(57)【要約】【課題】電磁波を検出する複数の検出器による検出結果における座標系の差異を低減させ、電磁波に基づく各種の情報の生成における精度を向上させる。【解決手段】電磁波検出装置１０は、切替部１６と、第１の通過部１７と、第１の検出部２１と、を備える。切替部１６は、基準面ｓｓに沿って複数の画素ｐｘが配置され、基準面ｓｓに入射した電磁波を画素ｐｘ毎に第１の方向ｄ１へ進行させる状態と第２の方向ｄ２へ進行させる状態とに切替可能である。第１の通過部１７は、第１の波長帯域の電磁波の通過率が、第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい。第１の検出部２１は、第１の方向ｄ１へ進行して第１の通過部１７を通過した電磁波を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記基準面に入射した電磁波を前記画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能な切替部と、
第１の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第１の通過部と、
前記第１の方向へ進行して前記第１の通過部を通過した電磁波を検出する第１の検出部と、
を備える電磁波検出装置。
【請求項２】
前記第１の通過部は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ、バンドパスフィルタのいずれかまたはそれらの組み合わせを含む、
請求項１に記載の電磁波検出装置。
【請求項３】
前記第１の波長帯域は、前記第１の検出部によって検出可能な電磁波の波長帯域の少なくとも一部が重複する、
請求項１または２に記載の電磁波検出装置。
【請求項４】
前記第１の検出部は、照射部から対象に向けて照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、またはパッシブセンサを含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項５】
前記第１の検出部は、前記アクティブセンサであって、
前記第１の波長帯域は、前記照射部が照射する電磁波の波長帯域と、少なくとも一部が重複する、
請求項４に記載の電磁波検出装置。
【請求項６】
前記第１の検出部は、前記アクティブセンサであって、
前記第１の波長帯域は、前記照射部が照射する電磁波の波長帯域を全て含む、
請求項４または５に記載の電磁波検出装置。
【請求項７】
前記第１の検出部は、前記アクティブセンサであって、
前記第１の波長帯域は、前記照射部が照射する電磁波の波長帯域と一致する、
請求項４から６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項８】
前記照射部を備える、
請求項４から７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項９】
前記照射部は、フェイズドスキャン方式により電磁波を走査する、
請求項４から８のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項１０】
前記照射部から放射される電磁波の向きを変えて前記対象における照射位置を変更する走査部を備える、
請求項４から９のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項１１】
前記走査部は、電磁波を反射する反射面を備え、前記照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より反射することで走査する、
請求項１０に記載の電磁波検出装置。
【請求項１２】
前記反射面は、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラー、およびガルバノミラーのいずれかを含む
請求項１０または１１に記載の電磁波検出装置。
【請求項１３】
前記照射部は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波のいずれかを照射する、
請求項４から１２のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項１４】
前記切替部は、前記基準面に入射した電磁波を前記第１の方向へ反射する第１の反射状態と、前記第２の方向へ反射する第２の反射状態とに、前記画素毎に切り替える、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項１５】
前記切替部は、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の反射状態とを切り替える、
請求項１４に記載の電磁波検出装置。
【請求項１６】
前記切替部は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項１７】
前記切替部は、前記基準面に入射した電磁波を、前記第１の方向へ透過する透過状態と、前記第２の方向へ反射する反射状態とに切り替える、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項１８】
前記切替部は、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、切り替える、
請求項１７に記載の電磁波検出装置。
【請求項１９】
前記第１の進行部は、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、
請求項１７または１８に記載の電磁波検出装置。
【請求項２０】
前記第１の進行部は、前記反射状態および前記透過状態を液晶配光に応じて前記画素毎に切替可能な液晶シャッタを含む、
請求項１７に記載の電磁波検出装置。
【請求項２１】
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、
請求項１から２０のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項２２】
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、
請求項１から２１のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項２３】
第２の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第２の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第２の通過部と、
前記第２の方向へ進行して前記第２の通過部を通過した電磁波を検出する第２の検出部と、
を備える請求項１から２２のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項２４】
前記第２の通過部は、前記第１の通過部と同種または異種のフィルタを含む、
請求項２３に記載の電磁波検出装置。
【請求項２５】
前記第２の検出部は、前記第１の検出部と同種または異種のセンサを含む、
請求項２３または２４に記載の電磁波検出装置。
【請求項２６】
前記第２の検出部は、前記第１の検出部と同種または異種の電磁波を検出する、
請求項２３から２５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項２７】
前記第１の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部を備える、
請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項２８】
前記第２の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部を備える、
請求項２３から２６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
【請求項２９】
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、
請求項２７または２８に記載の電磁波検出装置。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれか一項に記載の電磁波検出装置と、
前記第１の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部と、
を備える、
情報取得システム。
【請求項３１】
請求項２３から２６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置と、
前記第１の検出部および前記第２の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部と、
を備える、
情報取得システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波検出装置および情報取得システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁波を検出する複数の検出器による検出結果から周囲に関する情報を得る装置が開発されている。例えば、赤外線カメラで撮像した画像中の物体の位置を、レーザレーダを用いて測定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２０１１−２２０７３２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、各検出器による検出結果における座標系の差異を低減し、電磁波に基づいて生成される各種の情報の精度を向上させることは有益である。
【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、電磁波を検出する複数の検出器による検出結果における座標系の差異を低減させ、電磁波に基づいて生成される各種の情報の精度を向上させ得ることにある。
【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、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記基準面に入射した電磁波を前記画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能な切替部と、
第１の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第１の通過部と、
前記第１の方向へ進行して前記第１の通過部を通過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備える。
【０００７】
また、第２の観点による情報取得システムは、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記基準面に入射した電磁波を前記画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能な切替部と、
第１の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第１の通過部と、
前記第１の方向へ進行して前記第１の通過部を通過した電磁波を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部および前記第２の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部と、備える。
【０００８】
上述したように本開示の解決手段を装置、およ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】
【０００９】
上記のように構成された本開示によれば、電磁波を検出する複数の検出器による検出結果における座標系の差異が低減し、電磁波に基づいて生成される各種の情報の精度が向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成を示す構成図である。
【図２】図１の電磁波検出装置の切替部における画素の第１の状態と第２の状態における電磁波の進行方向を説明するための、情報取得システムの構成図である。
【図３】図１の第１の通過部が有するバンドパスフィルタの分光特性を示す図である。
【図４】図１の照射部、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照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】第１の実施形態において制御部が画像情報および距離情報を繰返し取得するための各部位の制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】第１の実施形態において切替部の任意の画素が第２の状態であるときの電磁波の進行状態を説明するための、情報取得システムの構成図である。
【図７】図６の任意の画素のみが第１の状態であるときの電磁波の進行状態を説明するための、情報取得システムの構成図である。
【図８】第２の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図９】図８の第１の通過部が有する第１のバンドパスフィルタおよび第２のバンドパスフィルタの分光特性を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の他の例を示す構成図である。
【図１１】第３の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図１２】図１１の第１の通過部が有するバンドパスフィルタおよびショートパスフィルタの分光特性を示す図である。
【図１３】第３の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の他の例を示す構成図である。
【図１４】第４の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図１５】図１４の第１の通過部が有するバンドパスフィルタおよびロングパスフィルタの分光特性を示す図である。
【図１６】第４の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の他の例を示す構成図である。
【図１７】第５の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図１８】図１７の第１の通過部が有するショートパスフィルタおよびロングパスフィルタの分光特性を示す図である。
【図１９】第５の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成の他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。電磁波を検出する複数の検出器により電磁波を検出する構成において、各検出器の検出軸が異なる。そのため、各検出器が同一領域を対象とした検出を行ったとしても、検出結果における座標系がそれぞれの検出器で異なる。そこで、各検出器による検出結果における座標系の差異を低減することは有益である。しかし、当該差異を補正によって低減することは不可能、または困難である。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、各検出器における検出軸の差異を低減し得るように構成されることにより、各検出器による検出結果における座標系の差異を低減し得る。
【００１２】
また、各検出器に、各検出器の検出対象である波長帯域以外の波長の電磁波が入力されると、検出対象である波長帯域以外の波長がノイズとなり、電磁波検出装置は、検出された電磁波に基づいて高い精度で各種の情報を生成することが困難である。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、各検出器において検出対象である波長帯域以外の波長の入力を低減し得るように構成されることにより、電磁波に基づく各種の情報の生成における精度を向上し得る。
【００１３】
図１に示すように、本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置１０を含む情報取得システム１１は、電磁波検出装置１０、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００１４】
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。
【００１５】
電磁波検出装置１０は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。
【００１６】
前段光学系１５は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含み、被写体となる対象ｏｂの像を結像させる。
【００１７】
切替部１６は、前段光学系１５から所定の距離をおいて離れた対象ｏｂの像の、前段光学系１５による結像位置である一次結像位置、または当該一次結像位置近傍に、設けられていればよい。第１の実施形態においては、切替部１６は、当該一次結像位置に、設けられている。切替部１６は、前段光学系１５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次元状に沿って並ぶ複数の画素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。
【００１８】
切替部１６は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第１の方向ｄ１に進行させる第１の状態と、第２の方向ｄ２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。第１の実施形態において、第１の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第１の方向ｄ１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、第２の方向ｄ２に反射する第２の反射状態である。
【００１９】
第１の実施形態において、切替部１６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。切替部１６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。第１の実施形態において、切替部１６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。
【００２０】
切替部１６は、後述する制御部１４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、図２に示すように、切替部１６は、同時に、一部の画素ｐｘ１を第１の状態に切替えることにより当該画素ｐｘ１に入射する電磁波を第１の方向ｄ１に進行させ得、別の一部の画素ｐｘ２を第２の状態に切替えることにより当該画素ｐｘ２に入射する電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ得る。また、切替部１６は、同一の画素ｐｘを第１の状態から第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第１の方向ｄ１の次に第２の方向ｄ２に向けて進行させ得る。
【００２１】
図１に示すように、第１の通過部１７は、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。第１の通過部１７は、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。すなわち、第１の通過部１７における第１の波長帯域の電磁波の通過率は、第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい。例えば、第１の波長帯域は、図３に示すように、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。
【００２２】
第１の波長帯域は、第１の検出部２１が、後述する距離情報を生成するために検出すべき電磁波の波長帯域である。図３に示すように、第１の波長帯域は、照射部１２が放射する電磁波の波長帯域と少なくとも一部で重複する。第１の波長帯域は、照射部１２が放射する電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。第１の波長帯域は、照射部１２が放射する電磁波の波長帯域と一致してもよい。第１の波長帯域は、例えば、赤外線の波長帯域であってもよい。
【００２３】
第１の波長帯域は、第１の検出部２１によって検出可能な電磁波の波長帯域の少なくとも一部が重複する。第１の波長帯域は、第１の検出部２１によって検出可能な電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。第１の波長帯域は、第１の検出部２１によって検出可能な電磁波の波長帯域と一致してもよい。
【００２４】
第１の通過部１７は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ、およびバンドパスフィルタのいずれかまたは組合せを有する。図１に示すように、第１の実施形態において、第１の通過部１７は、バンドパスフィルタ１７ａを有する。バンドパスフィルタが第１の所定波長帯域の電磁波を、第１の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。このような構成において、第１の通過部１７の第１の波長帯域は、バンドパスフィルタ１７ａの第１の所定波長帯域に相当する。
【００２５】
第２の通過部１８は、切替部１６から第２の方向ｄ２に設けられている。第２の通過部１８は、切替部１６から第２の方向ｄ２に進行する電磁波のうち第２の波長帯域の電磁波を、第２の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。すなわち、第２の通過部１８における第２の波長帯域の電磁波の通過率は、第２の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい。第２の通過部１８は、第１の通過部１７と異種のフィルタとすることができる。第２の通過部１８は、第１の通過部１７と同種のフィルタとしてもよい。
【００２６】
第２の波長帯域は、第２の検出部２２が、後述する画像情報、温度情報等を生成するために検出すべき電磁波の波長帯域である。第２の通過部１８は、例えば、ＩＲ（infrared）カットフィルタおよびダイクロイックミラーの少なくとも一方を含む。
【００２７】
第２の波長帯域は、第２の検出部２２によって検出可能な電磁波の波長帯域の少なくとも一部が重複する。第２の波長帯域は、第２の検出部２２によって検出可能な電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。第２の波長帯域は、第２の検出部２２によって検出可能な電磁波の波長帯域と一致してもよい。
【００２８】
第１の後段光学系１９は、第１の通過部１７から第１の方向ｄ１に設けられている。第１の後段光学系１９は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。第１の後段光学系１９は、切替部１６において第１の方向ｄ１に進行方向を切替えられ、第１の通過部１７を通過した電磁波としての対象ｏｂの像を結像させる。
【００２９】
第２の後段光学系２０は、第２の通過部１８から第２の方向ｄ２に設けられている。第２の後段光学系２０は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。第２の後段光学系２０は切替部１６において第２の方向ｄ２に進行方向を切替えられ、第２の通過部１８を通過した電磁波としての対象ｏｂの像を結像させる。
【００３０】
第１の検出部２１は、切替部１６によって第１の方向ｄ１に進行し、第２の通過部１８を通過した後に第１の後段光学系１９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２１は、第１の後段光学系１９を経由した電磁波、すなわち第１の方向ｄ１に進行した電磁波を検出する。
【００３１】
第１の実施形態において、第１の検出部２１は、照射部１２から対象ｏｂに向けて照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。なお、第１の実施形態において、第１の検出部２１は、照射部１２から照射され且つ走査部１３により反射されることにより対象ｏｂに向けて照射された電磁波の当該対象ｏｂからの反射波を検出する。照射部１２から照射される電磁波は、例えば、赤外線であってよい。
【００３２】
第１の実施形態において、第１の検出部２１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２１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２１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。第１の実施形態において、第１の検出部２１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１４に送信する。第１の検出部２１は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
【００３３】
なお、第１の検出部２１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２１は、第１の後段光学系１９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２１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、切替部１６により第１の方向ｄ１に進行した後に第１の後段光学系１９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。
【００３４】
第２の検出部２２は、切替部１６によって第２の方向ｄ２に進行し、第２の通過部１８を通過した後に第２の後段光学系２０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２の検出部２２は、第２の後段光学系２０を経由した電磁波、すなわち第２の方向ｄ２に進行した電磁波を検出する。
【００３５】
第１の実施形態において、第２の検出部２２は、パッシブセンサである。第１の実施形態において、第２の検出部２２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２２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。なお、第１の実施形態において、第２の検出部２２は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第１の実施形態において、第２の検出部２２は、生成した画像情報を信号として制御部１４に送信する。
【００３６】
なお、第２の検出部２２は、第１の検出部２１とは異種の電磁波を検出する。例えば、第２の検出部２２は、赤外光の像など、可視光以外の像を撮像してもよい。また、第２の検出部２２はサーモ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２２により温度情報を取得し得る。第２の検出部２２は、第１の検出部２１と同種の電磁波を検出してもよい。
【００３７】
このように、第１の実施形態において、第２の検出部２２は、素子アレイを含む、そのため、第１の実施形態において、第２の検出部２２は、入射された電磁波が検出面において結像すると、結像した電磁波は各素子に入射するため、解像度を向上させ得る。そこで、第２の検出部２２は、第２の後段光学系２０による結像位置である二次結像位置に設けられるとよい。
【００３８】
照射部１２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放射する。第１の実施形態において、照射部１２は、赤外線を放射する。照射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、直接または走査部１３を介して間接的に、照射する。第１の実施形態においては、照射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、走査部１３を介して間接的に照射する。
【００３９】
第１の実施形態においては、照射部１２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の実施形態において、照射部１２は電磁波をパルス状に放射可能である。例えば、照射部１２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）などを含む。照射部１２は、後述する制御部１４の制御に基づいて、電磁波の放射および停止を切替える。
【００４０】
走査部１３は、照射部１２から放射された電磁波を、向きを変えながら反射することにより、対象ｏｂに照射される電磁波の照射位置を変更する。すなわち、走査部１３は、照射部１２から放射される電磁波により、対象ｏｂを走査する。したがって、第１の実施形態において、第１の検出部２１は、走査部１３と協働して、走査型の測距センサを構成する。なお、走査部１３は、一次元方向または二次元方向に対象ｏｂを走査する。第１の実施形態においては、走査部１３は、二次元方向に対象ｏｂを走査する。
【００４１】
走査部１３は、照射部１２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１３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。
【００４２】
なお、第１の実施形態において、走査部１３は、照射部１２から放射され且つ走査部１３で反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、第１の検出部２１における検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、第１の実施形態において、走査部１３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、第１の検出部２１により検出され得る。
【００４３】
走査部１３は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ポリゴンミラー、およびガルバノミラーなどを含む。第１の実施形態においては、走査部１３は、ＭＥＭＳミラーを含む。
【００４４】
走査部１３は、後述する制御部１４の制御に基づいて、電磁波を反射する向きを変える。また、走査部１３は、例えばエンコーダなどの角度センサを有してもよく、角度センサが検出する角度を、電磁波を反射する方向情報として、制御部１４に通知してもよい。このような構成において、制御部１４は、走査部１３から取得する方向情報に基づいて、照射位置を算出し得る。また、制御部１４は、走査部１３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照射位置を算出し得る。
【００４５】
制御部１４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１４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。
【００４６】
制御部１４は、第１の検出部２１および第２の検出部２２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。第１の実施形態において、制御部１４は、第１の検出部２１が検出する検出情報に基づいて、以下に説明するように、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、照射部１２に照射される照射位置の距離情報を取得する。また、第１の実施形態において、制御部１４は、前述のように、第２の検出部２２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。
【００４７】
図４に示すように、制御部１４は、照射部１２に電磁波放射信号を入力することにより、照射部１２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）。照射部１２は、入力された当該電磁波放射信号に基づいて電磁波を照射する（“照射部放射量”欄参照）。照射部１２が放射し且つ走査部１３が反射して任意の照射領域に照射された電磁波は、当該照射領域において反射する。そして、第１の検出部２１は、当該照射領域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１４に通知する。
【００４８】
制御部１４は、例えば、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を有しており、照射部１２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１４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、照射位置までの距離を算出する。なお、制御部１４は、上述のように、走査部１３から取得する方向情報、または自身が走査部１３に出力する駆動信号に基づいて、照射位置を算出する。制御部１４は、照射位置を変えながら、各照射位置までの距離を算出することにより、第２の検出部２２から取得した画像情報における距離情報を作成する。
【００４９】
なお、本実施形態において、情報取得システム１１は、図４に示すように、レーザ光を照射して、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、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム１１は、電磁波を一定の周期で照射し、照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、情報取得システム１１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。
【００５０】
また、制御部１４は、照射部１２、走査部１３、切替部１６、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を制御して、画像情報および距離情報を繰返し取得する。画像情報および距離情報を繰返し取得するための各部位の制御について、図５のタイミングチャートを用いて以下に説明する。
【００５１】
タイミングｔ１において、制御部１４は、第２の検出部２２に第１のフレームの画像情報の生成のための電磁波の検出を開始させる。なお、タイミングｔ１においては、切替部１６の全画素ｐｘは第２の状態であり、前段光学系１５に入射する電磁波は第２の検出部２２に到達する（図６参照）。また、図５に示すように、タイミングｔ１において、制御部１４は、切替部１６における第１の画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えを開始させる（“切替部第１の画素駆動信号”欄参照）。なお、タイミングｔ１において、他の全画素ｐｘは第２の状態のままである（“切替部第２の画素状態”、“切替部第Ｎの画素状態”欄参照）。
【００５２】
切替部１６の第１の画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えが完了するタイミングｔ２において（“切替部第１の画素状態”欄参照）、制御部１４は照射部１２に電磁波を放射させる（“電磁波放射時期”欄参照）。なお、タイミングｔ２においては、切替部１６の第１の画素ｐｘが第２の状態（図６参照）から第１の状態に切替わり、前段光学系１５に入射し、切替部１６の第１の画素ｐｘにおいて結像する電磁波が第２の方向ｄ２の次に第１の方向ｄ１向けて進行する（図７参照）。
【００５３】
図５に示すように、また、タイミングｔ２において、制御部１４は、第１の検出部２１に電磁波を検出させる（“第２の検出部検出時期”欄参照）。なお、照射部１２が電磁波を照射してから電磁波検出装置１０に到達するまでにかかる時間は、画像情報の生成のための検出時間に比べて極めて短く、例えばナノ秒のオーダーである。それゆえ、タイミングｔ２とみなせる微小な時間に第１の検出部２１による電磁波の検出が完了する。制御部１４は、タイミングｔ２において取得する検出情報に基づいて、切替部１６の第１の画素ｐｘに対応する照射位置における距離情報を算出することにより取得する。
【００５４】
さらに、タイミングｔ２において、制御部１４は、切替部１６における第１の画素ｐｘの第１の状態から第２の状態への切替えを開始させる（“切替部第１の画素駆動信号”欄参照）。このように、制御部１４は、切替部１６における第１の画素ｐｘを第１の状態から第２の状態へと切替えるため、再度、第１の画素ｐｘに対応する第２の検出部２２における素子に電磁波（可視光）を検出させ得る。
【００５５】
切替部１６の第１の画素ｐｘの第１の状態から第２の状態への切替えが完了すると（“切替部第１の画素状態”欄参照）、タイミングｔ３において、制御部１４は、切替部１６における第２の画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えを開始させる（“切替部第２の画素駆動信号”欄参照）。なお、タイミングｔ３において、他の全画素ｐｘは第２の状態のままである（“切替部第１の画素状態”、“切替部第Ｎの画素状態”欄参照）。
【００５６】
切替部１６の第２の画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えが完了するタイミングｔ４において（“切替部第２の画素状態”欄参照）、制御部１４は照射部１２に電磁波を放射させる（“電磁波放射時期”欄参照）。なお、タイミングｔ４においては、切替部１６の第２の画素ｐｘが第２の状態から第１の状態に切替わり、前段光学系１５に入射し、切替部１６の第２の画素ｐｘにおいて結像する電磁波が第２の方向ｄ２の次に第１の方向ｄ１向けて進行する。また、タイミングｔ４において、制御部１４は、第１の検出部２１に電磁波を検出させる（“第２の検出部検出時期”欄参照）。制御部１４は、タイミングｔ４において取得する検出情報に基づいて、切替部１６の第２の画素ｐｘに対応する照射位置における距離情報を算出することにより取得する。
【００５７】
さらに、タイミングｔ４において、制御部１４は、切替部１６における第２の画素ｐｘの第１の状態から第２の状態への切替えを開始させる（“切替部第２の画素駆動信号”欄参照）。このように、制御部１４は、切替部１６における第２の画素ｐｘを第１の状態から第２の状態へと切替えるため、再度、第２の画素ｐｘに対応する第２の検出部２２における素子に電磁波（可視光）を検出させ得る。
【００５８】
以後、制御部１４は、切替部１６における第３の画素ｐｘから第Ｎの画素ｐｘについて、第１の画素ｐｘと同じ様に、順番に、第２の状態から第１の状態への切替えと、第１の状態から第２の状態への切替えとを行うことにより、第１のフレームの画像情報を取得すると共に、各画素ｐｘに対応する照射位置における距離情報を取得する。
【００５９】
なお、上述のように、制御部１４が、第（Ｍ−１）の画素ｐｘが第１の状態から第２の状態への切替えが完了する時期において、第Ｍの画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えを開始させる制御を行う構成において、１フレーム分の画像情報の生成のための時間Ｔimgに、切替部１６は、Ｔimg／Ｔdisの数の画素ｐｘを第２の状態から第１の状態に切替可能である。すなわち、制御部１４は、時間Ｔimgに、Ｔimg／Ｔdisの数の画素ｐｘ分の距離情報の生成が可能である。なお、Ｍは、２≦Ｍ≦Ｎを満たす整数である。また、Ｔdisは、切替部１６の画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えにかかる時間と、第１の状態から第２の状態に戻すまでにかかる時間とを合計した時間である。すなわち、Ｔdisは、任意の画素ｐｘが第２の状態、第１の状態、および第２の状態の順に切替わるために要する時間である。第１の実施形態においては、例えば、Ｔimgは１／６０秒であり、Ｔdisは１／３０００秒である。
【００６０】
Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、時間Ｔimg中に、切替部１６における画素ｐｘのすべてを切替えることができない。そのため、制御部１４は、１フレーム分の画像情報の生成中に、当該１フレーム分の画像情報に対応する距離情報を生成することができない。すなわち、制御部１４は、１フレーム分の画像情報の生成中に、当該１フレーム分の画像情報に満たないフレーム（例えば、０．５フレーム）分に対応する距離情報しか生成することができない。
【００６１】
そこで、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、切替部１６における全画素ｐｘのうち、Ｔimg／Ｔdisの数以下の画素ｐｘを切替対象として選択する。さらに、制御部１４は、切替対象として選択した各画素ｐｘの第１の状態への切替時期に当該各画素ｐｘに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、走査部１３を制御する。
【００６２】
または、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、複数のフレーム（Ｐフレーム：ＰはＰ＞１を満たす正の数）分の画像情報の生成のための時間Ｐ×Ｔimg中に、切替部１６における画素ｐｘの全ての切替えが完了するように制御してもよい。さらに、制御部１４は、切替部１６の各画素ｐｘの切替時期に当該各画素ｐｘに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、走査部１３を制御する。
【００６３】
または、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、切替部１６における全画素ｐｘを、Ｔimg／Ｔdisの数以下のグループに分け、グループ毎に画素ｐｘをまとめて切替える。さらに、制御部１４は、各グループを代表する位置（例えば、各グループの中心位置）の画素ｐｘの切替時期に当該画素ｐｘに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、走査部１３を制御するようにしてもよい。
【００６４】
または、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、切替部１６における全画素ｐｘを、Ｔimg／Ｔdisの数以下のグループに分け、グループ毎にいずれかの画素ｐｘのみを切替える。さらに、制御部１４は、切替える当該画素ｐｘの切替時期に当該画素ｐｘに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、走査部１３を制御するようにしてもよい。
【００６５】
なお、１フレーム分の画像の撮像時間中に第１の状態に切替えられた切替部１６の画素ｐｘに対応する第２の検出部２２における画素は、当該画素ｐｘが第１の状態に切替えられている間、受光することができない。そのため、第２の検出部２２における当該画素による信号強度は低下する。そこで、制御部１４は、第２の検出部２２における当該画素の信号値にゲインを乗じることにより、低下した信号強度を補償してもよい。なお、１フレーム分の画像の撮像時間は、１フレーム分の画像情報を生成するために第２の検出部２２が電磁波を検出している時間に相当する。
【００６６】
なお、走査部１３による走査速度が画素ｐｘの切替速度よりも高速である、すなわち、ＴscnがＴdisより短い構成において、制御部１４は、第（Ｍ−１）の画素ｐｘの第１の状態から第２の状態への切替えが完了する時期よりも前に、第Ｍの画素ｐｘの第２の状態から第１の状態への切替えを開始させてよい。なお、Ｔscnは、照射部１２から放射されて走査部１３により反射された電磁波の照射位置が、ある照射位置から次の照射位置へ変わるために要する時間、または、ある照射位置から隣の照射位置へ変わるために要する時間である。このような構成は、任意の画素ｐｘの第１の状態から第２の状態への切替えの完了後に他の画素の第１の状態への切替えを行なう制御よりも、短時間でより多くの画素における距離情報を生成し得る。
【００６７】
図５に示すように、タイミングｔ１から第１フレームの画像情報の生成のための時間Ｔimgの経過後のｔ５において（“第１の検出部検出時期”欄参照）、制御部１４は、第２のフレームの画像情報の生成のための電磁波の検出を開始させる。また、制御部１４は、タイミングｔ１からｔ５における第２の検出部２２による電磁波の検出が終了した後、その間に検出した電磁波に基づく第１のフレームの画像情報を取得する。以後、制御部１４は、タイミングｔ１からｔ５の間に行った制御と同じ様に、画像情報の取得および距離情報の取得のための照射部１２、走査部１３、切替部１６、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の制御を行う。
【００６８】
以上のような構成の第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、切替部１６の基準面ｓｓに配置された画素ｐｘ毎に第１の状態と第２の状態に切替えられ、切替部１６によって第１の方向ｄ１へ進行させられて第１の通過部１７を通過した電磁波を検出し得る。このような構成により、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、前段光学系１５の光軸を、第１の後段光学系１９の光軸に合わせたときに、第１の通過部１７によって第１の検出部２１に入射する電磁波の波長を規定し得る。したがって、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、第１の検出部２１および第２の検出部２２の光軸のズレを低減しつつ、所望の波長帯域の電磁波のみを第１の検出部２１に入射させ得る。これにより、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、入射した電磁波に基づいて情報が生成されるにあたり必要な波長帯域の電磁波のみを検出することが可能となり、このため、電磁波に基づいて生成される情報の精度は向上し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第２の実施形態の電磁波検出装置１００、第３の実施形態の電磁波検出装置１０１、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２、および第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
【００６９】
次に、本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置１００について説明する。第２の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００７０】
図８に示すように、第２の実施形態に係る電磁波検出装置１００を含む情報取得システム１１０は、電磁波検出装置１００、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００７１】
電磁波検出装置１００は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７０、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第２の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００７２】
第１の通過部１７０は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７０は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
【００７３】
第２の実施形態において、第１の通過部１７０は、複数の異なるバンドパスフィルタを含んで構成される。第２の実施形態において、第１の通過部１７０は、第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂを有する。図９に示すように、第１のバンドパスフィルタ１７０ａは、第２の所定波長帯域の電磁波を、第２の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第２の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは、第３の所定波長帯域の電磁波を、第３の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第３の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。
【００７４】
第３の所定波長帯域の一部は、第２の所定波長帯域の一部と重なっている。第２の実施形態において、第１の波長帯域は、第２の所定波長帯域にも、第３の所定波長帯域にも含まれる波長帯域に相当する。したがって、第２の所定波長帯域と第３の所定波長帯域とのいずれにも含まれる第１の波長帯域は、第２の所定波長帯域および第３の所定波長帯域よりも狭い。
【００７５】
第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは、切替部１６から第１の方向ｄ１に配置される。図８に示す例では、第１のバンドパスフィルタ１７０ａは第２のバンドパスフィルタ１７０ｂより切替部１６側に配置され、第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは第１のバンドパスフィルタ１７０ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１０に示すように、第１のバンドパスフィルタ１７０ａは第２のバンドパスフィルタ１７０ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは第１のバンドパスフィルタ１７０ａより切替部１６側に配置されてもよい。
【００７６】
以上のように、第２の実施形態の電磁波検出装置１００は、第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂを有する第１の通過部１７０を備える。図９に示したように、第２の所定波長帯域と第３の所定波長帯域とのいずれにも含まれる第１の波長帯域は、第２の所定波長帯域および第３の所定波長帯域よりも狭い。照射部１２によって放射される電磁波が例えば、レーザ光である場合、電磁波の波長帯域は一般的なバンドパスフィルタより狭い。第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂを用いることにより、１つのバンドパスフィルタを用いる場合に比べて、第１の通過部１７０によって通過させる電磁波の波長帯域は狭くなり得る。これにより、第２の実施形態の電磁波検出装置１００は、照射部１２によって放射される電磁波の波長帯域に近い波長帯域の電磁波のみを通過させ得る。そのため、第１の検出部２１による、異なる波長帯域を有する、照射部１２以外からの電磁波の検出が低減され得、さらに照射部１２から照射されて対象ｏｂによって反射された電磁波が全ての波長帯域で漏れなく検出され得る。したがって、第１の実施形態の電磁波検出装置１０より高い精度で情報が生成され得る。なお、このような構成および効果は、後述する第３の実施形態の電磁波検出装置１０１、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２、および第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
【００７７】
次に、本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０１について説明する。第３の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第３の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００７８】
図１１に示すように、第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０１を含む情報取得システム１１１は、電磁波検出装置１０１、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００７９】
電磁波検出装置１０１は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７１、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第２の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００８０】
第１の通過部１７１は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７１は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
【００８１】
第３の実施形態において、第１の通過部１７１は、バンドパスフィルタ１７１ａおよびショートパスフィルタ１７１ｂを有する。図１２に示すように、バンドパスフィルタ１７１ａは、第４の所定波長帯域の電磁波を、第４の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第４の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。ショートパスフィルタ１７１ｂは、第１の波長未満の波長帯域の電磁波を第１の波長以上の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第１の波長は、例えば、最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。第１の波長は、第４の所定波長帯域に含まれる。このような構成において、第１の波長帯域は、第４の所定波長帯域、かつ第１の波長未満の波長帯域に含まれる帯域に相当する。
【００８２】
バンドパスフィルタ１７１ａおよびショートパスフィルタ１７１ｂは第１の方向ｄ１に配置される。図１１に示す例では、バンドパスフィルタ１７１ａはショートパスフィルタ１７１ｂより切替部１６側に配置され、ショートパスフィルタ１７１ｂはバンドパスフィルタ１７１ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１３に示すように、バンドパスフィルタ１７１ａはショートパスフィルタ１７１ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、ショートパスフィルタ１７１ｂはバンドパスフィルタ１７１ａより切替部１６側に配置されてもよい。
【００８３】
以上のように、第３の実施形態の電磁波検出装置１０１は、バンドパスフィルタ１７１ａおよびショートパスフィルタ１７１ｂを有する第１の通過部１７１を備える。図１２に示したように、ショートパスフィルタ１７１ｂにおける電磁波の波長に対する通過率は、第１の波長の近傍で下降する。この下降は、第１の実施形態の電磁波検出装置１０における第１の通過部１７を構成するバンドパスフィルタ１７ａの通過率の下降より急峻である。
【００８４】
言換えれば、ショートパスフィルタ１７１ｂでは、最大通過率から最低通過率に変化する帯域が、バンドパスフィルタ１７ａに比べて短い。当該変化する帯域が短くなるほど、第１の検出部２１に到達させる電磁波の量の増加、およびノイズ成分の低減が実現され得る。例えば、第１の通過部１７１が通過させる波長の設計上の上限が、当該変化する帯域の下限に近づくほど、ノイズ成分となる、当該変化する帯域における下限以上の帯域の電磁波の通過量が増加するからである。また、例えば、第１の通過部１７１が通過させる波長の設計上の上限が、当該変化する帯域の上限に近づくほど、検出が望まれる、当該変化する帯域における上限以下の帯域の電磁波の通過量が減少するからである。したがって、ショートパスフィルタ１７１ｂは、バンドパスフィルタ１７ａに比べて、所望の波長帯域の長い波長側で通過させるノイズ成分を低減させ、所望の電磁波が通過する量を増加させ得る。このような構成および効果は、後述する第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
【００８５】
次に、本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０２について説明する。第４の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第４の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００８６】
図１４に示すように、第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０２を含む情報取得システム１１２は、電磁波検出装置１０２、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００８７】
電磁波検出装置１０２は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７２、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第４の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００８８】
第１の通過部１７２は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７２は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
【００８９】
第４の実施形態において、第１の通過部１７２は、バンドパスフィルタ１７２ａおよびロングパスフィルタ１７２ｂを有する。図１５に示すように、バンドパスフィルタ１７２ａは、第５の所定波長帯域の電磁波を、第５の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第５の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。ロングパスフィルタ１７２ｂは、第２の波長以上の波長帯域の電磁波を第２の波長未満の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第２の波長は、例えば、最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。第２の波長は第５の所定波長帯域に含まれる。このような構成において、第１の波長帯域は、第５の所定波長帯域に含まれ、かつ第２の波長より長い波長帯域に含まれる帯域に相当する。
【００９０】
バンドパスフィルタ１７２ａおよびロングパスフィルタ１７２ｂは、切替部１６から第１の方向ｄ１に配置される。図１４に示す例では、バンドパスフィルタ１７２ａはロングパスフィルタ１７２ｂより切替部１６側に配置され、ロングパスフィルタ１７２ｂはバンドパスフィルタ１７２ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１６に示すように、バンドパスフィルタ１７２ａはロングパスフィルタ１７２ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、ロングパスフィルタ１７２ｂはバンドパスフィルタ１７２ａより切替部１６側に配置されてもよい。
【００９１】
以上のように、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２において、バンドパスフィルタ１７２ａおよびロングパスフィルタ１７２ｂを有する第１の通過部１７２を備える。図１５に示したように、ロングパスフィルタ１７２ｂにおける電磁波の波長に対する通過率は、第２の波長近傍で上昇する。このため、第３の実施形態と類似して、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２は、第１の波長帯域における短波長側で、第１の実施形態の電磁波検出装置１０よりも所望の波長帯域の電磁波の量を増加させ、且つノイズ成分となり得る所望の波長帯域以外の電磁波の通過を低減させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
【００９２】
次に、本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０３について説明する。第５の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第５の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００９３】
図１７に示すように、第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０３を含む情報取得システム１１３は、電磁波検出装置１０３、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００９４】
電磁波検出装置１０３は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７３、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第５の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００９５】
第１の通過部１７３は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７３は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
【００９６】
第５の実施形態において、第１の通過部１７３は、ショートパスフィルタ１７３ａおよびロングパスフィルタ１７３ｂを有する。図１８に示すように、ショートパスフィルタ１７３ａは、第１の波長未満の波長帯域の電磁波を第１の波長以上の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第１の波長は、例えば、ショートパスフィルタ１７３ａにおける電磁波の最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。ロングパスフィルタ１７３ｂは、第２の波長以上の波長帯域の電磁波を第２の波長未満の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第２の波長は、例えば、ロングパスフィルタ１７３ｂにおける電磁波の最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。第２の波長は、第１の波長より短い。このような構成において、第１の波長帯域は、第１の波長未満で第２の波長以上の波長帯域に相当する。
【００９７】
ショートパスフィルタ１７３ａおよびロングパスフィルタ１７３ｂは第１の方向ｄ１に配置される。図１７に示す例では、ショートパスフィルタ１７３ａはロングパスフィルタ１７３ｂより切替部１６側に配置され、ロングパスフィルタ１７３ｂはショートパスフィルタ１７３ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１９に示すように、ショートパスフィルタ１７３ａはロングパスフィルタ１７３ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、ロングパスフィルタ１７３ｂはショートパスフィルタ１７３ａより切替部１６側に配置されてもよい。
【００９８】
以上のように、第５の実施形態の電磁波検出装置１０３において、第３の実施形態および第４の実施形態で説明した理由と同じ理由により、第５の実施形態の電磁波検出装置１０３は、第１の波長帯域における短波長側と長波長側の両方で、第１の実施形態の電磁波検出装置１０よりも所望の波長帯域の電磁波の量を増加させ、且つノイズ成分となり得る所望の波長帯域以外の電磁波の通過を低減させ得る。
【００９９】
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。
【０１００】
例えば、第１の実施形態から第５の実施形態において、第１の検出部２１は、上述した例に限られず、任意の数のバンドパスフィルタ、ショートパスフィルタ、およびロングパスフィルタを含んでもよい。
【０１０１】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、照射部１２、走査部１３、および制御部１４が、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、および１０３とともにそれぞれ情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、および１１３を構成している。しかし、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、および１０３それぞれは、照射部１２、走査部１３、および制御部１４の少なくとも１つを含んで構成されてもよい。
【０１０２】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、切替部１６は、基準面ｓｓに入射する電磁波の進行方向を第１の方向ｄ１および第２の方向ｄ２の２方向に切替可能であるが、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。
【０１０３】
また、第１の実施形態から第５の実施形態の切替部１６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、第１の方向ｄ１に反射する第１の反射状態、および第２の方向ｄ２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。
【０１０４】
例えば、第１の状態が、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて第１の方向ｄ１に進行させる透過状態であってもよい。切替部１６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有するシャッタを含んでいてもよい。このような構成の切替部１６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の反射状態および第２の反射の状態としての透過状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。このような構成の切替部１６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シャッタを含む切替部が挙げられる。また、切替部１６は、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切替部が挙げられる。このような構成の切替部１６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２の状態としての反射状態および第１の状態としての透過状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
【０１０５】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、照射部１２から放射されるビーム状の電磁波を走査部１３に走査させることにより、第１の検出部２１を、走査部１３と協働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、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、走査部１３を備えず、照射部１２から放射状の電磁波を放射させ、走査なしで情報を取得する構成でも、第１の実施形態と類似の効果が得られる。
【０１０６】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、第１の検出部２１がアクティブセンサであり、第２の検出部２２がパッシブセンサである構成を有する。しかし、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム１１は、第１の検出部２１および第２の検出部２２が共にアクティブセンサである構成でも、パッシブセンサである構成でも第１の実施形態と類似の効果が得られる。
【０１０７】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３が照射部１２および走査部１３を備えない構成において、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、１０３は、第１の検出部２１と第２の検出部２２とが共に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、１００、１０１、１０２、および１０３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、１００、１０１、１０２、１０３は、第１の検出部２１および第２の検出部２２のうち一方がパッシブセンサでもう一方がアクティブセンサである構成でも、共にアクティブセンサである構成でも類似の効果が得られる。
【０１０８】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、複数の照射部１２を備えてもよい。複数の照射部１２は異種の電磁波を放射する。情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、複数の照射部１２を備える構成において、複数のミラーを備えてもよい。複数のミラーは複数の照射部１２のうちそれぞれ対応する照射部１２が照射する電磁波の放射方向に設けられている。
【０１０９】
また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、照射部１２から放射されるビーム状の電磁波を走査部１３に走査させることにより、第２の検出部２２を走査部１３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、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３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照射部１２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１３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、第１の実施形態から第５の実施形態と類似の効果が得られる。また、例えば、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、走査部１３を備えず、照射部１２から放射状の電磁波を放射させ、走査なしで情報を取得する構成でも、第１の実施形態から第５の実施形態と類似の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０、１００、１０１、１０２、１０３  電磁波検出装置
１１、１１０、１１１、１１２、１１３  情報取得システム
１２  照射部
１３  走査部
１４  制御部
１５  前段光学系
１６  切替部
１７、１７０、１７１、１７２、１７３  第１の通過部
１７ａ、１７１ａ、１７２ａ、１７３ａ、１７３ｂ  バンドパスフィルタ
１７０ａ、１７１ｂ  ショートパスフィルタ
１７０ｂ、１７２ｂ  ロングパスフィルタ
１８  第２の通過部
１９  第１の後段光学系
２０  第２の後段光学系
２１  第１の検出部
２２  第２の検出部
ｓｓ  基準面
ｄ１  第１の方向
ｄ２  第２の方向
ｏｂ  対象
ｐｘ、ｐｘ１、ｐｘ２  画素
【図１】
2020016623.tif 000003
【図２】
2020016623.tif 000004
【図３】
2020016623.tif 000005
【図４】
2020016623.tif 000006
【図５】
2020016623.tif 000007
【図６】
2020016623.tif 000008
【図７】
2020016623.tif 000009
【図８】
2020016623.tif 000010
【図９】
2020016623.tif 000011
【図１０】
2020016623.tif 000012
【図１１】
2020016623.tif 000013
【図１２】
2020016623.tif 000014
【図１３】
2020016623.tif 000015
【図１４】
2020016623.tif 000016
【図１５】
2020016623.tif 000017
【図１６】
2020016623.tif 000018
【図１７】
2020016623.tif 000019
【図１８】
2020016623.tif 000020
【図１９】
2020016623.tif 000021