(57)【要約】【課題】簡易な構成で視野範囲を変更する。【解決手段】電磁波検出装置１０は検出部１８と切替部１６と制御部１４とを有する。検出部１８は電磁波を検出する。切替部１６は複数の切替素子１９を有する。切替素子１９は第１の状態と第２の状態とに切替え可能である。切替素子１９は第１の状態では入射する電磁波を第１の方向ｄ１に進行させる。切替素子１９は第２の状態では入射する電磁波を第２の方向ｄ２に進行させる。制御部１４は第１の状態および第２の状態への切替えを切替素子１９毎に制御可能である。制御部１４は複数の切替素子１９の中の特定の切替素子１９のみを第１の状態に切替えさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を検出する検出部と、
入射する電磁波を、前記検出部に向かって進行させる第１の状態と、前記検出部以外に向かって進行させる第２の状態とに切替え可能な、複数の切替素子を有する切替部と、
前記第１の状態および前記第２の状態への切替えを前記切替素子毎に制御可能であり、前記複数の切替素子の中の特定の切替素子のみを前記第１の状態に切替えさせる制御部と、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、
前記特定の切替素子は、前記複数の切替素子の中の、照射部から対象に照射された電磁波の反射波が入射する切替素子である
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、
前記照射部を、さらに備える
電磁波検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電磁波検出装置において、
前記制御部は、前記照射部が放射する電磁波の放射方向に基づいて、前記特定の切替素子を決定する
電磁波検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電磁波検出装置において、
前記放射方向は、変更部により変更される
電磁波検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁波検出装置において、
前記変更部を、さらに備える
電磁波検出装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電磁波検出装置において、
前記特定の切替素子は、前記複数の切替素子の中の、特定の範囲から電磁波が入射する切替素子である
電磁波検出装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記特定の切替素子は、前記複数の切替素子の中で、前記検出部による検出結果の外乱となる電磁波のみが入射する切替素子以外の切替素子である
電磁波検出装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の電磁波検出装置において、
前記検出部は、イメージセンサであり、
前記制御部は、前記イメージセンサの１フレームの受光期間中の、前記切替素子の前記第１の状態への切替時間を調整可能である
電磁波検出装置。
【請求項１０】
電磁波を検出する検出部と、
入射する電磁波を、前記検出部に向かって進行させる第１の状態と、前記検出部以外に向かって進行させる第２の状態とに切替え可能な、複数の切替素子を有する切替部と、
前記第１の状態および前記第２の状態への切替えを前記切替素子毎に制御可能であり、前記複数の切替素子の中の特定の切替素子のみを前記第１の状態に切替えさせる制御部と、を備える
電磁波検出システム。
【請求項１１】
電磁波を検出する検出部と、入射する電磁波を、前記検出部に向かって進行させる第１の状態と、前記検出部以外に向かって進行させる第２の状態とに切替え可能な、複数の切替素子を有する切替部とを有する電磁波検出装置に、
前記複数の切替素子の中の特定の切替素子のみを前記第１の状態に切替えさせるステップを実行させる
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波検出装置、電磁波検出システム、およびプログラ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、検出の対象までの距離を、レーザーレーダを用いて測定する装置が知られている。このような電磁波検出装置において、周囲空間における電磁波の検出範囲である視野範囲を変更可能であることは有益である（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】
特許文献１においては、視野範囲の変更のために構造物を移動させる可動機構が設けられており、構成が複雑である。しかし、視野範囲の変更を実現する、より簡易な構成が求められている。
【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、より簡易な構成で視野範囲を変更することにある。
【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、
電磁波を検出する検出部と、
入射する電磁波を、前記検出部に向かって進行させる第１の状態と、前記検出部以外に向かって進行させる第２の状態とに切替え可能な、複数の切替素子を有する切替部と、
前記第１の状態および前記第２の状態への切替えを前記切替素子毎に制御可能であり、前記複数の切替素子の中の特定の切替素子のみを前記第１の状態に切替えさせる制御部と、を備える。
【０００７】
また、第２の観点による電磁波検出システムは、
電磁波を検出する検出部と、
入射する電磁波を、前記検出部に向かって進行させる第１の状態と、前記検出部以外に向かって進行させる第２の状態とに切替え可能な、複数の切替素子を有する切替部と、
前記第１の状態および前記第２の状態への切替えを前記切替素子毎に制御可能であり、前記複数の切替素子の中の特定の切替素子のみを前記第１の状態に切替えさせる制御部と、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、これらを含む太陽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。
【０００９】
例えば、本開示の第３の観点によるプログラムは、
電磁波を検出する検出部と、入射する電磁波を、前記検出部に向かって進行させる第１の状態と、前記検出部以外に向かって進行させる第２の状態とに切替え可能な、複数の切替素子を有する切替部とを有する電磁波検出装置に、
前記複数の切替素子の中の特定の切替素子のみを前記第１の状態に切替えさせるステップを実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成された本開示によれば、より簡易な構成で、視野範囲を変更し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の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】図１の一部の切替素子を第１の状態に切替え、別の一部の切替え素子を第２の状態に切替えたときの電磁波の進行方向を説明するための、電磁波検出装置の構成図である。
【図３】図１の照射部、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４】第２の実施形態に係る電磁波検出装置含む電磁波検出装置の概略構成を示す構成図である。
【図５】図４の検出部に設けられる素子の内部構成を模式的に示す機能ブロック図である。
【図６】図４の照射部、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時期、第１の蓄積器および第２の蓄積器が蓄積する電気信号の信号強度、ならびに素子における検出期間を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。従来、電磁波検出装置の視野範囲を、検出部の光軸に沿った変位、および光学系の光軸に垂直な方向への変位により、変更可能である。しかし、このような電磁波検出装置では、検出部または光学系などの構造物を移動させる可動部が必須であり、構成が複雑である。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、可動部を設けずに視野範囲を変更し得るように構成されることにより、より簡易な構成で視野範囲を変更し得る。
【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は、電磁波検出ユニット１１、照射部１２、変更部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】
電磁波検出ユニット１１は、前段光学系１５、切替部１６、および後段光学系１７、検出部１８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、又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。
【００１８】
切替部１６は、前段光学系１５を通過した電磁波が入射する作用面ａｓを有している。作用面ａｓは、２次元状に沿って並ぶ複数の切替素子１９によって構成されている。作用面ａｓ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。
【００１９】
切替部１６は、作用面ａｓ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１の方向ｄ１以外の第２の方向ｄ２に進行させる第２の状態とに、切替素子１９毎に切替可能である。なお、後述するように、検出部１８は切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられているので、切替部１６は、第１の状態において、作用面ａｓに入射する電磁波を、検出部１８に向かって進行させる。また、切替部１６は、第２の状態において、作用面ａｓに入射する電磁波を、検出部１８以外の方向に向かって進行させる。
【００２０】
第１の実施形態において、第１の状態は、作用面ａｓ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、作用面ａｓ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。
【００２１】
第１の実施形態において、切替部１６は、さらに具体的には、切替素子１９毎に電磁波を反射する反射面を含んでいる。切替部１６は、切替素子１９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の反射状態を切替素子１９毎に切替える。
【００２２】
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、作用面ａｓを構成する微小な反射面を駆動することにより、切替素子１９毎に当該反射面を作用面ａｓ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、作用面ａｓ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。
【００２３】
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、切替素子１９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、一部の切替素子１９ａを第１の状態に切替え、別の一部の切替素子１９ｂを第２の状態に切替え得る。切替部１６は、第１の状態に切替えた切替素子１９ａに入射する電磁波を第１の方向ｄ１に進行させ得、第２の状態に切替えた切替素子１９ｂに入射する電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ得る。
【００２４】
図１に示すように、後段光学系１７は、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。後段光学系１７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１７は、切替部１６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。
【００２５】
検出部１８は、切替部１６による第１の方向ｄ１に進行した後に後段光学系１７を経由して進行する電磁波の経路上に、設けられている。検出部１８は、後段光学系１７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。
【００２６】
第１の実施形態において、検出部１８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、検出部１８は、照射部１２から照射され且つ変更部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。
【００２７】
第１の実施形態において、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、検出部１８は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）およびＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）などの単一の素子を含む。また、検出部１８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。
【００２８】
第１の実施形態において、検出部１８は、対象ｏｂ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。検出部１８は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
【００２９】
なお、検出部１８は、可視光の像など、赤外線の帯域以外の電磁波の像を検出してもよい。また、検出部１８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、検出部１８により温度画像情報を取得し得る。
【００３０】
なお、検出部１８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、検出部１８は、後段光学系１７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、検出部１８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に進行した後に後段光学系１７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。
【００３１】
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。照射部１２は、第１の実施形態において、さらに具体的には、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、直接または変更部１３を介して間接的に、照射する。照射部１２は、さらに具体的には、放射する電磁波を対象ｏｂに向けて、変更部１３を介して間接的に照射する。
【００３２】
照射部１２は、第１の実施形態において、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、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。
【００３３】
変更部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、放射方向を変更する。変更部１３は、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照射位置を変更する。すなわち、変更部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。
【００３４】
したがって、第１の実施形態において、検出部１８は、変更部１３と協同して、走査型の測距センサを構成する。なお、変更部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、変更部１３は、二次元方向に対象ｏｂを走査する。
【００３５】
変更部１３は、照射部１２から放射され且つ変更部１３で反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、検出部１８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、変更部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、検出部１８において検出され得る。
【００３６】
変更部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、変更部１３は、ＭＥＭＳミラーを含む。
【００３７】
変更部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、変更部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、変更部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、変更部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。
【００３８】
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。
【００３９】
制御部１４は、切替素子１９毎に、第１の状態および第２の状態への切替えを制御可能である。制御部１４は、複数の切替素子１９の中で、特定の切替素子１９のみを第１の状態に切替えさせる。特定の切替素子１９は、第１の実施形態においては、複数の切替素子１９の中の、照射部１２から対象ｏｂに照射された電磁波の反射波が入射する切替素子１９である。
【００４０】
制御部１４は、上述のように、変更部１３から取得する方向情報、または自身が変更部１３に出力する駆動信号に基づいて、照射部１２から放射する電磁波の放射方向を算出する。制御部１４は、算出した放射方向に基づいて、照射部１２から対象ｏｂに照射された電磁波の反射波が入射する切替素子１９を特定する。
【００４１】
なお、放射方向への電磁波の放射に対して反射波が入射する切替素子１９の位置は設計によって定まっている。それゆえ、制御部１４は、例えば、放射方向に対応する切替素子１９の算出式、または対応表などに基づいて、放射方向に対応する反射波が入射する切替素子１９を特定する。制御部１４は、特定した切替素子１９を、上述のように、第１の状態に切替えさせる。
【００４２】
制御部１４は、検出部１８が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、例えば距離情報、画像情報、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、前述のように、検出部１８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。
【００４３】
図３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が放射し且つ変更部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、検出部１８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。
【００４４】
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。
【００４５】
制御部１４は、上述のように、変更部１３から取得する方向情報、または自身が変更部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、１次元または２次元状の距離情報を作成する。
【００４６】
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、複数の切替素子１９の中の特定の切替素子１９のみを第１の状態に切替させ得る。各切替素子１９が検出部１８に進行させる電磁波を発する物体の周囲空間における範囲は、それぞれ異なっている。それゆえ、入射する電磁波を検出部１８に進行させる、特定の切替素子１９に対応する周囲空間における範囲は、検出部１８による検出範囲である視野範囲となる。したがって、上述の構成の電磁波検出装置１０は、特定の切替素子１９を変更することにより、視野範囲を変更し得る。また、電磁波検出装置１０では、微小な大きさに製造可能な切替素子１９を用いて視野範囲を変更するので、構造物を移動させるための可動機構が不要であり、構成を簡易化し得る。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ユニットについても同じである。
【００４７】
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０では、制御部１４は、照射部１２から対象ｏｂに照射された電磁波の反射波が入射する切替素子１９を、特定の切替素子１９として第１の状態に切替えさせる。アクティブセンサにおいて対象ｏｂにおいて照射部１２からの電磁波が照射されていない位置における電磁波成分の検出は望まれておらず、当該電磁波成分は周囲に関する情報において外乱（ノイズ）となる。言換えると、上記構成の電磁波検出装置１０は、複数の切替素子１９の中で、検出部１８の検出結果の外乱となる電磁波のみが入射する切替素子１９以外の切替素子１９を特定の切替素子１９として第１の状態に切替させる。したがって、電磁波検出装置１０は、周囲に関する情報において外乱となる電磁波成分の検出を防ぎ、周囲に関する情報の正確性を向上し得る。
【００４８】
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、照射部１２を有している。したがって、電磁波検出装置１０は、対象ｏｂに電磁波を照射することにより、検出部１８をアクティブセンサとして機能させ得る。
【００４９】
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、照射部１２が放射する電磁波の放射方向に基づいて、特定の切替素子１９を決定する。このような構成により、電磁波検出装置１０は、カメラなどを用いて照射位置などを検出すること無く、容易に取得可能な放射方向に基づいて、特定の切替素子１９を決定し得る。
【００５０】
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、変更部１３を有している。このような構成により、電磁波検出装置１０は、照射部１２が放射する電磁波を用いて対象ｏｂを走査し得る。すなわち、電磁波検出装置１０は、検出部１８を変更部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得る。したがって、電磁波検出装置１０は、検出部１８により、一次元方向または二次元方向の位置に応じて情報を取得し得る。
【００５１】
次に、本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第２の実施形態では反射部を有さない点、照射部の構成、および電磁波検出ユニットの構成が第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。
【００５２】
図４に示すように、本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置１００は、電磁波検出ユニット１１０、照射部１２０、および制御部１４を含んで構成されている。
【００５３】
電磁波検出ユニット１１０は、第１の実施形態と類似して、前段光学系１５、切替部１６、および後段光学系１７、検出部１８０を有している。前段光学系１５、切替部１６、および後段光学系１７の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００５４】
検出部１８０は、第１の実施形態と同じく、切替部１６による第１の方向ｄ１に進行した後に後段光学系１７を経由して進行する電磁波の経路上に、設けられている。検出部１８０は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行した電磁波を検出する。
【００５５】
検出部１８０は、第１の実施形態と類似して、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。
【００５６】
第２の実施形態において、検出部１８０は、さらに具体的には、素子アレイを含む。検出部１８０は、より具体的には、測距センサを構成する素子アレイを含む。例えば、検出部１８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。また、検出部１８０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）およびＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）などの単一の素子を含んでもよい。
【００５７】
図５に示すように、第２の実施形態における、測距センサを構成する素子アレイである検出部１８０において、例えば、各素子２００は、単一の変換器２１０、複数のスイッチ２２０、およびスイッチ２２０と同数の蓄積器２３０を有している。
【００５８】
変換器２１０は、例えば、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）およびＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）である。変換器２１０は、入射する電磁波を、当該電磁波の強度に応じた電気信号に変換する。スイッチ２２０は、例えば、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチ２２０は、変換器２１０が生成した電気信号の蓄積器２３０への転送の可否を切替える。蓄積器２３０は、例えばコンデンサである。蓄積器２３０は変換器２１０が生成した電気信号を蓄積する。
【００５９】
第２の実施形態において、各素子２００は、さらに具体的には、単一の変換器２１０、２つのスイッチ２２０、および２つの蓄積器２３０を有している。なお、各素子２００は、複数の変換器２１０を有する構成であってもよい。
【００６０】
各素子２００内において、変換器２１０からの複数の蓄積器２３０への電気信号の転送期間は、他の蓄積器２３０に対して所定の位相差でずれている。第２の実施形態体において、各素子２００における２つの蓄積器２３０の蓄積期間は、１８０°ずれている。
【００６１】
検出部１８０は、第１の実施形態と異なり、対象ｏｂからの反射波の強度を素子毎に検出した検出情報を信号として制御部１４に送信する。検出部１８０は、第１の実施形態と同じく、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
【００６２】
なお、素子アレイである検出部１８０は、第１の実施形態と異なり、画像状の情報を生成するので、検出部１８０が結像位置に近付くほど、ボケが低減する。それゆえ、検出部１８０は、第１の実施形態と異なり、後段光学系１７による結像位置である二次結像位置近傍に設けられることが好ましく、二次結像位置に設けられることが最も好ましい。検出部１８０は、第２の実施形態において、さらに具体的には、二次結像位置に設けられている。
【００６３】
照射部１２０は、第１の実施形態と同じく、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。照射部１２０は、第１の実施形態と同じく、さらに詳細には、赤外線を放射する。照射部１２０は、第１の実施形態と類似して、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて照射する。
【００６４】
照射部１２０は、第１の実施形態と異なり、広角の放射状の電磁波を放射する。また、照射部１２０は、第１の実施形態と同じく、電磁波をパルス状に放射可能である。照射部１２０は、第１の実施形態と同じく、ＬＥＤおよびＬＤなどを含む。照射部１２０は、第１の実施形態と同じく、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。
【００６５】
第２の実施形態において、制御部１４は、第１の実施形態と同じく、切替素子１９毎に、第１の状態および第２の状態への切替の制御を行なう。制御部１４は、第１の実施形態と同じく、複数の切替素子１９の中で、特定の切替素子１９のみを第１の状態に切替えさせる。特定の切替素子１９は、第１の実施形態と異なり、複数の切替素子１９の中の、全視野範囲の中の特定の範囲から電磁波が入射する切替素子である。
【００６６】
制御部１４は、特定の範囲を、自動または手動により決定する。制御部１４は、所定の方法により、自動で特定の範囲を決定する。
【００６７】
制御部１４は、自動で、例えば、全切替素子１９を第１の状態に切替えた状態で検出部１８０に電磁波を検出させ、外乱閾値未満の強度の電磁波を検出した検出部１８０の素子に電磁波を入射させる切替素子１９を判別し、当該切替素子１９に電磁波を入射させる範囲を、特定の範囲に決定する。
【００６８】
外乱閾値とは、想定している検出の対象ｏｂよりも放射強度が過大な、検出の対象ｏｂ外の物体が発する電磁波であるか否かを判別させる値である。なお、検出の対象ｏｂ外の物体は、例えば、太陽、ヘッドライト、街灯、レーザーレーダなどの発光センサである。したがって、制御部１４は、検出部１８０による検出結果が外乱となる、検出の対象ｏｂ外の物体が存在する範囲以外の視野範囲を、特定の範囲に決定する。
【００６９】
また、制御部１４は、手動で、例えば、電磁波検出装置１００に対する操作を検出する入力部が検出する、全視野範囲の中の少なくとも一部の範囲を、特定の範囲に決定する。制御部１４は、特定の範囲に対応する特定の切替素子１９を第１の状態に切替え、特定の切替素子１９以外の切替素子１９を第２の状態に切替える。
【００７０】
制御部１４は、第１の実施形態と同じく、検出部１８０が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、例えば距離画像情報、画像情報、および温度画像情報などである。制御部１４は、第２の実施形態においてより具体的には、距離画像情報を取得する。制御部１４は、前述のように、検出部１８０が検出する検出情報に基づいて、以下に説明するように、Ｆｌａｓｈ  ＴｏＦ方式により、照射部１２０に照射される対象ｏｂの距離画像情報を取得する。
【００７１】
図６に示すように、制御部１４は、照射部１２０に電磁波放射信号を入力することにより、パルス状にＯＮ／ＯＦＦが切替わる電磁波を放射させる（“照明部放射時期”欄参照）。第２の実施形態において、制御部１４は、単一のパルス状の電磁波を放射する時に同期して、全素子２００における第１のスイッチ２２０をＯＮに切替え、第１の蓄積器２３０に電気信号を蓄積させる（“第１の蓄積器蓄積量”欄参照）。制御部１４は、電磁波の放射を停止している時に同期して、全素子２００における第２のスイッチ２２０をＯＮに切替え、第２の蓄積器２３０に電気信号を蓄積させる（“第２の蓄積器蓄積量”欄参照）。
【００７２】
なお、素子２００における蓄積器２３０の数が３以上である構成においては、照射部１２０におけるパルス状の電磁波の照射および非照射の１周期を、蓄積器２３０の数で除した各期間に同期させてそれぞれの蓄積器２３０に電気信号を蓄積させればよい。
【００７３】
制御部１４は、時期Ｔ１からＴ２の期間の単一のパルス状の電磁波の放射に対して、第１の蓄積器２３０の蓄積期間中に変換器２１０が検出する電磁波の強度に応じた電気信号Ｉ１を取得する（“第１の蓄積器蓄積量”欄参照）。また、制御部１４は、時期Ｔ１からＴ２の期間の電磁波の放射に対して、第２の蓄積器２３０の蓄積期間中に変換器２１０が検出する電磁波の強度に応じた電気信号Ｉ２を取得する（“第２の蓄積器蓄積量”欄参照）。
【００７４】
制御部１４は、第１の蓄積器２３０および第２の蓄積器２３０がそれぞれ蓄積した電磁波の強度に応じた電気信号Ｉ１、Ｉ２の比率に基づいて、当該素子２００に電磁波が到達した時期Ｔ３を算出する（“検出時期”欄参照）。
【００７５】
なお、照射部１２０からの電磁波の照射に対して素子２００への電磁波の到達は、照射された電磁波を反射する対象ｏｂの電磁波検出装置１００からの距離に応じて遅延する。遅延量が増えるほど、第１の蓄積器２３０への電気信号の蓄積量に比較して、第２の蓄積器２３０への電気信号の蓄積量が増加する。それゆえ、前述のように、第１の蓄積器２３０および第２の蓄積器２３０がそれぞれ蓄積した電気信号Ｉ１、Ｉ２の比率に基づいて、素子２００に電磁波が到達した時期Ｔ３を算出可能である。
【００７６】
制御部１４は、素子２００毎に、電磁波の放射開始時期Ｔ１から素子２００に電磁波が到達した時期Ｔ３までの時間ΔＴを算出する。さらに、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、各素子２００に対応する対象ｏｂ上の各小領域までの距離を算出する。
【００７７】
以上のような構成の第２の実施形態の電磁波検出装置１００では、制御部１４は、全視野範囲の特定の範囲から電磁波が入射する切替素子１９を、特定の切替素子１９として第１の状態に切替えさせる。このような構成により、電磁波検出装置１００は、視野範囲内で電磁波の検出が望まれる特定の範囲における電磁波のみを検出し得る。
【００７８】
また、第２の実施形態の電磁波検出装置１００では、特定の範囲は検出部１８０による検出結果の外乱となる電磁波を切替素子１９に入射させる、周囲空間の範囲以外の範囲である。電磁波の検出において、放射強度が過大で外乱の発生源となる、検出の対象ｏｂ外の物体における電磁波成分の検出は望まれておらず、当該電磁波成分は周囲に関する情報において外乱となる。したがって、上記構成の電磁波検出装置１００は、周囲に関する情報において外乱となる電磁波成分の検出を防ぎ、周囲に関する情報の正確性を向上し得る。
【００７９】
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。
【００８０】
例えば、第１の実施形態において、照射部１２、変更部１３、制御部１４、および電磁波検出ユニット１１が電磁波検出装置１０を構成しているが、単独の装置でなく、少なくとも制御部１４および電磁波検出ユニット１１が電磁波検出システムを構成してよい。同じ様に、第２の実施形態において、照射部１２０、制御部１４、および電磁波検出ユニット１１０が電磁波検出装置１００を構成しているが、少なくとも制御部１４および電磁波検出ユニット１１０が電磁波検出システムを構成してよい。
【００８１】
また、第１の実施形態および第２の実施形態において、切替部１６は、作用面ａｓ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。
【００８２】
また、第１の実施形態および第２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、作用面ａｓ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。
【００８３】
例えば、第２の状態が、作用面ａｓに入射する電磁波を、透過させて第２の方向ｄ２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、切替素子１９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、切替素子１９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切替素子１９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、切替素子１９毎の液晶配向を切替えることにより、第１の状態としての反射状態および第２の状態としての透過状態を切替素子１９毎に切替え得る。
【００８４】
また、第２の実施形態において、電磁波検出装置１００は、検出部１８０がアクティブセンサである構成を有する。しかし、電磁波検出装置１００は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置１００は、検出部１８０がパッシブセンサである構成でも第２の実施形態と類似の効果が得られる。
【００８５】
例えば、第２の実施形態において、検出部１８０がイメージセンサであって、照射部１２０に電磁波を照射させずに、検出部１８０に電磁波を検出させてよい。このような構成においても、第２の実施形態と類似の効果が得られる。
【００８６】
さらに、第２の実施形態において検出部１８０にイメージセンサを適用した構成で、制御部１４は、イメージセンサである検出部１８０の１フレームの受光期間中に、第１の状態および第２の状態への切替え時間を調整可能であってよい。このような構成は、１フレームの受光期間中に、一部の切替素子１９の第１の状態への切替時間を調整することにより、他の切替素子１９に比べて検出部１８０に検出させる電磁波の強度を低下させ得る。このような構成は、電磁波の強度を低減させることにより、例えば、外乱の発生源となる、検出の対象ｏｂ外の物体における電磁波の検出そのものを避けるのでなく、検出部１８０に到達する電磁波を外乱とならない程度に抑えた全視野範囲の画像情報を生成し得る。
【符号の説明】
【００８７】
１０、１００  電磁波検出装置
１１、１１０  電磁波検出ユニット
１２、１２０  照射部
１３  変更部
１４  制御部
１５  前段光学系
１６  切替部
１７  後段光学系
１８、１８０  検出部
１９、１９ａ、１９ｂ  切替素子
２００  素子
２１０  変換器
２２０  スイッチ
２３０  蓄積器
ａｓ  作用面
ｄ１  第1の方向
ｄ２  第２の方向
ｏｂ  対象
【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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