CN111527740B - 电磁波检测装置 - Google Patents

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Abstract

电磁波检测装置(10)具有第一成像部(15)、行进部(18)、第二成像部(19)、以及第一检测部(20)。在行进部(18)沿着基准面(ss)配置有多个像素(px)。行进部(18)使从第一成像部(15)入射至基准面(ss)的电磁波沿第一方向(d1)行进。第一检测部(20)对从第二成像部(19)入射的电磁波进行检测。电磁波检测装置(10)至少满足如下配置中的至少一方：基准面(ss)以及第一检测部(20)的检测面各自的延长面交叉，第二成像部(19)的主轴与基准面(ss)以及第一检测部(20)的检测面交叉的配置；以及与行进部(18)的间隔被确定且以基准面(ss)为成像面的所述第一成像部(15)的物体面(vp)和基准面(ss)各自的延长面交叉，第一成像部(15)的主轴与基准面(ss)交叉的配置。

Description

电磁波检测装置
相关申请的相互参照
本申请主张2018年1月26日在日本申请的日本特愿2018-11881的优先权，并将该在先申请的公开全部内容引入本申请用于参照。
技术领域
本发明涉及一种电磁波检测装置以及信息获取系统。
背景技术
已知有具备如DMD(Digital Micro mirror Device：数字微镜器件)那样的对入射至每个像素的电磁波的行进方向进行切换的元件的装置。例如，已知有一种装置，该装置使物体的像暂时一次成像在DMD表面，再将在该 DMD表面上一次成像的像进一步通过透镜而在CCD表面上二次成像(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利3507865号公报
发明内容
为了解决上述的各个课题，第一技术方案的电磁波检测装置，
包括：
具有：
第一成像部，对入射的电磁波进行成像；
行进部，沿着基准面配置有多个像素，针对所述每个像素使从所述第一成像部向所述基准面入射的电磁波沿第一方向行进；
第二成像部，对沿所述第一方向行进的电磁波进行成像；以及
第一检测部，对从所述第二成像部入射的电磁波进行检测，
所述电磁波检测装置至少满足如下配置的至少一方：
所述基准面以及所述第一检测部的检测面各自的延长面交叉，所述第二成像部的主轴通过所述基准面以及所述第一检测部的检测面的配置；以及
与所述行进部的间隔被确定且以所述基准面为成像面的所述第一成像部的物体面和所述基准面各自的延长面交叉，所述第一成像部的主轴通过所述基准面的配置。
另外，第二技术方案的电磁波检测装置，
具有：
第一成像部，对入射的电磁波进行成像；
行进部，沿着基准面配置有多个像素，针对所述每个像素使从所述第一成像部向所述基准面入射的电磁波沿第一方向行进；
第二成像部，对沿所述第一方向行进的电磁波进行成像；以及
第一检测部，对从所述第二成像部入射的电磁波进行检测，
所述电磁波检测装置至少满足如下配置中的至少一方：
所述基准面中的基于所述第一成像部所成的像的基于所述第二成像部所成的主轴附近的像包含于所述第一检测部的检测面的配置；以及
所述第一成像部的主轴所通过的对象物的基于所述第一成像部所成的主轴附近的像包含于所述基准面的配置。
另外，第三技术方案的信息获取系统，
包括：
电磁波检测装置，具有：第一成像部，对入射的电磁波进行成像；行进部，沿着基准面配置有多个像素，针对所述每个像素使从所述第一成像部向所述基准面入射的电磁波沿第一方向行进；第二成像部，对沿所述第一方向行进的电磁波进行成像；以及第一检测部，对从所述第二成像部入射的电磁波进行检测，所述电磁波检测装置至少满足如下配置的至少一方：所述基准面以及所述第一检测部的检测面各自的延长面交叉，所述第二成像部的主轴通过所述基准面以及所述第一检测部的检测面的配置；以及与所述行进部的间隔被确定且以所述基准面为成像面的所述第一成像部的物体面和所述基准面各自的延长面交叉，所述第一成像部的主轴通过所述基准面的配置；以及
控制装置，基于由所述第一检测部检测出的电磁波，获取与所述电磁波检测装置的周围相关的信息。
另外，第四技术方案的信息获取系统，
包括：
电磁波检测装置，具有：第一成像部，对入射的电磁波进行成像；行进部，沿着基准面配置有多个像素，针对所述每个像素使从所述第一成像部向所述基准面入射的电磁波沿第一方向行进；第二成像部，对沿所述第一方向行进的电磁波进行成像；第一检测部，对从所述第二成像部入射的电磁波进行检测；第三成像部，对沿所述第二方向行进的电磁波进行成像；以及第二检测部，对从所述第三成像部入射的电磁波进行检测，所述电磁波检测装置至少满足如下配置中的至少一方：所述基准面以及所述第一检测部的检测面各自的延长面交叉，所述第二成像部的主轴通过所述基准面以及所述第一检测部的检测面的配置；以及与所述行进部的间隔被确定且以所述基准面为成像面的所述第一成像部的物体面与所述基准面各自的延长面交叉，所述第一成像部的主轴通过所述基准面的配置；以及
控制装置，基于由所述第二检测部检测出的电磁波，获取与所述电磁波检测装置的周围相关的信息。
另外，第五技术方案的信息获取系统，
包括：
电磁波检测装置，具有：第一成像部，对入射的电磁波进行成像；行进部，沿着基准面配置有多个像素，针对所述每个像素使从所述第一成像部向所述基准面入射的电磁波沿第一方向行进；第二成像部，对沿所述第一方向行进的电磁波进行成像；第一检测部，对从所述第二成像部入射的电磁波进行检测；以及第三检测部，对沿所述第三方向行进的电磁波进行检测，所述电磁波检测装置至少满足如下配置中的至少一方：所述基准面以及所述第一检测部的检测面各自的延长面交叉，所述第二成像部的主轴通过所述基准面以及所述第一检测部的检测面的配置；以及与所述行进部的间隔被确定且以所述基准面为成像面的所述第一成像部的物体面与所述基准面各自的延长面交叉，所述第一成像部的主轴通过所述基准面的配置；以及
控制装置，基于由所述第三检测部检测出的电磁波，获取与所述电磁波检测装置的周围相关的信息。
附图说明
图1是表示在一次成像光学系统的主面、行进部的基准面、二次成像光学系统的主面、以及检测部的检测面平行的电磁波检测装置中，在检测面上成像的图像的二次成像光学系统的视角范围的图。
图2是表示包括第一实施方式的电磁波检测装置的信息获取系统的概略结构的结构图。
图3是表示图2的电磁波检测装置的概略结构的结构图。
图4是表示用于说明照射部、第二检测部、以及控制部所构成的测距传感器的测距的原理的电磁波的放射时刻与检测时刻的时序图。
图5是表示在图2的电磁波检测装置中，在第一检测面上成像的图像的第二成像部的视角范围的图。
图6是表示第二实施方式的电磁波检测装置的概略结构的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的电磁波检测装置的实施方式进行说明。如图1所示，在将使电磁波在行进部18’的基准面成像的一次成像光学系统15’的主面、行进部18’的基准面、二次成像光学系统19’的主面、以及检测部20’的检测面全部平行地配置的结构中，有时将二次成像光学系统19’的视角范围中远离主轴的视角范围用于检测。一般而言，在远离成像系统的主轴的视角范围内，与主轴附近相比分辨率更低。因此，应用了本发明的电磁波检测装置通过构成为能够将二次成像光学系统19’的主轴附近的电磁波的像用于检测，从而能够提高电磁波的像的分辨率。以下，主轴附近是指在成像光学系统的成像面上以该成像光学系统的主轴为中心的规定范围内的区域。规定的范围能够根据所要求的分辨率来设定。
如图2所示，包括本发明的第一实施方式的电磁波检测装置10的信息获取系统11构成为包括电磁波检测装置10、照射部12、反射部13、以及控制装置14。
在之后的图中，连结各功能块的虚线表示控制信号或者通信的信息的流动。虚线所示的通信可以是有线通信，也可以是无线通信。另外，从各功能块突出的实线表示波束状的电磁波。
如图3所示，电磁波检测装置10具有第一成像部15、分离部16、行进部18、第二成像部19、第一检测部20、第三成像部21、第二检测部22、以及第三检测部17。
第一成像部15在与形成于电磁波检测装置10的框体的开口ap相对的位置，以开口ap的轴与主轴平行的方式配置。此外，在由镜筒等筒画定开口ap的结构中，开口ap的轴是筒的轴，在形成于框体本身的结构中，开口 ap的轴是与该开口ap周围的框体的壁面垂直且通过开口ap的中心的线。
第一成像部15例如包括透镜和反光镜中的至少一方。第一成像部15使从作为被拍摄体的对象ob入射的电磁波的像成像。第一成像部15也可以是反焦型的透镜系统。
分离部16设置在第一成像部15与一次成像位置之间，所述一次成像位置是第一成像部15对对象ob进行一次成像的成像位置。分离部16使从第一成像部15入射的电磁波以向朝向行进部18的行进部方向da以及朝向第三检测部17的第三方向d3行进的方式分离。分离部16也可以使入射的电磁波中的第一频率的电磁波以向行进部方向da行进的方式分离，使第二频率的电磁波以向第三方向d3行进的方式分离。
分离部16通过反射、分离、以及折射中的至少一种，使入射的电磁波以向第三方向d3以及行进部方向da行进的方式分离。在第一实施方式中，分离部16例如使入射的电磁波的一部分向第三方向d3反射，使电磁波的另一部分向行进部方向da透过。另外，例如，分离部16也可以使入射的电磁波的一部分向第三方向d3透过，使电磁波的另一部分向行进部方向da反射。另外，例如，分离部16也可以使入射的电磁波的一部分向第三方向d3折射，使电磁波的另一部分向行进部方向da透过。另外，例如，分离部16也可以使入射的电磁波的一部分向第三方向d3透过，使电磁波的另一部分向行进部方向da折射。另外，例如，分离部16也可以使入射的电磁波的一部分向第三方向d3折射，使电磁波的另一部分向行进部方向da折射。
分离部16例如可以包括半反光镜、分束器、分色镜、冷镜、热镜、超表面、偏转元件、以及棱镜等中的至少一种。
行进部18设置在从分离部16沿行进部方向da行进的电磁波的路径上。而且，行进部18设置在行进部方向da上的第一成像部15对对象ob进行一次成像的一次成像位置或该一次成像位置附近。
在第一实施方式中，行进部18设置在该一次成像位置。行进部18具有供通过了第一成像部15以及分离部16的电磁波入射的基准面ss。基准面ss 由沿着二维状地配置的多个像素px构成。基准面ss是在后述的第一状态以及第二状态中的至少一种状态下使电磁波产生例如反射以及透过等作用的面。基准面ss也可以与从分离部16向行进部方向da行进的电磁波的中心轴垂直。
行进部18能够针对每个像素px，在使入射至基准面ss的电磁波沿第一方向d1行进的第一状态和沿第二方向d2行进的第二状态之间进行切换。在第一实施方式中，第一状态是将入射至基准面ss的电磁波向第一方向d1反射的第一反射状态。另外，第二状态是将入射至基准面ss的电磁波向第二方向d2反射的第二反射状态。
在第一实施方式中，更具体而言，行进部18的每个像素px包括反射电磁波的反射面。行进部18通过变更每个像素px的反射面的朝向，从而使每个像素px在第一反射状态和第二反射状态之间切换。
在第一实施方式中，行进部18包括例如DMD(Digital Micro mirror Device：数字微镜器件)。DMD通过驱动构成基准面ss的微小的反射面，从而能够将每个像素px的该反射面切换为相对于基准面ss倾斜+12°以及 -12°的任一倾斜状态。此外，基准面ss与DMD中的载置微小的反射面的基板的板面平行。
行进部18基于后述的控制装置14的控制，针对每个像素px切换第一状态以及第二状态。例如，行进部18能够同时地通过将一部分的像素px切换为第一状态而使入射至该像素px的电磁波沿第一方向d1行进，通过将另一部分的像素px切换为第二状态而使入射至该像素px的电磁波沿第二方向 d2行进。
第二成像部19设置在从行进部18沿第一方向d1行进的路径上。第二成像部19例如包括透镜以及反光镜中的至少一方。另外，第二成像部19以主面相对于行进部18的基准面ss倾斜的方式配置。另外，第二成像部19可以以主轴通过行进部18的基准面ss的范围内的方式配置。而且，第二成像部19也可以以主轴通过基准面ss的中心即中央的像素px的方式配置。第二成像部19使作为在行进部18中切换了行进方向的电磁波的对象ob的像成像。
第一检测部20配置在通过行进部18沿第一方向d1行进之后经由第二成像部19而行进的电磁波的路径上。第一检测部20配置在形成于行进部18 的基准面ss的电磁波的像的基于第二成像部19的二次成像位置或二次成像位置附近。另外，第一检测部20以检测面相对于基准面ss倾斜的方式即以检测面以及基准面ss各自的延长面交叉的方式配置。另外，第一检测部20 也可以以相对于第二成像部19的主面倾斜的方式配置。另外，第一检测部 20以第二成像部19的主轴通过第一检测部20的检测面的范围内的方式配置。而且，第一检测部20也可以以第二成像部19的主轴通过第一检测部20 的检测面的中心的方式配置。
第一检测部20可以以检测面的延长面与基准面ss以及第二成像部19的主面各自的延长面在单一的直线上交叉的方式配置。因此，基准面ss、第二成像部19的主面、以及第一检测部20的检测面可以以满足沙伊姆弗勒原理 (Scheimpflug principle)的条件的方式配置。第一检测部20对经由第二成像部19的电磁波即沿第一方向d1行进的电磁波进行检测。
在第一实施方式中，第一检测部20是无源传感器。在第一实施方式中，更具体而言，第一检测部20包括元件阵列。例如，第一检测部20包括图像传感器或成像阵列等拍摄元件，对在检测面成像的电磁波的像进行拍摄，并生成相当于拍摄的对象ob的图像信息。
此外，在第一实施方式中，更具体而言，第一检测部20对可见光的像进行拍摄。第一检测部20将所生成的图像信息作为信号发送给控制装置14。
此外，第一检测部20也可以对红外线、紫外线、以及电波的像等可见光以外的像进行拍摄。另外，第一检测部20也可以包括测距传感器。在该结构中，电磁波检测装置10能够通过第一检测部20获取图像状的距离信息。另外，第一检测部20也可以包括热传感器等。在该结构中，电磁波检测装置10能够通过第一检测部20获取图像状的温度信息。
第三成像部21配置在从行进部18沿第二方向d2行进的路径上。第三成像部21例如包括透镜以及反光镜中的至少一方。另外，第三成像部21以主面相对于行进部18的基准面ss倾斜的方式配置。另外，第三成像部21也可以以主轴通过行进部18的基准面ss的范围内的方式配置。而且，第三成像部21也可以以主轴通过基准面ss的中心即中央的像素px的方式配置。第三成像部21使作为行进部18中切换了行进方向的电磁波的对象ob的像成像。
第二检测部22配置在通过行进部18沿第二方向d2行进之后经由第三成像部21而行进的电磁波的路径上。第二检测部22配置在形成于行进部18 的基准面ss的电磁波的像的基于第三成像部21的二次成像位置或二次成像位置附近。另外，第二检测部22以检测面相对于基准面ss倾斜的方式即以检测面以及基准面ss各自的延长面交叉的方式配置。另外，第二检测部22 以相对于第三成像部21的主面倾斜的方式配置。另外，第二检测部22也可以以第三成像部21的主轴通过第二检测部22的检测面的范围内的方式配置。而且，第二检测部22也可以以第三成像部21的主轴通过第二检测部22 的检测面的中心的方式配置。
第二检测部22以检测面的延长面与基准面ss以及第三成像部21的主面各自的延长面在单一的直线上交叉的方式配置。因此，基准面ss、第三成像部21的主面、以及第二检测部22的检测面也可以以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。第二检测部22对经由第三成像部21的电磁波即沿第二方向d2行进的电磁波进行检测。
在第一实施方式中，第二检测部22是有源传感器，其检测从照射部12 向对象ob照射的电磁波的来自该对象ob的反射波。此外，在第一实施方式中，第二检测部22检测从照射部12照射且由反射部13反射而朝向对象ob 照射的电磁波的来自该对象ob的反射波。如后所述，从照射部12照射的电磁波是红外线、可见光线、紫外线、以及电波中的至少一种，第二检测部22 与第一检测部20是不同种类或相同种类的传感器，检测不同种类或相同种类的电磁波。
在第一实施方式中，更具体而言，第二检测部22包括构成测距传感器的元件。例如，第二检测部22包括APD(Avalanche Photo Diode：雪崩光电二极管)、PD(Photo Diode：光电二极管)、SPAD(Single Photon Avalanche Diode：单光子雪崩二极管)、毫米波传感器、亚毫米波传感器、以及测距图像传感器等单一的元件。另外，第二检测部22也可以包括APD阵列、PD 阵列、MPPC(Multi Photon Pixel Counter：多光子像素计数器)、测距成像阵列、以及测距图像传感器等元件阵列。
在第一实施方式中，第二检测部22将表示检测到来自被拍摄体的反射波的检测信息作为信号发送至控制装置14。更具体而言，第二检测部22是检测红外线的频带的电磁波的红外线传感器。
此外，第二检测部22是构成上述的测距传感器的单一元件的结构，只要能够检测电磁波即可，不需要在检测面成像。因此，第二检测部22可以不必一定设置在通过第三成像部21进行成像的成像位置即二次成像位置或二次成像位置附近。即，在该结构中，只要是来自全部视角的电磁波能够入射到检测面上的位置，则第二检测部22也可以配置在通过行进部18沿行进部方向da行进后经由第三成像部21而行进的电磁波的路径上的任意位置。
第三检测部17设置在从分离部16沿第三方向d3行进的电磁波的路径上。而且，第三检测部17设置在从分离部16沿第三方向d3上的第一成像部15对对象ob进行成像的成像位置或该成像位置附近。第三检测部17对从分离部16沿第三方向d3行进的电磁波进行检测。
在第一实施方式中，第三检测部17是无源传感器。在第一实施方式中，更具体而言，第三检测部17包括元件阵列。例如，第三检测部17包括图像传感器或成像阵列等拍摄元件，对在检测面上成像的电磁波的像进行拍摄，并生成相当于拍摄的对象ob的图像信息。
此外，在第一实施方式中，更具体而言，第三检测部17对可见光的像进行拍摄。第三检测部17将所生成的图像信息作为信号发送给控制装置14。
此外，第三检测部17也可以对红外线、紫外线、以及电波的像等可见光以外的像进行拍摄。另外，第三检测部17也可以包括测距传感器。在该结构中，电磁波检测装置10能够通过第三检测部17获取图像状的距离信息。另外，第三检测部17也可以包括测距传感器或热传感器等。在该结构中，电磁波检测装置10能够通过第三检测部17获取图像状的温度信息。
照射部12放射红外线、可见光线、紫外线、以及电波中的至少一种。在第一实施方式中，照射部12放射红外线。照射部12将放射的电磁波直接或经由反射部13间接地向对象ob照射。在第一实施方式中，照射部12将放射的电磁波经由反射部13间接地向对象ob照射。
在第一实施方式中，照射部12放射宽度细例如0.5°的波束状的电磁波。另外，在第一实施方式中，照射部12能够脉冲状地放射电磁波。例如，照射部12包括LED(LightEmitting Diode：发光二极管)以及LD(Laser Diode：激光二极管)等。照射部12基于后述的控制装置14的控制，对电磁波的放射以及停止放射进行切换。
反射部13通过一边改变朝向一边反射从照射部12放射的电磁波，来变更向对象ob照射的电磁波的照射位置。即，反射部13利用从照射部12放射的电磁波来扫描对象ob。因此，在第一实施方式中，第二检测部22与反射部13一起构成扫描型的测距传感器。此外，反射部13沿一维方向或二维方向扫描对象ob。在第一实施方式中，反射部13沿二维方向上扫描对象ob。
反射部13构成为，使从照射部12放射并反射的电磁波的照射区域的至少一部分包含于电磁波检测装置10中的电磁波的检测范围。因此，能够在电磁波检测装置10中检测经由反射部13照射于对象ob的电磁波中的至少一部分。
此外，在第一实施方式中，反射部13构成为，使从照射部12放射且被反射部13反射的电磁波的照射区域中的至少一部分包含于第二检测部22中的检测范围。因此，在第一实施方式中，能够通过第二检测部22检测经由反射部13照射于对象ob的电磁波的至少一部分。
反射部13包括例如MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)反光镜、多面反射镜、以及电流镜等。在第一实施方式中，反射部13 包括MEMS镜。
反射部13基于后述的控制装置14的控制，来改变反射电磁波的朝向。另外，反射部13可以具有例如编码器等角度传感器，也可以将角度传感器所检测的角度作为反射电磁波的方向信息，向控制装置14通知。在这样的结构中，控制装置14基于从反射部13获取的方向信息，能够计算出照射位置。另外，控制装置14基于为了改变反射电磁波的朝向而向反射部13输入的驱动信号，能够计算出照射位置。
控制装置14包括一个以上的处理器以及存储器。处理器可以包括读取特定的程序并执行特定的功能的通用的处理器以及专用进行特定的处理的专用的处理器中的至少一个。专用的处理器可以包括面向特定用途IC(ASIC： Application Specific IntegratedCircuit)。处理器可以包括可编程逻辑设备 (PLD：Programmable Logic Device)。PLD也可以包括FPGA (Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。控制部14可以包括一个或者多个处理器协同动作的SoC(System-on-a-Chip：片上系统)以及 SiP(System-in-a-Package：系统级封装)中的至少一个。
控制装置14基于第一检测部20、第二检测部22、以及第三检测部17 分别检测出的电磁波，来获取与电磁波检测装置10的周围相关的信息。与周围相关的信息例如是图像信息、距离信息、以及温度信息等。在第一实施方式中，如上所述，控制装置14获取第一检测部20或第三检测部17作为图像检测出的电磁波作为图像信息。另外，在第一实施方式中，控制装置14 基于第二检测部22检测出的检测信息，如下所述，通过ToF(Time-of-Flight) 方式，来获取照射部12所照射的照射位置的距离信息。
如图4所示，控制装置14通过将电磁波放射信号向照射部12输入，使照射部12放射脉冲状的电磁波(参照“电磁波放射信号”栏)。照射部12 基于输入的该电磁波放射信号来照射电磁波(参照“照射部放射量”栏)。照射部12放射且由反射部13反射而照射于任意的照射区域的电磁波在该照射区域反射。控制装置14将该照射区域的反射波的基于第一成像部15在行进部18中的成像区域中的至少一部分的像素px切换为第一状态，将其他像素px切换为第二状态。然后，如上所述，第一检测部20在该照射区域检测到反射的电磁波时(参照“电磁波检测量”栏)，将检测信息向控制装置14 通知。
控制装置14具有例如时间测量LSI(Large Scale Integrated circuit：大规模集成电路)，测量从使照射部12放射电磁波的时刻T1开始到获取到检测信息(参照“检测信息获取”栏)的时刻T2为止的时间ΔT。控制装置14 通过将光速乘以该时间ΔT并除以2，来计算到照射位置为止的距离。此外，如上所述，控制装置14基于从反射部13获取的方向信息或者自身向反射部 13输出的驱动信号，来计算照射位置。控制装置14通过一边改变照射位置一边计算到各照射位置的距离，生成图像状的距离信息。
此外，在第一实施方式中，如上所述，信息获取系统11是通过照射电磁波而直接测量到返回为止的时间的Direct ToF方式来生成距离信息的结构。但是，信息获取系统11并不限于这样的结构。例如，信息获取系统11 也可以通过以恒定的周期照射电磁波，并根据照射的电磁波与返回的电磁波之间的相位差，间接地测量到返回为止的时间的Flash ToF方式，生成距离信息。另外，信息获取系统11也可以通过其他的ToF方式，例如Phased ToF方式，来生成距离信息。
在以上这样的结构的第一实施方式的电磁波检测装置10中，行进部18、第二成像部19、以及第一检测部20以基准面ss以及第一检测部20的检测面各自的延长面交叉，第二成像部19的主轴通过基准面ss以及第一检测部 20的检测面的方式配置。通过这样的结构，如图5所示，行进部18的基准面ss、第二成像部19的主面、以及第一检测部20的检测面能够以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。因此，在电磁波检测装置10中，即使将第二成像部19从与行进部18相对的位置偏移地配置，也能够使基准面ss中的由第一成像部19所成的像的第二成像部19的主轴附近的电磁波的像包含于第一检测部20的检测面而进行成像。由此，电磁波检测装置10能够提高在第一检测部20中检测的电磁波的像的分辨率。此外，这样的结构和效果在后述的第二实施方式的电磁波检测装置中也相同。
另外，第一实施方式的电磁波检测装置10能够针对每个像素px将电磁波在第一状态和第二状态之间进行切换。通过这样的结构，电磁波检测装置 10能够使第一成像部15的主轴与在第一状态下使电磁波行进的第一方向d1 上的第二成像部19的主轴一致，并且与在第二状态下使电磁波行进的第二方向d2上的第三成像部21的主轴一致。因此，电磁波检测装置10通过将行进部18的像素px切换为第一状态以及第二状态中的任一种状态，能够降低第一检测部20以及第二检测部22的主轴的偏移。由此，电磁波检测装置 10能够降低第一检测部20以及第二检测部22的检测结果中的坐标系的偏移。此外，这样的结构和效果在后述的第二实施方式的电磁波检测装置中也相同。
另外，第一实施方式电磁波检测装置10具有第三成像部21以及第二检测部22。通过这样的结构，电磁波检测装置10通过第二检测部22能够检测出基于射出入射至各像素px的电磁波的对象ob的每个部分的电磁波的信息。此外，这样的结构和效果在后述的第二实施方式的电磁波检测装置中也相同。
另外，在第一实施方式的电磁波检测装置10中，行进部18、第三成像部21、以及第二检测部22以基准面ss、第三成像部21的主面、以及第二检测部22的检测面各自的延长面全部在同一直线上交叉的方式配置。通过这样的结构，行进部18的基准面ss、第三成像部21的主面、以及第二检测部 22的检测面能够以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。因此，在电磁波检测装置10中，即使将第三成像部21从与行进部18相对的位置偏移地配置，也能够在第二检测部22的检测面检测第三成像部21的主轴附近的电磁波的像。由此，电磁波检测装置10能够提高在第二检测部22中检测的电磁波的像的分辨率。
另外，第一实施方式的电磁波检测装置10使从第一成像部15入射的电磁波以沿行进部方向da以及第三方向d3行进的方式进行分离。通过这样的结构，电磁波检测装置10能够使第一成像部15的主轴与沿行进部方向da 行进的电磁波的中心轴以及沿第三方向d3行进的电磁波的中心轴一致。因此，电磁波检测装置10能够降低第一检测部20以及第二检测部22与第三检测部17的坐标系的偏移。此外，这样的结构和效果在后述的第二实施方式的电磁波检测装置中也相同。
另外，第一实施方式的电磁波检测装置10具有第三检测部17。通过这样的结构，电磁波检测装置10能够另外检测与成像于第一检测部20的像相同的像即电磁波。此外，这样的结构和效果在后述的第二实施方式的电磁波检测装置中也相同。
另外，在第一实施方式的信息获取系统11中，控制装置14基于由第一检测部20、第二检测部22、以及第三检测部17分别检测出的电磁波，获取与电磁波检测装置10的周围相关的信息。通过这样的结构，信息获取系统 11能够提供基于检测出的电磁波的有益的信息。
接下来，对本发明的第二实施方式的电磁波检测装置进行说明。在第二实施方式中，相对于第一成像部的行进部和第三检测部的姿势、以及相对于行进部的第三成像部和第二检测部的位置以及姿势均与第一实施方式不同。以下，以与第一实施方式不同的点为中心对第二实施方式进行说明。此外，对具有与第一实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图6所示，第二实施方式的电磁波检测装置100具有第一成像部150、分离部16、行进部180、第二成像部19、第一检测部20、第三成像部210、第二检测部220、以及第三检测部170。此外，第二实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置100以外的结构与第一实施方式相同。第二实施方式中的分离部16、第二成像部19、以及第一检测部20的结构以及功能均与第一实施方式相同。
在第二实施方式中，第一成像部150与第一实施方式不同，以主轴相对于开口ap的轴倾斜且主轴通过开口ap的方式配置。第一成像部150的结构以及功能均与第一实施方式的第一成像部150相同。
在第二实施方式中，行进部180与第一实施方式不同，以基准面ss相对于第一成像部150的主轴通过的假想的平面vp倾斜的方式配置，即以假想的平面vp以及基准面ss各自的延长面交叉的方式配置。此外，假想的平面 vp也可以是从第一成像部150远离规定的距离且与开口ap的轴垂直的平面。此外，规定的距离是从第一成像部150到物体面的距离，该第一成像部150 与行进部180的间隔被确定且该第一成像部150以基准面ss作为成像面。
另外，行进部180也可以以第一成像部150的主面以及行进部180的基准面ss各自的延长面交叉的方式配置，即以基准面ss相对于第一成像部150 的主面倾斜的方式配置。此外，在第二实施方式中，在基于分离部16的向行进部方向da的分离为折射的情况下，基准面ss相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置是指，以分离部16的位置为轴向折射的相反方向旋转了(入射角-折射角)的行进部180的基准面ss相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置。另外，在第二实施方式中，在基于分离部16的向行进部方向da的分离为反射的情况下，基准面ss相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置是指，与分离部16的反射面呈面对称的姿势的基准面ss相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置。
另外，行进部180以第一成像部150的主轴通过行进部180的基准面ss 的范围内的方式配置。而且，行进部180也可以以第一成像部150的主轴通过行进部180的基准面ss的中心的方式配置。
另外，行进部180也可以以基准面ss的延长面与第一成像部150的主面以及假想的平面vp在单一的直线上交叉的方式配置。因此，第一成像部150 的主面、基准面ss、以及假想的平面vp以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。
而且，在第二实施方式中，行进部180也可以以行进部180行进的第二方向d2与基准面ss垂直的方式配置。上述的姿势以外的行进部180的结构和功能均与第一实施方式的行进部18相同。
在第二实施方式中，第二成像部19与第一实施方式相同，在行进部180 行进的第一方向d1上，主面以相对于行进部180的基准面ss倾斜的方式配置。第二实施方式中的第二成像部19的其他配置条件、结构、以及功能均与第一实施方式的第二成像部19相同。
在第二实施方式中，第一检测部20与第一实施方式相同，配置在形成于行进部18的基准面ss的电磁波的像的基于第二成像部19的二次成像位置或二次成像位置附近。在第二实施方式中，第一检测部20与第一实施方式相同，以检测面的延长面与基准面ss以及第二成像部19的主面各自的延长面在单一的直线上交叉的方式配置。因此，第二实施方式也与第一实施方式相同，基准面ss、第二成像部19的主面、以及第一检测部20的检测面以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。第二实施方式中的第一检测部20的其他配置条件、结构、以及功能均与第一实施方式的第一检测部20相同。
在第二实施方式中，第三成像部210与第一实施方式不同，以主面相对于行进部18的基准面ss平行的方式配置。第二实施2方式中的第三成像部 210的其他配置条件、结构、以及功能均与第一实施方式的第三成像部21相同。
在第二实施方式中，第二检测部220与第一实施方式不同，以检测面与第三成像部210的主轴垂直的方式配置。第二实施方式中的第二检测部220 的其他配置条件、结构、以及功能均与第一实施方式的第二检测部22相同。
在第二实施方式中，第三检测部170与第一实施方式不同，以第一成像部150的主面以及第三检测部170的检测面各自的延长面交叉，即检测面相对于第一成像部150的主面倾斜的方式配置。此外，在第二实施方式中，在基于分离部16进行的向第三方向d3的分离为折射的情况下，检测面相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置是指，以分离部16的位置为轴向折射的相反方向旋转了(入射角-折射角)的第三检测部170的检测面相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置。另外，在第二实施方式中，在基于分离部16的向第三方向d3的分离为反射的情况下，检测面相对于第一成像部 150的主面倾斜的倾斜配置是指，与分离部16的反射面呈面对称的姿势的检测面相对于第一成像部150的主面倾斜的倾斜配置。
另外，第三检测部170以及第一成像部150以第一成像部150的主面以及第三检测部170的检测面各自的延长面在假想的平面vp上交叉的方式配置。因此，第一成像部150的主面、第三检测部170的检测面、以及假想的平面vp以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。第二实施方式中的第三检测部170的其他配置条件、结构、以及功能均与第一实施方式的第三检测部17相同。
如上所述，在第二实施方式的电磁波检测装置100中，第一成像部150 以及行进部180以第一成像部150的主轴通过的假想平面vp和行进部180 的基准面ss各自的延长面交叉且第一成像部150的主轴通过基准面ss的方式配置。通过这样的结构，远离第一成像部150规定距离的假想的平面vp、第一成像部150的主面、以及行进部180的基准面ss、第二成像部19的主面、以及第一检测部20的检测面能够以满足沙伊姆弗勒原理的条件的方式配置。因此，在电磁波检测装置10中，即使是在与行进部180相对的位置不配置第一成像部150的结构，也能够使第一成像部150的主轴通过的假想的平面上的对象物的基于第一成像部150所成的主轴附近的电磁波的像包含于行进部180的基准面ss而进行成像。由此，在电磁波检测装置10中，能够将第三成像部210配置在与行进部180相对的位置。其结果，能够以行进部180的基准面ss与第三成像部210的主面平行，并且第三成像部210的主轴通过行进部180的基准面ss内的方式配置第三成像部210。通过这样的配置，电磁波检测装置10能够使第三成像部210的主轴附近的视角范围的像成像于第二检测部220，因此，能够提高第二检测部220中检测的电磁波的像的分辨率。
虽然基于各附图以及实施例对本发明进行了说明，但是应该注意的是，本领域技术人员基于本发明能够容易地进行各种的变形以及修改。因此，需要注意的是，此类的变形以及修改均包含于本发明的范围。
例如，在第一实施方式以及第二实施方式中，照射部12、反射部13、以及控制装置14与电磁波检测装置10、100一起构成信息获取系统11，但电磁波检测装置10、100也可以包括这些中的至少一个，例如，包括作为控制部的控制装置14。
另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，行进部18、180能够将入射至基准面ss的电磁波的行进方向在第一方向d1以及第二方向d2这两个方向上进行切换，但也可以不切换为两个方向中的任一个方向，而在三个以上的方向进行切换。
另外，在第一实施方式以及第二实施方式的行进部18、180中，第一状态以及第二状态分别是使入射至基准面ss的电磁波向第一方向d1反射的第一反射状态以及向第二方向d2反射的第二反射状态，但也可以是其他方式。
例如，第一状态也可以是使入射至基准面ss的电磁波通过而向第一方向 d1行进的通过状态。更具体而言，行进部18、180在每个像素px上也可以具有快门，该快门具有使电磁波向第二方向d2反射的反射面。在这样的结构的行进部18、180中，通过开闭每个像素px的快门，能够针对每个像素 px在作为第一状态的通过状态或透过状态以及作为第二状态的反射状态之间进行切换。作为这种结构的行进部18、180，例如可举例能够开闭的多个快门在平面上阵列状地排列的MEMS快门。
另外，行进部18、181也可以包括液晶快门，该液晶快门能够根据液晶取向在反射电磁波的反射状态与使电磁波透过的透过状态之间进行切换。在这样的结构的行进部18、180中，通过切换每个像素px的液晶取向，能够针对每个像素px在作为第一状态的透过状态以及作为第二状态的反射状态进行切换。
另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，信息获取系统11具有如下结构：通过使反射部13利用从照射部12放射的波束状的电磁波进行扫描，使第二检测部22、220与反射部13协作而作为扫描型的有源传感器发挥功能。但是，信息获取系统11并不限定于这样的结构。例如，即使信息获取系统11是不具有反射部13，而从照射部12使放射状的电磁波放射，并且无扫描地获取信息的结构，也能够获取与第一实施方式类似的效果。
另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，信息获取系统11具有如下结构：第一检测部20以及第三检测部17、170是无源传感器，第二检测部20、220是有源传感器。但是，信息获取系统11并不限定于这样的结构。例如，在信息获取系统11中，即使是第一检测部20、第二检测部22、220、以及第三检测部17、170均为有源传感器的结构，或者是均为无源传感器的结构，或者是任一个是无源传感器的结构，也能够获得与第一实施方式以及第二实施方式类似的效果。
此外，这里应当注意的是，公开了一种具有执行特定的功能的各种模块和/或单元的系统，示意性地示出了这些模块以及单元以用于简略地说明其功能性，并不一定示出特定的硬件和/或软件。在该意义上，这些模块、单元、其他结构构件只要是以实质地执行这里所描述的特定的功能的方式安装的硬件和/或软件即可。不同的结构构件的各种功能可以是硬件和/或软件任何的组合或分离的而成的，并且能够分别单独使用或者通过任意的组合来使用。另外，包括但不限于键盘、显示器、触屏、定点设备等输入/输出或者I/O 设备或者用户接口能够直接或者经由中间的I/O控制器与系统连接。这样，本发明内容的各个方面能够以多个不同的方式实施，这些方式均包含于本发明的内容的范围。
附图标记的说明：
10、100 电磁波检测装置
11 信息获取系统
12 照射部
13 反射部
14 控制部
15 第一成像部
15’ 一次成像光学系统
16 分离部
17 第三检测部
18、180 行进部
18’ 行进部
19 第二成像部
19’ 二次成像光学系统
20 第一检测部
20’ 检测部
21 第三成像部
22 第二检测部
ap 开口
da 行进部方向
d1、d2、d3 第一方向、第二方向、第三方向
ob 对象
px 像素
ss 基准面
vp 假想的平面

Claims (17)

1.一种电磁波检测装置，其中，
具有：
照射部，照射电磁波；
反射部，一边使从所述照射部照射的电磁波的照射位置变化一边向对象射出所述电磁波；
第一成像部，对所述电磁波被所述对象反射而入射的电磁波进行成像；
行进部，沿着基准面配置有多个像素，针对每个像素使从所述第一成像部向所述基准面入射的电磁波沿第一方向行进；
第二成像部，对沿所述第一方向行进的电磁波进行成像；以及
第一检测部，对从所述第二成像部入射的电磁波进行检测，
所述电磁波检测装置至少满足如下配置的至少一方：
所述基准面以及所述第一检测部的检测面各自的延长面交叉，所述第二成像部的主轴通过所述基准面以及所述第一检测部的检测面的配置；以及
与所述行进部的间隔被确定且以所述基准面为成像面的所述第一成像部的物体面和所述基准面各自的延长面交叉，所述第一成像部的主轴通过所述基准面的配置。
2.如权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置满足如下配置中至少一方：
所述第二成像部的主轴通过所述基准面的中心和所述第一检测部的检测面的中心的配置；以及
所述第一成像部的主轴通过所述基准面的中心的配置。
3.如权利要求1或2所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置满足如下配置中至少一方：
所述基准面、所述第二成像部的主面、以及所述第一检测部的检测面各自的延长面在同一直线上全部交叉的配置；以及
所述基准面以及所述第一成像部的主面各自的延长面交叉的配置。
4.如权利要求1或2所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置满足如下配置中至少一方：
所述基准面、所述第二成像部的主面、以及所述第一检测部的检测面满足沙伊姆弗勒原理的条件的配置；以及
所述第一成像部的主面以及所述基准面满足沙伊姆弗勒原理的条件的配置。
5.如权利要求1或2所述的电磁波检测装置，其中，
所述行进部能够针对每个所述像素在使从所述第一成像部入射至所述基准面的电磁波沿所述第一方向行进的第一状态以及沿第二方向行进的第二状态之间进行切换。
6.如权利要求5所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置还具有：
第三成像部，对沿所述第二方向行进的电磁波进行成像；以及
第二检测部，对从所述第三成像部入射的电磁波进行检测。
7.如权利要求6所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置是如下配置：
所述基准面以及所述第二检测部的检测面各自的延长面交叉，所述第三成像部的主轴通过所述基准面以及所述第二检测部的检测面。
8.如权利要求6或7所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置是如下配置：
所述第三成像部的主轴通过所述基准面的中心和所述第二检测部的检测面的中心。
9.如权利要求6或7所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置是如下配置：
所述基准面、所述第三成像部的主面、以及所述第二检测部的检测面各自的延长面在同一直线上全部交叉。
10.如权利要求6或7所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置是如下配置：
所述基准面、所述第三成像部的主面、以及所述第二检测部的检测面满足沙伊姆弗勒原理的条件。
11.如权利要求7所述的电磁波检测装置，其中，
所述行进部在每个所述像素上具有反射面，并且能够使每个所述像素变更所述反射面的朝向。
12.如权利要求11所述的电磁波检测装置，其中，
所述行进部通过针对每个所述像素变更所述反射面的朝向，使每个所述像素在所述第一状态以及所述第二状态之间进行切换。
13.如权利要求1或2所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置还包括分离部，所述分离部使从所述第一成像部入射的电磁波以向所述行进部以及第三方向行进的方式分离。
14.如权利要求13所述的电磁波检测装置，其中，
所述分离部使从所述第一成像部入射的电磁波中的第一频率的电磁波以沿所述行进部行进，使第二频率的电磁波沿所述第三方向行进的方式分离。
15.如权利要求1或2所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置还具有控制部，所述控制部基于由所述第一检测部检测出的电磁波，获取与周围相关的信息。
16.如权利要求6所述的电磁波检测装置，其中，
所述电磁波检测装置还具有控制部，所述控制部基于由所述第二检测部检测出的电磁波，获取与周围相关的信息。
17.如权利要求13所述的电磁波检测装置，其中，
所述分离部使从所述第一成像部入射的电磁波中的具有从所述照射部照射的电磁波被对象反射的反射波的频率的电磁波向所述行进部行进，
所述行进部使入射的电磁波中的所述反射波向第二方向行进。
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