(57)【要約】【課題】光学系の設計の自由度を向上させる。【解決手段】電磁波検出装置１０は前段光学系１５と進行部１７と第１の検出部１８とを有する。前段光学系１５は対象からの電磁波を結像させる。進行部１７は基準面ｓｓに沿って配置される複数の画素２０を有する。進行部１７は透過状態と非透過状態とを画素２０毎に切替え可能である。進行部１７は透過状態で対象から基準面ｓｓに入射した電磁波を裏面に透過する。進行部１７は非透過状態で対象から基準面ｓｓに入射した電磁波を裏面に透過しない。第１の検出部１８は前段光学系１５から見た進行部１７の裏に位置する。第１の検出部１８は画素２０を透過した電磁波を検出する。【選択図】図２
2020071168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象からの電磁波の像を結像させる光学系と、
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を裏面に透過する透過状態と、裏面に透過しない非透過状態とを前記画素毎に切替え可能な進行部と、
前記光学系から見た前記進行部の裏に位置し、前記画素を透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】
請求項１に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、前記光学系の結像位置において任意の一点に集束される電磁波の束が前記基準面上に形成する像の面積を、前記画素の面積以下にさせる位置に配置されている
電磁波検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電磁波検出装置において、
前記進行部は、前記光学系の結像位置または該結像位置近傍に、配置されている
電磁波検出装置。
【請求項４】
請求項１から３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、前記基準面に平行に配列された複数の検出素子を有する
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、
前記進行部は、前記基準面に平行な板面を含み、任意の波長の電磁波を透過する基板を有し、
前記複数の画素それぞれは、前記基板上に位置する第１の膜、および該第１の膜との間隔を調整することにより前記透過状態と前記非透過状態とを切替え可能な第２の膜を含む
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、
前記非透過状態は、入射する電磁波を反射する反射状態である
電磁波検出装置。
【請求項７】
請求項６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透過状態と前記反射状態とに、切替える
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９】
請求項７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、
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１１】
請求項１から１０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１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記光学系および前記進行部の間に位置し、入射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１３】
請求項１２に記載の電磁波検出装置において、
前記分離部は、入射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１４】
請求項１２または１３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１５】
請求項１２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１６】
請求項１２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１７】
請求項１２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の検出部および前記第２の検出部はそれぞれ、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、またはパッシブセンサを含む
電磁波検出装置。
【請求項１８】
請求項１２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の検出部および前記第２の検出部はそれぞれ、異なる放射部、または同一の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１９】
請求項１８に記載の電磁波検出装置において、
前記異なる放射部はそれぞれ、異種または同種の電磁波を放射する
電磁波検出装置。
【請求項２０】
請求項１７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、
前記放射部を、さらに備える
電磁波検出装置。
【請求項２１】
請求項１７から２０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２２】
請求項１７から２１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電磁波を走査する
電磁波検出装置。
【請求項２３】
請求項１７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、
前記放射部から放射される電磁波を用いて走査する走査部を、さらに備える
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、さらに備える
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。
【請求項２８】
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。
【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、測定対象の対象領域からの電磁波を、レンズなどの光学系を介してＤＭＤなどの空間変調素子に進行させ、当該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、光学系の設計の自由度の向上は有益である。
【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、光学系の設計の自由度を向上させることにある。
【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、
対象からの電磁波の像を結像させる光学系と、
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を裏面に透過する透過状態と、裏面に透過しない非透過状態とを前記画素毎に切替え可能な進行部と、
前記光学系から見た前記進行部の裏に位置し、前記画素を透過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備える。
【０００７】
上述した諸課題を解決すべく、第２の観点による情報取得システムは、
対象からの電磁波の像を結像させる光学系と、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を裏面に透過する透過状態と裏面に透過しない非透過状態とを前記画素毎に切替え可能な進行部と、前記光学系から見た前記進行部の裏に位置し、前記画素を透過した電磁波を検出する第１の検出部とを有する電磁波検出装置と、
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。
【０００８】
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】
【０００９】
上記のように構成された本開示によれば、光学系の設計の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本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概略構成を示す構成図である。
【図３】図２の進行部の概略構成を示す構成図である。
【図４】図１の放射部および制御部ならびに図２の第１の検出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】図２の電磁波検出装置の変形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。電磁波検出装置は、入射する電磁波の検出部への進行を画素毎に切替可能な進行部において、対象上の微小領域に対応する画素毎に検出部に進行させて電磁波を検出することにより、画像状の周囲情報を取得する。このような電磁波検出装置の進行部には、多様なデバイスを適用し得る。しかし、仮に、ＤＭＤなどのように反射方向を切替可能なデバイスを適用すると、進行部に入射する電磁波と反射する電磁波との干渉を防ぐためには、画角を狭く、かつバックフォーカスが長くする必要性などの光学系の設計に制約が生じる。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置では、画素における反射によらずに電磁波の進行方向を検出部に向かう方向に切替えることにより、電磁波の干渉を部分的に防ぐので画角およびバックフォーカスなどの制約から解放されるので、光学系の設計自由度が向上する。
【００１２】
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、放射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
【００１３】
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。
【００１４】
図２に示すように、電磁波検出装置１０は、前段光学系（光学系）１５、分離部１６、進行部１７、第１の検出部１８、および第２の検出部１９を有している。
【００１５】
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。
【００１６】
分離部１６は、前段光学系１５と、前段光学系１５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１５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。
【００１７】
分離部１６は、入射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１５の光軸に平行であってよい。分離部１６は、入射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。
【００１８】
例えば、分離部１６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１６は、赤外帯域の電磁波を第２の分離方向ｄｄ２に進行させ、可視光帯域の電磁波を第１の分離方向ｄｄ１に進行させてよい。また、分離部１６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。逆に、分離部１６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。
【００１９】
本実施形態においては、分離部１６は、入射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１６は、入射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１６は、入射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１６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。
【００２０】
進行部１７は、分離部１６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１７は、対象ｏｂ上の微小領域において散乱して前段光学系１５の一次結像位置において任意の一点に集束される電磁波の束が、後述する基準面ｓｓ上に形成する像の面積を、後述する画素２０の面積以下にさせる位置に、配置されている。より具体的には、進行部１７は、前段光学系１５から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、分離部１６から第１の分離方向ｄｄ１における前段光学系１５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。
【００２１】
本実施形態においては、進行部１７は、当該結像位置に設けられている。進行部１７は、前段光学系１５および分離部１６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２０によって構成されている。基準面ｓｓは、後述する透過状態において電磁波に透過の作用を生じさせ、非透過状態において電磁波に、例えば、遮断および反射などの作用を生じさせる面である。
【００２２】
進行部１７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、入射した面の裏面に透過する透過状態と、当該裏面に透過しない非透過状態とに、画素２０毎に切替え可能である。本実施形態において、非透過状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、反射する反射状態である。
【００２３】
本実施形態において、図３に示すように、進行部１７は、さらに具体的には、任意の波長の電磁波を透過する基板２１を有する。基板２１、は基準面ｓｓに平行な板面を有する。さらに、複数の画素２０それぞれは、第１の膜２２および第２の膜２３を有する。第１の膜２２および第２の膜２３それぞれは、所定の屈折率を有する、単層膜または多層膜である。第１の膜２２は、基板２１上に位置する。第２の膜２３は、第１の膜２２側の板面から第１の膜２２より離れており、例えば、静電引力により、第１の膜２２との間隔を調整可能に設けられている。第１の膜２２および第２の膜２３の間隔を調整することにより、画素２０毎の透過状態と非透過状態とを切替え可能である。
【００２４】
または、進行部１７は、例えば、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。このような構成の進行部１７においては、画素ｐｘ毎のシャッタを開閉することにより、透過状態および非透過状態である反射状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
【００２５】
このような構成の進行部１７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１７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。
【００２６】
図２に示すように、進行部１７は、後述する制御部１４の制御に基づいて、透過状態および非透過状態を、画素２０毎に切替える。例えば、進行部１７は、同時に、一部の画素２０を透過状態に切替えることにより当該画素２０に入射する電磁波を透過させ得、別の一部の画素２０を非透過状態に切替えることにより当該画素２０に入射する電磁波の裏面への透過を抑制し得る。
【００２７】
第１の検出部１８は、前段光学系１５から見た進行部１７の裏に位置する。本実施形態において、進行部１７の裏とは、進行部１７に密接していること、または進行部１７に近接して位置することを意味する。なお、進行部１７に近接して位置するとは、例えば、基準面ｓｓ上の配置における外縁の画素２０を透過した電磁波を検出可能な範囲内に位置することを意味する。第１の検出部１８は、画素２０を透過した電磁波を検出する。
【００２８】
本実施形態において、第１の検出部１８は、放射部１２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。なお、本実施形態において、第１の検出部１８は、放射部１２から放射され且つ走査部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。
【００２９】
後述するように、放射部１２から放射される電磁波は赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかである。したがって、第１の検出部１８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１８は、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
【００３０】
本実施形態において、第１の検出部１８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１８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。または、第１の検出部１８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。
【００３１】
本実施形態において、第１の検出部１８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。
【００３２】
第２の検出部１９は、分離部１６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１９は、前段光学系１５から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、分離部１６から第２の分離方向ｄｄ２における前段光学系１５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１９は、分離部１６から第２の分離方向ｄｄ２に進行した電磁波を検出する。
【００３３】
本実施形態において、第２の検出部１９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１９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１９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。
【００３４】
なお、本実施形態において、第２の検出部１９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１９は、生成した画像情報を信号として制御部１４に送信する。
【００３５】
なお、第２の検出部１９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１９は、第１の検出部１８とは異種または同種の電磁波を検出する。
【００３６】
また、第２の検出部１９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１９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１９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１９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１９は、第１の検出部１８と異種または同種のセンサであってよい。
【００３７】
図１において、放射部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。本実施形態において、放射部１２は、赤外線を放射する。放射部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、放射する。本実施形態においては、放射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、走査部１３を介して間接的に放射する。
【００３８】
本実施形態においては、放射部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、本実施形態において、放射部１２は電磁波をパルス状に放射可能である。例えば、放射部１２は、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。
【００３９】
走査部１３は、例えば、電磁波を反射する反射面を有し、放射部１２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、対象ｏｂに照射される電磁波の放射位置を変更する。すなわち、走査部１３は、放射部１２から放射される電磁波を用いて、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２の検出部１９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。
【００４０】
走査部１３は、放射部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。
【００４１】
なお、本実施形態において、走査部１３は、放射部１２から放射され且つ走査部１３に反射した電磁波の放射領域の少なくとも一部が、第１の検出部１８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、本実施形態において、走査部１３を介して対象ｏｂに放射される電磁波の少なくとも一部は、第１の検出部１８により検出され得る。
【００４２】
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。
【００４３】
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。なお、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放射位置を算出し得る。
【００４４】
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。
【００４５】
制御部１４は、第１の検出部１８および第２の検出部１９がそれぞれ検出した電磁波の検出結果に基づいて、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１４は、第１の検出部１８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１２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１４は、前述のように、第２の検出部１９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。
【００４６】
図４に示すように、制御部１４は、放射部１２に電磁波放射信号を入力することにより、放射部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）。放射部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放射する（“放射部放射量”欄参照）。放射部１２が放射し且つ走査部１３が反射して任意の放射領域に放射された電磁波は、当該放射領域において反射する。制御部１４は、当該放射領域の反射波の前段光学系１５による進行部１７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２の検出部１９は、当該放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。
【００４７】
制御部１４は、例えば、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を有しており、放射部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、放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に出力する駆動信号に基づいて、放射位置を算出する。制御部１４は、放射位置を変えながら、各放射位置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。
【００４８】
なお、本実施形態において、情報取得システム１１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、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、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。
【００４９】
以上のような構成の本実施形態の電磁波検出装置１０は、対象ｏｂから基準面ｓｓに入射した電磁波を裏面に透過する透過状態と非透過状態とに画素ｐｘ毎に切替可能な進行部１７と、進行部１７の裏に位置し且つ画素ｐｘを透過した電磁波を検出する第１の検出部１８とを有する。このような構成により、電磁波検出装置１０では、検出する電磁波を進行部１７で裏面に透過させるので、検出するべき電磁波は進行部１７に入射する電磁波と干渉しない。したがって、電磁波検出装置１０は、画角およびバックフォーカスなどの制約から解放されており、光学系の設計自由度を向上させる。
【００５０】
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。
【００５１】
例えば、本実施形態において、第１の検出部１８は単一の素子を含む構成である。これに対して、図５に示すように、第１の検出部１８０は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、および測距イメージングアレイ等のように電磁波を検出する複数の検出素子２４を基準面ｓｓに平行に、例えばアレイ状に配置された構成であってもよい。このように、検出素子２４をアレイ状に配置することにより、単一の素子を有する構成に比べて、検出面の面積が小型化され得る。アレイ状に配置された検出素子２４を有する第１の検出部１８０は、検出面の面積の小型化により、ノイズの混入量を低減し得る。
【００５２】
また、本実施形態において、放射部１２、走査部１３、および制御部１４が、電磁波検出装置１０とともに情報取得システム１１を構成しているが、電磁波検出装置１０は、これらの少なくとも１つを含んで構成されてよい。
【００５３】
また、本実施形態において、情報取得システム１１は、放射部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１８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、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、本実施形態と類似の効果が得られる。
【００５４】
また、本実施形態において、情報取得システム１１は、第１の検出部１８がパッシブセンサであり、第２の検出部１９がアクティ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において、第１の検出部１８および第２の検出部１９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本実施形態と類似の効果が得られる。第１の検出部１８および第２の検出部１９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１２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１２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】
【００５５】
１０  電磁波検出装置
１１  情報取得システム
１２  放射部
１３  走査部
１４  制御部
１５  前段光学系
１６  分離部
１７  進行部
１８、１８０  第１の検出部
１９  第２の検出部
２０  画素
２１  基板
２２  第１の膜
２３  第２の膜
２４  検出素子
ｄｄ１、ｄｄ２  第１の分離方向、第２の分離方向
ｏｂ  対象
ｓｓ  基準面
【図１】
2020071168.tif 000003
【図２】
2020071168.tif 000004
【図３】
2020071168.tif 000005
【図４】
2020071168.tif 000006
【図５】
2020071168.tif 000007