させることにより、複数の検出信号を取得する。制御部１９は、複数の検出信号を取得すると、上述のように、当該複数の検出信号に基づいて、対応関係を較正する。
【００７１】
制御部１９は、較正に用いる探索値の極性を判別する構成においては、以下に説明するように、探索値を絶対値が小さい順番に加えながら、取得する検出信号の信号強度が減少に転じるときに、対応関係の較正を終了してもよい。制御部１９は、初期信号または検出信号の取得後、前回の検出信号を検出させる場合に用いた探索値よりも絶対値が次に大きな探索値を加えることにより探索用対応関係を作成する。制御部１９は、作成した探索用対応関係を用いて、進行部１４を介して任意の座標の画素ｐｘを第１の状態に切替させ、当該任意の座標に探索用対応関係で対応付けられている放射方向に電磁波を放射可能な状態で、放射源２０に電磁波を放射させることにより検出信号を取得する。制御部１９は、当該検出信号の信号強度が、前回取得した検出信号の信号強度より大きい場合、引き続き、絶対値が次に大きな探索値を加えることによる検出信号の取得および比較を行う。制御部１９は、新規に取得した検出信号の信号強度が前回取得した検出信号より小さい場合、前回取得した検出信号に対応する探索値を、較正に用いる探索値に決定して、対応関係の較正を終了する。
【００７２】
なお、構成に用いる探索値の極性を判別する構成において、較正モードで用いる複数の探索値は、初期探索値の整数倍であってもよく、整数倍でなくてもよい。
【００７３】
制御部１９は、対応関係の較正を、放射方向の離散的な値別、または座標別に対して行ってよい。または、制御部１９は、放射方向の離散的な値全体、または座標全体に対して行ってよい。放射方向全体または座標全体に対して行うとは、対応関係における、放射方向の離散的な値すべて、または座標すべてに対して同じ探索値を加えることを意味する。
【００７４】
次に、本実施形態において制御部１９が実行する、第１の方法による対応関係較正処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。制御部１９は、絶対値が上限値内である複数の探索値を用いて較正を行う構成において、較正モードを開始する入力を検出する場合、第１の方法による対応関係較正処理を開始する。
【００７５】
ステップＳ１００において、制御部１９は、記憶部１８から対応関係を読出す。対応関係の読出し後、プロセスはステップＳ１０１に進む。
【００７６】
ステップＳ１０１では、制御部１９は、単一の探索値を認識する。制御部１９は、探索値を、記憶部１８に記憶した探索値の中から読出すことによって認識しても、前回の探索値に基づく算出によって認識してもよい。認識後、プロセスはステップＳ１０２に進む。
【００７７】
ステップＳ１０２では、制御部１９は、ステップＳ１００において読出した対応関係に、ステップＳ１０１において認識した探索値を加えることにより探索対応関係を作成する。さらに、制御部１９は、当該探索対応関係を用いて、走査部２１および進行部１４を駆動する。さらに、制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させることにより、第１の検出部１６から検出信号を取得する。検出信号の取得後、プロセスはステップＳ１０３に進む。
【００７８】
ステップＳ１０３では、制御部１９は、絶対値が上限値以下であるすべての探索値に対して検出信号を取得しているか否かを判別する。すべての探索値に対して検出信号を取得していない場合、プロセスはステップＳ１００に戻る。すべての探索値に対して検出信号を取得している場合、プロセスはステップＳ１０４に進む。
【００７９】
ステップＳ１０４では、制御部１９は、複数の探索値それぞれに対応する検出信号の中で信号強度の最大値を判別する。最大値の判別後、プロセスはステップＳ１０５に進む。
【００８０】
ステップＳ１０５では、制御部１９は、ステップＳ１０４において最大値の信号強度である検出信号に対応する探索値を、較正用の探索値に決定する。決定後、プロセスはステップＳ１０６に進む。
【００８１】
ステップＳ１０６では、制御部１９は、記憶部１８に記憶した対応関係に、ステップＳ１０５において決定した較正用の探索値を加えることにより対応関係を較正する。さらに、制御部１９は、較正した対応関係を記憶部１８に格納する。格納後、第１の方法による対応関係較正処理は終了する。
【００８２】
次に、本実施形態において制御部１９が実行する、第２の方法による対応関係較正処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。制御部１９は、較正に用いる探索値の極性を判別する構成において、較正モードを開始する入力を検出する場合、第２の方法による対応関係較正処理を開始する。
【００８３】
ステップＳ２００において、制御部１９は、記憶部１８から対応関係を読出す。対応関係の読出し後、プロセスはステップＳ２０１に進む。
【００８４】
ステップＳ２０１では、制御部１９は、ステップＳ２００において読出した対応関係を用いて、走査部２１および進行部１４を駆動する。さらに、制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させることにより、第１の検出部１６から基準信号を取得する。基準信号の取得後、プロセスはステップＳ２０２に進む。
【００８５】
ステップＳ２０２では、制御部１９は、初期探索値を認識する。制御部１９は、例えば、初期探索値を、記憶部１８に記憶した探索値の中から読出すことによって認識する。認識後、プロセスはステップＳ２０３に進む。
【００８６】
ステップＳ２０３では、制御部１９は、ステップＳ２００において読出した対応関係に、ステップＳ２０２において認識した初期探索値を加えることにより探索対応関係を作成する。さらに、制御部１９は、当該探索対応関係を用いて、走査部２１および進行部１４を駆動する。さらに、制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させることにより、第１の検出部１６から初期信号を取得する。初期信号の取得後、プロセスはステップＳ２０４に進む。
【００８７】
ステップＳ２０４では、制御部１９は、ステップＳ２０１において取得した基準信号、およびステップＳ２０３において取得した初期信号の信号強度が等しいか否かを判別する。信号強度が等しい場合、第２の方法による対応関係較正処理は終了する。信号強度が異なる場合、プロセスはステップＳ２０５に進む。
【００８８】
ステップＳ２０５では、制御部１９は、ステップＳ２０１において取得した基準信号の信号強度が、ステップＳ２０３において取得した初期信号の信号強度より大きいか否かを判別する。基準信号の信号強度が初期信号の信号強度より大きい場合、プロセスはステップＳ２０６に進む。基準信号の信号強度が初期信号の信号強度より小さい場合、プロセスはステップＳ２０７に進む。
【００８９】
ステップＳ２０６では、制御部１９は、初期探索値の極性を維持すること、言い換えると、以後、初期探索値と同じ極性の探索値を用いることを決定する。決定後、プロセスはステップＳ２０８に進む。
【００９０】
ステップＳ２０７では、制御部１９は、初期探索値の極性を反転すること、言い換えると、以後、初期探索値の極性を反転させた探索値を用いることを決定する。決定後、プロセスはステップＳ２０８に進む
【００９１】
ステップＳ２０８では、制御部１９は、記憶部１８から対応関係を読出す。対応関係の読出し後、プロセスはステップＳ２０９に進む。
【００９２】
ステップＳ２０９では、制御部１９は、次の探索値を認識する。制御部１９は、次の探索値を、記憶部１８に記憶した探索値の中から読出すことによって認識しても、前回の探索値に基づく算出によって認識してもよい。認識後、プロセスはステップＳ２１０に進む。
【００９３】
ステップＳ２１０では、制御部１９は、ステップＳ２０８において読出した対応関係に、ステップＳ２０９において認識した次の探索値を加えることにより探索対応関係を作成する。さらに、制御部１９は、当該探索対応関係を用いて、走査部２１および進行部１４を駆動する。さらに、制御部１９は、放射源２０に電磁波を放射させることにより、第１の検出部１６から検出信号を取得する。検出信号の取得後、プロセスはステップＳ２１１に進む。
【００９４】
ステップＳ２１１では、制御部１９は、直近の、言い換えると今回のステップＳ２１０で取得した検出信号の信号強度よりも、前回のステップＳ２１０において取得した検出信号、または直近のステップＳ２１０が初回である場合ステップＳ２０３において取得した初期信号の信号強度が大きくない場合、プロセスはステップＳ２０８に戻る。今回に取得した検出信号の信号強度よりも前回に取得した検出信号または初期信号の信号強度より大きい場合、プロセスはステップＳ２１２に進む。
【００９５】
ステップＳ２１２では、制御部１９は、ステップＳ２１１において大きさを比較した２つの検出信号（一方が初期信号である場合も含む。）の内、信号強度がより大きな検出信号に対応する探索値を、較正用の探索値に決定する。決定後、プロセスはステップＳ２１３に進む。
【００９６】
ステップＳ２１３では、制御部１９は、記憶部１８に記憶した対応関係に、ステップＳ２１２において決定した較正用の探索値を加えることにより対応関係を較正する。さらに、制御部１９は、較正した対応関係を記憶部１８に格納する。格納後、第２の方法による対応関係較正処理は終了する。
【００９７】
以上のような構成の本実施形態の電磁波検出装置１０は、複数の探索値に基づく探索用対応関係を用いて第１の検出部１６により検出される、複数の探索値それぞれに対応する複数の検出信号に基づいて対応関係を較正する。電磁波が照射される微小領域ｆａにおける反射波の、基準面ｓｓ上の実際の到達位置において反射波の強度は最大となり、基準面ｓｓ上において当該到達位置から離れるほど反射波の強度は低下する。したがって、実際の到達位置に相当する画素ｐｘを第１の状態に切替えて検出する検出信号は、当該到達位置以外の位置に相当する画素ｐｘを第１の状態に切替えて検出する検出信号に比べて最大の信号強度となる。したがって、上述の構成を有することにより、電磁波検出装置１０は、熱変形や経時変化などに起因する実際の対応関係の変化に応じるように、記憶部１８に記憶した対応関係を修正し得る。したがって、電磁波検出装置１０は、熱変形や経時変化などが生じても、電磁波の検出精度を維持し得る。
【００９８】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０は、対応関係を用いて取得した基準信号と初期探索値に基づく探索対応関係を用いて取得した初期信号の信号強度を比較して、探索値の極性を判別しうる。このような構成により、電磁波検出装置１０は、対応関係の較正のための検出信号の検出回数を低減し得るので、対応関係の較正にかかる時間を短縮し得る。
【００９９】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０は、探索値を絶対値が小さい順番で加えながら取得する検出信号の信号強度が減少に転じるときに対応関係の較正を終了する。このような構成により、電磁波検出装置１０は、対応関係の較正のための検出信号の検出回数をさらに低減し得るので、対応関係の較正にかかる時間をいっそう短縮し得る。
【０１００】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、複数の探索値の絶対値に上限値が定められうる。一般的に、熱変形や経時変化などに起因する実際の対応関係の変化は微小である。それゆえ、探索値の範囲を定めても実際の対応関係の変化の反映は可能である。そこで、上述の構成を有することにより、電磁波検出装置１０は、範囲の限定された探索値で検出信号を検出するため、対応関係の較正にかかる時間を短縮し得る。
【０１０１】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、複数の探索値は、放射方向または座標を、放射部１１が放射する電磁波の楕円形状の短軸に対応する単一の方向に沿って変化させている。電磁波検出装置１０には、断面が楕円形状であるビーム状の電磁波を放射する種類の放射源２０が用いられることがある。進行部１４の基準面ｓｓ上に形成される電磁波の像の短軸に沿った方向において対応関係はズレが大きくなりやすい。このような事象に対して、上述の構成を有する電磁波検出装置１０は、対応関係のズレが大きくなりやすい方向に特化して、対応関係を較正するので、電磁波の検出精度の維持と較正にかかる時間の短縮化とのバランスを図り得る。
【０１０２】
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【０１０３】
なお、本実施形態において、電磁波検出装置１０は、上述のように、レーザ光を放射して、返ってくるまでの時間を直接測定するＤｉｒｅｃｔ  ＴｏＦにより距離情報を作成する構成である。しかし、電磁波検出装置１０は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置１０は、電磁波を一定の周期で放射し、放射された電磁波と返ってきた電磁波との位相差から、返ってくるまでの時間を間接的に測定するＦｌａｓｈ  ＴｏＦにより距離情報を作成してもよい。また、電磁波検出装置１０は、他のＴｏＦ方式、例えば、Ｐｈａｓｅｄ  ＴｏＦにより距離情報を作成してもよい。
【０１０４】
また、本実施形態において、進行部１４は、基準面ｓｓに入射する電磁波の進行方向を２方向に切替え可能であるが、２方向のいずれかへの切替えでなく、３以上の方向に切替可能であってよい。
【０１０５】
また、本実施形態の進行部１４において、第１の状態および第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、それぞれ、検出方向ｄｏｎに反射する第１の反射状態、および非検出方向ｄｏｆｆに反射する第２の反射状態であるが、他の態様であってもよい。
【０１０６】
例えば、図９に示すように、第１の状態が、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて検出方向ｄｏｎに進行させる透過状態であってもよい。進行部１４０は、さらに具体的には、画素ｐｘ毎に電磁波を非検出方向ｄｏｆｆに反射する反射面を有するシャッタを含んでいてもよい。このような構成の進行部１４０においては、画素ｐｘ毎のシャッタを開閉することにより、第１の状態としての透過状態および第２の状態としての反射状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
【０１０７】
このような構成の進行部１４０として、例えば、開閉可能な複数のシャッタがアレイ状に配列されたＭＥＭＳシャッタを含む進行部が挙げられる。また、進行部１４０として、電磁波を反射する反射状態と電磁波を透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能な液晶シャッタを含む進行部が挙げられる。このような構成の進行部１４０においては、画素ｐｘ毎の液晶配向を切替えることにより、第１の状態としての透過状態および第２の状態としての反射状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
【０１０８】
また、本実施形態において、電磁波検出装置１０は、放射源２０から放射されるビーム状の電磁波を走査部２１に走査させることにより、第１の検出部１６を走査部２１と協同させて走査型のアクティブセンサとして機能させる構成を有する。しかし、電磁波検出装置１０は、このような構成に限られない。例えば、放射状の電磁波を放射可能な複数の放射源を有する放射部において、放射時期をずらしながら各放射源から電磁波を放射させるフェイズドスキャン方式により、走査部を備えることなく、走査型のアクティブセンサとして機能させる構成でも、本実施形態と類似の効果が得られる。
【０１０９】
また、本実施形態において、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１６がアクティブセンサであり、第２の検出部１７がパッシブセンサである構成を有する。しかし、電磁波検出装置１０は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置１０において、第１の検出部１６および第２の検出部１７が共にアクティブセンサである構成でも、本実施形態と類似の効果が得られる。第１の検出部１６および第２の検出部１７が共にアクティブセンサである構成において、対象ｏｂに電磁波を放射する放射部１１は異なっていても、同一であってもよい。さらに、異なる放射部１１は、それぞれ異種または同種の電磁波を放射してよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１０  電磁波検出装置
１１  放射部
１２  前段光学系
１３  分離部
１４  進行部
１５  後段光学系
１６  第１の検出部
１７  第２の検出部
１８  記憶部
１９  制御部
２０  放射源
２１  走査部
ｄｄ１、ｄｄ２  第１の分離方向、第２の分離方向
ｄｉ  入射方向
ｄｏｆｆ  非検出方向
ｄｏｎ  検出方向
微小領域  ｆａ
ｏｂ  対象
ｐｘ  画素
ｓｓ  基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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