(57)【要約】【課題】解像度を変更する。【解決手段】電磁波検出装置１０は検出部１７と進行部１５と制御部１３とを有する。検出部１７は第１の検出素子２１を有する。第１の検出素子２１は電磁波を検出する。進行部１５は第１の進行素子群１８を有する。第１の進行素子群１８は複数の進行素子２０を有する。進行素子２０は入射する電磁波の第１の検出素子２１への進行の可否を切替える。制御部１３は進行の可否の切替えを進行素子２０毎に制御可能である。制御部１３は順次異なる進行素子２０の可否を切替えさせる。【選択図】図１
2018205285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を検出する第１の検出素子を有する検出部と、
入射する電磁波の前記第１の検出素子への進行の可否を切替える複数の進行素子を含む第１の進行素子群を有する進行部と、
前記進行の可否の切替えを前記進行素子毎に制御可能であり、順次、異なる前記進行素子の前記可否を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、
前記進行素子が進行の可否を切替える電磁波は、照射部から対象に照射された電磁波の反射波である
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、
前記照射部は、周期的に電磁波を放射し、
前記制御部は、前記照射部が前記電磁波を放射する度に、順次、異なる前記進行素子の前記可否を切替えさせる
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、
前記照射部を、さらに備える
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、
前記制御部が順次前記可否を切替える前記進行素子の数は、同じである
電磁波検出装置。
【請求項６】
請求項１から５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、前記第１の検出素子を含む、電磁波を検出する複数の検出素子を有し、
前記進行部は、前記第１の進行素子群を含む複数の進行素子群を有し、
前記複数の進行素子群それぞれが有する複数の進行素子は、入射する電磁波の、前記複数の進行素子群毎に対応する前記検出素子への進行の可否を切替える、
前記制御部は、前記複数の進行素子群それぞれにおいて独立して、順次、異なる前記進行素子の前記可否を切替えさせる
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、
前記制御部は、前記進行部が有するすべての前記進行素子の前記可否を切替えるまで、順次、異なる前記進行素子の前記可否を切替えさせる
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、
前記制御部は、前記可否の切替えに応じて取得した前記検出素子による検出結果を、前記可否を切替えた前記進行素子の前記進行部における位置に合わせて配置することにより、所定の視野範囲に関する情報を取得する
電磁波検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁波検出装置において、
前記情報は、前記所定の視野範囲における画像情報を含む
電磁波検出装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電磁波検出装置において、
前記情報は、前記所定の視野範囲における視方向への距離情報を含む
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、
前記検出部は、イメージセンサを含む
電磁波検出装置。
【請求項１２】
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、
前記検出部は、測距イメージセンサを含む
電磁波検出装置。
【請求項１３】
電磁波を検出する第１の検出素子を有する検出部と、
入射する電磁波の前記第１の検出素子への進行の可否を切替える複数の進行素子を含む第１の進行素子群を有する進行部と、
前記進行の可否の切替えを前記進行素子毎に制御可能であり、順次、異なる前記進行素子の前記可否を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１４】
電磁波を検出する第１の検出素子を有する検出部と、入射する電磁波の前記第１の検出素子への進行の可否を切替える複数の進行素子を含む第１の進行素子群を有する進行部と、前記進行の可否の切替えを前記進行素子毎に制御する制御部とを備える電磁波検出装置に、
順次、異なる前記進行素子の前記可否を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、検出素子毎に二次元状に測定する検出部が知られている（特許文献１参照）。このような電磁波検出装置において、検出部の解像度の向上が求められている
【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、ＴＯＦイメージセンサは高画素化が困難であり、その結果、解像度の向上が困難である。
【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、解像度を向上することにある。
【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、
電磁波を検出する第１の検出素子を有する検出部と、
入射する電磁波の前記第１の検出素子への進行の可否を切替える複数の進行素子を含む第１の進行素子群を有する進行部と、
前記進行の可否の切替えを前記進行素子毎に制御可能であり、順次、異なる前記進行素子の前記可否を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、
電磁波を検出する第１の検出素子を有する検出部と、
入射する電磁波の前記第１の検出素子への進行の可否を切替える複数の進行素子を含む第１の進行素子群を有する進行部と、
前記進行の可否の切替えを前記進行素子毎に制御可能であり、順次、異なる前記進行素子の前記可否を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。
【０００９】
例えば、本開示の第３の観点によるプログラムは、
電磁波を検出する第１の検出素子を有する検出部と、入射する電磁波の前記第１の検出素子への進行の可否を切替える複数の進行素子を含む第１の進行素子群を有する進行部と、前記進行の可否の切替えを前記進行素子毎に制御する制御部とを備える電磁波検出装置に、
順次、異なる前記進行素子の前記可否を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、解像度を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】図１の照射部、対象、進行部、および検出部への電磁波の進行状態を示すための状態図である。
【図３】図１の検出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４】図１の進行部が第１のタイミングで各進行素子群の中の１つの進行素子を第１の状態に切替えたときの電磁波の進行状態を示すための状態図である。
【図５】図１の進行部が第２のタイミングで各進行素子群の中の１つの進行素子を第１の状態に切替えたときの電磁波の進行状態を示すための状態図である。
【図６】図１の進行部が第３のタイミングで各進行素子群の中の１つの進行素子を第１の状態に切替えたときの電磁波の進行状態を示すための状態図である。
【図７】図１の照射部、検出素子、および制御部が構成する測距イメージ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の蓄積素子および第２の蓄積素子が蓄積する電気信号の信号強度、および検出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。
【図８】図１の制御部が実行する所定の視野範囲の情報の生成のための制御を説明するためのフローチャートである。
【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。電磁波検出装置において、検出部における検出素子の個数を増やすことが、解像度を向上させる。しかし、ＴＯＦイメージセンサのように、構造が複雑で高画素化が困難な検出部がある。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、検出素子を増やすこと無く、一つの検出素子で複数の位置における電磁波を検出するように構成されることにより、解像度を向上し得る。
【００１３】
図１に示すように、本開示の本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、および制御部１３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１４、進行部１５、および後段光学系１６、検出部１７を有している。
【００１６】
前段光学系１４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】
進行部１５は、前段光学系１４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１４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。本実施形態において、進行部１５は、当該一次結像位置に、設けられている。
【００１８】
進行部１５は、前段光学系１４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、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。作用面ａｓには、少なくとも第１の進行素子群１８が配置されている。
【００１９】
本実施形態において、作用面ａｓには、より具体的には、第１の進行素子群１８を他の進行素子群１９とともに含む複数の進行素子群１８、１９が一次元状または二次元状に配置されている。
【００２０】
各進行素子群１８、１９は、作用面ａｓ上に配置される複数の進行素子２０によって構成されている。複数の進行素子２０は、作用面ａｓ上に一次元状または二次元状に配置されている。本実施形態において、各進行素子群１８、１９における進行素子２０は、より具体的には、行列状に配置されている。なお、図１において、描かれた９つの進行素子２０は模式的であって、本実施形態の説明における他の図における進行素子２０の数に必ずしも一致していない。
【００２１】
進行部１５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２の方向ｄ２に進行させる第２の状態とに、進行素子２０毎に切替可能である。なお、後述するように、検出部１７は進行部１５から第１の方向ｄ１に設けられているので、進行部１５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１７に向かって進行させる。また、進行部１５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１７以外の方向に向かって進行させる。
【００２２】
後述するように、各進行素子群１８、１９は、検出部１７が有する検出素子２１、２２に対応付いている。各進行素子群１８、１９が有する進行素子２０は、第１の状態において、作用面ａｓに入射する電磁波を当該進行素子群１８、１９に対応する検出素子２１、２２に進行させる。したがって、任意の進行素子群１８、１９が有する複数の進行素子２０は、入射する電磁波の、当該進行素子群１８、１９に対応する単一の検出素子２１、２２への進行の可否を切替える。
【００２３】
本実施形態において、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。
【００２４】
本実施形態において、進行部１５は、より具体的には、進行素子２０毎に電磁波を反射する反射面を含んでいる。進行部１５は、進行素子２０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の反射状態を進行素子２０毎に切替える。
【００２５】
本実施形態において、進行部１５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、進行素子２０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。
【００２６】
後段光学系１６は、進行部１５から第１の方向ｄ１に設けられている。後段光学系１６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１６は、進行部１５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。
【００２７】
本実施形態において、後段光学系１６は、所定の焦点距離となるように形成されている。所定の焦点距離を有する後段光学系１６は、各進行素子群１８、１９を、後述する検出部１７のいずれかの検出素子２１、２２に対応付ける。より具体的には、後段光学系１６は、前段光学系１４が進行素子群１８、１９に形成した電磁波の像を、いずれかの検出素子２１、２２上に結像させることにより対応付ける。言換えると、後段光学系１６は、進行素子群１８、１９の第１の状態の複数の進行素子２０に入射する電磁波を、当該進行素子群１８、１９に対応する検出素子２１、２２に、進行させる。
【００２８】
図２に示すように、照射部１２から照射された電磁波が、対象ｏｂの表面の各小領域において、反射散乱する。対象ｏｂの反射波による像が前段光学系１４により進行部１５上に結像する。進行部１５により第１の方向ｄ１に進行させられた電磁波の像は、後段光学系１６により検出部１７上に結像する。
【００２９】
後段光学系１６は、進行部１５の第１の進行素子群１８に形成された電磁波の像を、第１の検出素子２１に形成する。したがって、第１の進行素子群１８を構成する１６個の全進行素子２０は、当該進行素子２０に入射する電磁波を第１の検出素子２１に進行させる。他の進行素子群１９における進行素子２０も同様に、当該進行素子群１９に対応する検出素子２２に電磁波を進行させる。
【００３０】
なお、図２に描かれた、進行部１５の４つの進行素子群１８、１９、各進行素子群１８、１９における１６個の進行素子２０、および検出部１７の４つの検出素子２１、２２は模式的である。したがって、図２に描かれた進行素子群１８、１９、進行素子２０、および検出素子２１の数は、本実施形態の説明における他の図における進行素子群１８、１９、進行素子２０、および検出素子２１の数に必ずしも一致していない。
【００３１】
図１において、検出部１７は、進行部１５による第１の方向ｄ１に進行した後に後段光学系１６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１７は、少なくとも第１の検出素子２１を有している。本実施形態において、検出部１７は、より具体的には、第１の検出素子２１を他の検出素子２２とともに含む複数の検出素子２１、２２を有している。各検出素子２１、２２は、後段光学系１６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。
【００３２】
本実施形態において、検出部１７は、より具体的には、測距イメージセンサ、イメージセンサ、およびサーモセンサを含む。本実施形態において、検出部１７は、いっそう具体的には測距イメージセンサである。測距イメージセンサである検出部１７の検出素子２１、２２は、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
【００３３】
なお、検出素子２１、２２は、イメージセンサおよびサーモセンサとして機能するために、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。イメージセンサである検出部１７を有する電磁波検出装置１０は、画像情報を取得し得る。また、サーモセンサである検出部１７を有する電磁波検出装置１０は、温度画像情報を取得し得る。
【００３４】
なお、図３に示すように、本実施形態における、測距イメージセンサである検出部１７の各検出素子２１、２２は、より具体的には、単一の変換素子２３、複数のスイッチ素子２４、およびスイッチ素子２４と同数の蓄積素子２５を有している。
【００３５】
変換素子２３は、測距センサを構成する素子を含む。変換素子２３は、例えば、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）およびＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）である。変換素子２３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。スイッチ素子２４は、例えば、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチ素子２４は、変換素子２３が生成した電気信号の蓄積素子２５への転送の可否を切替える。蓄積素子２５は、例えばコンデンサである。蓄積素子２５は変換素子２３が生成した電気信号を蓄積する。
【００３６】
本実施形態において、各検出素子２１、２２は、さらに具体的には、単一の変換素子２３、２つのスイッチ素子２４、および２つの蓄積素子２５を有している。なお、各検出素子２１、２２は、複数の変換素子２３を有する構成であってもよい。
【００３７】
各検出素子２１、２２内において、変換素子２３からの複数の蓄積素子２５への電気信号の転送期間は、他の蓄積素子２５に対して所定の位相差でずれている。本実施形態において、各検出素子２１、２２における２つの蓄積素子２５の蓄積期間は１８０°ずれている。
【００３８】
本実施形態では、検出部１７は、より具体的には、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、検出部１７は、本実施形態において、照射部１２から照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。
【００３９】
本実施形態において、検出部１７は、各検出素子２１、２２が検出した対象ｏｂからの反射波の強度に相当する検出結果を電気信号として制御部１３に通知する。
【００４０】
なお、本実施形態における測距イメージセンサである検出部１７は、画像状の情報を生成するので、検出部１７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１７は、後段光学系１６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。本実施形態において、検出部１７は、より具体的には、二次結像位置に設けられている。
【００４１】
ただし、単一の検出素子２１を有する検出部１７においては、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、単一の検出素子２１のみを有する構成においては、検出部１７は後段光学系１６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１７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１５により第１の方向ｄ１に進行した後に後段光学系１６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】
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、本実施形態において、より具体的には、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、照射する。
【００４３】
照射部１２は、広角の放射状の電磁波を放射する。また、照射部１２は、周期的にパルス状の電磁波を放射可能である。照射部１２は、例えば、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１３の制御に基づいて、電磁波の放射および停止を切替える。
【００４４】
制御部１３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１３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１３は、進行素子２０毎に、各検出素子２１、２２への進行の可否の切替え、言い換えると、第１の状態および第２の状態間の切替えを制御可能である。制御部１３は、所定の視野範囲の情報の生成のための制御の実行時に、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否を、順次、異なる進行素子２０に切替えさせる。本実施形態では、制御部１３は、順次、異なる進行素子２０を第１の状態に切替えさせることにより、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否を切替させる。本実施形態において、制御部１３は、複数の進行素子群１８、１９それぞれにおいて独立して、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否を、順次、異なる進行素子２０に切替させる。
【００４６】
図４に示すように、制御部１３は、第１のタイミングにおいて、各進行素子群１８、１９の中の１つの進行素子２０を第１の状態に切替える。図５に示すように、制御部１３は、第１のタイミングの次の第２のタイミングにおいて、各進行素子群１８、１９の中の、第１のタイミングで第１の状態に切替えた進行素子２０とは異なる進行素子２０を第１の状態に切替える。図６に示すように、制御部１３は、第２のタイミングの次の第３のタイミングにおいて、各進行素子群１８、１９の中の、第１のタイミングおよび第２のタイミングで第１の状態に切替えた進行素子２０とは異なる進行素子２０を第１の状態に切替える。
【００４７】
本実施形態では、制御部１３は、所定の視野範囲の情報の生成のための制御の実行時に、照射部１２にパルス状の電磁波を周期的に放射させる。また、本実施形態では、制御部１３は、照射部１２が電磁波を放射する度に、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否を、順次、異なる進行素子２０に切替えさせる。
【００４８】
本実施形態では、制御部１３は、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否を切替える進行素子２０の数が、切替え毎に同じとなるように、進行部１５を制御する。本実施形態では、制御部１３は、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否の毎回の切替時において、１つの進行素子２０を別の１つの進行素子２０に切替させる。なお、切替える進行素子２０の数は１つに限定されず、２つ以上であってよい。
【００４９】
本実施形態では、制御部１３は、所定の視野範囲の情報の生成のための制御の実行時に、進行部１５が有するすべての進行素子２０において進行の可否を切替えさせるまで、進行素子２０の順次の切替えを実行させる。
【００５０】
制御部１３は、検出部１７から取得する検出結果に基づいて、電磁波検出装置１０の所定の視野範囲の情報を取得する。制御部１３は、検出結果を、入射する電磁波を検出素子２１、２２に進行させる進行素子２０の進行部１５における位置に合わせて配置することにより、検出部１７に入射する所定の視野範囲に関する情報を取得する。
【００５１】
所定の視野範囲の情報は、例えば、電磁波検出装置１０の所定の視野範囲における、視方向への距離情報、画像情報、および温度情報などである。本実施形態において、制御部１３は、前述のように、検出部１７が検出する検出結果に基づいて、以下に説明するように、Ｆｌａｓｈ  ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、所定の視野範囲における視方向への画像状の距離情報を取得する。
【００５２】
図７に示すように、制御部１３は、照射部１２にパルス状にＯＮ／ＯＦＦが切替わる電磁波放射信号を入力することにより、パルス状の電磁波を放射させる（“照射部放射時期”欄参照）。本実施形態において、制御部１３は、単一のパルス状の電磁波を放射する時に同期して、全検出素子２１、２２における第１のスイッチ素子２４をＯＮに切替え、第１の蓄積素子２５に電気信号を蓄積させる（“第１の蓄積素子蓄積量”欄参照）。制御部１３は、電磁波の放射を停止している時に同期して、全検出素子２１、２２における第２のスイッチ素子２４をＯＮに切替え、第２の蓄積素子２５に電気信号を蓄積させる（“第２の蓄積素子蓄積量”欄参照）。
【００５３】
なお、検出素子２１、２２における蓄積素子２５の数が３以上である構成においては、照射部１２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、蓄積素子２５の数で除した各期間に同期させてそれぞれの蓄積素子２５に電気信号を蓄積させればよい。
【００５４】
制御部１３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の蓄積素子２５の蓄積期間中に変換素子２３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の蓄積素子蓄積量”欄参照）。また、制御部１３は、時期Ｔ１からＴ２の期間の電磁波の放射に対して、第２の蓄積素子２５の蓄積期間中に変換素子２３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の蓄積素子蓄積量”欄参照）。
【００５５】
制御部１３は、第１の蓄積素子２５および第２の蓄積素子２５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、検出素子２１、２２に電磁波が到達した時期Ｔ３を算出する（“検出時期”欄参照）。
【００５６】
なお、照射部１２からの電磁波の照射に対して検出素子２１、２２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１０からの距離に応じて遅延する。遅延量が増えるほど、第１の蓄積素子２５への電気信号の蓄積量に比較して、第２の蓄積素子２５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の蓄積素子２５および第２の蓄積素子２５がそれぞれ蓄積した電気信号Ｉ１、Ｉ２の比率に基づいて、検出素子２１、２２に電磁波が到達した時期Ｔ３を算出可能である。
【００５７】
制御部１３は、検出素子２１、２２毎に、電磁波の放射開始時期Ｔ１から電磁波が検出素子２１、２２に到達した時期Ｔ３までの時間ΔＴを算出する。さらに、制御部１３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、各検出素子２１、２２に対応する対象ｏｂ上の各小領域までの距離を算出する。
【００５８】
制御部１３は、進行素子群１８、１９を構成する進行素子２０毎に、各検出素子２１、２２の検出結果を用いて、対象ｏｂ上の各小領域までの距離の算出を実行する。制御部１３は、全進行素子２０に対応する対象ｏｂ上の各小領域までの距離に相当する距離情報によって構成される、所定の視野範囲における視方向への画像状の距離情報を取得する。
【００５９】
次に、本実施形態において制御部１３が実行する所定の視野範囲の情報の生成のための制御について、図８のフローチャートを用いて説明する。制御部１３は、例えば、電磁波検出装置１０の電源がＯＮに切替えられる場合、所定の視野範囲の情報の生成のための制御を開始する。制御部１３は、例えば、電磁波検出装置１０の電源がＯＦＦになる場合、および電磁波検出装置１０の動作モードが情報生成以外のモードに切替えられる場合に終了する。
【００６０】
ステップＳ１００において、制御部１３は、照射部１２にパルス状の電磁波の放射を開始させる。また、制御部１３は、各検出素子２１、２２に電磁波の検出を開始させる。なお、検出素子２１、２２における電磁波の検出は、上述のように、複数の蓄積素子２５に電気信号を蓄積させ、制御部１３に検出結果として通知することを意味する。制御部１３による電磁波の放射および検出の開始後、プロセスはステップＳ１０１に進む。
【００６１】
ステップＳ１０１では、制御部１３は、各進行素子群１８、１９中の１つの進行素子２０を第１の状態に切替えさせる。制御部１３による１つの進行素子２０の第１の状態への切替え後、プロセスはステップＳ１０２に進む。
【００６２】
ステップＳ１０２では、制御部１３は、ステップＳ１０１において第１の状態に切替えた進行素子２０に対応する対象ｏｂ上の小領域までの距離を算出する。制御部１３が距離を算出した後、プロセスはステップＳ１０３に進む。
【００６３】
ステップＳ１０３では、制御部１３は、各進行素子群１８、１９内の全進行素子２０を第１の状態に切替えたか否かを判別する。制御部１３が全進行素子２０を第１の状態に切替えていないと判別する場合、プロセスはステップＳ１０４に進む。制御部１３が全進行素子２０を第１の状態に切替えたと判別する場合、プロセスはステップＳ１０５に進む。
【００６４】
ステップＳ１０４では、制御部１３は、各進行素子群１８、１９内で第１の状態に切替えていない１つの進行素子２０を第１の状態に切替えさせる。制御部１３による第１の状態への切替え後、プロセスはステップＳ１０２に戻る。
【００６５】
ステップＳ１０５では、制御部１３は、全進行素子２０に対して算出した距離を用いて、１フレームの所定の視野範囲における視野方向への画像状の距離情報を生成する。制御部１３による１フレームの距離情報の生成後、プロセスはステップＳ１０１に戻る。
【００６６】
以上のような構成の本実施形態の電磁波検出装置１０は、第１の検出素子２１への進行の可否を切替える複数の進行素子２０を含む第１の進行素子群１８を有する進行部１５と、入射する電磁波の第１の検出素子２１への進行の可否を、順次、異なる進行素子２０に切替えさせる制御部１３とを備えている。このような構成により、電磁波検出装置１０では、１つの検出素子２１に、対象ｏｂ上の複数の小領域において発する電磁波を検出させ得る。したがって、電磁波検出装置１０は、例えば、高画素化が困難な、検出部１７であっても、解像度を向上し得る。
【００６７】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、進行素子２０が進行の可否を切替える電磁波は、照射部１２から対象ｏｂに照射された電磁波の反射波である。したがって、電磁波検出装置１０は、検出部１７をアクティブセンサとして機能させ得る。
【００６８】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、周期的に電磁波を照射し、電磁波を放射する度に、入射する電磁波の第１の検出素子２１への進行の可否が、順次、異なる進行素子２０に切替えられる。このような構成により、電磁波検出装置１０は、各進行素子２０に対応する対象ｏｂの各小領域の情報を照射される電磁波に基づいて生成し得る。したがって、電磁波検出装置１０は、各進行素子２０に対応する対象ｏｂの各小領域の情報を生成可能なアクティブセンサとして検出部１７を機能させ得る。
【００６９】
また、本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、単体でアクティブセンサを構成し得る。
【００７０】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、入射する電磁波の第１の検出素子２１への進行の可否が順次切替えられる進行素子２０の数は同じである。このような構成により、電磁波検出装置１０は、電磁波の検出のために当該検出素子２１に進行させる電磁波の広さを、均一化し得る。したがって、電磁波検出装置１０は、広さ辺りの情報の密度が均質な、所定の視野範囲の情報を生成し得る。
【００７１】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、検出部１７が複数の検出素子２１、２２を有し、進行部１５が複数の進行素子群１８、１９を有し、制御部１３は複数の進行素子群１８、１９それぞれにおいて独立して、入射する電磁波の検出素子２１、２２への進行の可否を、順次異なる進行素子２０に切替えさせている。したがって、電磁波検出装置１０は、例えば、高画素化が困難な、複数の検出素子２１、２２を有する検出部１７であっても、解像度を向上し得る。
【００７２】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０では、入射する電磁波の検出素子２１への進行の可否を進行部１５が有するすべての進行素子２０に切替えさせるまで、順次、異なる進行素子２０に当該可否を切替えさせる。したがって、電磁波検出装置１０は、全進行素子２０に対応する対象ｏｂの全小領域における電磁波に基づく情報を生成し得る。
【００７３】
また、本実施形態の電磁波検出装置１０は、検出素子２１による検出結果を、電磁波の検出素子２１への進行の可否を切替えた進行素子２０の進行部１５における位置に合わせて配置することにより、所定の視野範囲に関する情報を取得する。したがって、電磁波検出装置１０は、所定の視野範囲に関する情報を、一次元画像または二次元画像状の情報として生成し得る。
【００７４】
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。
【００７５】
例えば、本実施形態において、照射部１２、制御部１３、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１３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。
【００７６】
また、本実施形態において、進行部１５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。
【００７７】
また、本実施形態の進行部１５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。
【００７８】
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。進行部１５は、より具体的には、進行素子２０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１５においては、進行素子２０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進行素子２０毎に切替え得る。このような構成の進行部１５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１５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進行部が挙げられる。このような構成の進行部１５においては、進行素子２０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進行素子２０毎に切替え得る。
【００７９】
また、本実施形態において、電磁波検出装置１０は、検出部１７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、検出部１７が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。
【００８０】
例えば、第１の実施形態において、検出部１７がイメージセンサであって、照射部１２を設けずに、または照射部１２に電磁波を照射させずに、検出部１７に電磁波を検出させてよい。このような構成においても、本実施形態と類似の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  電磁波検出装置
１１  電磁波検出ユニット
１２  照射部
１３  制御部
１４  前段光学系
１５  進行部
１６  後段光学系
１７  検出部
１８  第１の進行素子群
１９  他の進行素子群
２０  進行素子
２１  第１の検出素子
２２  他の検出素子
２３  変換素子
２４  スイッチ素子
２５  蓄積素子
ａｓ  作用面
ｄ１  第1の方向
ｄ２  第２の方向
ｏｂ  対象
【図１】
2018205285.tif 000003
【図２】
2018205285.tif 000004
【図３】
2018205285.tif 000005
【図４】
2018205285.tif 000006
【図５】
2018205285.tif 000007
【図６】
2018205285.tif 000008
【図７】
2018205285.tif 000009
【図８】
2018205285.tif 000010