(57)【要約】【課題】良好な結像特性を確保する。【解決手段】電磁波検出装置１０は第１の進行部１６と第２の進行部１７と第１の検出部１９と第２の検出部２０とを有する。第１の進行部１６は基準面ｓｓに入射した電磁波を画素ｐｘ毎に特定の方向へ進行させる。第２の進行部１７は第１の面ｓ１と第２の面ｓ２と第３の面ｓ３と第４の面ｓ４と第５の面ｓ５と第６の面ｓ６とを有する。第１の面ｓ１は第１の方向から入射する電磁波を第２の方向へ進行させ且つ第３の方向へ進行する電磁波を第４の方向へ進行させる。第２の面ｓ２は第２の方向ｄ２へ進行した電磁波を分離して第３の方向ｄ３および第５の方向ｄ５へ進行させる。第１の検出部１９は第３の面ｓ３から射出された電磁波を検出する。第２の検出部２０は第６の面ｓ６から射出された電磁波を検出する。【選択図】図２
2019200104.tif 000002
【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特定の方向へ進行させる第１の進行部と、
第１の方向から入射する電磁波を第２の方向へ進行させ且つ第３の方向へ進行する電磁波を第４の方向へ進行させる第１の面と、前記第２の方向へ進行した電磁波を分離して前記第３の方向および第５の方向へ進行させる第２の面と、前記第４の方向へ進行した電磁波を射出する第３の面と、前記第５の方向へ進行した電磁波を前記基準面へ射出し且つ前記基準面から再入射した電磁波を第６の方向へ進行させる第４の面と、前記第６の方向へ進行した電磁波を第７の方向へ進行させる第５の面と、前記第７の方向へ進行した電磁波を射出する第６の面と、を含む第２の進行部と、
前記第３の面から射出された電磁波を検出する第１の検出部と、
前記第６の面から射出された電磁波を検出する第２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、
前記第１の方向から前記第１の面へ入射する電磁波の進行軸と前記第１の面とは、垂直である
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、
前記第３の面と前記第１の検出部の検出面とは、平行である
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３の面から射出された電磁波の進行軸と前記第１の検出部の検出面とは、垂直である
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、
前記第４の方向へ進行した電磁波の進行軸と前記第３の面とは、垂直である
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、
前記第６の面から射出された電磁波の進行軸と前記第２の検出部の検出面とは、垂直である
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、
前記第５の方向へ進行した電磁波の進行軸と前記第４の面とは、垂直である
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、
前記第４の面から射出された電磁波の進行軸と前記基準面とは、垂直である
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、
前記第４の面と前記基準面とは、平行である
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、
前記第７の方向へ進行した電磁波の進行軸と前記第６の面とは垂直である
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６の面と前記第２の検出部の検出面とは、平行である
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、
前記第１の方向から入射する電磁波を結像して前記第１の面へ進行させる第１の結像部を、さらに備える
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、
前記第１の結像部の主面と前記第１の面とは、平行である
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、
前記第１の結像部は、電磁波の像を前記基準面に結像させる
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の結像部は、前記第２の面を介して前記第１の検出部の検出面に結像する
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６の面から射出された電磁波を結像して前記第２の検出部へ進行させる第２の結像部を、さらに備える
電磁波検出装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電磁波検出装置において、
前記第２の結像部の主面と前記第２の検出部の検出面とは、平行である
電磁波検出装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の電磁波検出装置において、
前記第２の結像部の主面と前記第６の面とは、平行である
電磁波検出装置。
【請求項１９】
請求項１６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、
前記第２の結像部は、電磁波の像を前記第２の検出部の検出面に結像させる
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、
前記第３の方向へ進行した電磁波の前記第２の面から前記第１の検出部までの進行経路の長さと、前記第５の方向へ進行した電磁波の前記第２の面から前記基準面までの進行経路の長さとの差は、所定値以下である
電磁波検出装置。
【請求項２１】
請求項１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、
前記第３の方向へ進行した電磁波の前記第２の面から前記第１の検出部までの進行経路の長さと、前記第５の方向へ進行した電磁波の前記第２の面から前記基準面までの進行経路の長さとは、同一である
電磁波検出装置。
【請求項２２】
請求項１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、
前記第１の面は、前記第１の方向から入射する電磁波を透過しまたは屈折させて前記第２の方向へ進行させる
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、
前記第１の面は、前記第３の方向へ進行する電磁波を内部反射して前記第４の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項２４】
請求項１から２３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の面は、前記第３の方向へ進行する電磁波を内部全反射して前記第４の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項２５】
請求項１から２４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３の方向へ進行する電磁波の前記第１の面への入射角は、臨界角以上である
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２の面は、前記第２の方向へ進行した電磁波のうち特定の波長の電磁波を前記第３の方向へ進行させ、他の波長の電磁波を前記第５の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項２７】
請求項１から２３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２の面は、前記第２の方向へ進行した電磁波のうち特定の波長の電磁波を反射して前記第３の方向へ進行させ、他の波長の電磁波を透過しまたは屈折させて前記第５の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項２８】
請求項１から２７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２の面は、前記第２の方向へ進行した電磁波のうち特定の波長の電磁波を全反射して前記第３の方向へ進行させ、他の波長の電磁波を透過しまたは屈折させて前記第５の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項２９】
請求項１から２８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２の方向へ進行した電磁波の前記第２の面への入射角は、臨界角未満である
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、
前記第４の面は、前記基準面から再入射する電磁波を透過しまたは屈折させて前記第６の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項３１】
請求項１から３０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５の面は、前記第６の方向へ進行した電磁波を内部反射して前記第７の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項３２】
請求項１から３１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５の面は、前記第６の方向へ進行した電磁波を内部全反射して前記第７の方向へ進行させる
電磁波検出装置。
【請求項３３】
請求項１から３２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６の方向へ進行した電磁波の前記第５の面への入射角は、臨界角以上である
電磁波検出装置。
【請求項３４】
請求項１から３３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２の面と前記第５の面とは、非平行である
電磁波検出装置。
【請求項３５】
請求項１から３３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２の方向へ進行した電磁波の前記第２の面への入射角と、前記第４の面から再入射した電磁波の前記第５の面への入射角とは、異なる
電磁波検出装置。
【請求項３６】
請求項１から３３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２の方向へ進行した電磁波の前記第２の面への入射角より、前記第４の面から再入射した電磁波の前記第５の面への入射角の方が大きい
電磁波検出装置。
【請求項３７】
請求項１から３３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２の方向へ進行した電磁波の前記第２の面への入射角より、前記第４の面から再入射した電磁波の前記第５の面への入射角の方が小さい
電磁波検出装置。
【請求項３８】
請求項１から３３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２の面と前記第５の面とは、平行である
電磁波検出装置。
【請求項３９】
請求項１から３３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２の方向へ進行した電磁波の前記第２の面への入射角と、前記第４の面から再入射した電磁波の前記第５の面への入射角とは、同一である
電磁波検出装置。
【請求項４０】
請求項１から３３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２の進行部は、第１のプリズム、第２のプリズム、および第１の中間層を含み、
前記第１の中間層は、前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間に配置され、前記第１のプリズムとの境界面に沿って前記第２の面を含み、
前記第１の面は、前記第１のプリズムにおける表面を含み、
前記第３の面は、前記第１のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含み、
前記第４の面は、前記第２のプリズムにおける表面を含み、
前記第５の面は、前記第１の中間層と前記第２のプリズムとの境界面を含み、
前記第６の面は、前記第２のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含む
電磁波検出装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の中間層の屈折率よりも前記第２のプリズムの屈折率の方が大きい
電磁波検出装置。
【請求項４２】
請求項１から３３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２の進行部は、第１のプリズム、第２のプリズム、第３のプリズム、および第１の中間層を含み、
前記第１の中間層は、前記第１のプリズムおよび前記第３のプリズムの間に配置され、前記第１のプリズムとの境界面に沿って前記第２の面を含み、
前記第３のプリズムは、前記第１の中間層と前記第２のプリズムとの間に配置され、
前記第１の面は、前記第１のプリズムにおける表面を含み、
前記第３の面は、前記第１のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含み、
前記第４の面は、前記第２のプリズムにおける表面を含み、
前記第５の面は、前記第２のプリズムと前記第３のプリズムとの境界面を含み、
前記第６の面は、前記第２のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含む
電磁波検出装置。
【請求項４３】
請求項４２に記載の電磁波検出装置において、
前記第３のプリズムの屈折率より前記第２のプリズムの屈折率の方が大きい
電磁波検出装置。
【請求項４４】
請求項１から３３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２の進行部は、第１のプリズム、第２のプリズム、第１の中間層、および第２の中間層を含み、
前記第１の中間層は、前記第１のプリズムと前記第２の中間層との間に配置され、前記第１のプリズムとの境界面に沿って前記第２の面を含み、
前記第２の中間層は、前記第１の中間層と前記第２のプリズムとの間に配置され、
前記第１の面は、前記第１のプリズムにおける表面を含み、
前記第３の面は、前記第１のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含み、
前記第４の面は、前記第２のプリズムにおける表面を含み、
前記第５の面は、前記第２の中間層と前記第２のプリズムとの境界面を含み、
前記第６の面は、前記第２のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含む
電磁波検出装置。
【請求項４５】
請求項４４に記載の電磁波検出装置において、
前記第２の中間層の屈折率よりも前記第２のプリズムの屈折率の方が大きい
電磁波検出装置。
【請求項４６】
請求項１から３３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２の進行部は、第１のプリズム、第２のプリズム、第３のプリズム、第１の中間層、および第２の中間層を含み、
前記第１の中間層は、前記第１のプリズムと前記第２の中間層との間に配置され、前記第１のプリズムとの境界面に沿って前記第２の面を含み、
前記第２の中間層は、前記第２のプリズムと前記第３のプリズムとの間に配置され、
前記第１の面は、前記第１のプリズムにおける表面を含み、
前記第３の面は、前記第１のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含み、
前記第４の面は、前記第２のプリズムにおける表面を含み、
前記第５の面は、前記第２の中間層と前記第３のプリズムとの境界面を含み、
前記第６の面は、前記第２のプリズムにおける前記表面とは異なる表面を含む
電磁波検出装置。
【請求項４７】
請求項４６に記載の電磁波検出装置において、
前記第２の中間層の屈折率より前記第２のプリズムの屈折率の方が大きい
電磁波検出装置。
【請求項４８】
請求項４６または４７に記載の電磁波検出装置において、
前記第２の中間層は、真空、気体、液体および固体の少なくともいずれかを含む
電磁波検出装置。
【請求項４９】
請求項４６から４８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２の中間層は、空気層を含む
電磁波検出装置。
【請求項５０】
請求項４６から４９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２の進行部は、内部全反射プリズムを含む
電磁波検出装置。
【請求項５１】
請求項４６から４８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２の中間層は、プリズムを含む
電磁波検出装置。
【請求項５２】
請求項１から５１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の進行部は、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１の方向とは異なる方向へ反射する第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５３】
請求項５２に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の進行部は、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５４】
請求項５２または５３に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の進行部は、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５５】
請求項１から５１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の進行部は、前記基準面に入射した電磁波を、透過する透過状態と、前記第４の面に進行するように反射する反射状態とに、切替える
電磁波検出装置。
【請求項５６】
請求項５５に記載の電磁波検出装置において、
前記第１の進行部は、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５７】
請求項５６に記載の電磁波検出装置において、
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
電磁波検出装置。
【請求項５８】
請求項１から５１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５９】
請求項１から５８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６０】
請求項１から５９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、同種または異種のセンサを含む
電磁波検出装置。
【請求項６１】
請求項１から６０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６２】
請求項１から６１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６３】
請求項１から６２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２の面は、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６４】
請求項１から６３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６５】
請求項１から６４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６６】
請求項６５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６７】
請求項６４から６６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６８】
請求項６４から６７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６９】
請求項６４から６８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７０】
請求項６４から６８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７１】
請求項７０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備え、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より反射することで走査する
電磁波検出装置。
【請求項７２】
請求項７０または７１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、および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７３】
請求項１から７２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７４】
請求項７３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７５】
請求項１から７３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】
ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ：デジタルマイクロミラーデバイス）のような、画素毎に入射する電磁波の進行方向を切替える素子を備える装置が知られている。例えば、ＤＭＤ表面に物体の像をいったん一次結像させ、そのＤＭＤ表面に一次結像した像をさらにレンズを通してＣＣＤ表面に二次結像させ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】特許３５０７８６５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、良好な結像特性の確保は有益である。
【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、良好な結像特性の確保にある。
【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特定の方向へ進行させる第１の進行部と、
第１の方向から入射する電磁波を第２の方向へ進行させ且つ第３の方向へ進行する電磁波を第４の方向へ進行させる第１の面と、前記第２の方向へ進行した電磁波を分離して前記第３の方向および第５の方向へ進行させる第２の面と、前記第４の方向へ進行した電磁波を射出する第３の面と、前記第５の方向へ進行した電磁波を前記基準面へ射出し且つ前記基準面から再入射した電磁波を第６の方向へ進行させる第４の面と、前記第６の方向へ進行した電磁波を第７の方向へ進行させる第５の面と、前記第７の方向へ進行した電磁波を射出する第６の面と、を含む第２の進行部と、
前記第３の面から射出された電磁波を検出する第１の検出部と、
前記第６の面から射出された電磁波を検出する第２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特定の方向へ進行させる第１の進行部と、第１の方向から入射する電磁波を第２の方向へ進行させ且つ第３の方向へ進行する電磁波を第４の方向へ進行させる第１の面と、前記第２の方向へ進行した電磁波を分離して前記第３の方向および第５の方向へ進行させる第２の面と、前記第４の方向へ進行した電磁波を射出する第３の面と、前記第５の方向へ進行した電磁波を前記基準面へ射出し且つ前記基準面から再入射した電磁波を第６の方向へ進行させる第４の面と、前記第６の方向へ進行した電磁波を第７の方向へ進行させる第５の面と、前記第７の方向へ進行した電磁波を射出する第６の面と、を含む第２の進行部と、
前記第３の面から射出された電磁波を検出する第１の検出部と、前記第６の面から射出された電磁波を検出する第２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。
【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、良好な結像性能を確保し得る。
【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概略構成を示す構成図である。
【図３】図１の放射部、第２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４】第２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５】第２の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。
【図６】第３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７】第４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８】第４の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。
【図９】第５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１０】第６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１１】第６の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。
【図１２】第７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１３】第８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１４】第８の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。
【図１５】第１の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】
【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。入射する電磁波を結像させる一次結像光学系、および一次結像光学系を透過した電磁波を分離する分離面を有する電磁波検出装置は、分離した電磁波を別々に検出し得る。このような電磁波検出装置においては、一次結像光学系の像側に分離面を配置する必要があるため、一次結像光学系のバックフォーカスを長くする必要がある。しかし、バックフォーカスを長くすると、一次結像光学系の設計の制約により、結像性能、明るさ、および画角などの結像特性が悪くなるため、バックフォーカス長を短くすることが望まれる。バックフォーカス長を短縮させるために、一次結像光学系の主軸と分離面とのなす角度を９０°に近づけることが考えられる。しかし、当該角度を９０°に近づけると、分離面において反射させた電磁波を検出する検出部と一次結像光学系との干渉を生じ得、実際の製造が困難となり得る。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、一次結像光学系を透過した電磁波を分離面に進行させ、且つ分離面の分離により進行する電磁波を検出部に進行させる面を設けることにより、バックフォーカス長を短縮させ得る。バックフォーカス長の短縮化により、一次結像光学系の、結像性能、明るさ、および画角などの良好な結像特性が確保され得る。
【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、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。
【００１５】
第１の結像部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。第１の結像部１５は、電磁波検出装置１０において第１の方向ｄ１から入射する、被写体となる対象ｏｂの電磁波の像を、第２の進行部１７の第１の面ｓ１に進行させて、第１の面ｓ１より離れた位置で結像させる。例えば、第１の方向ｄ１は、第１の結像部１５の主軸と平行であって、物体面から第１の結像部１５に向かう方向かつ第１の結像部１５から像面に向かう方向を含む。
【００１６】
第１の進行部１６は、第２の進行部１７の第１の面ｓ１に入射して第４の面ｓ４から射出する電磁波の経路上に設けられている。さらに、第１の進行部１６は、第１の結像部１５から所定の距離だけ離れた対象ｏｂの一次結像位置または当該一次結像位置近傍に、設けられていてよい。
【００１７】
第１の実施形態においては、第１の進行部１６は、当該一次結像位置に設けられている。第１の進行部１６は、第１の結像部１５および第２の進行部１７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。第１の進行部１６は、第１の結像部１５による対象ｏｂの電磁波の像を基準面ｓｓに結像させてよい。基準面ｓｓは、第４の面ｓ４から射出された電磁波の進行軸に垂直であってよい。
【００１８】
第１の進行部１６は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、特定の方向に進行させる。第１の進行部１６は、特定の方向として第１の選択方向ｄｓ１に進行させる第１の状態と、別の特定の方向として第２の選択方向ｄｓ２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の反射状態を含む。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の反射状態を含む。
【００１９】
第１の実施形態において、第１の進行部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よい。第１の進行部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毎に切替えてよい。
【００２０】
第１の実施形態において、第１の進行部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）を含んでよい。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ってよい。
【００２１】
第１の進行部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毎に切替えてよい。例えば、第１の進行部１６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第１の選択方向ｄｓ１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第２の選択方向ｄｓ２に進行させ得る。
【００２２】
第２の進行部１７は、第１の結像部１５および第１の進行部１６の間に設けられている。第２の進行部１７は、第１の結像部１５から進行した電磁波を分離して、第１の検出部１９および第１の進行部１６に向けて射出する。第２の進行部１７は、第１の進行部１６に進行方向を変えられた電磁波を第２の検出部２０に向けて射出する。第２の進行部１７の詳細な構造を以下に説明する。
【００２３】
第２の進行部１７は、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。
【００２４】
第１の面ｓ１は、第１の方向ｄ１から第２の進行部１７に入射する電磁波を第２の方向ｄ２に進行させる。第１の面ｓ１は、第１の方向ｄ１から第１の面ｓ１に入射する電磁波の進行軸に対して垂直であってよい。前述のように、第１の方向ｄ１は第１の結像部１５の主軸と平行なので、第１の結像部１５の主軸と第１の面ｓ１とが垂直、言い換えると第１の結像部１５の主面と第１の面ｓ１とが平行であってよい。第１の面ｓ１は、第１の方向ｄ１から入射する電磁波を透過、または屈折させて第２の方向ｄ２に進行させてよい。
【００２５】
第１の面ｓ１は、後述するように、第２の面ｓ２から第３の方向ｄ３へ進行する電磁波を第４の方向ｄ４へ進行させる。第１の面ｓ１は、第２の面ｓ２から第３の方向ｄ３に進行した電磁波を内部反射して第４の方向ｄ４に進行させてよい。第１の面ｓ１は、第２の面ｓ２から第３の方向ｄ３に進行した電磁波を内部全反射して第４の方向ｄ４に進行させてもよい。第２の面ｓ２から第３の方向ｄ３に進行した電磁波の第１の面ｓ１への入射角は臨界角以上であってよい。
【００２６】
第２の面ｓ２は、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行する電磁波を分離して第３の方向ｄ３および第５の方向ｄ５に進行させる。第２の面ｓ２は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波のうち特定の波長の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させ、他の波長の電磁波を第５の方向ｄ５に進行させてよい。第２の面ｓ２は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波のうち特定の波長の電磁波を反射して第３の方向ｄ３に進行させ、他の波長の電磁波を透過または屈折させ第５の方向ｄ５に進行させてよい。第２の面ｓ２は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波のうち特定の波長の電磁波を全反射して第３の方向ｄ３に進行させ、他の波長の電磁波を透過または屈折させ第５の方向ｄ５に進行させてよい。第２の方向ｄ２へ進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角は臨界角未満であってよい。
【００２７】
第３の面ｓ３は、第１の面ｓ１から第４の方向ｄ４に進行した電磁波を、第２の進行部１７から射出する。第３の面ｓ３は、第１の面ｓ１から第４の方向ｄ４に進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第４の方向ｄ４に垂直であってよい。
【００２８】
第４の面ｓ４は、第２の面ｓ２から第５の方向ｄ５に進行した電磁波を、第１の進行部１６の基準面ｓｓに射出する。また、第４の面ｓ４は、第１の進行部１６の基準面ｓｓから再入射した電磁波を第６の方向ｄ６に進行させる。第４の面ｓ４は、第２の面ｓ２から第５の方向ｄ５に進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第５の方向ｄ５に垂直であってよい。第４の面ｓ４は、第１の進行部１６の基準面ｓｓに対して平行であってよい。第４の面ｓ４は、基準面ｓｓから再入射する電磁波を透過または屈折させて第６の方向ｄ６に進行させてよい。
【００２９】
第５の面ｓ５は、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を第７の方向ｄ７に進行させる。第５の面ｓ５は、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を内部反射して第７の方向ｄ７に進行させてよい。第５の面ｓ５は、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させてもよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５への入射角は臨界角以上であってよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５への入射角は、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角と異なっていてよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５への入射角は、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角より大きくてよい。第５の面ｓ５は、第２の面ｓ２と平行であってよい。
【００３０】
第６の面ｓ６は、第５の面ｓ５から第７の方向ｄ７に進行した電磁波を射出する。第６の面ｓ６は、第５の面ｓ５から第７の方向ｄ７に進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第７の方向ｄ７に垂直であってよい。
【００３１】
以下に、第１の実施形態における第１の面ｓ１から第６の面ｓ６について、第２の進行部１７の構成の詳細とともに説明する。
【００３２】
第１の実施形態において、第２の進行部１７は、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２、および第１の中間層２３を有する。
【００３３】
第１のプリズム２１は、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、および第３の面ｓ３を別々の異なる表面として有してよい。第１のプリズム２１は、例えば、三角プリズムを含み、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、および第３の面ｓ３は、互いに交差してよい。
【００３４】
第１のプリズム２１は、第１の方向ｄ１から第１の面ｓ１に入射する電磁波の進行軸と第１の面ｓ１とが垂直となるように、配置されていてよい。また、第１のプリズム２１は、第１の方向ｄ１から第１の面ｓ１を透過または屈折して第１のプリズム２１内を進行する第２の方向ｄ２に第２の面ｓ２が位置するように、配置されていてよい。また、第１のプリズム２１は、第２の面ｓ２において反射した電磁波が進行する第３の方向ｄ３に第１の面ｓ１が位置するように、配置されていてよい。また、第１のプリズム２１は、第２の面ｓ２から第３の方向ｄ３に進行して第１の面ｓ１において反射した電磁波が進行する第４の方向ｄ４に第３の面ｓ３が位置するように、配置されていてよい。
【００３５】
第２のプリズム２２は、少なくとも第４の面ｓ４、第５の面ｓ５、および第６の面ｓ６を別々の異なる表面として有してよい。第２のプリズム２２では、例えば、矩形のプリズムを含み、第４の面ｓ４および第５の面ｓ５と、第６の面ｓ６とは、交差してよい。
【００３６】
第２のプリズム２２は、第５の面ｓ５が第１のプリズム２１の第２の面ｓ２に平行且つ対向するように、配置されていてよい。また、第２のプリズム２２は、第１のプリズム２１の第２の面ｓ２を透過して第５の面ｓ５を介して第２のプリズム２２内部を進行する電磁波の進行方向に第４の面ｓ４が位置するように配置されていてよい。また、第２のプリズム２２は、第５の面ｓ５における第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角に等しい反射角である第７の方向ｄ７に第６の面ｓ６が位置するように配置されていてよい。
【００３７】
第１の中間層２３は、第１のプリズム２１および第２のプリズム２２の間に配置されていてよい。さらに、第１の中間層２３は、第１のプリズム２１の第２の面ｓ２に接しており、第１のプリズム２１との境界面に沿って第２の面ｓ２を含んでよい。また、第１の中間層２３は、第２のプリズム２２の第５の面ｓ５に接しており、第２のプリズム２２との境界面に沿って第５の面ｓ５を含んでよい。第１の中間層２３は、例えば、第２の面ｓ２に付着されて有する、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、および偏向素子を含む。
【００３８】
第１の中間層２３の屈折率は、第２のプリズム２２の屈折率より小さくてよい。したがって、第２のプリズム２２の内部を進行し臨界角以上の入射角で入射する電磁波は、第５の面ｓ５において内部全反射する。それゆえ、第５の面ｓ５は、第２のプリズム２２の内部を第５の方向ｄ５を進行軸として進行する電磁波を内部反射する。第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角が臨界角以上である構成においては、第５の面ｓ５は、第６の方向ｄ６に内部進行する電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させる。
【００３９】
第２の結像部１８は、第２の進行部１７から第７の方向ｄ７に進行して第６の面ｓ６から射出する電磁波の経路上に、設けられていてよい。また、第２の結像部１８は、主面が第６の面ｓ６と平行になるように、設けられていてよい。
【００４０】
第２の結像部１８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の結像部１８は、第１の進行部１６の基準面ｓｓにおいて一次結像し且つ第２の進行部１７を介して第６の面ｓ６から射出された電磁波としての対象ｏｂの像を、第２の検出部２０に進行させて、結像させてよい。
【００４１】
第１の検出部１９は、第３の面ｓ３から射出された電磁波を検出する。第３の面ｓ３から射出された電磁波を検出するために、第１の検出部１９は、第２の進行部１７から第４の方向ｄ４に進行する電磁波の経路上に、設けられていてよい。さらに、第１の検出部１９は、第２の進行部１７から第４の方向ｄ４における第１の結像部１５による対象ｏｂの結像位置または当該結像位置近傍に、設けられていてよい。
【００４２】
したがって、第１の検出部１９の検出面に、第２の面ｓ２、第１の面ｓ１、および第３の面ｓ３を介して到達する対象ｏｂの電磁波の像は、結像してよい。また、したがって、第３の方向ｄ３に進行した電磁波の第２の面ｓ２から第１の検出部１９までの進行経路の長さと、第５の方向ｄ５に進行した電磁波の第２の面ｓ２から基準面ｓｓまでの進行経路の長さとの差は、所定値以下であってよく、さらには同一であってよい。
【００４３】
第１の検出部１９は、検出面が第３の面ｓ３と平行となるように配置されていてよい。前述のように、第３の面ｓ３は、第４の方向ｄ４に進行して射出する電磁波の進行軸に垂直であり得、第１の検出部１９の検出面は、第３の面ｓ３から射出される電磁波の進行軸と垂直であってよい。
【００４４】
第１の実施形態において、第１の検出部１９は、パッシブセンサを含む。第１の実施形態において、第１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１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してよい。
【００４５】
なお、第１の実施形態において、第１の検出部１９は、さらに具体的には可視光の像を撮像してよい。第１の検出部１９は、生成した画像情報を信号として制御部１４に送信してよい。
【００４６】
なお、第１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。また、第１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１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１の検出部１９は、測距センサまた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１の検出部１９により画像状の温度情報を取得し得る。
【００４７】
第２の検出部２０は、第６の面ｓ６から射出され、第２の結像部１８を経由した電磁波を検出する。第６の面ｓ６から射出された電磁波を検出するために、第２の検出部２０は、第２の進行部１７から第７の方向ｄ７に進行して第６の面ｓ６から射出した後に第２の結像部１８を経由して進行する電磁波の経路上に配置されていてよい。第２の検出部２０は、第１の進行部１６の基準面ｓｓに形成される電磁波の像の、第２の結像部１８による二次結像位置または二次結像位置近傍に配置されていてよい。
【００４８】
第２の検出部２０は、検出面が第６の面ｓ６と平行となるように配置されていてよい。前述のように、第６の面ｓ６は、第６の方向ｄ６に進行して射出する電磁波の進行軸に垂直であり得、第２の検出部２０の検出面は、第６の面ｓ６から射出される電磁波の進行軸と垂直であってよい。また、第２の検出部２０は、検出面が第２の結像部１８の主面と平行であってよい。
【００４９】
第１の実施形態において、第２の検出部２０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ってよい。なお、第１の実施形態において、第２の検出部２０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してよい。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り得、第２の検出部２０は、第１の検出部１９とは異種または同種のセンサであり、異種または同種の電磁波を検出する。
【００５０】
第１の実施形態において、第２の検出部２０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２の検出部２０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｄｉｏｄｅ）、ミリ波センサ、サブミリ波センサ、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２の検出部２０は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、ＭＰＰＣ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｐｉｘｅｌ  Ｃｏｕｎｔｅｒ）、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。
【００５１】
第１の実施形態において、第２の検出部２０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２の検出部２０は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する赤外線センサである。
【００５２】
なお、第２の検出部２０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２の検出部２０は、第２の結像部１８による結像位置である二次結像位置または二次結像位置近傍に必ずしも設けられなくてもよい。すなわち、この構成において、第２の検出部２０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、第２の進行部１７の第６の面ｓ６から射出された後に第２の結像部１８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。
【００５３】
図１において、放射部１２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してよい。第１の実施形態において、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、放射してよい。第１の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してよい。
【００５４】
第１の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してよい。また、第１の実施形態において、放射部１２は電磁波をパルス状に放射してよい。例えば、放射部１２は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）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てよい。
【００５５】
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、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放射位置を変更してよい。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を走査してよい。したがって、第１の実施形態において、第２の検出部２０は、走査部１３と協同して、走査型の測距センサを構成してよい。なお、走査部１３は、一次元方向または二次元方向に対象ｏｂを走査してよい。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。
【００５６】
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、構成されていてよい。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。
【００５７】
なお、第１の実施形態において、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照射領域の少なくとも一部が、第２の検出部２０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に放射される電磁波の少なくとも一部は、第２の検出部２０により検出され得る。
【００５８】
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。
【００５９】
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てよい。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、放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。
【００６０】
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よい。
【００６１】
制御部１４は、第１の検出部１９および第２の検出部２０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してよい。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、前述のように、第１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。また、第１の実施形態において、制御部１４は、第２の検出部２０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、放射部１２に放射される放射位置の距離情報を取得する。
【００６２】
図３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する（“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照射する（“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照射された電磁波は、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第１の結像部１５による第１の進行部１６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２０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。
【００６３】
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、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。
【００６４】
なお、第１の実施形態において、情報取得システム１１は、上述のように、電磁波を放射して、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。
【００６５】
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、第１の方向ｄ１から入射する電磁波を第２の方向ｄ２へ進行させ且つ第３の方向ｄ３へ進行する電磁波を第４の方向ｄ４へ進行させる第１の面ｓ１と、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波を分離して第３の方向ｄ３および第５の方向ｄ５へ進行させる第２の面ｓ２と、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を射出する第３の面ｓ３とを有する第２の進行部１７と、第３の面ｓ３から射出された電磁波を検出する第１の検出部１９とを備える。このような構成により、電磁波検出装置１０では、分離面として機能する第２の面ｓ２から、第１の検出部１９を第３の方向ｄ３と異なる方向に第１の検出部１９を配置し得る。したがって、電磁波検出装置１０は、第２の方向ｄ２と第２の面ｓ２とのなす角度を９０°に近づけたとしても、第１の結像部１５および第１の検出部１９の干渉を回避し得るので、第１の結像部１５のバックフォーカス長を短縮させ得る。この結果、電磁波検出装置１０は、第１の結像部１５の設計上の制約が回避され、第１の結像部１５の良好な結像特性を確保させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する、第２の実施形態から第８の実施形態の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
【００６６】
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０では、第２の進行部１７が、第５の方向ｄ５に進行した電磁波を基準面ｓｓへ射出し且つ基準面ｓｓから再入射した電磁波を第６の方向ｄ６に進行させる第４の面ｓ４と、当該第６の方向ｄ６へ進行した電磁波を第７の方向ｄ７に進行させる第５の面ｓ５とを有する。このような構成により、電磁波検出装置１０は、基準面ｓｓが特定の方向に進行させた電磁波を、さらに別の方向に進行させるので、第１の結像部１５と干渉させることなく、第２の結像部１８を配置し得る。また、このような構成により、電磁波検出装置１０は、第１の結像部１５から第１の進行部１６への電磁波の経路外に第２の結像部１８を配置可能であるため、第１の結像部１５から基準面ｓｓまでの距離、ならびに基準面ｓｓから第２の結像部１８までの電磁波の進行経路における距離を短縮化し得る。それゆえ、電磁波検出装置１０は、基準面ｓｓにおいて一次結像して進行方向を変えた電磁波を、進行しながら大きく広がる前に第２の結像部１８に入射させ得る。したがって、電磁波検出装置１０は、第２の結像部１８を小型化してもケラレの発生を防ぎ得る。その結果、電磁波検出装置１０は、全体を大型化すること無く、第２の結像部１８に二次結像させた像の電磁波の強度を均質化させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する、第２の実施形態から第８の実施形態の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
【００６７】
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、第１の結像部１５から入射した電磁波を第３の方向ｄ３および第５の方向ｄ５に進行するように分離する。このような構成により、電磁波検出装置１０は、第１の結像部１５の主軸を、第３の方向ｄ３に進行させた電磁波の進行軸、および第５の方向ｄ５に進行させた電磁波の進行軸に合わせることが可能となる。したがって、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１９および第２の検出部２０の座標系のズレを低減し得る。なお、このような構成および効果は、後述する、第２の実施形態から第８の実施形態の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
【００６８】
また、第１の実施形態の情報取得システム１１では、制御部１４が、第１の検出部１９および第２の検出部２０それぞれにより検出され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。このような構成により、情報取得システム１１は、検出した電磁波に基づく有益な情報を提供し得る。なお、このような構成および効果は、後述する、第２の実施形態から第８の実施形態の実施形態の電磁波検出装置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について説明する。第２の実施形態では、第２の進行部の構成が第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。
【００７０】
図４に示すように、第２の実施形態に係る電磁波検出装置１００は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７０、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第２の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１００以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第２の実施形態における第２の進行部１７０以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００７１】
第２の実施形態において、第２の進行部１７０は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第２の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第２の実施形態において、第５の面ｓ５０と接する対象以外の第５の面ｓ５０の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００７２】
第２の実施形態において、第２の進行部１７０は、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２０、第１の中間層２３０、および第２の中間層２４０を有する。第１のプリズム２１の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第２のプリズム２２０そのものの構造、第１のプリズム２１に対する配置、および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００７３】
第１の中間層２３０は、第１の実施形態と同じく、第１のプリズム２１および第２のプリズム２２０の間に配置されていてよい。さらに、第１の中間層２３０は、第１の実施形態と同じく、第１のプリズム２１の第２の面ｓ２に接しており、第１のプリズム２１との境界面に沿って第２の面ｓ２を含んでよい。第１の中間層２３０は、第１の実施形態と同じく、例えば、第２の面ｓ２に付着されて有する、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、および偏向素子を含む。
【００７４】
第２の中間層２４０は、第２のプリズム２２０の第５の面ｓ５０および第１の中間層２３０の間に配置されていてよい。第２の中間層２４０は、第２のプリズム２２０の第５の面ｓ５０に接しており、第２のプリズム２２０との境界面に沿って第５の面ｓ５０を含んでよい。また、第２の中間層２４０は、第１の中間層２３０における第１のプリズム２１との接触面の反対側の面に接していてよい。
【００７５】
第２の中間層２４０は、屈折率が第２のプリズム２２０の屈折率より小さくてよく、例えば、真空、または第２のプリズム２２０より屈折率の小さな気体、液体、もしくは固体の少なくともいずれかを含む。したがって、第２のプリズム２２０の内部を進行し臨界角以上の入射角で入射する電磁波は、第５の面ｓ５０において内部全反射する。それゆえ、第５の面ｓ５０は、第２のプリズム２２０の内部を第６の方向ｄ６を進行軸として進行する電磁波を内部反射する。第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角が臨界角以上である構成においては、第５の面ｓ５０は、第６の方向ｄ６に内部進行する電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させる。なお、第２の中間層２４０が、気体または液体である構成においては、図５に示すように、第１の中間層２３０および第２のプリズム２２０の第５の面ｓ５０の外縁にスペーサ２５０を設け、内部に気体または液体を充填することにより、第２の中間層２４０を形成してよい。第２の実施形態において、第２の中間層２４０は、例えば、空気層またはプリズムを含んでよい。
【００７６】
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、第５の面ｓ５０は、第２の中間層２４０と第２のプリズム２２０との境界面を含む。このような構成により、電磁波検出装置１００では、第２の面ｓ２に入射する電磁波を分離する機能を第１の中間層２３０に生じさせ、第６の方向ｄ６に進行した電磁波を第７の方向ｄ７に進行させる作用を第２の中間層２４０に生じさせる構成を適用し得る。したがって、電磁波検出装置１００では、第１の中間層２３０として採用する材質の選択の自由度を向上させ得る。
【００７７】
次に、本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第３の実施形態では、第２の進行部の構成が第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３の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態または第２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６に示すように、第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０１は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７１、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第３の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１０１以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第３の実施形態における第２の進行部１７１以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００７９】
第３の実施形態において、第２の進行部１７１は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５１、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第３の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第３の実施形態において、第５の面ｓ５１と接する対象以外の第５の面ｓ５１の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００８０】
第３の実施形態において、第２の進行部１７１は、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２１、第３のプリズム２６１、および第１の中間層２３１を有する。第１のプリズム２１の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第２のプリズム２２１そのものの構造、第１のプリズム２１に対する配置、および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００８１】
第３のプリズム２６１は、第１の中間層２３１および第２のプリズム２２１の間に配置されていてよい。第３のプリズム２６１は、屈折率が第２のプリズム２２１より小さくてよい。したがって、第２のプリズム２２１の内部を進行し臨界角以上の入射角で入射する電磁波は、第５の面ｓ５１において内部全反射する。それゆえ、第５の面ｓ５１は、第２のプリズム２２１の内部を第６の方向ｄ６を進行軸として進行する電磁波を内部反射する。第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角が臨界角以上である構成においては、第５の面ｓ５１は、第６の方向ｄ６に内部進行する電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させる。
【００８２】
第３のプリズム２６１は、板状であってよく、一方の板面が第１の中間層２３１に接してよい。第３のプリズム２６１の他方の板面は、第２のプリズム２２１の第５の面ｓ５１に接しており、第２のプリズム２２１との境界面に沿って第５の面ｓ５１を含んでよい。
【００８３】
第１の中間層２３１は、第１の実施形態と異なり、第１のプリズム２１および第３のプリズム２６１の間に配置されていてよい。さらに、第１の中間層２３１は、第１の実施形態と同じく、第１のプリズム２１の第２の面ｓ２に接しており、第１のプリズム２１との境界面に沿って第２の面ｓ２を含んでよい。第１の中間層２３１は、第１の実施形態と同じく、例えば、第２の面ｓ２に付着されて有する、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、および偏向素子を含む。
【００８４】
以上のような構成の第３の実施形態の電磁波検出装置１０１では、第２の進行部１７１は、第３のプリズム２６１を有し、第３のプリズム２６１は第１のプリズム２１との間に第１の中間層２３１を配置させ、かつ第５の面ｓ５１が第２のプリズム２２１および第３のプリズム２６１との境界面を含む。第１の検出部１９の第１のプリズム２１への干渉を防ぐためには、第２の面ｓ２を第１の結像部１５に近づけて配置することが好ましい。また、第２の結像部１８の小型化のためには、第５の面ｓ５１、第４の面ｓ４、基準面ｓｓ、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５１、および第６の面ｓ６の順に進行する電磁波の進行経路を短縮することが好ましく、第５の面ｓ５１を第１の進行部１６の基準面ｓｓに近づけて配置することが好ましい。したがって、上述のような構成により、電磁波検出装置１０１では、第２の面ｓ２および第５の面ｓ５１を離間させ得るので、第２の面ｓ２を第１の結像部１５側に近づけながら、第５の面ｓ５１を基準面ｓｓに近づけ得る。この結果、電磁波検出装置１０１は、第１の検出部１９の第１のプリズム２１への干渉を防ぎながら、第２の結像部１８を小型化し得る。なお、このような構成および効果は、後述する、第４の実施形態から第８の実施形態実施形態の電磁波検出装置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について説明する。第４の実施形態では、第２の進行部の構成が第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４の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態、第２の実施形態、または第３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７に示すように、第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０２は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７２、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第４の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１０２以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第４の実施形態における第２の進行部１７２以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００８７】
第４の実施形態において、第２の進行部１７２は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５０、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第４の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第４の実施形態において、第５の面ｓ５０と接する対象以外の第５の面ｓ５０の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００８８】
第４の実施形態において、第２の進行部１７２は、例えば、内部全反射プリズムを含み、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２０、第３のプリズム２６２、第１の中間層２３１、および第２の中間層２４２を有する。第１のプリズム２１および第１の中間層２３１の構成および機能は、第３の実施形態と同じである。第２のプリズム２２０の構成および機能は、第２の実施形態と同じである。第３のプリズム２６２そのものの構造、第１のプリズム２１に対する配置、および機能は、第１の実施形態と同じである。したがって、第１の中間層２３１は、第１のプリズム２１および第２の中間層２４２の間に配置されていてよい。さらに、第１の中間層２３１は、第１のプリズム２１との境界面に沿って第２の面ｓ２を含んでよい。
【００８９】
第２の中間層２４２は、第２のプリズム２２０および第３のプリズム２６２の間に配置されていてよい。第２の中間層２４２は、第２の実施形態と同じく、第２のプリズム２２０の第５の面ｓ５０に接しており、第２のプリズム２２０との境界面に沿って第５の面ｓ５０を含んでよい。また、第２の中間層２４２は、第３のプリズム２６２における第１の中間層２３１と接する板面の反対側の面に接していてよい。
【００９０】
第２の中間層２４２は、第２の実施形態と同じく、屈折率が第２のプリズム２２０の屈折率より小さく、例えば、真空、または第２のプリズム２２０より屈折率の小さな気体、液体、もしくは固体の少なくともいずれかを含む。したがって、第２のプリズム２２０の内部を進行し臨界角以上の入射角で入射する電磁波は、第５の面ｓ５０において内部全反射する。それゆえ、第５の面ｓ５０は、第２のプリズム２２０の内部を第６の方向ｄ６を進行軸として進行する電磁波を内部反射する。第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角が臨界角以上である構成においては、第５の面ｓ５０は、第６の方向ｄ６に内部進行する電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させる。なお、第２の中間層２４２が、気体または液体である構成においては、図８に示すように、第３のプリズム２６２および第２のプリズム２２０の第５の面ｓ５０の外縁にスペーサ２５０を設け、内部に気体または液体を充填することにより、第２の中間層２４２を形成してよい。第４の実施形態において、第２の中間層２４２は、例えば、空気層またはプリズムを含んでよい。
【００９１】
次に、本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第５の実施形態では、第２の進行部の構成が第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５の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、または第４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。
【００９２】
図９に示すように、第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７３、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第５の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１０３以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第５の実施形態における第２の進行部１７３以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００９３】
第５の実施形態において、第２の進行部１７３は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５３、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第５の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００９４】
第５の面ｓ５３は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を第７の方向ｄ７に進行させてよい。第５の面ｓ５３は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を内部反射して第７の方向ｄ７に進行させてよい。第５の面ｓ５３は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させてよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角は、第１の実施形態と同じく、臨界角以上であってよい。
【００９５】
第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角は、第１の実施形態と異なり、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角と同一であっても、異なっていてよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角は、第１の実施形態と異なり、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角より大きくても、小さくてもよい。第５の面ｓ５３は、第１の実施形態と異なり、第２の面ｓ２と非平行であってよい。
【００９６】
第５の実施形態において、第２の進行部１７３は、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２３、第３のプリズム２６３、および第１の中間層２３１を有してよい。第１のプリズム２１および第１の中間層２３１の構成および機能は、第３の実施形態と同じである。
【００９７】
第２のプリズム２２３は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５３、および第６の面ｓ６を別々の異なる表面として有してよい。第２のプリズム２２３は、例えば三角プリズムを含み、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５、および第６の面ｓ６は、互いに交差してよい。
【００９８】
第２のプリズム２２３は、第１の実施形態と同じく、第５の面ｓ５３が第１のプリズム２１の第２の面ｓ２に対向するように、配置されている。また、第２のプリズム２２３は、第１の実施形態と同じく、第１のプリズム２１の第２の面ｓ２を透過して第５の面ｓ５３を介して第２のプリズム２２３内部を進行する電磁波の進行方向に第４の面ｓ４が位置するように配置されている。また、第２のプリズム２２３は、第１の実施形態と同じく、第５の面ｓ５３における第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角に等しい反射角である第７の方向ｄ７に第６の面ｓ６が位置するように配置されている。
【００９９】
また、第２のプリズム２２３は、第１の実施形態と異なり、第２の方向ｄ２および第２の面ｓ２のなす角度ａよりも、第２の方向ｄ２および第５の面ｓ５３のなす角度ｂが大きくなるように、配置されていてよい。
【０１００】
例えば、第２のプリズム２２３は、第４の面ｓ４および第５の面ｓ５３の交線を軸に、第５の面ｓ５３を第１のプリズム２１から離れる方向に回転させた形状、つまり、第５の面ｓ５３を第４の面ｓ４に近づける方向に回転させた形状で、第１のプリズム２１に対して配置されていてよい。
【０１０１】
第３のプリズム２６３は、第３の実施形態と同じく、第１の中間層２３１および第２のプリズム２２３の間に配置されている。第３のプリズム２６３は、第３の実施形態と同じく、屈折率が第２のプリズム２２３より小さい。したがって、第２のプリズム２２３の内部を進行し臨界角以上の入射角で入射する電磁波は、第３の実施形態と同じく、第５の面ｓ５３において内部全反射する。それゆえ、第５の面ｓ５３は、第３の実施形態と同じく、第２のプリズム２２３の内部を第６の方向ｄ６を進行軸として進行する電磁波を内部反射する。第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角が臨界角以上である構成においては、第５の面ｓ５３は、第３の実施形態と同じく、第６の方向ｄ６に内部進行する電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させる。
【０１０２】
第５の実施形態において、第３のプリズム２６３は、第３の実施形態と異なり、例えば、互いに傾斜した表面を有するプリズムを含む。第３のプリズム２６３の一表面が、第３の実施形態に類似して、第１の中間層２３１に接してよい。第３のプリズム２６３の他の一表面は、第３の実施形態に類似して、第２のプリズム２２３の第５の面ｓ５３に接しており、第２のプリズム２２３との境界面に沿って第５の面ｓ５３を含んでよい。
【０１０３】
以上のような構成の第５の実施形態の電磁波検出装置１０３では、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角より、第４の面ｓ４を介して基準面ｓｓから再入射した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角が小さい。このような構成により、電磁波検出装置１０３は、第４の面ｓ４および第５の面ｓ５３の交線を軸に、第５の面ｓ５３を第１のプリズム２１から離れる方向に回転させた形状、つまり、第５の面ｓ５３を第４の面ｓ４に近づける方向に回転させた形状で、第２のプリズム２２３を第１のプリズム２１に対して配置させ得る。したがって、電磁波検出装置１０３は、第２の面ｓ２における第３の面ｓ３との辺側に配置される第１の進行部１６の基準面ｓｓおよび第５の面ｓ５３との間隔を短縮し得る。この結果、電磁波検出装置１０３は、第５の面ｓ５３、第４の面ｓ４、基準面ｓｓ、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５３、および第６の面ｓ６の順に進行する電磁波の進行経路を短縮し得るので、第２の結像部１８を、さらに小型化し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第６の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
【０１０４】
次に、本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第６の実施形態では、第２の進行部の構成が第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６の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態、または第５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。
【０１０５】
図１０に示すように、第６の実施形態に係る電磁波検出装置１０４は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７４、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第６の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１０４以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第６の実施形態における第２の進行部１７４以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【０１０６】
第６の実施形態において、第２の進行部１７４は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５４、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第６の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第６の実施形態において、第５の面ｓ５４と接する対象以外の第５の面ｓ５４の構成および機能は、第５の実施形態と同じである。
【０１０７】
第６の実施形態において、第２の進行部１７４は、内部全反射プリズムを含み、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２４、第３のプリズム２６４、第１の中間層２３１、および第２の中間層２４２を有する。第１のプリズム２１および第１の中間層２３１の構成および機能は、第３の実施形態と同じである。第２のプリズム２２４および第３のプリズム２６４そのものの構造、第１のプリズム２１に対する配置、および機能は、第５の実施形態と同じである。したがって、第１の中間層２３１は、第１のプリズム２１および第２の中間層２４２の間に配置されている。さらに、第１の中間層２３１は、第１のプリズム２１との境界面に沿って第２の面ｓ２を含んでよい。
【０１０８】
第６の実施形態において、第２の中間層２４２の構成および機能は、第４の実施形態と同じである。したがって、第２の中間層２４２は、第４の実施形態と同じく、屈折率が第２のプリズム２２４の屈折率より小さく、例えば、真空、または第２のプリズム２２４より屈折率の小さな気体、液体、もしくは固体の少なくともいずれかを含む。なお、第２の中間層２４２が、気体または液体である構成においては、図１１に示すように、第３のプリズム２６４および第２のプリズム２２４の第５の面ｓ５４の外縁にスペーサ２５０を設け、内部に気体または液体を充填することにより、第２の中間層２４２を形成してよい。第６の実施形態において、第２の中間層２４２は、例えば、空気層またはプリズムを含んでよい。
【０１０９】
次に、本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第７の実施形態では、第２の進行部の構成が第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７の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態、第５の実施形態、または第６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。
【０１１０】
図１２に示すように、第７の実施形態に係る電磁波検出装置１０５は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７５、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第７の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１０５以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第７の実施形態における第２の進行部１７５以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【０１１１】
第７の実施形態において、第２の進行部１７５は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５５、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第７の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【０１１２】
第５の面ｓ５５は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を第７の方向ｄ７に進行させてよい。第５の面ｓ５５は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を内部反射して第７の方向ｄ７に進行させてよい。第５の面ｓ５５は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波を内部全反射して第７の方向ｄ７に進行させてよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５５への入射角は、第１の実施形態と同じく、臨界角以上であってよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５５への入射角は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角と異なっていてよい。第４の面ｓ４から第６の方向ｄ６に進行した電磁波の第５の面ｓ５５への入射角は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１から第２の方向ｄ２に進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角より大きくてよい。
【０１１３】
第５の面ｓ５５は、第１の実施形態と異なり、第２の面ｓ２と非平行であってよい。
【０１１４】
第７の実施形態において、第２の進行部１７５は、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２５、第３のプリズム２６５、および第１の中間層２３１を有する。第１のプリズム２１および第１の中間層２３１の構成および機能は、第３の実施形態と同じである。第３のプリズム２６５の機能は、第５の実施形態に類似している。
【０１１５】
第２のプリズム２２５は、第１の実施形態と同じく、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５５、および第６の面ｓ６を別々の異なる表面として有してよい。第２のプリズム２２５は、例えば三角プリズムを含み、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５５、および第６の面ｓ６は、互いに交差してよい。
【０１１６】
第２のプリズム２２５は、第１の実施形態と同じく、第５の面ｓ５５が第１のプリズム２１の第２の面ｓ２に対向するように、配置されていてよい。また、第２のプリズム２２５は、第１の実施形態と同じく、第１のプリズム２１の第２の面ｓ２を透過して第５の面ｓ５５を介して第２のプリズム２２５内部を進行する電磁波の進行方向に第４の面ｓ４が位置するように配置されていてよい。また、第２のプリズム２２５は、第１の実施形態と同じく、第５の面ｓ５５における第６の方向ｄ６からの電磁波の入射角に等しい反射角である第７の方向ｄ７に第６の面ｓ６が位置するように配置されていてよい。
【０１１７】
また、第２のプリズム２２５は、第１の実施形態と異なり、第２の方向ｄ２および第２の面ｓ２のなす角度ａよりも、第２の方向ｄ２および第５の面ｓ５５のなす角度ｂが小さくなるように、配置されていてよい。
【０１１８】
例えば、第２のプリズム２２５は、第５の面ｓ５５および第６の面ｓ６の交線を軸に、第５の面ｓ５５を第１のプリズム２１から離れる方向に回転させた形状、つまり、第５の面ｓ５５を第６の面ｓ６に近づける方向に回転させた形状で、第１のプリズム２１に対して配置されていてよい。
【０１１９】
以上のような構成の第７の実施形態の電磁波検出装置１０５では、第２のプリズム２２５は、第５の面ｓ５５および第６の面ｓ６の交線を軸に、第５の面ｓ５５を第１のプリズム２１から離れる方向に回転させた形状、つまり、第５の面ｓ５５を第６の面ｓ６に近づける方向に回転させた形状で、第１のプリズム２１に対して配置されている。このような構成により、電磁波検出装置１０５は、基準面ｓｓから第４の面ｓ４に再入射して進行する電磁波の進行軸である第６の方向ｄ６と第５の面ｓ５５のなす角度をより縮小し得る。したがって、電磁波検出装置１０５は、第６の方向ｄ６に進行する電磁波の第５の面ｓ５５における入射角を拡大させるので、第６の方向ｄ６に進行しながら放射する電磁波の束の中で、第５の面ｓ５５を透過せずに反射する成分を増大させ得る。この結果、電磁波検出装置１０５は、第２の検出部２０に入射する電磁波の成分が多いので、検出感度を向上し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第８の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
【０１２０】
次に、本開示の第８の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第８の実施形態では、第２の進行部の構成が第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６の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態、または第７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。
【０１２１】
図１３に示すように、第８の実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、第１の結像部１５、第１の進行部１６、第２の進行部１７６、第２の結像部１８、第１の検出部１９、および第２の検出部２０を有している。なお、第８の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１０６以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第８の実施形態における第２の進行部１７６以外の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【０１２２】
第８の実施形態において、第２の進行部１７６は、第１の実施形態と同じく、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５６、および第６の面ｓ６を少なくとも有する。第８の実施形態において、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２、第３の面ｓ３、第４の面ｓ４、および第６の面ｓ６の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。第８の実施形態において、第５の面ｓ５６と接する対象以外の第５の面ｓ５６の構成および機能は、第７の実施形態と同じである。
【０１２３】
第８の実施形態において、第２の進行部１７６は、内部全反射プリズムを含み、第１のプリズム２１、第２のプリズム２２６、第３のプリズム２６６、第１の中間層２３１、および第２の中間層２４２を有する。第１のプリズム２１および第１の中間層２３１の構成および機能は、第３の実施形態と同じである。第２のプリズム２２６および第３のプリズム２６６そのものの構造、第１のプリズム２１に対する配置、および機能は、第７の実施形態と同じである。したがって、第１の中間層２３１は、第１のプリズム２１および第２の中間層２４２の間に配置されていてよい。さらに、第１の中間層２３１は、第１のプリズム２１との境界面に沿って第２の面ｓ２を含んでよい。
【０１２４】
第８の実施形態において、第２の中間層２４２の構成および機能は、第４の実施形態と同じである。したがって、第２の中間層２４２は、第４の実施形態と同じく、屈折率が第２のプリズム２２６の屈折率より小さく、例えば、真空、または第２のプリズム２２６より屈折率の小さな気体、液体、もしくは固体の少なくともいずれかである。なお、第２の中間層２４２が、気体または液体である構成においては、図１４に示すように、第３のプリズム２６６および第２のプリズム２２６の第５の面ｓ５６の外縁にスペーサ２５０を設け、内部に気体または液体を充填することにより、第２の中間層２４２を形成してよい。第８の実施形態において、第２の中間層２４２は、例えば、空気層またはプリズムを含んでよい。
【０１２５】
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。
【０１２６】
例えば、第１の実施形態から第８の実施形態において、放射部１２、走査部１３、および制御部１４が、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６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、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、これらの少なくとも１つを含んで構成されてよい。
【０１２７】
また、第１の実施形態から第８の実施形態において、第１の進行部１６は、基準面ｓｓに入射する電磁波の進行方向を第１の選択方向ｄｓ１および第２の選択方向ｄｓ２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。
【０１２８】
また、第１の実施形態から第８の実施形態の第１の進行部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の選択方向ｄｓ１に反射する第１の反射状態、および第２の選択方向ｄｓ２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。
【０１２９】
例えば、図１５に示すように、第２の状態が、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて第２の選択方向ｄｓ２に進行させる透過状態であってもよい。第１の進行部１６７は、さらに具体的には、画素ｐｘ毎に電磁波を第１の選択方向ｄｓ１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。このような構成の第１の進行部１６７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の状態としての反射状態および第２の状態としての透過状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
【０１３０】
このような構成の第１の進行部１６７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、第１の進行部１６７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。このような構成の第１の進行部１６７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の状態としての反射状態および第２の状態としての透過状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
【０１３１】
また、第１の実施形態から第８の実施形態において、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２の検出部２０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、第１の実施形態から第８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は、走査部１３を備えず、放射部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８の実施形態と類似の効果が得られる。
【０１３２】
また、第１の実施形態から第８の実施形態において、情報取得システム１１は、第１の検出部１９がパッシブセンサであり、第２の検出部２０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１９および第２の検出部２０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の実施形態から第８の実施形態と類似の効果が得られる。第１の検出部１９および第２の検出部２０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】
【０１３３】
１０、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  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  第１の結像部
１６、１６７  第１の進行部
１７、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６  第２の進行部
１８  第２の結像部
１９  第１の検出部
２０  第２の検出部
２１  第１のプリズム
２２、２２０、２２１、２２３、２２４、２２５、２２６  第２のプリズム
２３、２３０、２３１  第１の中間層
２４０、２４２  第２の中間層
２５０  スペーサ
２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６  第３のプリズム
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７  第１の方向、第２の方向、第３の方向、第４の方向、第５の方向、第６の方向、第７の方向
ｄｓ１、ｄｓ２  第１の選択方向、第２の選択方向
ｏｂ  対象
ｐｘ  画素
ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ６  第１の面、第２の面、第３の面、第４の面、第６の面
ｓ５、ｓ５０、ｓ５１、ｓ５３、ｓ５４、ｓ５５、ｓ５６  第５の面
ｓｓ  基準面
【図１】
2019200104.tif 000003
【図２】
2019200104.tif 000004
【図３】
2019200104.tif 000005
【図４】
2019200104.tif 000006
【図５】
2019200104.tif 000007
【図６】
2019200104.tif 000008
【図７】
2019200104.tif 000009
【図８】
2019200104.tif 000010
【図９】
2019200104.tif 000011
【図１０】
2019200104.tif 000012
【図１１】
2019200104.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019200104.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019200104.tif 000017