JP2023162680A - Detection device and detection method - Google Patents

Detection device and detection method Download PDF

Info

Publication number
JP2023162680A
JP2023162680A JP2022073195A JP2022073195A JP2023162680A JP 2023162680 A JP2023162680 A JP 2023162680A JP 2022073195 A JP2022073195 A JP 2022073195A JP 2022073195 A JP2022073195 A JP 2022073195A JP 2023162680 A JP2023162680 A JP 2023162680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wavelength
measurement light
reflectance
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022073195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
駿 中島
Shun Nakajima
雄樹 蘆田
Yuki Ashida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screen Holdings Co Ltd
Original Assignee
Screen Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Screen Holdings Co Ltd filed Critical Screen Holdings Co Ltd
Priority to JP2022073195A priority Critical patent/JP2023162680A/en
Publication of JP2023162680A publication Critical patent/JP2023162680A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a technology with which it is possible to heighten the functionality of a detection device or a detection method that detects things using light.SOLUTION: A detection device 100 comprises a transmission unit 1 that transmits light to a scan area A, and a reception unit 2 that receives light reflected at an object At present in the scan area A. The transmission unit 1 includes a first measurement light generation unit 11a that generates first measurement light La whose wavelength changes continuously from a first wavelength, a second measurement light generation unit 11b that generates second measurement light Lb whose wavelength changes continuously from a second wavelength that is different from the first wavelength, and a light guidance unit 13 that guides light L that includes at least one of the first measurement light La and the second measurement light Lb, causing it to scan the scan area A.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、光を用いて検知を行う検知装置、および、検知方法に関する。 The present disclosure relates to a detection device and a detection method that perform detection using light.

光を用いた検知技術は様々に存在するが、その一つに、LiDAR(Light Detection And Ranging:光による検知と測距)技術がある(例えば、特許文献1)。LiDAR技術では、例えば、物体などに向けて光を照射して、物体で反射されて戻ってきた光を検出して、物体までの距離などを特定する。 There are various detection technologies using light, one of which is LiDAR (Light Detection And Ranging) technology (for example, Patent Document 1). With LiDAR technology, for example, light is emitted toward an object, and the light reflected by the object is detected to determine the distance to the object.

特開2021-184067号公報JP 2021-184067 Publication

LiDAR技術は、近年、急速に発展しており、LiDAR装置の小型化、低コスト化などを目的とした技術開発も進んでいる。その一方で、LiDAR装置に、物体を検知して該物体までの距離を測定するという基本機能に加えて、これとは別の付加機能をもたせて高機能化できる技術の登場も期待されている。 LiDAR technology has been rapidly developing in recent years, and technological development is also progressing to make LiDAR devices smaller and lower in cost. On the other hand, in addition to the basic function of detecting an object and measuring the distance to the object, it is expected that a technology will emerge that will allow LiDAR devices to have additional functions to make them more sophisticated. .

本開示は、光を用いて検知を行う検知装置あるいは検知方法において、さらなる高機能化を実現できる技術の提供を目的とする。 The present disclosure aims to provide a technology that can realize even higher functionality in a detection device or detection method that performs detection using light.

第1の態様は、検知装置であって、走査領域に光を送信する送信部と、前記走査領域にある対象物で反射された光を受信する受信部と、を備え、前記送信部が、第1波長から連続的に波長が変化する第1測定光を生成する第1測定光生成部と、前記第1波長とは異なる第2波長から連続的に波長が変化する第2測定光を生成する第2測定光生成部と、前記第1測定光および前記第2測定光の少なくとも一方を含む光を誘導して前記走査領域を走査させる光誘導部と、を備える。 A first aspect is a detection device that includes a transmitter that transmits light to a scanning area, and a receiver that receives light reflected by an object in the scan area, and the transmitter includes: a first measurement light generation unit that generates a first measurement light whose wavelength changes continuously from a first wavelength; and a second measurement light generation unit that generates a second measurement light whose wavelength changes continuously from a second wavelength different from the first wavelength. and a light guide section that guides light including at least one of the first measurement light and the second measurement light to scan the scanning area.

第2の態様は、第1の態様に係る検知装置であって、前記送信部が、前記第1測定光および前記第2測定光を合流させて集合光として、前記集合光を前記光誘導部に入射させる、合流部、を備え、前記受信部が、前記対象物で反射された前記集合光を分岐させる分岐部と、分岐された複数の集合光のうちの一つの集合光の光路上に配置され、前記第1測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、前記第1測定光に相当する周波数帯を通過させる、第1フィルタと、分岐された前記複数の集合光のうちの別の一つの集合光の光路上に配置され、前記第2測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、前記第2測定光に相当する周波数帯を通過させる、第2フィルタと、前記第1フィルタを通過した光を検出する第1光検出器と、前記第2フィルタを通過した光を検出する第2光検出器と、を備える。 A second aspect is the detection device according to the first aspect, in which the transmission section merges the first measurement light and the second measurement light to form collective light, and transmits the collective light to the light guiding section. a convergence section for making the light incident on the target object, and a branching section for branching the collective light reflected by the target object, and a branching section on the optical path of one of the plurality of branched collective lights. a first filter arranged to attenuate frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light and pass a frequency band corresponding to the first measurement light; a second beam disposed on the optical path of another one of the collective lights, attenuating frequency bands other than the frequency band corresponding to the second measurement light, and passing a frequency band corresponding to the second measurement light; The device includes a filter, a first photodetector that detects light that has passed through the first filter, and a second photodetector that detects light that has passed through the second filter.

第3の態様は、第2の態様に係る検知装置であって、前記第1光検出器での検出結果に基づいて、前記第1波長における前記対象物の反射率である第1反射率を特定する第1反射率特定部と、前記第2光検出器での検出結果に基づいて、前記第2波長における前記対象物の反射率である第2反射率を特定する第2反射率特定部と、前記第1反射率および前記第2反射率に基づいて、前記対象物の種別を識別する種別識別部と、を備える。 A third aspect is the detection device according to the second aspect, in which a first reflectance, which is a reflectance of the object at the first wavelength, is determined based on a detection result by the first photodetector. a first reflectance specifying unit that specifies; and a second reflectance specifying unit that specifies a second reflectance that is a reflectance of the object at the second wavelength based on a detection result of the second photodetector. and a type identification unit that identifies the type of the object based on the first reflectance and the second reflectance.

第4の態様は、第3の態様に係る検知装置であって、1以上の候補種別の各々について、前記第1波長における該候補種別の反射率と、前記第2波長における該候補種別の反射率と、を記述した反射率データを記憶する記憶部、を備え、前記種別識別部が、前記第1波長および前記第2波長の各々について、前記対象物の反射率と前記候補種別の反射率とを比較して、前記対象物が該候補種別であるか否かを判定する。 A fourth aspect is the detection device according to the third aspect, wherein for each of the one or more candidate types, the reflectance of the candidate type at the first wavelength and the reflection of the candidate type at the second wavelength are determined. a storage unit that stores reflectance data describing a reflectance of the target object and a reflectance of the candidate type for each of the first wavelength and the second wavelength. It is determined whether the target object is of the candidate type.

第5の態様は、第1から第4のいずれかの態様に係る検知装置であって、前記光誘導部が、複数の格子要素を有し、該複数の格子要素の各々を変位させることで入射した光の位相を変調して該光を誘導する、空間位相変調素子、を備える。 A fifth aspect is the detection device according to any one of the first to fourth aspects, in which the light guiding section has a plurality of grating elements, and by displacing each of the plurality of grating elements. A spatial phase modulation element is provided that modulates the phase of incident light and guides the light.

第6の態様は、検知方法であって、走査領域に光を送信する送信工程と、前記走査領域にある対象物で反射された光を受信する受信工程と、を備え、前記送信工程が、第1波長から連続的に波長が変化する第1測定光を生成するとともに、前記第1波長とは異なる第2波長から連続的に波長が変化する第2測定光を生成する、測定光生成工程と、前記第1測定光および前記第2測定光を合流させて集合光とする合流工程と、前記集合光を誘導して前記走査領域を走査させる光誘導工程と、を備え、前記受信工程が、前記対象物で反射された前記集合光を分岐させる分岐工程と、分岐された複数の集合光のうちの一つの集合光を、前記第1測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出するとともに、分岐された複数の集合光のうちの別の一つの集合光を、前記第2測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出する、光検出工程と、を備える。 A sixth aspect is a detection method, comprising a transmitting step of transmitting light to a scanning region, and a receiving step of receiving light reflected by an object in the scanning region, and the transmitting step includes: A measurement light generation step of generating first measurement light whose wavelength changes continuously from a first wavelength, and generating second measurement light whose wavelength changes continuously from a second wavelength different from the first wavelength. a merging step of merging the first measurement light and the second measurement light into collective light; and a light guiding step of guiding the collective light to scan the scanning area, the receiving step comprising: , a branching step of branching the aggregated light reflected by the object, and attenuating frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light in one of the plurality of branched aggregated lights. a light detection step of attenuating frequency bands other than the frequency band corresponding to the second measurement light and then detecting another one of the plurality of branched aggregated lights; and.

第1の態様によると、送信部が、それぞれが互いに異なる波長域の測定光を生成する複数の測定光生成部を備えるので、波長域が互いに異なる複数の測定光が走査領域を走査した反射光を、並行して、あるいは、択一的に、取得することができる。したがって、物体を検知して該物体までの距離を測定するという基本機能の他に付加機能をもたせることが可能となり、さらなる高機能化が実現される。例えば、同じ対象物について、波長域が互いに異なる複数の測定光のそれぞれでの検知結果を取得することで、対象物までの距離以外の情報(例えば、対象物の種別)を導出することができる。また例えば、検知装置の使用環境、装置内状況、などの変化に応じて、使用する測定光を切り替えることで、該変化に柔軟に対応することができる。 According to the first aspect, since the transmitting unit includes a plurality of measurement light generation units each generating measurement light in different wavelength ranges, reflected light obtained by scanning a scanning area with a plurality of measurement lights having different wavelength ranges. can be obtained in parallel or alternatively. Therefore, in addition to the basic function of detecting an object and measuring the distance to the object, it is possible to provide an additional function, thereby achieving even higher functionality. For example, by acquiring detection results for the same object using multiple measurement beams with different wavelength ranges, it is possible to derive information other than the distance to the object (for example, the type of the object). . Further, for example, by switching the measuring light to be used in accordance with changes in the usage environment of the detection device, the internal situation of the device, etc., it is possible to flexibly respond to the changes.

第2の態様によると、簡易な構成で、波長域が互いに異なる複数の測定光が走査領域を走査した反射光を並行して取得することができる。 According to the second aspect, with a simple configuration, reflected light obtained by scanning a scanning area with a plurality of measurement lights having different wavelength ranges can be acquired in parallel.

第3の態様によると、互いに異なる複数の波長の各々における対象物の反射率に基づいて対象物の種別を識別するので、対象物の種別を十分な確度で識別することができる。 According to the third aspect, since the type of the target object is identified based on the reflectance of the target object at each of a plurality of mutually different wavelengths, the type of the target object can be identified with sufficient accuracy.

第4の態様によると、対象物の種別を簡易に識別することができる。 According to the fourth aspect, the type of object can be easily identified.

第5の態様によると、連続的に波長が変化する光を適切に誘導することができる。 According to the fifth aspect, it is possible to appropriately guide light whose wavelength changes continuously.

第6の態様によると、波長域が互いに異なる複数の測定光が走査領域を走査した反射光を並行して取得することができる。 According to the sixth aspect, reflected light obtained by scanning a scanning area with a plurality of measurement lights having different wavelength ranges can be acquired in parallel.

実施形態に係る検知装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a detection device according to an embodiment. 制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of a control unit. グレーティングライトバルブの一部を模式的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing a portion of a grating light valve. グレーティングライトバルブを模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing a grating light valve. グレーティングライトバルブの動作を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of a grating light valve. ラインビームが誘導される方向に沿って見た検知装置の光学系を模式的に示す図である。FIG. 3 schematically shows the optical system of the detection device as seen along the direction in which the line beam is guided; ラインビームの延在方向に沿って見た検知装置の光学系を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the optical system of the detection device as seen along the extending direction of a line beam. 種別の識別に係る構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration related to type identification. 反射率特性の一例を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of reflectance characteristics. 検知装置の動作の流れの一例を示す図である。It is a figure showing an example of the flow of operation of a sensing device.

以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the components described in this embodiment are merely examples, and the scope of the present disclosure is not intended to be limited thereto. Further, in the drawings, the dimensions or numbers of each part may be exaggerated or simplified as necessary for easy understanding.

相対的または絶対的な位置関係を示す表現(例えば、「一方向に」、「一方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」、「同軸」、など)は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。また、等しい状態であることを示す表現(例えば、「同一」、「等しい」、「均質」、など)は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。また、形状を示す表現(例えば、「円形状」、「四角形状」、「円筒形状」、など)は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲の形状を表すものとし、例えば凹凸または面取りなどを有していてもよい。また、構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、「有する」、といった各表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。また、「A、BおよびCのうちの少なくとも一つ」という表現には、「Aのみ」、「Bのみ」、「Cのみ」、「A、BおよびCのうち任意の2つ」、「A、BおよびCの全て」が含まれる。 Expressions that indicate relative or absolute positional relationships (e.g., "in one direction," "along one direction," "parallel," "perpendicular," "centered," "concentric," "coaxial," etc.) Unless otherwise specified, not only strictly represents their positional relationship, but also represents a state in which they are relatively displaced in terms of angle or distance within a range that allows tolerance or equivalent functionality to be obtained. Furthermore, unless otherwise specified, expressions indicating equal conditions (e.g., "same," "equal," "homogeneous," etc.) do not only refer to quantitatively strictly equal conditions, but also to tolerances or the same condition. It also represents a state in which there is a difference in the degree of function obtained. Furthermore, unless otherwise specified, expressions that indicate shapes (e.g., "circular shape," "square shape," "cylindrical shape," etc.) do not only strictly represent the shape geometrically; It represents the shape of the range in which the effect can be obtained, and may have, for example, unevenness or chamfering. In addition, expressions such as "comprising," "comprising," "equipment," "containing," and "having" a component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components. In addition, the expression "at least one of A, B, and C" includes "only A," "only B," "only C," "any two of A, B, and C," and " All of A, B and C" are included.

<1.検知装置の概略構成>
実施形態に係る検知装置100の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、検知装置100の概略構成を示すブロック図である。
<1. Schematic configuration of detection device>
A schematic configuration of a detection device 100 according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a detection device 100.

検知装置100は、光を用いた検知と測距を行う装置(いわゆる、LiDAR装置)であり、検知装置100の周囲の領域(走査領域)Aに光(光ビーム)を送信する送信部1と、送信部1から走査領域Aに送信されて走査領域Aにある対象物Atで反射された光を受信する受信部2と、これら各部1,2を制御する制御部3と、を備える。 The detection device 100 is a device (so-called LiDAR device) that performs detection and distance measurement using light, and includes a transmitting unit 1 that transmits light (light beam) to an area (scanning area) A around the detection device 100. , a receiver 2 that receives light transmitted from a transmitter 1 to a scanning area A and reflected by an object At in the scan area A, and a controller 3 that controls each of these units 1 and 2.

(送信部1)
送信部1は、複数(図の例では3個)の測定光生成部11a,11b,11cと、合流部12と、光誘導部13と、を備える。
(Transmitter 1)
The transmitter 1 includes a plurality of (three in the illustrated example) measurement light generators 11a, 11b, and 11c, a merging section 12, and a light guiding section 13.

第1測定光生成部11aは、第1波長λaから連続的に波長が変化する第1測定光ビームLaを生成する。第1波長λaは適宜に選択することができる。例えば、LiDAR装置において好適に用いられる波長(すなわち、太陽光の影響を受けにくい、人間の目に対する安全性が担保される、などといった要件を充足することができる波長)として、532nm、850nm、905nm、1064nm、1550nm、などが挙げられる。これらの波長のいずれかが、第1波長λaとして選択されてもよい。 The first measurement light generation unit 11a generates a first measurement light beam La whose wavelength changes continuously from a first wavelength λa. The first wavelength λa can be selected as appropriate. For example, wavelengths suitably used in LiDAR devices (that is, wavelengths that can satisfy requirements such as being less affected by sunlight and ensuring safety for human eyes) are 532 nm, 850 nm, and 905 nm. , 1064 nm, 1550 nm, etc. Any of these wavelengths may be selected as the first wavelength λa.

第2測定光生成部11bは、第1波長λaとは異なる第2波長λbから連続的に波長が変化する第2測定光ビームLbを生成する。第2波長λbも、適宜に選択することが可能であり、例えば、LiDAR装置において好適に用いられる波長であって、第1波長λaとは異なるものが、第2波長λbとして選択されてもよい。 The second measurement light generation unit 11b generates a second measurement light beam Lb whose wavelength changes continuously from a second wavelength λb different from the first wavelength λa. The second wavelength λb can also be selected as appropriate; for example, a wavelength suitably used in the LiDAR device and different from the first wavelength λa may be selected as the second wavelength λb. .

第3測定光生成部11cは、第1波長λaおよび第2波長λbとはいずれも異なる第3波長λcから連続的に波長が変化する第3測定光ビームLcを生成する。第3波長λcも、適宜に選択することが可能であり、例えば、LiDAR装置において好適に用いられる波長であって、第1波長λaおよび第2波長λbとは異なるものが、第3波長λcとして選択されてもよい。 The third measurement light generation unit 11c generates a third measurement light beam Lc whose wavelength changes continuously from a third wavelength λc which is different from both the first wavelength λa and the second wavelength λb. The third wavelength λc can also be selected as appropriate. For example, a wavelength suitably used in a LiDAR device that is different from the first wavelength λa and the second wavelength λb may be selected as the third wavelength λc. May be selected.

合流部12は、各測定光生成部11a,11b,11cから射出された各測定光ビームLa,Lb,Lcを合流させて集合光ビームLとして、該集合光ビームLを光誘導部13に入射させる。 The merging section 12 merges the measurement light beams La, Lb, and Lc emitted from the measurement light generation sections 11a, 11b, and 11c to form a collective light beam L, and makes the collective light beam L enter the light guiding section 13. let

光誘導部13は、ここに入射した集合光ビームLを誘導して、走査領域Aを走査させる。光誘導部13は、具体的には例えば、位相変調型の空間光変調器の一種である空間位相変調素子131を含んで構成される。空間位相変調素子131は、複数の格子要素を有し、該複数の格子要素の各々を変位させることで入射した光ビームの位相を変調して、該光ビームを誘導する。 The light guiding unit 13 guides the collective light beam L that has entered thereto to scan the scanning area A. Specifically, the light guide section 13 is configured to include, for example, a spatial phase modulation element 131 which is a type of phase modulation type spatial light modulator. The spatial phase modulation element 131 has a plurality of grating elements, modulates the phase of an incident light beam by displacing each of the plurality of grating elements, and guides the light beam.

(受信部2)
受信部2は、分岐部21と、複数(送信部1が備える測定光生成部11a,11b,11cと同数個であり、図の例では3個)の光検出器22a,22b,22cと、分岐部21と各光検出器22a,22b,22cの間に配置されたフィルタ23a,23b,23cと、を備える。
(Receiving section 2)
The receiving section 2 includes a branching section 21 and a plurality of (the same number as the measurement light generating sections 11a, 11b, 11c included in the transmitting section 1, three in the illustrated example) photodetectors 22a, 22b, 22c, Filters 23a, 23b, and 23c are provided between the branching portion 21 and each of the photodetectors 22a, 22b, and 22c.

分岐部21は、走査領域Aに照射されてここにある対象物Atで反射された集合光ビームLを、光検出器22a,22b,22cと同数個(すなわち、送信部1が備える測定光生成部11a,11b,11cと同数個であり、図の例では3個)に分岐させる。 The branching unit 21 transmits the collective light beam L that is irradiated onto the scanning area A and reflected by the object At located there, to the same number of photodetectors 22a, 22b, and 22c (that is, the measurement light generation unit included in the transmitting unit 1). The number of parts is the same as that of parts 11a, 11b, and 11c, and is branched into three parts in the example shown.

第1フィルタ23aは、分岐された集合光ビームLの一つ(第1集合光ビームL1)の光路上に配置され、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯を通過させて、第1光検出器22aに入射させる。一方、第1光検出器22aは、入射した光(すなわち、第1フィルタ23aを通過した光ビーム)を検出する。つまり、第1光検出器22aによって、走査領域Aに照射されてここにある対象物Atで反射された第1測定光ビームLaが検出される。 The first filter 23a is arranged on the optical path of one of the branched collective light beams L (first collective light beam L1), and attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light beam La. , a frequency band corresponding to the first measuring light beam La is passed and made incident on the first photodetector 22a. On the other hand, the first photodetector 22a detects the incident light (that is, the light beam that has passed through the first filter 23a). That is, the first photodetector 22a detects the first measurement light beam La that is irradiated onto the scanning area A and reflected by the object At located there.

同様に、第2フィルタ23bは、分岐された集合光ビームLの別の一つ(第2集合光ビームL2)の光路上に配置され、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯を通過させて、第2光検出器22bに入射させる。一方、第2光検出器22bは、入射した光(すなわち、第2フィルタ23bを通過した光ビーム)を検出する。つまり、第2光検出器22bによって、走査領域Aに照射されてここにある対象物Atで反射された第2測定光ビームLbが検出される。 Similarly, the second filter 23b is disposed on the optical path of another one of the branched collective light beams L (second collective light beam L2), and is configured to filter frequencies other than the frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb. While attenuating the band, a frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb is passed and made incident on the second photodetector 22b. On the other hand, the second photodetector 22b detects the incident light (that is, the light beam that has passed through the second filter 23b). That is, the second photodetector 22b detects the second measurement light beam Lb that is irradiated onto the scanning area A and reflected by the object At present therein.

同様に、第3フィルタ23cは、分岐された集合光ビームLの残る一つ(第3集合光ビームL3)の光路上に配置され、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯を通過させて、第3光検出器22cに入射させる。一方、第3光検出器22cは、入射した光(すなわち、第3フィルタ23cを通過した光ビーム)を検出する。つまり、第3光検出器22cによって、走査領域Aに照射されてここにある対象物Atで反射された第3測定光ビームLcが検出される。 Similarly, the third filter 23c is disposed on the optical path of the remaining one of the branched collective light beams L (third collective light beam L3), and is arranged in a frequency band other than the frequency band corresponding to the third measurement light beam Lc. At the same time, a frequency band corresponding to the third measurement light beam Lc is allowed to pass and is made incident on the third photodetector 22c. On the other hand, the third photodetector 22c detects the incident light (that is, the light beam that has passed through the third filter 23c). That is, the third photodetector 22c detects the third measurement light beam Lc that is irradiated onto the scanning area A and reflected by the object At located there.

(制御部3)
制御部3は、検知装置100が備える各部1,2の動作を制御するとともに、各種の演算処理を行う要素であり、例えば、電気回路を有する一般的なコンピュータ、あるいは、マイクロコンピュータ、などによって構成される。
(Control unit 3)
The control unit 3 is an element that controls the operation of each unit 1 and 2 included in the detection device 100 and performs various arithmetic processing, and is configured by, for example, a general computer having an electric circuit or a microcomputer. be done.

制御部3は、具体的には例えば、図2に示されるように、データ処理を担う中央演算装置としてのCPU(Central Processor Unit)31といったプロセッサ、あるいは、FPGA(Field Programmable Gate Array)を備える。さらに、制御部3は、基本プログラムなどが格納されるROM(Read Only Memory)32、CPU31が所定の処理(データ処理)を行う際の作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)33、フラッシュメモリ、ハードディスク装置、などの不揮発性記憶装置によって構成される記憶装置34、これらを相互に接続するバスライン35、などを含んで構成される。 Specifically, the control unit 3 includes, for example, a processor such as a CPU (Central Processor Unit) 31 as a central processing unit responsible for data processing, or an FPGA (Field Programmable Gate Array), as shown in FIG. Furthermore, the control unit 3 includes a ROM (Read Only Memory) 32 in which basic programs and the like are stored, a RAM (Random Access Memory) 33 used as a work area when the CPU 31 performs predetermined processing (data processing), and a flash memory. , a storage device 34 constituted by a nonvolatile storage device such as a hard disk device, and a bus line 35 that interconnects these devices.

記憶装置34には、制御部3が実行する処理を規定するプログラムPが格納されており、CPU31がこのプログラムPを実行することにより、制御部3がプログラムPによって規定された処理を実行することができる。もっとも、制御部3が実行する処理の一部または全部が、専用の論理回路などのハードウェア(例えば、専用プロセッサ)によって実行されてもよい。記憶装置34には、演算処理などに用いられる各種のデータも格納される。 The storage device 34 stores a program P that specifies the process to be executed by the control unit 3, and when the CPU 31 executes this program P, the control unit 3 executes the process specified by the program P. I can do it. However, part or all of the processing executed by the control unit 3 may be executed by hardware such as a dedicated logic circuit (for example, a dedicated processor). The storage device 34 also stores various data used for arithmetic processing and the like.

また、制御部3には、各種の情報を表示する表示部36、および、オペレータからの入力操作を受け付ける入力部37、などがさらに接続されてもよい。表示部36として、液晶ディスプレイなどの各種のディスプレイ装置を用いることができる。また、入力部37として、キーボード、マウス、タッチパネル、マイク、などを用いることができる。 Further, the control unit 3 may be further connected to a display unit 36 that displays various information, an input unit 37 that receives input operations from an operator, and the like. As the display section 36, various display devices such as a liquid crystal display can be used. Further, as the input unit 37, a keyboard, a mouse, a touch panel, a microphone, etc. can be used.

<2.検知装置の構成>
次に、検知装置100の具体的な構成例について説明する。以下においては、まず、光誘導部13が備える空間位相変調素子131の構成例について説明してから、空間位相変調素子131を含む検知装置100の全体の構成例を説明する。
<2. Configuration of detection device>
Next, a specific configuration example of the detection device 100 will be described. In the following, first, a configuration example of the spatial phase modulation element 131 included in the light guide section 13 will be described, and then an example of the overall configuration of the detection device 100 including the spatial phase modulation element 131 will be described.

<2-1.空間位相変調素子>
空間位相変調素子131は、上記のとおり、複数の格子要素を有し、該複数の格子要素の各々を変位させることで入射した光ビームに対する位相変調を実行して、該光ビームを誘導する。この実施形態では、空間位相変調素子131は、光位相アレイ(光フェーズドアレイ)の一種であるグレーティングライトバルブ(Grating Light Valve)5を用いて実現される。
<2-1. Spatial phase modulation element>
As described above, the spatial phase modulation element 131 has a plurality of grating elements, and guides the incident light beam by displacing each of the plurality of grating elements to perform phase modulation on the incident light beam. In this embodiment, the spatial phase modulation element 131 is realized using a grating light valve 5, which is a type of optical phased array.

グレーティングライトバルブ5について、図3~図5を参照しながら説明する。図3は、グレーティングライトバルブ5の一部を模式的に示す平面図である。図4は、グレーティングライトバルブ5を模式的に示す側面図である。図5は、グレーティングライトバルブ5の動作を説明するための図である。 The grating light valve 5 will be explained with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is a plan view schematically showing a part of the grating light valve 5. As shown in FIG. FIG. 4 is a side view schematically showing the grating light valve 5. As shown in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the grating light valve 5. As shown in FIG.

グレーティングライトバルブ5は、ベース部51と、複数(例えば数千本程度)のリボン52と、を備える。 The grating light valve 5 includes a base portion 51 and a plurality of (for example, about several thousand) ribbons 52.

ベース部51は、基板511と、電極(ベース電極)512とを備える。基板511は、板状の基材であり、例えばシリコン基板などを用いて構成される。一方、ベース電極512は、基板511に設けられる電極であり、例えば、基板511の上面(リボン52が設けられる側の主面)に形成された金属膜によって、実現される。 The base portion 51 includes a substrate 511 and an electrode (base electrode) 512. The substrate 511 is a plate-shaped base material, and is configured using, for example, a silicon substrate. On the other hand, the base electrode 512 is an electrode provided on the substrate 511, and is realized, for example, by a metal film formed on the upper surface of the substrate 511 (the main surface on the side where the ribbon 52 is provided).

複数のリボン52の各々は、グレーティングライトバルブ5において、格子要素としての役割を担う。複数のリボン52は、基板511の一方の主面に、一列に配列されて設けられる。各リボン52は、平面視にて細長い形状であり、長尺方向を配列方向と直交させるような向きで設けられる。なお、図3~図5においては、説明の便宜のために、複数のリボン52の配列方向を「Gx」とし、各リボン52の長尺方向を「Gy」とする座標系が示されている。 Each of the plurality of ribbons 52 plays a role as a grating element in the grating light valve 5. The plurality of ribbons 52 are arranged in a line on one main surface of the substrate 511. Each ribbon 52 has an elongated shape in plan view, and is oriented such that its elongate direction is orthogonal to the arrangement direction. 3 to 5, for convenience of explanation, a coordinate system is shown in which the arrangement direction of the plurality of ribbons 52 is "Gx" and the longitudinal direction of each ribbon 52 is "Gy". .

各リボン52は、可撓性を有しており、長尺方向の中央部において基板511との間に隙間を設けつつ、長尺方向の両端部において基板511の主面に接続される。また、各リボン52は、その上面(基板511と対向する側の面と逆側の面)に設けられた、光ビームを正反射する反射面521を備える。反射面521は、例えば、リボン52の上面に形成された金属(例えばアルミニウム)の薄膜によって実現される。さらに、各リボン52は、電極(リボン電極)522を備える。リボン電極522は、例えば、反射面521を実現するための金属の薄膜によって実現される。いうまでもなく、反射面521を実現するための薄膜とは別に、リボン電極522を実現するための薄膜などが設けられてもよい。 Each ribbon 52 has flexibility, and is connected to the main surface of the substrate 511 at both end portions in the longitudinal direction while providing a gap between the ribbon 52 and the substrate 511 at the center portion in the longitudinal direction. Furthermore, each ribbon 52 includes a reflective surface 521 provided on its upper surface (a surface opposite to the surface facing the substrate 511) that regularly reflects the light beam. The reflective surface 521 is realized, for example, by a thin film of metal (for example, aluminum) formed on the upper surface of the ribbon 52. Further, each ribbon 52 includes an electrode (ribbon electrode) 522. The ribbon electrode 522 is realized, for example, by a thin metal film for realizing the reflective surface 521. Needless to say, in addition to the thin film for realizing the reflective surface 521, a thin film for realizing the ribbon electrode 522, etc. may be provided.

上記のとおり、各リボン52は可撓性を有している。したがって、ベース電極512とリボン電極522との間に電位差が付与されると、静電気力によって、リボン52が基板511に向けて撓み、基板511の法線方向に変位する(図4において一点鎖線で示す状態)。また、両電極512,522の間の電位差がなくなると、静電気力がなくなり、リボン52は弾性復帰して、撓んでいない状態(図4において実線で示す状態)に戻る。両電極512,522の間には、制御部3からの信号に応じた電位差が付与され、各リボン52は、付与された電位差に応じた量だけ、基板511に対して変位する。つまり、基板511に対するリボン52の変位量ΔGは、制御部3からの信号によって制御される。 As described above, each ribbon 52 has flexibility. Therefore, when a potential difference is applied between the base electrode 512 and the ribbon electrode 522, the ribbon 52 is bent toward the substrate 511 due to electrostatic force and is displaced in the normal direction of the substrate 511 (indicated by a dashed line in FIG. 4). state). Further, when the potential difference between the electrodes 512 and 522 disappears, the electrostatic force disappears, and the ribbon 52 elastically returns to its unflexed state (the state shown by the solid line in FIG. 4). A potential difference according to a signal from the control unit 3 is applied between the electrodes 512 and 522, and each ribbon 52 is displaced relative to the substrate 511 by an amount corresponding to the applied potential difference. That is, the displacement amount ΔG of the ribbon 52 with respect to the substrate 511 is controlled by a signal from the control section 3.

グレーティングライトバルブ5においては、複数のリボン52の各々の変位量ΔGが制御部3からの信号で制御されることによって、複数のリボン52が様々なモード(パターン)を形成することができる。例えば、グレーティングライトバルブ5は、複数のリボン52の変位量ΔGが、等しくゼロであるようなパターンを形成することができる(第1モードM1)。このとき、グレーティングライトバルブ5は、鏡として機能し、グレーティングライトバルブ5に入射した光は、鏡面反射される。また例えば、グレーティングライトバルブ5は、複数のリボン52の変位量ΔGがリボン52の配列方向に沿って周期的に変化するブレーズパターンを形成することもできる(第2モードM2、第3モードM3)。いうまでもなく、グレーティングライトバルブ5では、第2モードM2および第3モードM3として図に例示される以外にも、任意のブレーズ周期(変位の周期)B、および、任意のブレーズ角度(鋸歯形状の傾斜面が基板511に対してなす角度)のブレーズパターンを形成することができる。複数のリボン52が、配列方向に沿ってブレーズパターンを形成するとき、グレーティングライトバルブ5は、ブレーズド回折格子として機能する。すなわち、このときのグレーティングライトバルブ5は、ここに入射した光ビームの位相を変調して、該光ビームをブレーズ周期Bに応じた角度に反射する。したがって、複数のリボン52が形成するブレーズパターンのブレーズ周期Bを次々に変化させる(ブレーズ周期Bを循環させる)ことで、グレーティングライトバルブ5から光ビームが反射される角度を次々に変化させることが可能となる。このようにして、光ビームが射出される方向を次々に変化させることによって、光ビームを誘導して走査領域Aを走査させることができる。 In the grating light valve 5, the displacement amount ΔG of each of the plurality of ribbons 52 is controlled by a signal from the control unit 3, so that the plurality of ribbons 52 can form various modes (patterns). For example, the grating light valve 5 can form a pattern in which the displacement amounts ΔG of the plurality of ribbons 52 are equally zero (first mode M1). At this time, the grating light valve 5 functions as a mirror, and the light incident on the grating light valve 5 is specularly reflected. For example, the grating light valve 5 can also form a blaze pattern in which the displacement amount ΔG of the plurality of ribbons 52 changes periodically along the arrangement direction of the ribbons 52 (second mode M2, third mode M3). . Needless to say, the grating light valve 5 has an arbitrary blaze period (displacement period) B and an arbitrary blaze angle (sawtooth shape) in addition to the second mode M2 and the third mode M3 illustrated in the figure. It is possible to form a blaze pattern with an angle formed by the inclined surface of the substrate 511 with respect to the substrate 511. When the plurality of ribbons 52 form a blaze pattern along the arrangement direction, the grating light valve 5 functions as a blazed diffraction grating. That is, the grating light valve 5 at this time modulates the phase of the light beam incident thereon and reflects the light beam at an angle corresponding to the blaze period B. Therefore, by successively changing the blaze period B of the blaze pattern formed by the plurality of ribbons 52 (circulating the blaze period B), it is possible to successively change the angle at which the light beam is reflected from the grating light valve 5. It becomes possible. In this way, by successively changing the direction in which the light beam is emitted, the light beam can be guided to scan the scanning area A.

<2-2.検知装置の全体構成>
次に、検知装置100の全体構成について、図6、図7を参照しながら説明する。以下の説明で明らかになるように、検知装置100の送信部1は、光ビームを所定方向に広げるように成形して、走査領域Aにおける1次元に延在する線状の領域に、光ビームを照射する(所定方向に広がりを有し、該所定方向に延在する線状の領域に光を照射するような光ビームを、以下「ラインビーム」ともいう)。その一方で、送信部1は、ラインビームを、その延在方向と交差する方向(ここでは、延在方向と直交する方向)に誘導する。これによって、2次元の走査領域A(すなわち、ラインビームが誘導される方向とラインビームの延在方向とから規定される2次元の走査領域A)が、光ビームで走査される(いわゆる、1次元ラインスキャン方式)。図6は、ラインビームが誘導される方向(以下「第1方向」ともいう)Axに沿って見た検知装置100の光学系を模式的に示す図であり、図7は、ラインビームの延在方向(以下「第2方向」ともいう)Ayに沿って見た検知装置100の光学系を模式的に示す図である。
<2-2. Overall configuration of detection device>
Next, the overall configuration of the detection device 100 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. As will become clear from the following description, the transmitter 1 of the detection device 100 shapes the light beam so as to spread it in a predetermined direction, and applies the light beam to a linear area extending one-dimensionally in the scanning area A. (A light beam that spreads in a predetermined direction and irradiates a linear region extending in the predetermined direction is also referred to as a "line beam" hereinafter). On the other hand, the transmitter 1 guides the line beam in a direction that intersects with the direction in which the line beam extends (in this case, a direction that intersects perpendicularly with the direction in which it extends). As a result, a two-dimensional scanning area A (that is, a two-dimensional scanning area A defined by the direction in which the line beam is guided and the direction in which the line beam extends) is scanned by the light beam (so-called 1 dimensional line scan method). FIG. 6 is a diagram schematically showing the optical system of the detection device 100 as seen along the direction Ax in which the line beam is guided (hereinafter also referred to as "first direction"), and FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing the optical system of the detection device 100 as seen along the current direction (hereinafter also referred to as “second direction”) Ay.

複数の測定光生成部11a,11b,11cの各々は、例えば、レーザ光源などを含んで構成される光源と、光ビームの波長(周波数)を連続的に変化させる波長掃引部とを含んで構成され(いわゆる、波長掃引光源)、光源から出射された各光ビームが、波長掃引部にて波長掃引(周波数掃引)されることで、連続的に波長(周波数)が変化する測定光ビームLa,Lb,Lcが生成される。波長の変化幅(掃引幅)は、適宜に規定すればよく、例えば数nm程度とすることができる。 Each of the plurality of measurement light generating units 11a, 11b, and 11c includes, for example, a light source including a laser light source, and a wavelength sweeping unit that continuously changes the wavelength (frequency) of the light beam. (so-called wavelength swept light source), and each light beam emitted from the light source is wavelength swept (frequency swept) in a wavelength sweep section, thereby creating a measurement light beam La, whose wavelength (frequency) continuously changes. Lb and Lc are generated. The width of change in wavelength (sweep width) may be appropriately defined, and may be, for example, about several nm.

上記のとおり、各測定光生成部11a,11b,11cは、互いに異なる各波長λa,λb,λcから連続的に波長が変化する測定光ビームLa,Lb,Lcを生成して射出する。すなわち、第1測定光生成部11aが備える光源は、第1波長λaの光ビームを出射するものであり、第1測定光生成部11aでは、該光源から出射される第1波長λaの光ビームに対して波長掃引が行われることで、第1波長λaから連続的に波長が変化する第1測定光ビームLaが生成される。同様に、第2測定光生成部11bが備える光源は、第2波長λbの光ビームを出射するものであり、第2測定光生成部11bでは、該光源から出射される第2波長λbの光ビームに対して波長掃引が行われることで、第2波長λbから連続的に波長が変化する第2測定光ビームLbが生成される。同様に、第3測定光生成部11cが備える光源は、第3波長λcの光ビームを出射するものであり、第3測定光生成部11cでは、該光源から出射される第3波長λcの光ビームに対して波長掃引が行われることで、第3波長λcから連続的に波長が変化する第3測定光ビームLcが生成される。 As described above, each of the measurement light generation units 11a, 11b, and 11c generates and emits measurement light beams La, Lb, and Lc whose wavelengths change continuously from mutually different wavelengths λa, λb, and λc. That is, the light source included in the first measurement light generation section 11a emits a light beam with a first wavelength λa, and the first measurement light generation section 11a emits a light beam with a first wavelength λa emitted from the light source. By performing a wavelength sweep on the first measurement light beam La, a first measurement light beam La whose wavelength changes continuously from the first wavelength λa is generated. Similarly, the light source included in the second measurement light generation section 11b emits a light beam of a second wavelength λb, and the second measurement light generation section 11b emits a light beam of a second wavelength λb emitted from the light source. By performing wavelength sweeping on the beam, a second measurement light beam Lb whose wavelength changes continuously from the second wavelength λb is generated. Similarly, the light source included in the third measurement light generation section 11c emits a light beam with a third wavelength λc, and the third measurement light generation section 11c emits light with a third wavelength λc emitted from the light source. By performing wavelength sweeping on the beam, a third measurement light beam Lc whose wavelength changes continuously from the third wavelength λc is generated.

第1方向Axに沿って見ると(図6)、各測定光生成部11a,11b,11cから射出された各測定光ビームLa,Lb,Lcは、シリンドリカルレンズ101によって、第2方向Ayについてコリメートされる。シリンドリカルレンズ101の後段には、ビームスプリッタ102が設けられており、このビームスプリッタ102によって、コリメートされた各測定光ビームLa,Lb,Lcが、測定光ビームLa,Lb,Lcと基準光ビームL0a,L0b,L0cとに分割される。各基準光ビームL0a,L0b,L0cは、各測定光ビームLa,Lb,Lcと同様に連続的に波長が変化する光ビームであり、受信部2に送られてビート信号の取得に使用される。 When viewed along the first direction Ax (FIG. 6), the measurement light beams La, Lb, Lc emitted from the measurement light generation units 11a, 11b, 11c are collimated in the second direction Ay by the cylindrical lens 101. be done. A beam splitter 102 is provided after the cylindrical lens 101, and the beam splitter 102 splits the collimated measurement light beams La, Lb, Lc into the measurement light beams La, Lb, Lc and the reference light beam L0a. , L0b, and L0c. Each reference light beam L0a, L0b, L0c is a light beam whose wavelength changes continuously like each measurement light beam La, Lb, Lc, and is sent to the receiver 2 and used to obtain a beat signal. .

続いて、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcは、例えばミラーなどを含んで構成される合流部12にて合流されて(すなわち、同一の光軸上に導かれて)、集合光ビームLとされる。なお、図の例では、各測定光ビームLa,Lb,Lcは、第2方向Ayから合流されているが、各測定光ビームLa,Lb,Lcは、第1方向Axから合流されてもよい。 Subsequently, the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc are combined (that is, guided on the same optical axis) at a confluence section 12 that includes, for example, a mirror, to form a collective light beam L. It is said that In the illustrated example, the measurement light beams La, Lb, and Lc are combined from the second direction Ay, but the measurement light beams La, Lb, and Lc may be combined from the first direction Ax. .

その後、集合光ビームLは、レンズ103によって、第2方向Ayについて空間位相変調素子131の中央に結像される。上記のとおり、空間位相変調素子131は、グレーティングライトバルブ5を用いて実現されており、グレーティングライトバルブ5は、リボン52の配列方向Gxが第1方向Axと平行となり、各リボン52の延在方向Gyが第2方向Ayと平行となるように配置されている。したがって、集合光ビームLは、レンズ103によって、各リボン52の延在方向Gyに集光されて、該延在方向Gyの中央に結像される。各リボン52の変位量ΔGは、リボン52の延在方向Gyの中央領域において特に高い精度で制御されるところ、該中央領域に集合光ビームLが入射するような構成とされることで、空間位相変調素子131から反射される集合光ビームLの角度(走査角度)を十分に高い精度で制御することが可能となる。 Thereafter, the collective light beam L is focused by the lens 103 onto the center of the spatial phase modulation element 131 in the second direction Ay. As described above, the spatial phase modulation element 131 is realized using the grating light valve 5, and the grating light valve 5 has the arrangement direction Gx of the ribbons 52 parallel to the first direction Ax, and the extension of each ribbon 52. It is arranged so that the direction Gy is parallel to the second direction Ay. Therefore, the collective light beam L is focused by the lens 103 in the extending direction Gy of each ribbon 52, and is imaged at the center of the extending direction Gy. The displacement amount ΔG of each ribbon 52 is controlled with particularly high precision in the central region of the ribbon 52 in the extending direction Gy, and by being configured such that the collective light beam L is incident on the central region, the spatial It becomes possible to control the angle (scanning angle) of the collective light beam L reflected from the phase modulation element 131 with sufficiently high accuracy.

空間位相変調素子131で反射された集合光ビームLは、レンズ104に入射し、該レンズ104によって第2方向Ayについてコリメートされた後に、レンズ105によって第2方向Ayについて結像される。レンズ105によって集合光ビームLが結像される結像点は、レンズ105と走査領域Aとの間に規定される。そのため、集合光ビームLは、第2方向Ayに広がりつつ、走査領域Aに入射する。つまり、一群のレンズ104,105を含んで構成される投影光学系は、集合光ビームLを第2方向Ayに広げるように成形して、走査領域Aに照射する。 The collective light beam L reflected by the spatial phase modulation element 131 enters the lens 104, is collimated by the lens 104 in the second direction Ay, and then is imaged by the lens 105 in the second direction Ay. An imaging point on which the collective light beam L is imaged by the lens 105 is defined between the lens 105 and the scanning area A. Therefore, the collective light beam L enters the scanning area A while expanding in the second direction Ay. In other words, the projection optical system including a group of lenses 104 and 105 shapes the collective light beam L so as to spread it in the second direction Ay, and irradiates the scanning area A with it.

一方、第2方向Ayに沿って見ると(図7)、各測定光生成部11a,11b,11cから射出された各測定光ビームLa,Lb,Lcは、シリンドリカルレンズ101に入射するものの、シリンドリカルレンズ101は、第1方向Axについてはパワーを有さない。したがって、各測定光生成部11a,11b,11cから射出された各測定光ビームLa,Lb,Lcは、シリンドリカルレンズ101によって第1方向Axについて屈折されることなく進行する。 On the other hand, when viewed along the second direction Ay (FIG. 7), each measurement light beam La, Lb, Lc emitted from each measurement light generation section 11a, 11b, 11c enters the cylindrical lens 101, but the cylindrical The lens 101 has no power in the first direction Ax. Therefore, each measurement light beam La, Lb, Lc emitted from each measurement light generation unit 11a, 11b, 11c travels without being refracted in the first direction Ax by the cylindrical lens 101.

続いて、各測定光ビームLa,Lb,Lcは、合流部12にて合流されて集合光ビームLとされた後、レンズ103に入射し、レンズ103によって第1方向Axについてコリメートされてから空間位相変調素子131に入射する。つまり、集合光ビームLは、空間位相変調素子131を実現するグレーティングライトバルブ5の各リボン52の配列方向Gxに沿って細長く延在する帯状の領域に、入射する。上記のとおり、グレーティングライトバルブ5では、制御部3からの信号で複数のリボン52の各々の変位量ΔGが制御されることによって、集合光ビームLに対して位相変調が実行され、集合光ビームLは、複数のリボン52の変位態様(モード)に応じた角度(走査角度)で反射される。図7では、2つの異なる角度へ反射された集合光ビームLが併記されている。 Subsequently, each of the measurement light beams La, Lb, and Lc is combined at a merging section 12 to form a collective light beam L, and then enters a lens 103, collimated by the lens 103 in the first direction Ax, and then released into space. The light is incident on the phase modulation element 131. That is, the collective light beam L is incident on a strip-shaped region extending long and thin along the arrangement direction Gx of each ribbon 52 of the grating light valve 5 that realizes the spatial phase modulation element 131. As described above, in the grating light valve 5, the displacement amount ΔG of each of the plurality of ribbons 52 is controlled by the signal from the control unit 3, whereby phase modulation is performed on the collective light beam L, and the collective light beam L is reflected at an angle (scanning angle) according to the displacement mode (mode) of the plurality of ribbons 52. In FIG. 7, a collective light beam L reflected at two different angles is also shown.

空間位相変調素子131で反射された集合光ビームLは、レンズ104に入射し、該レンズ104によって第1方向Axについて結像された後に、レンズ105によって第1方向Axについてコリメートされる。つまり、一群のレンズ104,105を含んで構成される投影光学系は、空間位相変調素子131から射出された集合光ビームLを、第1方向Axに狭めるように成形して、走査領域Aに照射する。 The collective light beam L reflected by the spatial phase modulation element 131 enters the lens 104, is imaged by the lens 104 in the first direction Ax, and is then collimated by the lens 105 in the first direction Ax. In other words, the projection optical system including a group of lenses 104 and 105 shapes the collective light beam L emitted from the spatial phase modulation element 131 so as to narrow it in the first direction Ax, and forms it into the scanning area A. irradiate.

以上のとおり、走査領域Aには、第2方向Ayに広げられるとともに第1方向Axに狭められた集合光ビームL(すなわち、第2方向Ayに延在するラインビームに成形された集合光ビームL)が、照射される。その一方で、空間位相変調素子131が、集合光ビームLを反射する角度を次々に変更する。これによって、集合光ビームLが、その延在方向(第2方向Ay)と直交する方向(第1方向Ax)に誘導され、両方向Ax,Ayから規定される2次元の走査領域Aが集合光ビームLで走査される。走査領域Aの大きさ、すなわち、検知装置100の視野(FOV)は、ラインビームとされた集合光ビームLの延在方向の長さと、光誘導部13による集合光ビームLの誘導範囲(走査角度の範囲)とから規定される。 As described above, the scanning area A includes a collective light beam L that is expanded in the second direction Ay and narrowed in the first direction Ax (that is, a collective light beam that is shaped into a line beam extending in the second direction Ay). L) is irradiated. On the other hand, the spatial phase modulation element 131 successively changes the angle at which the collective light beam L is reflected. As a result, the collective light beam L is guided in a direction (first direction Ax) perpendicular to its extending direction (second direction Ay), and a two-dimensional scanning area A defined by both directions Ax and Ay is guided by the collective light beam L. Scanned by beam L. The size of the scanning area A, that is, the field of view (FOV) of the detection device 100 is determined by the length in the extending direction of the collective light beam L as a line beam and the guidance range (scanning) of the collective light beam L by the light guide unit 13. angle range).

引き続き、第2方向Ayに沿って見ると(図7)、走査領域Aに照射されてここに存在する対象物Atで反射された集合光ビームLは、カメラレンズ201などを通じて受信されて、ビームスプリッタなどを含んで構成される分岐部21によって、複数個(受信部2が備える光検出器22a,22b,22cと同数個であり、図の例では3個)に分岐される。なお、図の例では、集合光ビームLは、第1方向Axについて複数に分岐されているが、集合光ビームLは、第2方向Ayについて複数に分岐されてもよい。 Continuing on, looking along the second direction Ay (FIG. 7), the collective light beam L that is irradiated onto the scanning area A and reflected by the object At present there is received through the camera lens 201 etc., and the beam The light is branched into a plurality of pieces (the same number as the photodetectors 22a, 22b, 22c included in the receiving unit 2, three in the illustrated example) by a branching unit 21 that includes a splitter and the like. In the illustrated example, the collective light beam L is branched into a plurality of parts in the first direction Ax, but the collective light beam L may be branched into a plurality of parts in the second direction Ay.

分岐された複数の集合光ビームLのうちの一つである第1集合光ビームL1は、第1フィルタ23aを通って、第1光検出器22aに入射する。上記のとおり、第1フィルタ23aは、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯を通過させるフィルタであり、具体的には例えば、バンドパスフィルタによって構成される。したがって、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcを含む第1集合光ビームL1は、第1フィルタ23aにおいて第1測定光ビームLaに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰された上で、第1光検出器22aに入射する。つまり、第1光検出器22aには、第1フィルタ23aを通過した光ビーム、すなわち、走査領域Aに照射されてここで反射された第1測定光ビームLaが、入射する。 A first collective light beam L1, which is one of the plurality of branched collective light beams L, passes through the first filter 23a and enters the first photodetector 22a. As described above, the first filter 23a is a filter that attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light beam La and passes the frequency band corresponding to the first measurement light beam La. For example, it is composed of a bandpass filter. Therefore, the first collective light beam L1 including the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc is attenuated in the first filter 23a in frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light beam La, and then 1 enters the photodetector 22a. That is, the light beam that has passed through the first filter 23a, that is, the first measurement light beam La that has been irradiated onto the scanning area A and reflected there, is incident on the first photodetector 22a.

同様に、分岐された複数の集合光ビームLのうちの別の一つである第2集合光ビームL2は、第2フィルタ23bを通って、第2光検出器22bに入射する。上記のとおり、第2フィルタ23bは、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯を通過させるフィルタであり、具体的には例えば、バンドパスフィルタによって構成される。したがって、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcを含む第2集合光ビームL2は、第2フィルタ23bにおいて第2測定光ビームLbに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰された上で、第2光検出器22bに入射する。つまり、第2光検出器22bには、第2フィルタ23bを通過した光ビーム、すなわち、走査領域Aに照射されてここで反射された第2測定光ビームLbが、入射する。 Similarly, the second collective light beam L2, which is another one of the plurality of branched collective light beams L, passes through the second filter 23b and enters the second photodetector 22b. As described above, the second filter 23b is a filter that attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb and allows the frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb to pass. For example, it is composed of a bandpass filter. Therefore, the second collective light beam L2 including the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc is attenuated in a frequency band other than the frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb in the second filter 23b, and then 2 enters the photodetector 22b. That is, the light beam that has passed through the second filter 23b, that is, the second measurement light beam Lb that has been irradiated onto the scanning area A and reflected there, is incident on the second photodetector 22b.

同様に、分岐された複数の集合光ビームLのうちの残りの一つである第3集合光ビームL3は、第3フィルタ23cを通って、第3光検出器22cに入射する。上記のとおり、第3フィルタ23cは、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯を通過させるフィルタであり、具体的には例えば、バンドパスフィルタによって構成される。したがって、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcを含む第3集合光ビームL3は、第3フィルタ23cにおいて第3測定光ビームLcに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰された上で、第3光検出器22cに入射する。つまり、第3光検出器22cには、第3フィルタ23cを通過した光ビーム、すなわち、走査領域Aに照射されてここで反射された第3測定光ビームLcが、入射する。 Similarly, the third collective light beam L3, which is the remaining one of the plurality of branched collective light beams L, passes through the third filter 23c and enters the third photodetector 22c. As described above, the third filter 23c is a filter that attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the third measurement light beam Lc, and allows the frequency band corresponding to the third measurement light beam Lc to pass. For example, it is composed of a bandpass filter. Therefore, the third collective light beam L3 including the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc is attenuated in a frequency band other than the frequency band corresponding to the third measurement light beam Lc in the third filter 23c. 3 enters the photodetector 22c. That is, the light beam that has passed through the third filter 23c, that is, the third measurement light beam Lc that has been irradiated onto the scanning area A and reflected there, is incident on the third photodetector 22c.

第1方向Axに沿って見ると(図6)、各光検出器22a,22b,22cは、例えば、複数のフォトディテクタ(受光素子)221が1次元(1列)に配列された、いわゆる1次元フォトディテクタアレイを含んで構成され、フォトディテクタ221の配列方向が、第2方向Ayと平行となるように配置される。上記のとおり、走査領域Aに照射される集合光ビームLは第2方向Ayに延在するラインビームであり、走査領域Aから戻ってくる集合光ビームL、ひいては、これがフィルタ23a,23b,23cを通過した後の各測定光ビームLa,Lb,Lcも、同様のラインビームである。つまり、第2方向Ayに延在するラインビームである各測定光ビームLa,Lb,Lcが、各光検出器22a,22b,22cにおいて第2方向Ayに配列された複数のフォトディテクタ221に、入射する。したがって、各フォトディテクタ221は、各測定光ビームLa,Lb,Lcにおける第2方向Ayの各位置の光の強度を検出することになる。 When viewed along the first direction Ax (FIG. 6), each photodetector 22a, 22b, 22c is, for example, a so-called one-dimensional array in which a plurality of photodetectors (light receiving elements) 221 are arranged in one dimension (one row). It is configured to include a photodetector array, and the photodetectors 221 are arranged so that the arrangement direction thereof is parallel to the second direction Ay. As described above, the collective light beam L irradiated onto the scanning area A is a line beam extending in the second direction Ay, and the collective light beam L returning from the scanning area A, which in turn is transmitted through the filters 23a, 23b, 23c. The measurement light beams La, Lb, and Lc after passing through are also similar line beams. That is, each measurement light beam La, Lb, Lc, which is a line beam extending in the second direction Ay, is incident on a plurality of photodetectors 221 arranged in the second direction Ay in each photodetector 22a, 22b, 22c. do. Therefore, each photodetector 221 detects the intensity of light at each position in the second direction Ay in each measurement light beam La, Lb, Lc.

複数の光検出器22a,22b,22cの各々での検出結果は、制御部3に送信され、制御部3は、該検出結果を用いて各種の演算処理を行う。 The detection results from each of the plurality of photodetectors 22a, 22b, and 22c are transmitted to the control section 3, and the control section 3 performs various calculation processes using the detection results.

例えば、制御部3は、複数の光検出器22a,22b,22cの中から選択された少なくとも1個の光検出器での検出結果に基づいて、走査領域Aにある対象物Atに関する各種の測定データ(例えば、対象物Atまでの距離、対象物Atの位置、など)を算出する。具体的には例えば、制御部3は、周波数変調連続波(FMCW:Frequency Modulation Continuous Wave)方式の測距技術を用いて、測定データを算出する。この場合、制御部3は、選択された少なくとも1個の光検出器(例えば、第1光検出器22a)で取得された第1測定光ビームLaの検出信号と、走査領域Aに照射される前の第1測定光ビームLaから分岐された基準光ビームL0aの検出信号とを重ね合わせて、両光ビームLa,L0aの合成波の検出信号を取得する。この合成波は、第1測定光ビームLaとその基準光ビームL0aとの干渉によって生じるビート信号を含み、制御部3はこのビート信号に基づいて、両光ビームLa,L0aの周波数差を特定し、該周波数差から、対象物Atまでの距離を算出する。また例えば、制御部3は、対象物Atで反射された第1測定光ビームLaが走査領域Aに投射されたときの走査角度(光誘導部13による集合光ビームLの誘導位置)に基づいて、第1方向Axについての対象物Atの位置を特定する。また例えば、制御部3は、対象物Atで反射された第1測定光ビームLaを検出したフォトディテクタ221の配列位置に基づいて、第2方向Ayについての対象物Atの位置を特定する。 For example, the control unit 3 performs various measurements regarding the object At in the scanning area A based on the detection result of at least one photodetector selected from the plurality of photodetectors 22a, 22b, and 22c. Data (for example, distance to object At, position of object At, etc.) is calculated. Specifically, for example, the control unit 3 calculates the measurement data using a frequency modulation continuous wave (FMCW) distance measurement technique. In this case, the control unit 3 controls the detection signal of the first measurement light beam La obtained by the selected at least one photodetector (for example, the first photodetector 22a) and the detection signal of the first measurement light beam La that is irradiated onto the scanning area A. The detection signal of the reference light beam L0a branched from the previous first measurement light beam La is superimposed to obtain a detection signal of a composite wave of both light beams La and L0a. This composite wave includes a beat signal generated by interference between the first measurement light beam La and its reference light beam L0a, and the control unit 3 specifies the frequency difference between the two light beams La and L0a based on this beat signal. , calculates the distance to the target object At from the frequency difference. For example, the control unit 3 may also control the control unit 3 based on the scanning angle (the guiding position of the collective light beam L by the light guiding unit 13) when the first measuring light beam La reflected by the target object At is projected onto the scanning area A. , specify the position of the object At in the first direction Ax. For example, the control unit 3 identifies the position of the object At in the second direction Ay based on the array position of the photodetector 221 that detected the first measurement light beam La reflected by the object At.

また例えば、制御部3は、複数の光検出器22a,22b,22cでの検出結果に基づいて、対象物Atの種別を識別(認識)する。この点については、次に説明する。 For example, the control unit 3 identifies (recognizes) the type of the target object At based on the detection results of the plurality of photodetectors 22a, 22b, and 22c. This point will be explained next.

<3.種別の識別>
上記のとおり、検知装置100では、制御部3が、複数の光検出器22a,22b,22cでの検出結果に基づいて、走査領域Aに存在する対象物Atの種別を識別する。ここでは、多くの物体がその種別ごとに固有の反射率特性を有するという性質を利用して、対象物Atの種別を識別する。ここでいう「反射率特性」とは、波長ごとの反射率(波長に対する反射率の推移の態様)である。図9には、一例として、「植物」の反射率特性(T1)、「コンクリート」の反射率特性(T2)、および、「アスファルト」の反射率特性(T3)が、いずれも模式的に示されている。この図に例示されるように、反射率特性は、物体の種別ごとに固有のものであり、種別によって異なるものとなる。そこで、検知装置100は、複数の光検出器22a,22b,22cでの検出結果から、複数の波長λa,λb,λcの各々における対象物Atの反射率Ra,Rb,Rcを特定し、該複数の反射率Ra,Rb,Rcから推定される反射率特性から、該対象物Atの種別を識別する。
<3. Identification of type>
As described above, in the detection device 100, the control unit 3 identifies the type of object At present in the scanning area A based on the detection results from the plurality of photodetectors 22a, 22b, and 22c. Here, the type of object At is identified by utilizing the property that many objects have unique reflectance characteristics for each type. The "reflectance characteristic" here refers to the reflectance for each wavelength (aspect of change in reflectance with respect to wavelength). As an example, FIG. 9 schematically shows the reflectance characteristics of "plants" (T1), the reflectance characteristics of "concrete" (T2), and the reflectance characteristics of "asphalt" (T3). has been done. As illustrated in this figure, the reflectance characteristics are unique to each type of object and differ depending on the type. Therefore, the detection device 100 specifies the reflectances Ra, Rb, and Rc of the target object At at each of the plurality of wavelengths λa, λb, and λc from the detection results of the plurality of photodetectors 22a, 22b, and 22c, and The type of the target object At is identified from the reflectance characteristics estimated from the plurality of reflectances Ra, Rb, and Rc.

検知装置100が備える、種別の識別に係る構成について、図8を参照しながら説明する。図8は、種別の識別に係る構成を示すブロック図である。 The configuration of the detection device 100 related to type identification will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration related to type identification.

種別の識別に係る構成として、制御部3は、複数(送信部1が備える測定光生成部11a,11b,11cと同数個であり、図の例では3個)の反射率特定部301a,301b,301cと、種別識別部302と、を備える。これら各部301a,301b,301c,302は、例えば、CPU31が記憶装置34に格納されたプログラムPを実行することによって実現される。また、記憶装置34には、対象物Atの種別の識別に用いられるデータである反射率データDが格納される。 As a configuration related to type identification, the control unit 3 includes a plurality of (the same number as the measurement light generating units 11a, 11b, 11c included in the transmitting unit 1, three in the illustrated example) reflectance specifying units 301a, 301b. , 301c, and a type identification section 302. These units 301a, 301b, 301c, and 302 are realized, for example, by the CPU 31 executing a program P stored in the storage device . The storage device 34 also stores reflectance data D, which is data used to identify the type of object At.

第1反射率特定部301aは、第1光検出器22aでの検出結果に基づいて、第1波長λaにおける対象物Atの反射率である第1反射率Raを特定する。第1反射率Raは、対象物Atで反射される前後での第1測定光ビームLaの強度の比から特定される値であり、第1光検出器22aから得られる検出信号に基づいて適宜の方法で取得することができる。例えば、第1反射率特定部301aは、第1測定光ビームLaとその基準光ビームL0aとの合成波の検出信号に含まれるビート信号に基づいて(例えばビート信号の振幅量から)、第1反射率Raを特定してもよいし、第1光検出器22aでの検出信号と基準光ビームL0aの検出信号の比から第1反射率Raを特定してもよい。 The first reflectance specifying unit 301a specifies the first reflectance Ra, which is the reflectance of the object At at the first wavelength λa, based on the detection result by the first photodetector 22a. The first reflectance Ra is a value specified from the ratio of the intensity of the first measurement light beam La before and after being reflected by the target object At, and is determined as appropriate based on the detection signal obtained from the first photodetector 22a. It can be obtained in this way. For example, the first reflectance specifying unit 301a determines the first reflectance based on the beat signal included in the detection signal of the composite wave of the first measurement light beam La and its reference light beam L0a (for example, from the amplitude amount of the beat signal). The reflectance Ra may be specified, or the first reflectance Ra may be specified from the ratio of the detection signal of the first photodetector 22a and the detection signal of the reference light beam L0a.

同様に、第2反射率特定部301bは、第2光検出器22bでの検出結果に基づいて、第2波長λbにおける対象物Atの反射率である第2反射率Rbを特定する。第2反射率Rbは、対象物Atで反射される前後での第2測定光ビームLbの強度の比から特定される値であり、第2光検出器22bから得られる検出信号に基づいて適宜の方法で取得することができる。 Similarly, the second reflectance identifying unit 301b identifies the second reflectance Rb, which is the reflectance of the object At at the second wavelength λb, based on the detection result by the second photodetector 22b. The second reflectance Rb is a value specified from the ratio of the intensity of the second measuring light beam Lb before and after being reflected by the target object At, and is a value determined as appropriate based on the detection signal obtained from the second photodetector 22b. It can be obtained in this way.

同様に、第3反射率特定部301cは、第3光検出器22cでの検出結果に基づいて、第3波長λcにおける対象物Atの反射率である第3反射率Rcを特定する。第3反射率Rcは、対象物Atで反射される前後での第3測定光ビームLcの強度の比から特定される値であり、第3光検出器22cから得られる検出信号に基づいて適宜の方法で取得することができる。 Similarly, the third reflectance specifying unit 301c specifies the third reflectance Rc, which is the reflectance of the object At at the third wavelength λc, based on the detection result by the third photodetector 22c. The third reflectance Rc is a value specified from the ratio of the intensity of the third measurement light beam Lc before and after being reflected by the target object At, and is determined as appropriate based on the detection signal obtained from the third photodetector 22c. It can be obtained in this way.

上記のとおり、検知装置100では、光誘導部13が、グレーティングライトバルブ5を用いて実現される空間位相変調素子131を含んで構成される。グレーティングライトバルブ5に入射した光は、複数のリボン52の変位態様に応じた角度(走査角度)で反射されるところ、該角度は、厳密にいうと、入射する光の波長に応じて僅かに異なるものとなる。このため、グレーティングライトバルブ5に集合光ビームLが入射した場合、該集合光ビームLに含まれている各測定光ビームLa,Lb,Lcが、互いに僅かにずれた方向に誘導されることとなる。したがって、ある位置にある対象物Atについて、第1測定光ビームLaの反射光が第1光検出器22aで取得される時刻t1と、第2測定光ビームLbの反射光が第2光検出器22bで取得される時刻t2と、第3測定光ビームLcの反射光が第3光検出器22cで取得される時刻t3とは、互いに僅かにずれた時刻となる。つまり、単純に、同時刻に各光検出器22a,22b,22cで取得された検出結果から導出された反射率同士を、同じ対象物At(同じ位置)に係る反射率として紐づけてしまうと、正しい紐づけがなされない虞がある。したがって、各波長λa,λb,λcの差に由来する走査角度のずれを加味して、互いにずれた時刻t1,t2,t3に各光検出器22a,22b,22cで取得された検出結果から導出された反射率Ra,Rb,Rc同士を、同じ対象物Atに係る反射率Ra,Rb,Rcとして紐づけることが好ましい。これによって、同じ対象物Atについての各反射率Ra,Rb,Rcが、正しく紐づけられることになる。 As described above, in the detection device 100, the light guide section 13 is configured to include the spatial phase modulation element 131 realized using the grating light valve 5. The light incident on the grating light valve 5 is reflected at an angle (scanning angle) depending on the displacement mode of the plurality of ribbons 52. Strictly speaking, the angle varies slightly depending on the wavelength of the incident light. It will be different. Therefore, when the collective light beam L is incident on the grating light valve 5, the measurement light beams La, Lb, and Lc included in the collective light beam L are guided in directions slightly shifted from each other. Become. Therefore, regarding the object At at a certain position, at time t1 when the reflected light of the first measurement light beam La is acquired by the first photodetector 22a, and at time t1 when the reflected light of the second measurement light beam Lb is acquired by the second photodetector The time t2 acquired by the third photodetector 22b and the time t3 when the reflected light of the third measurement light beam Lc is acquired by the third photodetector 22c are slightly shifted from each other. In other words, if we simply link the reflectances derived from the detection results obtained by each of the photodetectors 22a, 22b, and 22c at the same time as the reflectances related to the same object At (same position), , there is a risk that the correct linkage may not be made. Therefore, taking into account the shift in scanning angle resulting from the difference between the wavelengths λa, λb, and λc, the detection results obtained by the photodetectors 22a, 22b, and 22c at mutually shifted times t1, t2, and t3 are derived. It is preferable to link the obtained reflectances Ra, Rb, and Rc to each other as reflectances Ra, Rb, and Rc related to the same object At. As a result, the reflectances Ra, Rb, and Rc for the same object At are correctly linked.

種別識別部302は、各反射率特定部301a,301b,301cによって特定された、対象物Atに係る複数の反射率Ra,Rb,Rcに基づいて、該対象物Atの種別を識別する。具体的には、種別識別部302は、対象物Atに係る複数の反射率Ra,Rb,Rcと、反射率データDに記述される候補種別Tiに係る複数の反射率Tia,Tib,Ticとを用いて、対象物Atが候補種別Tiであるか否かを判定することによって、該対象物Atの種別を識別する。 The type identification unit 302 identifies the type of the object At based on the plurality of reflectances Ra, Rb, and Rc of the object At specified by the reflectance identification units 301a, 301b, and 301c. Specifically, the type identification unit 302 identifies multiple reflectances Ra, Rb, and Rc related to the object At, and multiple reflectances Tia, Tib, and Tic related to the candidate type Ti described in the reflectance data D. The type of the target object At is identified by determining whether the target object At is of the candidate type Ti.

ここで、反射率データDについて、図9を参照しながら説明する。反射率データDには、予め選定された1以上の候補種別Ti(i=1,2,・・)の各々について、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcの各波長λa,λb,λcにおける反射率Tia,Tib,Ticが、例えばテーブル形式で記述される。 Here, the reflectance data D will be explained with reference to FIG. 9. The reflectance data D includes data at each wavelength λa, λb, λc of a plurality of measurement light beams La, Lb, Lc for each of one or more candidate types Ti (i=1, 2, . . . ) selected in advance. The reflectances Tia, Tib, and Tic are described, for example, in a table format.

例えば、「植物」、「コンクリート」および「アスファルト」の3個が、候補種別T1,T2,T3とされているとする。この場合、反射率データDには、「第1候補種別T1:植物」と紐づけて、第1波長λa(図では一例として532nm)における植物の反射率T1a、第2波長λb(図では一例として1064nm)における植物の反射率T1b、および、第3波長λc(図では一例として1550nm)における植物の反射率T1cが、記述される。同様に、「第2候補種別T2:コンクリート」と紐づけて、第1波長λaにおけるコンクリートの反射率T2a、第2波長λbにおけるコンクリートの反射率T2b、および、第3波長λcにおけるコンクリートの反射率T2cが、記述される。同様に、「第3候補種別T3:アスファルト」と紐づけて、第1波長λaにおけるアスファルトの反射率T3a、第2波長λbにおけるアスファルトの反射率T3b、および、第3波長λcにおけるアスファルトの反射率T3cが、記述される。 For example, assume that the three candidate types T1, T2, and T3 are "plant," "concrete," and "asphalt." In this case, the reflectance data D is associated with "first candidate type T1: plant", and the reflectance T1a of the plant at the first wavelength λa (532 nm as an example in the figure) and the reflectance T1a of the plant at the second wavelength λb (as an example in the figure). The reflectance T1b of the plant at a third wavelength λc (1550 nm in the figure as an example) is described. Similarly, in association with "second candidate type T2: concrete", the reflectance of concrete at the first wavelength λa T2a, the reflectance of concrete at the second wavelength λb T2b, and the reflectance of concrete at the third wavelength λc T2c is described. Similarly, in association with "third candidate type T3: asphalt", the asphalt reflectance T3a at the first wavelength λa, the asphalt reflectance T3b at the second wavelength λb, and the asphalt reflectance at the third wavelength λc. T3c is described.

候補種別Tiの個数および種類は、任意に規定することができるが、検知装置100の使用環境などに鑑みて、識別する必要性が高いと想定される種別を、候補種別Tiとして選定することが好ましい。例えば、検知装置100が自動車用に搭載されるLiDARである場合、運転中の視野に現れる可能性が高い種別、例えば、アスファルト、コンクリート、植物、布、土、肌、レンガ、石、水、などのうちの少なくとも1個が、候補種別Tiとして選択されることが好ましい。 The number and type of candidate types Ti can be arbitrarily defined, but in view of the usage environment of the detection device 100, etc., it is possible to select a type that is assumed to have a high need for identification as the candidate type Ti. preferable. For example, if the detection device 100 is a LiDAR installed in a car, the type that is likely to appear in the field of view while driving, for example, asphalt, concrete, plants, cloth, soil, skin, brick, stone, water, etc. It is preferable that at least one of them is selected as the candidate type Ti.

種別識別部302は、各波長λa,λb,λcについて、対象物Atの反射率Ra,Rb,Rcと、候補種別Tiの反射率Tia,Tib,Ticとを比較して、対象物Atが該候補種別Tiであるか否かを判定する。 The type identification unit 302 compares the reflectances Ra, Rb, Rc of the object At with the reflectances Tia, Tib, Tic of the candidate type Ti for each wavelength λa, λb, λc, and determines whether the object At corresponds to the target object At. It is determined whether the candidate type is Ti.

例えば、対象物Atが「第1候補種別T1:植物」であるか否かの判定は、次のように行うことができる。すなわち、この判定を行うにあたって、種別識別部302は、第1波長λaにおける対象物Atの反射率Raと、第1波長λaにおける植物の反射率T1aとの差d1aを算出する。同様に、第2波長λbにおける対象物Atの反射率Rbと、第2波長λbにおける植物の反射率T1bとの差d1bを算出する。さらに、第3波長λcにおける対象物Atの反射率Rcと、第3波長λcにおける植物の反射率T1cとの差d1cを算出する。そして、すべての差d1a,d1b,d1cの総和、平均値などを、代表差分値d1として取得する。この代表差分値d1が小さいほど、対象物Atの反射率特性と「第1候補種別T1:植物」の反射率特性との一致度が高い、すなわち、対象物Atが「第1候補種別T1:植物」である可能性が高いといえる。そこで、種別識別部302は、例えば、代表差分値d1を所定の閾値と比較して、代表差分値d1が所定の閾値以下である場合に、一致度が十分に高い、すなわち、対象物Atが「第1候補種別T1:植物」であると判定する。一方、代表差分値d1が該閾値よりも大きい場合に、一致度が十分に高くない、すなわち、対象物Atは「第1候補種別T1:植物」ではないと判定する。 For example, it can be determined whether the target object At is "first candidate type T1: plant" as follows. That is, in making this determination, the type identification unit 302 calculates the difference d1a between the reflectance Ra of the object At at the first wavelength λa and the reflectance T1a of the plant at the first wavelength λa. Similarly, a difference d1b between the reflectance Rb of the object At at the second wavelength λb and the reflectance T1b of the plant at the second wavelength λb is calculated. Furthermore, a difference d1c between the reflectance Rc of the object At at the third wavelength λc and the reflectance T1c of the plant at the third wavelength λc is calculated. Then, the sum, average value, etc. of all the differences d1a, d1b, and d1c are obtained as the representative difference value d1. The smaller this representative difference value d1 is, the higher the degree of coincidence between the reflectance characteristics of the target object At and the reflectance characteristics of the "first candidate type T1: plants". It can be said that there is a high possibility that it is a plant. Therefore, for example, the type identification unit 302 compares the representative difference value d1 with a predetermined threshold, and if the representative difference value d1 is less than or equal to the predetermined threshold, the degree of matching is sufficiently high, that is, the object At is It is determined that the type is "first candidate type T1: plant". On the other hand, when the representative difference value d1 is larger than the threshold value, it is determined that the degree of matching is not sufficiently high, that is, the target object At is not "first candidate type T1: plant".

このように、異なる波長λa,λb,λcにおける複数の反射率Ra,Rb,Rcを用いて、対象物Atが候補種別Tiであるか否かの判定が行われることによって、誤判定が生じる可能性を十分に低減して、対象物Atの種別を十分な確度で識別することができる。例えば、第1波長λaの反射率Raだけを用いて判定が行われる場合、図9に例示されるような反射率Raが得られていると、実際は「植物」である対象物Atが、「アスファルト」であると誤判定される虞がある。しかしながら、第2波長λbの反射率Rbをさらに加味して判定が行われることで、対象物Atが「アスファルト」であると誤判定される可能性が低減される。いうまでもなく、第3波長λcの反射率Rcをさらに加味して判定が行われることで、誤判定が生じる可能性がさらに低減される。 In this way, by using multiple reflectances Ra, Rb, and Rc at different wavelengths λa, λb, and λc to determine whether or not the object At is of the candidate type Ti, an erroneous determination may occur. The type of object At can be identified with sufficient accuracy. For example, when determination is made using only the reflectance Ra of the first wavelength λa, if the reflectance Ra illustrated in FIG. 9 is obtained, the object At that is actually a "plant" will be There is a risk that it may be mistakenly determined to be "asphalt." However, by performing the determination by further taking into account the reflectance Rb of the second wavelength λb, the possibility that the object At is erroneously determined to be "asphalt" is reduced. Needless to say, by further taking into account the reflectance Rc of the third wavelength λc, the possibility of erroneous determination is further reduced.

種別識別部302は、例えば、一致度が十分に高いと判定される候補種別Tiが見つかった時点で、対象物Atが該候補種別Tiであると判断して、識別に係る処理を終了してもよい。あるいは、種別識別部302は、反射率データDに反射率が記述される1以上の候補種別Ti(i=1,2,・・)の全てについて判定を行って、一致度が最も高い候補種別Tiを対象物Atの種別であると判断してもよい。また、反射率データDに反射率が保持される1以上の候補種別Ti(i=1,2,・・)の全てについて、一致度が十分に高くないと判定された場合、種別識別部302は、対象物Atは候補種別Ti(i=1,2,・・)以外の種別であると判断してもよいし、何らかのエラーが生じていると判断してもよい。 For example, when a candidate type Ti for which the matching degree is determined to be sufficiently high is found, the type identification unit 302 determines that the object At is of the candidate type Ti, and ends the process related to identification. Good too. Alternatively, the type identification unit 302 determines all of the one or more candidate types Ti (i=1, 2, . . . ) whose reflectances are described in the reflectance data D, and selects the candidate type with the highest degree of matching. Ti may be determined to be the type of object At. Further, if it is determined that the degree of matching is not sufficiently high for all of the one or more candidate types Ti (i=1, 2, . . . ) whose reflectances are held in the reflectance data D, the type identification unit 302 It may be determined that the object At is of a type other than the candidate type Ti (i=1, 2, . . . ), or it may be determined that some kind of error has occurred.

<4.動作の流れ>
検知装置100の動作の流れの一例について、図10を参照しながら説明する。図10は、検知装置100の動作の流れの一例を示す図である。
<4. Operation flow>
An example of the flow of the operation of the detection device 100 will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a diagram showing an example of the flow of operation of the detection device 100.

検知装置100の動作には、走査領域Aに光を送信する送信工程(ステップS101:ステップS1~ステップS3)と、走査領域Aにある対象物Atで反射された光を受信する受信工程(ステップS102:ステップS4~ステップS5)と、受信工程で取得された検出結果に基づく演算処理などを行う演算工程(ステップS103:ステップS6~ステップS7)と、が含まれる。送信工程および受信工程は、制御部3が送信部1および受信部2を制御することによって進行する。以下において、これらの各工程について具体的に説明する。 The operation of the detection device 100 includes a transmission process (step S101: step S1 to step S3) of transmitting light to the scanning area A, and a reception process (step S102: Step S4 to Step S5), and a calculation step (Step S103: Step S6 to Step S7) for performing calculation processing based on the detection result obtained in the reception step. The transmitting step and the receiving step proceed as the control section 3 controls the transmitting section 1 and the receiving section 2. Each of these steps will be specifically explained below.

ステップS1:測定光生成工程
まず、第1測定光生成部11aが、光源から出射される第1波長λaの光ビームに対して波長掃引を行って、第1波長λaから連続的に波長が変化する第1測定光ビームLaを生成して、これを射出する(ステップS1a)。これと並行して、第2測定光生成部11bが、光源から出射される第2波長λbの光ビームに対して波長掃引を行って、第2波長λbから連続的に波長が変化する第2測定光ビームLbを生成して、これを射出する(ステップS1b)。これらと並行して、第3測定光生成部11cが、光源から出射される第3波長λcの光ビームに対して波長掃引を行って、第3波長λcから連続的に波長が変化する第3測定光ビームLcを生成して、これを射出する(ステップS1c)。
Step S1: Measurement light generation step First, the first measurement light generation section 11a performs wavelength sweeping on the light beam of the first wavelength λa emitted from the light source, so that the wavelength changes continuously from the first wavelength λa. A first measurement light beam La is generated and emitted (step S1a). In parallel with this, the second measurement light generation section 11b performs wavelength sweeping on the light beam of the second wavelength λb emitted from the light source, so that the second measurement light generating section 11b performs a wavelength sweep on the light beam of the second wavelength λb emitted from the light source. A measurement light beam Lb is generated and emitted (step S1b). In parallel with these, the third measurement light generation unit 11c performs wavelength sweeping on the light beam of the third wavelength λc emitted from the light source, so that the third measurement light generation unit 11c performs a wavelength sweep on the light beam of the third wavelength λc emitted from the light source, so that A measurement light beam Lc is generated and emitted (step S1c).

ステップS2:合流工程
続いて、合流部12が、各測定光生成部11a,11b,11cから射出された各測定光ビームLa,Lb,Lcを合流させて集合光ビームLとして、該集合光ビームLを光誘導部13に入射させる。
Step S2: Merging Step Next, the merging section 12 merges the measurement light beams La, Lb, and Lc emitted from the measurement light generation sections 11a, 11b, and 11c to form a collective light beam L. L is made incident on the light guide section 13.

ステップS3:光誘導工程
続いて、光誘導部13が、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcを含む集合光ビームLを誘導して、走査領域Aを走査させる。具体的には、空間位相変調素子131によって、集合光ビームLを、その延在方向(第2方向Ay)と直交する方向(第1方向Ax)に誘導することによって、2次元の走査領域Aを集合光ビームLで走査させる。
Step S3: Light guiding step Subsequently, the light guiding section 13 guides the collective light beam L including the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc to scan the scanning area A. Specifically, the spatial phase modulation element 131 guides the collective light beam L in a direction (first direction Ax) perpendicular to its extending direction (second direction Ay), thereby controlling the two-dimensional scanning area A. is scanned by a collective light beam L.

ステップS4:分岐工程
続いて、分岐部21が、走査領域Aに照射されてここにある対象物Atで反射された集合光ビームLを複数に分岐させる。
Step S4: Branching step Subsequently, the branching unit 21 branches the collective light beam L that has been irradiated onto the scanning area A and reflected by the object At present therein into a plurality of beams.

ステップS5:光検出工程
続いて、分岐された複数の集合光ビームLのうちの一つである第1集合光ビームL1が、第1フィルタ23aにおいて第1測定光ビームLaに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰された上で、第1光検出器22aに入射する。第1光検出器22aは、第1フィルタ23aを通過した光ビーム、すなわち、走査領域Aで反射された第1測定光ビームLaを受光し、その強度を検出する(ステップS5a)。これと並行して、分岐された複数の集合光ビームLのうちの別の一つである第2集合光ビームL2が、第2フィルタ23bにおいて第2測定光ビームLbに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰された上で、第2光検出器22bに入射する。第2光検出器22bは、第2フィルタ23bを通過した光ビーム、すなわち、走査領域Aで反射された第2測定光ビームLbを受光し、その強度を検出する(ステップS5b)。これらと並行して、分岐された複数の集合光ビームLのうちの残りの一つである第3集合光ビームL3が、第3フィルタ23cにおいて第3測定光ビームLcに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰された上で、第3光検出器22cに入射する。第3光検出器22cは、第3フィルタ23cを通過した光ビーム、すなわち、走査領域Aで反射された第3測定光ビームLcを受光し、その強度を検出する(ステップS5c)。
Step S5: Photodetection step Next, the first collective light beam L1, which is one of the plurality of branched collective light beams L, is detected in the first filter 23a in a frequency band other than the frequency band corresponding to the first measurement light beam La. After the frequency band of the light is attenuated, the light enters the first photodetector 22a. The first photodetector 22a receives the light beam that has passed through the first filter 23a, that is, the first measurement light beam La reflected from the scanning area A, and detects its intensity (step S5a). In parallel with this, the second collective light beam L2, which is another one of the plurality of branched collective light beams L, is filtered in a frequency band other than that corresponding to the second measurement light beam Lb in the second filter 23b. After having its frequency band attenuated, it enters the second photodetector 22b. The second photodetector 22b receives the light beam that has passed through the second filter 23b, that is, the second measurement light beam Lb reflected by the scanning area A, and detects its intensity (step S5b). In parallel with these, the third collective light beam L3, which is the remaining one of the plurality of branched collective light beams L, is filtered in a frequency band other than the third measuring light beam Lc in the third filter 23c. After having its frequency band attenuated, it enters the third photodetector 22c. The third photodetector 22c receives the light beam that has passed through the third filter 23c, that is, the third measurement light beam Lc reflected from the scanning area A, and detects its intensity (step S5c).

ステップS6:測定データ算出工程
制御部3は、例えば、ステップS5aにおいて、第1光検出器22aで取得された検出結果に基づいて、走査領域Aにある対象物Atに関する各種の測定データ(例えば、対象物Atまでの距離、対象物Atの位置、など)を算出する。
Step S6: Measurement data calculation step For example, in step S5a, the control unit 3 calculates various measurement data (for example, distance to the target object At, position of the target object At, etc.).

ステップS7:種別識別工程
また、制御部3は、ステップS5a,5b,5cにおいて複数の光検出器22a,22b,22cで取得された検出結果に基づいて、対象物Atの種別を識別する。
Step S7: Type identification step Further, the control unit 3 identifies the type of the target object At based on the detection results obtained by the plurality of photodetectors 22a, 22b, and 22c in steps S5a, 5b, and 5c.

ステップS71
具体的には、まず、第1反射率特定部301aが、第1光検出器22aでの検出結果に基づいて、第1波長λaにおける対象物Atの反射率である第1反射率Raを特定する。また、第2反射率特定部301bが、第2光検出器22bでの検出結果に基づいて、第2波長λbにおける対象物Atの反射率である第2反射率Rbを特定する。また、第3反射率特定部301cが、第3光検出器22cでの検出結果に基づいて、第3波長λcにおける対象物Atの反射率である第3反射率Rcを特定する。
Step S71
Specifically, first, the first reflectance identifying unit 301a identifies the first reflectance Ra, which is the reflectance of the object At at the first wavelength λa, based on the detection result by the first photodetector 22a. do. Further, the second reflectance specifying unit 301b specifies the second reflectance Rb, which is the reflectance of the object At at the second wavelength λb, based on the detection result by the second photodetector 22b. Further, the third reflectance specifying unit 301c specifies the third reflectance Rc, which is the reflectance of the object At at the third wavelength λc, based on the detection result by the third photodetector 22c.

ステップS72
続いて、種別識別部302が、ステップS71で特定された、対象物Atに係る複数の反射率Ra,Rb,Rcに基づいて、該対象物Atの種別を識別する。具体的には例えば、種別識別部302は、各波長λa,λb,λcについて、対象物Atの反射率Ra,Rb,Rcと、反射率データDに記述される候補種別Tiの反射率Tia,Tib,Ticとを比較して、対象物Atが該候補種別Tiであるか否かを判定することによって、該対象物Atの種別を識別する。
Step S72
Subsequently, the type identification unit 302 identifies the type of the object At based on the plurality of reflectances Ra, Rb, and Rc of the object At identified in step S71. Specifically, for example, the type identification unit 302 determines, for each wavelength λa, λb, λc, the reflectance Ra, Rb, Rc of the object At, and the reflectance Tia, Tia, of the candidate type Ti described in the reflectance data D. Tib and Tic are compared to determine whether or not the target object At is of the candidate type Ti, thereby identifying the type of the target object At.

<5.効果>
上記の実施形態に係る検知装置100は、走査領域Aに光を送信する送信部1と、走査領域Aにある対象物Atで反射された光を受信する受信部2と、を備える。そして、送信部1が、第1波長λaから連続的に波長が変化する第1測定光ビームLaを生成する第1測定光生成部11aと、第1波長λaとは異なる第2波長λbから連続的に波長が変化する第2測定光ビームLbを生成する第2測定光生成部11bと、第1波長λaおよび第2波長λbとは異なる第3波長λcから連続的に波長が変化する第3測定光ビームLcを生成する第3測定光生成部11cと、第1測定光ビームLa、第2測定光ビームLb、および、第3測定光ビームLcを含む光である集合光ビームLを誘導して走査領域Aを走査させる光誘導部13と、を備える。
<5. Effect>
The detection device 100 according to the above embodiment includes a transmitter 1 that transmits light to a scanning area A, and a receiver 2 that receives light reflected by an object At in the scanning area A. The transmitting unit 1 includes a first measuring light generating unit 11a that generates a first measuring light beam La whose wavelength changes continuously from a first wavelength λa, and a first measuring light beam La that continuously changes from a second wavelength λb different from the first wavelength λa. a second measuring light beam Lb that generates a second measuring light beam Lb whose wavelength changes continuously; and a third measuring light beam whose wavelength changes continuously from a third wavelength λc different from the first wavelength λa and the second wavelength λb. A third measurement light generation section 11c that generates a measurement light beam Lc, and a collective light beam L that is light including a first measurement light beam La, a second measurement light beam Lb, and a third measurement light beam Lc are guided. and a light guiding section 13 that scans the scanning area A.

この構成によると、送信部1が、それぞれが互いに異なる波長域の測定光ビームLa,Lb,Lcを生成する複数の測定光生成部11a,11b,11cを備えるので、波長域が互いに異なる複数の測定光ビームLa,Lb,Lcが走査領域Aを走査した反射光を、並行して取得することができる。したがって、物体を検知して該物体までの距離を測定するという基本機能の他に付加機能をもたせることが可能となり、さらなる高機能化が実現される。例えば、同じ対象物Atについて、波長域が互いに異なる複数の測定光ビームLa,Lb,Lcのそれぞれでの検知結果を取得することで、対象物Atまでの距離以外の情報(例えば、対象物Atの種別)を導出することができる。 According to this configuration, the transmitter 1 includes a plurality of measurement light generators 11a, 11b, and 11c that each generate measurement light beams La, Lb, and Lc in different wavelength ranges. Reflected light from the measurement light beams La, Lb, and Lc that scanned the scanning area A can be acquired in parallel. Therefore, in addition to the basic function of detecting an object and measuring the distance to the object, it is possible to provide an additional function, thereby achieving even higher functionality. For example, information other than the distance to the target At (for example, information other than the distance to the target At ) can be derived.

また、上記の実施形態に係る検知装置100は、送信部1が、第1測定光ビームLa、第2測定光ビームLb、および、第3測定光ビームLcを合流させて集合光ビームLとして、集合光ビームLを光誘導部13に入射させる、合流部12、を備える。そして、受信部2が、対象物Atで反射された集合光ビームLを分岐させる分岐部21と、分岐された複数の集合光ビームLのうちの一つの集合光ビームL1の光路上に配置され、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯を通過させる、第1フィルタ23aと、分岐された複数の集合光ビームLのうちの別の一つの集合光ビームL2の光路上に配置され、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯を通過させる、第2フィルタ23bと、分岐された複数の集合光ビームLのうちの別の一つの集合光ビームL3の光路上に配置され、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯を通過させる、第3フィルタ23cと、第1フィルタ23aを通過した光ビームを検出する第1光検出器22aと、第2フィルタ23bを通過した光ビームを検出する第2光検出器22bと、第3フィルタ23cを通過した光ビームを検出する第3光検出器22cと、を備える。 Further, in the detection device 100 according to the above embodiment, the transmitter 1 merges the first measurement light beam La, the second measurement light beam Lb, and the third measurement light beam Lc to form a collective light beam L. A merging section 12 is provided that causes the collective light beam L to enter a light guide section 13 . The receiving unit 2 is arranged on the optical path of a branching unit 21 that branches the collective light beam L reflected by the object At, and one of the collective light beams L1 among the plurality of branched collective light beams L. , a first filter 23a that attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light beam La and passes a frequency band corresponding to the first measurement light beam La, and a plurality of branched collective light beams. is arranged on the optical path of another one of the collective light beams L2 of L, attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb, and also attenuates the frequency band corresponding to the second measurement light beam Lb. The second filter 23b is disposed on the optical path of another collective light beam L3 among the plurality of branched collective light beams L, and is arranged on the optical path of another collective light beam L3 of the plurality of branched collective light beams L, and transmits a frequency band other than that corresponding to the third measurement light beam Lc. a third filter 23c that attenuates the frequency band and passes a frequency band corresponding to the third measurement light beam Lc; a first photodetector 22a that detects the light beam that has passed through the first filter 23a; It includes a second photodetector 22b that detects the light beam that has passed through the filter 23b, and a third photodetector 22c that detects the light beam that has passed through the third filter 23c.

この構成によると、簡易な構成で、波長域が互いに異なる複数の測定光ビームLa,Lb,Lcが走査領域Aを走査した反射光を並行して取得することができる。 According to this configuration, reflected light obtained by scanning the scanning area A with a plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc having different wavelength ranges can be acquired in parallel with a simple configuration.

また、上記の実施形態に係る検知装置100は、第1光検出器22aでの検出結果に基づいて、第1波長λaにおける対象物Atの反射率である第1反射率Raを特定する第1反射率特定部301aと、第2光検出器22bでの検出結果に基づいて、第2波長λbにおける対象物Atの反射率である第2反射率Rbを特定する第2反射率特定部301bと、第3光検出器22cでの検出結果に基づいて、第3波長λcにおける対象物Atの反射率である第3反射率Rcを特定する第3反射率特定部301cと、第1反射率Ra、第2反射率Rb、および、第3反射率Rcに基づいて、対象物Atの種別を識別する種別識別部302と、を備える。 The detection device 100 according to the embodiment described above also includes a first reflectance Ra that is a reflectance of the object At at the first wavelength λa based on the detection result of the first photodetector 22a. a second reflectance specifying section 301b that specifies a second reflectance Rb, which is the reflectance of the object At at the second wavelength λb, based on the detection result of the reflectance specifying section 301a and the second photodetector 22b; , a third reflectance specifying unit 301c that specifies a third reflectance Rc, which is the reflectance of the target object At at the third wavelength λc, based on the detection result by the third photodetector 22c; and a first reflectance Ra. , a type identification unit 302 that identifies the type of the object At based on the second reflectance Rb and the third reflectance Rc.

この構成によると、互いに異なる複数の波長λa,λb,λcの各々における対象物Atの反射率Ra,Rb,Rcに基づいて対象物Atの種別を識別するので、対象物Atの種別を十分な確度で識別することができる。 According to this configuration, the type of the object At is identified based on the reflectances Ra, Rb, and Rc of the object At at each of a plurality of mutually different wavelengths λa, λb, and λc. Can be identified with accuracy.

また、上記の実施形態に係る検知装置100は、1以上の候補種別Ti(i=1,2,・・)の各々について、第1波長λaにおける該候補種別Tiの反射率Tiaと、第2波長λbにおける該候補種別Tiの反射率Tibと、第3波長λcにおける該候補種別Tiの反射率Ticと、を記述した反射率データDを記憶する記憶部(記憶装置34)、を備える。そして、種別識別部302が、第1波長λa、第2波長λb、および、第3波長λcの各々について、対象物Atの反射率Ra,Rb,Rcと候補種別Tの反射率Tia,Tib,Ticとを比較して、対象物Atが該候補種別Tであるか否かを判定する。 Furthermore, for each of one or more candidate types Ti (i=1, 2, . . . ), the detection device 100 according to the embodiment described above also determines the reflectance Tia of the candidate type Ti at the first wavelength λa and the second It includes a storage unit (storage device 34) that stores reflectance data D that describes the reflectance Tib of the candidate type Ti at the wavelength λb and the reflectance Tic of the candidate type Ti at the third wavelength λc. Then, the type identification unit 302 determines the reflectances Ra, Rb, Rc of the object At, the reflectances Tia, Tib, Tib, and Tic is compared to determine whether the target object At is of the candidate type T or not.

この構成によると、対象物Atの種別を簡易に識別することができる。例えば、候補種別Tiを、検知装置100の使用環境などに鑑みて識別する必要性が高いと想定される種別に絞っておくことで、対象物Atの種別の識別を必要十分な程度に行えるように担保しつつ、種別の識別に係る処理の負担を十分に低減することができる。 According to this configuration, the type of object At can be easily identified. For example, by narrowing down the candidate types Ti to types that are assumed to have a high need for identification in consideration of the usage environment of the detection device 100, etc., it is possible to identify the type of the target object At to a necessary and sufficient degree. It is possible to sufficiently reduce the burden of processing related to type identification while ensuring that

また、上記の実施形態に係る検知方法は、走査領域Aに光(光ビーム)を送信する送信工程(ステップS101)と、走査領域Aにある対象物Atで反射された光ビームを受信する受信工程(ステップS102)と、を備える。ここにおいて、送信工程が、第1波長λaから連続的に波長が変化する第1測定光ビームLaを生成するとともに、第1波長λaとは異なる第2波長λbから連続的に波長が変化する第2測定光ビームLbを生成し、これらとともに、第1波長λaおよび第2波長λbとは異なる第3波長λcから連続的に波長が変化する第3測定光ビームLcを生成する、測定光生成工程(ステップS1)と、第1測定光ビームLa、第2測定光ビームLb、および、第3測定光ビームLcを合流させて集合光ビームLとする合流工程(ステップS2)と、集合光ビームLを誘導して走査領域Aを走査させる光誘導工程(ステップS3)と、を備える。また、受信工程が、対象物Atで反射された集合光ビームLを分岐させる分岐工程(ステップS4)と、分岐された複数の集合光ビームLのうちの一つの集合光ビームL1を、第1測定光ビームLaに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出するとともに、分岐された複数の集合光ビームLのうちの別の一つの集合光ビームL2を、第2測定光ビームLbに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出し、これらとともに、分岐された複数の集合光ビームLのうちの別の一つの集合光ビームL3を、第3測定光ビームLcに相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出する、光検出工程(ステップS5)、を備える。 Further, the detection method according to the above embodiment includes a transmission step (step S101) of transmitting light (light beam) to the scanning area A, and a reception step of receiving the light beam reflected by the object At in the scanning area A. step (step S102). Here, the transmitting step generates a first measurement light beam La whose wavelength continuously changes from a first wavelength λa, and a first measurement light beam La whose wavelength continuously changes from a second wavelength λb different from the first wavelength λa. a measurement light generation step of generating two measurement light beams Lb and, together with these, a third measurement light beam Lc whose wavelength changes continuously from a third wavelength λc different from the first wavelength λa and the second wavelength λb; (Step S1), a merging step (Step S2) of merging the first measurement light beam La, the second measurement light beam Lb, and the third measurement light beam Lc into a collective light beam L; and a light guiding step (step S3) of guiding the light to scan the scanning area A. Further, the receiving step includes a branching step (step S4) of branching the collective light beam L reflected by the target object At, and a branching step (step S4) of branching the collective light beam L reflected by the target object At, and transmitting one collective light beam L1 of the plurality of branched collective light beams L to the first collective light beam L1. The frequency bands other than the frequency band corresponding to the measurement light beam La are attenuated and then detected, and another one of the plurality of branched collective light beams L, L2, is converted into a second measurement light beam Lb. Attenuating and detecting frequency bands other than the frequency band corresponding to A photodetection step (step S5) is provided, in which frequency bands other than the frequency band to be detected are attenuated and then detected.

この構成によると、波長域が互いに異なる複数の測定光ビームLa,Lb,Lcが走査領域Aを走査した反射光を並行して取得することができる。 According to this configuration, reflected light obtained by scanning the scanning area A with a plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc having different wavelength ranges can be acquired in parallel.

<6.変形例>
<6-1.第1変形例>
上記の実施形態に係る検知装置100は、光誘導部13が、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcを含む集合光ビームLを誘導して走査領域Aを走査させるものとしたが、必ずしも集合光ビームLで走査領域Aを走査させる必要はない。例えば、制御部3が、複数の測定光生成部11a,11b,11cのいずれかを選択して、該選択された測定光生成部のみに測定光ビームを生成させ、光誘導部13が、該生成された1種類の測定光ビームだけを誘導して走査領域Aを走査させするものとしてもよい。すなわち、光誘導部13は、複数の測定光ビームLa,Lb,Lcのいずれかを択一的に誘導して走査領域Aを走査させるものであってもよい。
<6. Modified example>
<6-1. First modification>
In the detection device 100 according to the above embodiment, the light guide section 13 guides the collective light beam L including the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc to scan the scanning area A. There is no need to scan the scanning area A with the light beam L. For example, the control section 3 selects one of the plurality of measurement light generation sections 11a, 11b, and 11c and causes only the selected measurement light generation section to generate the measurement light beam, and the light guide section 13 The scanning area A may be scanned by guiding only one type of generated measurement light beam. That is, the light guide section 13 may selectively guide any one of the plurality of measurement light beams La, Lb, and Lc to scan the scanning area A.

このように、送信部1が、それぞれが互いに異なる波長域の測定光ビームLa,Lb,Lcを生成する複数の測定光生成部11a,11b,11cを備える検知装置100においては、波長域が互いに異なる複数の測定光ビームLa,Lb,Lcが走査領域Aを走査した反射光を、択一的に取得することも可能である。したがって、例えば、検知装置100の使用環境、装置内状況、などの変化(例えば、天候の変化、故障の発生)に応じて、使用する測定光ビームLa,Lb,Lcを切り替えることで、該変化に柔軟に対応することができる。このように、物体を検知して該物体までの距離を測定するという基本機能の他に付加機能をもたせることが可能となり、さらなる高機能化が実現される。 In this way, in the detection device 100 in which the transmitting unit 1 includes a plurality of measurement light generation units 11a, 11b, and 11c that generate measurement light beams La, Lb, and Lc in different wavelength ranges, the wavelength ranges are mutually different. It is also possible to alternatively acquire reflected light obtained by scanning the scanning area A with a plurality of different measuring light beams La, Lb, and Lc. Therefore, for example, by switching the measurement light beams La, Lb, and Lc to be used according to changes in the usage environment of the detection device 100, the internal situation of the device, etc. (for example, changes in the weather, occurrence of a failure), the changes can be made. be able to respond flexibly. In this way, it is possible to provide additional functions in addition to the basic function of detecting an object and measuring the distance to the object, thereby achieving even higher functionality.

なお、この変形例においては、受信部2は1個の光検出器を備えるものとし、対象物Atで反射された測定光ビームがそのまま該1個の光検出器に入射されるような構成としてもよい。すなわち、受信部2において、分岐部21、第2光検出器22b、第3光検出器22c、および、各フィルタ23a,23b,23cを省略してもよい。 In this modification, the receiving section 2 is equipped with one photodetector, and is configured such that the measurement light beam reflected by the object At is directly incident on the one photodetector. Good too. That is, in the receiving section 2, the branching section 21, the second photodetector 22b, the third photodetector 22c, and each of the filters 23a, 23b, and 23c may be omitted.

<6-2.第2変形例>
上記の実施形態において、制御部3は、算出された測定データ、対象物Atの種別の識別結果、などを出力する出力部をさらに備えてもよい。出力部は、具体的には例えば、算出された測定データに基づいて、走査領域Aを表現した出力画像を生成し、該出力画像を表示部36に表示させるものであってもよい。このとき、出力部が、出力画像に現れる各物体(すなわち、対象物Atとして検知された物体)などを、その種別に応じて異なる態様で表示してもよい。具体的には例えば、各物体を、識別された種別ごとに色分けをして表示してもよいし、識別された種別ごとに異なる模様で表示してもよい。また例えば、特定の種別と識別された物体について、該物体を強調させるような態様(例えば、マークを付与する)で表示してもよい。
<6-2. Second modification>
In the above embodiment, the control unit 3 may further include an output unit that outputs the calculated measurement data, the identification result of the type of the target object At, and the like. Specifically, for example, the output unit may generate an output image representing the scanning area A based on the calculated measurement data, and display the output image on the display unit 36. At this time, the output unit may display each object appearing in the output image (that is, the object detected as the target object At) in a different manner depending on its type. Specifically, for example, each object may be displayed in different colors for each identified type, or may be displayed in a different pattern for each identified type. For example, an object identified as a specific type may be displayed in a manner that emphasizes the object (for example, by adding a mark).

<6-3.第3変形例>
上記の実施形態に係る送信部1は、互いに異なる波長域の測定光ビームを生成する測定光生成部11a,11b,11cを、3個備えるものであったが、送信部1は、互いに異なる波長域の測定光ビームを生成する測定光生成部を、2個、あるいは、4個以上、備えるものであってもよい。
<6-3. Third modification>
The transmitter 1 according to the embodiment described above includes three measurement light generators 11a, 11b, and 11c that generate measurement light beams in different wavelength ranges. It may be provided with two, or four or more measurement light generation units that generate measurement light beams in the area.

また、送信部1が、互いに異なる波長域の測定光ビームを生成する測定光生成部を、N個(「N」は、2以上の整数)備える場合に、種別識別部302は、該N個の測定光生成部で生成されるN個の測定光ビームのうち、M個(「M」は、2以上かつN以下の任意の整数)の測定光ビームの検出結果から特定されるM個の反射率を用いて(すなわち、互いに異なるM個の波長における対象物Atの反射率を用いて)、対象物Atの種別の識別を行うことができる。少なくとも2個の反射率を用いて識別を行うことで、識別の確度を十分に担保することができ、使用する反射率の個数が増加するにつれて、識別の確度がさらに高まる。逆に、使用する反射率の個数が減るにつれて、識別に係る処理の負担が小さくなる。 Further, when the transmitting unit 1 includes N measurement light generation units (“N” is an integer of 2 or more) that generate measurement light beams in different wavelength ranges, the type identification unit 302 identifies the N measurement light generation units. Among the N measurement light beams generated by the measurement light generation section of The type of the object At can be identified using the reflectance (that is, using the reflectance of the object At at M different wavelengths). By performing identification using at least two reflectances, it is possible to sufficiently ensure the accuracy of identification, and as the number of reflectances used increases, the accuracy of identification further increases. Conversely, as the number of reflectances used decreases, the processing burden associated with identification becomes smaller.

<6-4.第4変形例>
上記の実施形態に係る送信部1において、光誘導部13は、光ビームを誘導できる様々な構成を用いて実現することができる。例えば、光誘導部13は、直交する2個の軸のそれぞれの周りで回動できるように構成されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを含むものであってもよい。また、光誘導部13は、グレーティングライトバルブ5以外の各種の空間位相変調素子131を含むものであってもよく、例えば平面ライトバルブ(PLV:Planar Light Valve)を含んで構成されてもよい。平面ライトバルブは、具体的には例えば、複数の格子要素(例えば、平面視にて円形状の格子要素)が、基板上にマトリクス状に配列されて設けられた構成を備えており、該複数の格子要素の各々を基板に対して変位させることで、入射した光ビームの位相を変調して該光ビームを誘導するものである。
<6-4. Fourth modification>
In the transmitting unit 1 according to the embodiment described above, the light guiding unit 13 can be realized using various configurations that can guide a light beam. For example, the light guiding section 13 may include a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror configured to be rotatable around two orthogonal axes. Further, the light guide section 13 may include various types of spatial phase modulation elements 131 other than the grating light valve 5, and may include, for example, a planar light valve (PLV). Specifically, the planar light valve has, for example, a configuration in which a plurality of lattice elements (for example, circular lattice elements in a plan view) are arranged in a matrix on a substrate, and the plurality of lattice elements are arranged in a matrix on a substrate. By displacing each of the grating elements relative to the substrate, the phase of the incident light beam is modulated and the light beam is guided.

ただし、連続的に波長が変化する光ビーム(すなわち、波長掃引される光ビーム)を、MEMSミラーを用いて誘導する場合、光ビームの波長が変化される間もMEMSミラーが動き続けることで、走査領域Aに投射される光ビームの波形が崩れる、光ビームを誘導する方向(走査角度)がずれる、などといった事態が生じる虞がある。これに対し、連続的に波長が変化する光ビームを、グレーティングライトバルブ5、平面ライトバルブなどといった空間位相変調素子131を用いて誘導する場合、例えば、1周期分の波長掃引が実行されている間は、光ビームの走査角度が変化しないように、空間位相変調素子131の格子要素(グレーティングライトバルブ5の場合はリボン52)を静止させ、1周期分の波長掃引が終了して次の1周期分の波長掃引が開始されるタイミングで、格子要素の変位態様を変更する(すなわち、走査角度を変更する)ことができる。したがって、上記のような事態が生じにくい。つまり、光誘導部13が空間位相変調素子131を備えるものとすることで、連続的に波長が連続的に変化する測定光ビームLa,Lb,Lcを、走査領域Aに適切に誘導することができる。また、空間位相変調素子131では、格子要素を高速で動作させることができる(例えばグレーティングライトバルブ5の場合、リボン52を100kHz以上の高速で動作させることができる)。したがって、格子要素の変位態様を瞬時に変更することが可能であり、これによって、測定光ビームLa,Lb,Lcを走査領域Aに適切に誘導しつつも、走査領域Aの走査に要する時間を十分な短時間に抑えることが可能となる。以上の理由から、測定光ビームLa,Lb,Lcとして、連続的に波長が変化する光ビームが用いられる場合には、光誘導部13は空間位相変調素子131を含んで構成されることが特に好ましい。 However, when guiding a light beam whose wavelength changes continuously (i.e., a wavelength-swept light beam) using a MEMS mirror, the MEMS mirror continues to move while the wavelength of the light beam is changed. There is a possibility that the waveform of the light beam projected onto the scanning area A may be distorted or the direction (scanning angle) in which the light beam is guided may be shifted. On the other hand, when guiding a light beam whose wavelength changes continuously using a spatial phase modulation element 131 such as a grating light valve 5 or a plane light valve, for example, one period of wavelength sweeping is performed. During this period, the grating element (ribbon 52 in the case of the grating light valve 5) of the spatial phase modulation element 131 is kept stationary so that the scanning angle of the light beam does not change. The displacement mode of the grating element can be changed (that is, the scanning angle can be changed) at the timing when the periodic wavelength sweep is started. Therefore, the above situation is unlikely to occur. In other words, by providing the light guide section 13 with the spatial phase modulation element 131, it is possible to appropriately guide the measurement light beams La, Lb, and Lc whose wavelengths continuously change into the scanning area A. can. Furthermore, in the spatial phase modulation element 131, the grating element can be operated at high speed (for example, in the case of the grating light valve 5, the ribbon 52 can be operated at a high speed of 100 kHz or more). Therefore, it is possible to change the displacement mode of the grating elements instantaneously, thereby reducing the time required to scan the scanning area A while appropriately guiding the measurement light beams La, Lb, and Lc to the scanning area A. It becomes possible to suppress the time to a sufficiently short time. For the above reasons, when a light beam whose wavelength changes continuously is used as the measurement light beams La, Lb, and Lc, it is particularly preferable that the light guide section 13 is configured to include the spatial phase modulation element 131. preferable.

<6-5.第5変形例>
上記の実施形態では、反射率データDにおいて、各候補種別Tiについて各波長λa,λb,λcの反射率Tia,Tib,Ticがテーブル形式で記述されていたが、反射率データDはこのような構成に限られるものではない。例えば、反射率データDとして、各候補種別Tiの反射率特性を表す関数を保持しておき、これを用いて、各波長λa,λb,λcの反射率Tia,Tib,Ticを特定するものとしてもよい。このような構成であれば、測定光ビームの波長としてどのようなものが採用されても、その波長における各候補種別Tiの反射率を特定することができる。
<6-5. Fifth modification>
In the above embodiment, in the reflectance data D, the reflectances Tia, Tib, and Tic of each wavelength λa, λb, and λc are described for each candidate type Ti in a table format. It is not limited to the configuration. For example, assume that a function representing the reflectance characteristics of each candidate type Ti is held as the reflectance data D, and this is used to specify the reflectance Tia, Tib, and Tic of each wavelength λa, λb, and λc. Good too. With such a configuration, no matter what wavelength is adopted as the measurement light beam, it is possible to specify the reflectance of each candidate type Ti at that wavelength.

<6-6.他の変形例>
上記の実施形態に係る検知装置100の光学的な構成はあくまで例示であり、これは適宜に変更することができる。
<6-6. Other variations>
The optical configuration of the detection device 100 according to the above embodiment is merely an example, and can be changed as appropriate.

例えば、送信部1の投影光学系は、空間位相変調素子131による集合光ビームLの反射角を大きくして、集合光ビームLの誘導範囲(走査角度の範囲)を広げる機能を備えるものであってもよい。この機能は、例えば上記の実施形態のように集合光ビームLを走査領域Aよりも前の位置で結像することによって実現することができる他、複数のレンズの組み合わせによって実現することもできる。 For example, the projection optical system of the transmitter 1 has a function of increasing the reflection angle of the collective light beam L by the spatial phase modulation element 131 to widen the guiding range (scanning angle range) of the collective light beam L. It's okay. This function can be realized, for example, by focusing the collective light beam L at a position in front of the scanning area A as in the above embodiment, or it can also be realized by a combination of a plurality of lenses.

また、送信部1において、偏光ビームスプリッタおよび1/4波長板をさらに設けてもよい。具体的には例えば、レンズ103から射出された集合光ビームLを、偏光ビームスプリッタによって直角に曲げて、1/4波長板を通過させた上で、空間位相変調素子131に入射させ、さらに、空間位相変調素子131で反射された集合光ビームLを、再び1/4波長板を通過させた上で、偏光ビームスプリッタに入射させるような構成としてもよい。この場合、集合光ビームLは、1回目の1/4波長板の通過に伴って1/4波長回転してから、空間位相変調素子131に入射してここで反射された後、2回目の1/4波長板の通過に伴ってさらに1/4波長回転してから、偏光ビームスプリッタに入射する。ここで偏光ビームスプリッタに入射した集合光ビームLは、2回の1/4波長板の通過によって1/2波長回転しているため、偏光ビームスプリッタを通過して、投影光学系に向かうことになる。 Furthermore, the transmitter 1 may further include a polarizing beam splitter and a quarter wavelength plate. Specifically, for example, the collective light beam L emitted from the lens 103 is bent at right angles by a polarizing beam splitter, passed through a quarter-wave plate, and then made incident on the spatial phase modulation element 131, and further, A configuration may also be adopted in which the collective light beam L reflected by the spatial phase modulation element 131 is made to pass through the quarter-wave plate again and then enter the polarizing beam splitter. In this case, the collective light beam L is rotated by 1/4 wavelength as it passes through the 1/4 wavelength plate the first time, and then enters the spatial phase modulation element 131 and is reflected there. The light is further rotated by a quarter wavelength as it passes through the quarter wavelength plate, and then enters the polarizing beam splitter. Here, the collective light beam L incident on the polarizing beam splitter is rotated by 1/2 wavelength by passing through the 1/4 wavelength plate twice, so it passes through the polarizing beam splitter and heads toward the projection optical system. Become.

また、受信部2の各光検出器22a,22b,22cは、例えば、フォトディテクタ221が2次元に配列された2次元フォトディテクタアレイを含んで構成されてもよい。 Further, each of the photodetectors 22a, 22b, and 22c of the receiving section 2 may include, for example, a two-dimensional photodetector array in which photodetectors 221 are arranged two-dimensionally.

また、受信部2において、例えば各フィルタ23a,23b,23cと各光検出器22a,22b,22cとの間に、複数のマイクロレンズが1次元に配列されたマイクロレンズアレイを、各マイクロレンズが各フォトディテクタ221と対応するように設けて、各マイクロレンズが、ここに入射した各測定光ビームLa,Lb,Lcを、対応する各フォトディテクタ221に結像するような構成としてもよい。 Further, in the receiving section 2, for example, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged one-dimensionally is placed between each filter 23a, 23b, 23c and each photodetector 22a, 22b, 22c. It may also be configured such that each microlens is provided in correspondence with each photodetector 221, and each microlens images each of the measurement light beams La, Lb, and Lc incident thereon on each corresponding photodetector 221.

また、受信部2において、例えば各フィルタ23a,23b,23cと各光検出器22a,22b,22cとの間(マイクロレンズが設けられる場合には、マイクロレンズと各光検出器22a,22b,22cとの間)に、複数の光合成素子が1次元に配列された光合成素子アレイを、各光合成素子が各フォトディテクタ221と対応するように設けるとともに、各光合成素子に、ここに入射する各測定光ビームLa,Lb,Lcと対応する基準光ビームL0a,L0b,L0cが入射するようにしてもよい。このような構成においては、各測定光ビームLa,Lb,Lcと、これに対応する各基準光ビームL0a,L0b,L0cとが、各光合成素子で重ね合わされて、各フォトディテクタ221に入射する。したがって、各光検出器22a,22b,22cの各フォトディテクタ221では、各測定光ビームLa,Lb,Lcと対応する基準光ビームL0a,L0b,L0cとの合成波が検出されることになる。 In the receiving section 2, for example, between each filter 23a, 23b, 23c and each photodetector 22a, 22b, 22c (if a microlens is provided, the microlens and each photodetector 22a, 22b, 22c (between the Reference light beams L0a, L0b, and L0c corresponding to La, Lb, and Lc may be incident. In such a configuration, each measurement light beam La, Lb, Lc and each corresponding reference light beam L0a, L0b, L0c are superimposed by each light combining element and enter each photodetector 221. Therefore, each photodetector 221 of each photodetector 22a, 22b, 22c detects a composite wave of each measurement light beam La, Lb, Lc and the corresponding reference light beam L0a, L0b, L0c.

上記の実施形態に係る検知装置100の制御部3の機能および動作はあくまで例示であり、これは適宜に変更することができる。 The functions and operations of the control unit 3 of the detection device 100 according to the embodiment described above are merely examples, and can be changed as appropriate.

例えば、上記の実施形態において、制御部3が取得する測定データは、対象物Atまでの距離、および、対象物Atの位置の一方であってもよいし、それ以外の各種のデータ(例えば、対象物Atの速度)が測定データとして取得されてもよい。また、制御部3が測定データを取得する方式は、必ずしもFMCW方式である必要はなく、例えば、ToF(Time of Flight)方式、AMCW方式、などであってもよい。 For example, in the above embodiment, the measurement data acquired by the control unit 3 may be one of the distance to the object At and the position of the object At, or various other data (for example, velocity of the target object At) may be acquired as the measurement data. Furthermore, the method by which the control unit 3 acquires the measurement data does not necessarily have to be the FMCW method, and may be, for example, the ToF (Time of Flight) method, the AMCW method, or the like.

以上のように、検知装置100および検知方法は詳細に説明されたが、上記の説明は、全ての局面において、例示であって、これらがそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。また、上記の実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り、適宜に組み合わせたり、省略したりすることができる。 As mentioned above, although the detection device 100 and the detection method have been explained in detail, the above explanation is an example in all aspects, and is not limited thereto. It is understood that countless variations not illustrated can be envisioned without departing from the scope of this disclosure. Furthermore, the configurations described in the above embodiment and each modification can be appropriately combined or omitted as long as they do not contradict each other.

100 検知装置
1 送信部
11a 第1測定光生成部
11b 第2測定光生成部
11c 第3測定光生成部
12 合流部
13 光誘導部
131 空間位相変調素子
2 受信部
21 分岐部
22a 第1光検出器
22b 第2光検出器
22c 第3光検出器
23a 第1フィルタ
23b 第2フィルタ
23c 第3フィルタ
3 制御部
301a 第1反射率特定部
301b 第2反射率特定部
301c 第3反射率特定部
302 種別識別部
D 反射率データ
La 第1測定光(光ビーム)
Lb 第2測定光(光ビーム)
Lc 第3測定光(光ビーム)
L,L1,L2,L3 集合光(光ビーム)
100 Detection device 1 Transmission section 11a First measurement light generation section 11b Second measurement light generation section 11c Third measurement light generation section 12 Merging section 13 Light guiding section 131 Spatial phase modulation element 2 Receiving section 21 Branching section 22a First light detection 22b 2nd photodetector 22c 3rd photodetector 23a 1st filter 23b 2nd filter 23c 3rd filter 3 Control section 301a 1st reflectance specifying section 301b 2nd reflectance specifying section 301c 3rd reflectance specifying section 302 Type identification part D Reflectance data La 1st measurement light (light beam)
Lb Second measurement light (light beam)
Lc Third measurement light (light beam)
L, L1, L2, L3 Collective light (light beam)

Claims (6)

走査領域に光を送信する送信部と、
前記走査領域にある対象物で反射された光を受信する受信部と、
を備え、
前記送信部が、
第1波長から連続的に波長が変化する第1測定光を生成する第1測定光生成部と、
前記第1波長とは異なる第2波長から連続的に波長が変化する第2測定光を生成する第2測定光生成部と、
前記第1測定光および前記第2測定光の少なくとも一方を含む光を誘導して前記走査領域を走査させる光誘導部と、
を備える、検知装置。
a transmitter that transmits light to a scanning area;
a receiving unit that receives light reflected by an object in the scanning area;
Equipped with
The transmitter includes:
a first measurement light generation unit that generates a first measurement light whose wavelength changes continuously from the first wavelength;
a second measurement light generation unit that generates a second measurement light whose wavelength changes continuously from a second wavelength different from the first wavelength;
a light guide unit that guides light including at least one of the first measurement light and the second measurement light to scan the scanning area;
A detection device comprising:
請求項1に記載の検知装置であって、
前記送信部が、
前記第1測定光および前記第2測定光を合流させて集合光として、前記集合光を前記光誘導部に入射させる、合流部、
を備え、
前記受信部が、
前記対象物で反射された前記集合光を分岐させる分岐部と、
分岐された複数の集合光のうちの一つの集合光の光路上に配置され、前記第1測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、前記第1測定光に相当する周波数帯を通過させる、第1フィルタと、
分岐された前記複数の集合光のうちの別の一つの集合光の光路上に配置され、前記第2測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させるとともに、前記第2測定光に相当する周波数帯を通過させる、第2フィルタと、
前記第1フィルタを通過した光を検出する第1光検出器と、
前記第2フィルタを通過した光を検出する第2光検出器と、
を備える、検知装置。
The detection device according to claim 1,
The transmitter includes:
a merging section that merges the first measurement light and the second measurement light to form a collective light, and causes the collective light to enter the light guiding section;
Equipped with
The receiving section,
a branching part that branches the collective light reflected by the target object;
A frequency band that is disposed on the optical path of one of the plurality of branched collective lights, attenuates frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light, and also attenuates frequency bands corresponding to the first measurement light. a first filter that passes through the
Disposed on the optical path of another one of the plurality of branched collective lights, attenuating frequency bands other than the frequency band corresponding to the second measurement light, and corresponding to the second measurement light. a second filter that passes the frequency band;
a first photodetector that detects the light that has passed through the first filter;
a second photodetector that detects the light that has passed through the second filter;
A detection device comprising:
請求項2に記載の検知装置であって、
前記第1光検出器での検出結果に基づいて、前記第1波長における前記対象物の反射率である第1反射率を特定する第1反射率特定部と、
前記第2光検出器での検出結果に基づいて、前記第2波長における前記対象物の反射率である第2反射率を特定する第2反射率特定部と、
前記第1反射率および前記第2反射率に基づいて、前記対象物の種別を識別する種別識別部と、
を備える、検知装置。
The detection device according to claim 2,
a first reflectance identifying unit that identifies a first reflectance that is a reflectance of the object at the first wavelength based on a detection result by the first photodetector;
a second reflectance identifying unit that identifies a second reflectance that is a reflectance of the object at the second wavelength based on a detection result by the second photodetector;
a type identification unit that identifies the type of the object based on the first reflectance and the second reflectance;
A detection device comprising:
請求項3に記載の検知装置であって、
1以上の候補種別の各々について、前記第1波長における該候補種別の反射率と、前記第2波長における該候補種別の反射率と、を記述した反射率データを記憶する記憶部、
を備え、
前記種別識別部が、
前記第1波長および前記第2波長の各々について、前記対象物の反射率と前記候補種別の反射率とを比較して、前記対象物が該候補種別であるか否かを判定する、
検知装置。
4. The detection device according to claim 3,
a storage unit that stores reflectance data describing, for each of the one or more candidate types, the reflectance of the candidate type at the first wavelength and the reflectance of the candidate type at the second wavelength;
Equipped with
The type identification section,
comparing the reflectance of the object and the reflectance of the candidate type for each of the first wavelength and the second wavelength to determine whether the object is of the candidate type;
Detection device.
請求項1から4のいずれかに記載の検知装置であって、
前記光誘導部が、
複数の格子要素を有し、該複数の格子要素の各々を変位させることで入射した光の位相を変調して該光を誘導する、空間位相変調素子、
を備える、検知装置。
The detection device according to any one of claims 1 to 4,
The light guide section is
a spatial phase modulation element that has a plurality of grating elements and modulates the phase of incident light by displacing each of the plurality of grating elements to guide the light;
A detection device comprising:
走査領域に光を送信する送信工程と、
前記走査領域にある対象物で反射された光を受信する受信工程と、
を備え、
前記送信工程が、
第1波長から連続的に波長が変化する第1測定光を生成するとともに、前記第1波長とは異なる第2波長から連続的に波長が変化する第2測定光を生成する、測定光生成工程と、
前記第1測定光および前記第2測定光を合流させて集合光とする合流工程と、
前記集合光を誘導して前記走査領域を走査させる光誘導工程と、
を備え、
前記受信工程が、
前記対象物で反射された前記集合光を分岐させる分岐工程と、
分岐された複数の集合光のうちの一つの集合光を、前記第1測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出するとともに、分岐された複数の集合光のうちの別の一つの集合光を、前記第2測定光に相当する周波数帯以外の周波数帯を減衰させてから検出する、光検出工程と、
を備える、検知方法。
a transmitting step of transmitting light to the scanning area;
a receiving step of receiving light reflected by an object in the scanning area;
Equipped with
The sending step includes:
A measurement light generation step of generating first measurement light whose wavelength changes continuously from a first wavelength, and generating second measurement light whose wavelength changes continuously from a second wavelength different from the first wavelength. and,
a merging step of merging the first measurement light and the second measurement light into collective light;
a light guiding step of guiding the collective light to scan the scanning area;
Equipped with
The receiving step includes:
a branching step of branching the collective light reflected by the target object;
One of the plurality of branched aggregated lights is detected after attenuating frequency bands other than the frequency band corresponding to the first measurement light, and another of the plurality of branched aggregated lights is detected. a light detection step of detecting one collective light after attenuating frequency bands other than the frequency band corresponding to the second measurement light;
A detection method comprising:
JP2022073195A 2022-04-27 2022-04-27 Detection device and detection method Pending JP2023162680A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022073195A JP2023162680A (en) 2022-04-27 2022-04-27 Detection device and detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022073195A JP2023162680A (en) 2022-04-27 2022-04-27 Detection device and detection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023162680A true JP2023162680A (en) 2023-11-09

Family

ID=88651104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022073195A Pending JP2023162680A (en) 2022-04-27 2022-04-27 Detection device and detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023162680A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10838047B2 (en) Systems and methods for LIDAR scanning of an environment over a sweep of wavelengths
US11162789B2 (en) Estimation of spatial profile of environment
JP6640149B2 (en) Electromagnetic wave detection device and information acquisition system
JP5394317B2 (en) Rotationally symmetric aspherical shape measuring device
KR101511344B1 (en) Position detector and light deflection apparatus
JP6588836B2 (en) Optical position measuring device
US8947674B2 (en) Surface profile measuring apparatus and method
JP6942333B2 (en) Light deflection device and rider device
US9297745B2 (en) Shape measuring apparatus, and method of manufacturing article
JP2023162680A (en) Detection device and detection method
JP2023145783A (en) Projection device, projection/projection reception device, and ranging device
US11092427B2 (en) Metrology and profilometry using light field generator
WO2021235185A1 (en) Optical scanner, object recognition device, and optical scanning method
WO2020105419A1 (en) Electromagnetic wave detection device and information acquisition system
JP7194709B2 (en) rangefinder
US6276800B1 (en) System for modeling a wavefront using sheared phase shifts
US11686570B2 (en) Displacement sensor and profile measurement apparatus
US20220334260A1 (en) Systems and methods for lidar sensing
JP7432989B2 (en) Light projecting device, projecting/receiving device, and distance measuring device
JP2020067310A (en) Light emitting/receiving device and ranging device
WO2019220974A1 (en) Electromagnetic wave detection device and information acquisition system
JPH10318909A (en) Particle measuring device and laser doppler current meter
JPH05332741A (en) Surface form measuring device
JP2021033146A (en) Light reflection device
JP2020073894A (en) Electromagnetic wave detection device and information acquisition system