CN112384769A - 电磁波检测装置以及信息获取系统 - Google Patents

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Abstract

电磁波检测装置(10)具有:第一成像部(15),对入射的电磁波进行成像;棱镜(17),包括将从第一成像部(15)入射的电磁波射出的第一射出面即第四面(s4);行进部(16),沿着基准面(ss)配置有多个像素(px),使从第四面(s4)入射至基准面(ss)的电磁波按每个像素(px)向特定的方向行进;以及第一检测部(19),检测向特定的方向行进的电磁波。棱镜(17)在从第一成像部(15)入射且第一检测部(19)应该检测的电磁波的行进路径以外的位置设置有反射抑制部(90),该反射抑制部(90)抑制由棱镜(17)的端面反射而引起的不需要的光向第一检测部(19)入射。

Description

电磁波检测装置以及信息获取系统
相关申请的相互参照
本申请主张2018年7月27日在日本申请的日本特愿2018-141272号的优先权,并将该在先申请的全部公开内容引入本申请用于参照。
技术领域
本发明涉及电磁波检测装置以及信息获取系统。
背景技术
在专利文献1中公开了一种装置,该装置具有将从透镜系统入射的光束向固体拍摄元件引导的棱镜。在该装置中,在透镜系统与棱镜之间设置有遮光机构,该遮光机构遮挡通过由棱镜所设定的反射光路以外的反射光路向固体拍摄元件入射的光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-59195号公报
发明内容
用于解决问题的技术方案
一个方式的电磁波检测装置,具有:成像部,对入射的电磁波进行成像;棱镜,包括将从所述成像部入射的电磁波射出的第一射出面;行进部,沿着基准面配置有多个像素,使从所述第一射出面入射至所述基准面的电磁波按每个所述像素向特定的方向行进;以及第一检测部,检测向所述特定的方向行进的电磁波。所述棱镜在从所述成像部入射且所述第一检测部应该检测的电磁波的行进路径以外的位置设置有反射抑制部,所述反射抑制部抑制由所述棱镜的端面反射而引起的不需要的光向所述第一检测部入射。
一个方式的信息获取系统,具有:上述的电磁波检测装置;以及控制部,基于所述第一检测部的电磁波的检测结果,来获取与周围相关的信息。
如上所述,将本发明的解决方案以装置和系统的方式进行说明,但本发明也能够作为包含这些的方式来实现,另外,也能够作为实质上与这些相当的方法、程序、记录有程序的存储介质来实现,这些也包含于本发明的范围。
附图说明
图1是表示包括本发明的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图。
图2是表示图1所示的电磁波检测装置的概略结构的图。
图3是表示本发明的第二实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图4是表示本发明的第三实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图5是表示本发明的第四实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图6是表示本发明的第五实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图7是表示本发明的第六实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图8是表示本发明的第七实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图9是表示本发明的第八实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图10是表示本发明的第九实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图11是表示本发明的第十实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图12是表示本发明的第十一实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。
图13是表示本发明的第一实施方式的电磁波检测装置的其他结构例的图。
具体实施方式
在上述那样的将入射光经由棱镜向固体拍摄元件等检测部引导的装置中,减少入射至检测部的不需要的光是有益的。根据一个实施方式,能够实现入射至检测部的不需要的光的减少。
以下,参照附图对应用了本发明的电磁波检测装置以及信息获取系统的实施方式进行说明。
在将入射的电磁波经由棱镜向检测部引导的电磁波检测装置中,有时由于棱镜的端面的端面反射而引起的面反射光到达检测部的成像面。若检测部应该检测的电磁波以外的作为不需要的光的面反射光到达检测部的成像面,则产生重影或者光斑,从而成为噪声。如专利文献1所记载的那样,即使在透镜系统与棱镜之间设置遮光机构,也难以实现由棱镜的端面反射引起的面反射光向检测部的入射的减少。
如图1所示,包含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包括电磁波检测装置10、放射部12、扫描部13、以及控制部14。在图1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。从各功能块伸出的实线表示波束状的电磁波。
放射部12可以放射例如红外线、可见光线、紫外线、以及电波中的至少任一种电磁波。放射部12也可以将放射的电磁波直接或者经由扫描部13间接地朝向对象ob放射。
放射部12可以放射宽度细的例如0.5°的波束状的电磁波。放射部12可以脉冲状地放射电磁波。放射部12包括例如LED(Light Emitting Diode:发光二极管)以及LD(LaserDiode:激光二极管)等。放射部12可以基于后述的控制部14的控制,对电磁波的放射以及停止进行切换。
扫描部13例如具有反射电磁波的反射面。扫描部13可以通过一边改变反射面的朝向一边反射从放射部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,扫描部13可以使用从放射部12放射的电磁波来扫描对象ob。扫描部13也可以沿一次方向或二次方向扫描对象ob。
扫描部13可以构成为,从放射部12放射并在反射面反射的电磁波的照射区域中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中检测经由扫描部13向对象ob照射的电磁波中的至少一部分。
扫描部13包括例如MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微机电系统)反射镜、多面镜(Polygon mirror)、以及电流镜(Galvano mirror)等。
扫描部13可以基于后述的控制部14的控制,来改变放射电磁波的朝向。扫描部13可以具有例如编码器等角度传感器。扫描部13也可以将角度传感器所检测的角度作为与反射电磁波的方向相关的方向信息向控制部14通知。控制部14能够基于从扫描部13获取的方向信息,计算出照射位置。另外,控制部14能够基于为了控制反射电磁波的朝向而向扫描部13输入的驱动信号,计算出照射位置。
电磁波检测装置10检测从对象ob到来的电磁波。电磁波检测装置10例如可以检测从放射部12放射并被对象ob反射的电磁波。另外,电磁波检测装置10例如可以检测对象ob所发出的电磁波。关于电磁波检测装置10的结构将在后面说明。
控制部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而执行特定的功能的通用的处理器以及进行特定的处理的专用的处理器中的至少任一种。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)中的至少任一种。
控制部14可以基于由后述的电磁波检测装置10所具有的检测部的电磁波的检测结果,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。
控制部14例如通过ToF(Time-of-Flight)方式,来获取距离信息。具体而言,控制部14具有例如时间测量LSI(Large Scale Integrated circuit:大规模集成电路),测量从放射部12放射电磁波的时刻T1开始到电磁波检测装置10检测出被照射了该电磁波的照射位置反射的反射波的时刻T2为止的时间ΔT。控制部14通过对测量出的时间ΔT乘以光速并除以2,来计算到照射位置的距离。控制部14基于从扫描部13获取的方向信息或者控制部14向扫描部13输出的驱动信号,来计算电磁波的照射位置。控制部14通过一边改变电磁波的照射位置一边计算到各放射位置的距离,从而获取图像状的距离信息。
在本实施方式中,使用通过直接测量从放射电磁波到返回为止的时间的DirectToF方式来获取距离信息的例子说明了信息获取系统11,但不限于此。信息获取系统11例如也可以通过以恒定的周期放射电磁波,并根据放射的电磁波与返回的电磁波之间的相位差间接地测量到电磁波返回为止的时间的Flash ToF方式,来获取距离信息。信息获取系统11也可以通过其他ToF方式,例如Phased ToF方式,来获取距离信息。
接着,参照图2对本实施方式的电磁波检测装置10的结构进行说明。
如图2所示,本实施方式的电磁波检测装置10具有第一成像部15、行进部16、棱镜17、第二成像部18、以及第一检测部19。
作为成像部的第一成像部15例如包括透镜以及反射镜中的至少一方。第一成像部15使从第一方向d1入射的作为被拍摄体的对象ob的电磁波的像向棱镜17的第一面s1行进,并使其在与第一面s1分离的位置成像。第一方向d1与第一成像部15的主轴平行,包含从物体面朝向第一成像部15的方向且从第一成像部15朝向像面的方向。
行进部16设置在向棱镜17的第一面s1入射并从第四面s4出射的电磁波的路径上。行进部16也可以设置在与第一成像部15分离规定的距离的对象ob的一次成像位置或者一次成像位置附近。
在图2中,行进部16设置于对象ob的一次成像位置。行进部16具有供通过了第一成像部15以及棱镜17的电磁波入射的基准面ss。基准面ss是在后述的第一状态以及第二状态中的至少任一个状态下,使电磁波产生例如反射以及透过等作用的面。行进部16可以使由第一成像部15形成的对象ob的电磁波的像成像于基准面ss。基准面ss可以与从第四面s4射出的电磁波的行进轴垂直。
行进部16使入射至基准面ss的电磁波向特定的方向行进。行进部16具有沿着基准面ss配置的多个像素px。行进部16能够针对每个像素px在使电磁波向作为特定的方向的第一选择方向ds1行进的第一状态和使电磁波向作为其他特定的方向的第二选择方向ds2行进的第二状态之间进行切换。第一状态包括使入射至基准面ss的电磁波向第一选择方向ds1反射的第一反射状态。第二状态包括使入射至基准面ss的电磁波向第二选择方向ds2反射的第二反射状态。
行进部16可以按每个像素px而包括反射电磁波的反射面。行进部16可以通过针对每个像素px变更反射面的朝向,针对每个像素px在第一反射状态以及第二反射状态之间进行切换。
行进部16可以包括例如数字微镜器件(DMD:Digital Micromirror Device)。DMD通过驱动构成基准面ss的微小的反射面,能够针对每个像素px将反射面切换为相对于基准面ss倾斜+12°或者-12°的倾斜状态。基准面ss可以与载置DMD中的微小的反射面的基板的板面平行。
行进部16可以基于控制部14的控制,针对每个像素px在第一状态和第二状态之间进行切换。例如,行进部16能够通过将一部分的像素px切换为第一状态,使入射至该像素px的电磁波向第一选择方向ds1行进。行进部16能够通过将另一部分的像素px切换为第二状态,使入射至该像素px的电磁波向第二选择方向ds2行进。
棱镜17设置于第一成像部15与行进部16之间。棱镜17将从第一成像部15行进的电磁波朝向行进部16射出。另外,棱镜17将由行进部16改变行进方向的电磁波朝向第一检测部19射出。以下,对棱镜17的详细结构进行说明。
棱镜17至少具有第一面s1、第二面s2、第三面s3、第四面s4、第五面s5、以及第六面s6。
第一面s1使从第一方向d1入射至棱镜17的电磁波向第二方向d2行进。第一面s1可以与从第一方向d1入射至第一面s1的电磁波的行进轴垂直。如上所述,第一方向d1与第一成像部15的主轴平行,因此,第一成像部15的主轴与第一面s1垂直,换言之,第一成像部15的主面可以与第一面s1平行。第一面s1可以使从第一方向d1入射的电磁波透过或者折射而向第二方向d2行进。
第二面s2使向第二方向d2行进的电磁波向第四方向d4行进。第二面s2可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段(wavelength band)的电磁波向第四方向d4行进。第二面s2可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波透过或者折射而向第四方向d4行进。向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s2入射的入射角可以小于临界角。
第三面s3与第一面s1以及第二面s2交叉。
作为第一射出面的第四面s4将向第四方向d4行进的电磁波向行进部16的基准面ss射出。另外,第四面s4使从行进部16的基准面ss再次入射的电磁波向第五方向d5行进。第四面s4可以与向第四方向d4行进的电磁波的行进轴垂直,即与第四方向d4垂直。第四面s4可以使从基准面ss再次入射的电磁波透过或者折射而向第五方向d5行进。
第五面s5使向第五方向d5行进的电磁波向第六方向d6行进。第五面s5可以使向第五方向d5行进的电磁波进行内部反射而向第六方向d6行进。第五面s5可以使向第五方向d5行进的电磁波进行内部全反射而向第六方向d6行进。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s5入射的入射角可以为临界角以上。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s5入射的入射角可以与向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s2入射的入射角不同。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s5入射的入射角可以大于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s2入射的入射角。第五面s5可以与第二面s2平行。
作为第二射出面的第六面s6将向作为第一行进方向的第六方向d6行进的电磁波射出。第六面s6可以与向第六方向d6行进的电磁波的行进轴垂直,即与第六方向d6垂直。
棱镜17具有第一棱镜21、第二棱镜22、以及第一中间层23。
第一棱镜21可以具有第一面s1、第二面s2、以及第三面s3作为各自不同的表面。第一棱镜21例如包括三角棱镜。第一面s1、第二面s2、以及第三面s3可以相互交叉。
第一棱镜21可以配置为,从第一方向d1向第一面s1入射的电磁波的行进轴与第一面s1垂直。第一棱镜21也可以配置为,第二面s2位于从第一方向d1透过第一面s1或者被第一面s1折射而在第一棱镜21的内部行进的电磁波的行进方向上。
第二棱镜22可以具有第四面s4、第五面s5、以及第六面s6作为各自不同的表面。第二棱镜22例如包括三角棱镜。第四面s4、第五面s5、以及第六面s6可以相互交叉。
第二棱镜22可以配置为,第五面s5与第一棱镜21的第二面s2平行且相对。第二棱镜22也可以配置为,第四面s4位于透过第一棱镜21的第二面s2并经由第五面s5在第二棱镜22的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜22也可以配置为,第六面s6位于与第五面s5中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。
第一中间层23可以配置在第一棱镜21与第二棱镜22之间。第一中间层23与第一棱镜21的第二面s2相接,可以沿着与第一棱镜21的边界面包含第二面s2。第一中间层23与第二棱镜22的第五面s5相接,可以沿着与第二棱镜22的边界面包含第五面s5。第一中间层23包括例如附着于第二面s2的可见光反射涂层、半反射镜、分束器(Beam splitter)、分色镜(Dichroic mirror)、冷镜、热镜、超表面(Metasurface)、以及偏转元件。
第一中间层23的折射率可以小于第二棱镜22的折射率。因此,在第二棱镜22的内部行进且以临界角以上的入射角入射的电磁波在第五面s5进行内部全反射。因此,第五面s5对在第二棱镜22的内部以第五方向d5为行进轴行进的电磁波进行内部反射。在来自第五方向d5的电磁波的入射角为临界角以上的结构中,第五面s5使向第五方向d5内部行进的电磁波进行内部全反射而向第六方向d6行进。
第二成像部18可以设置在向第六方向d6行进并从第六面s6射出的电磁波的路径上。第二成像部18也可以以主面与第六面s6平行的方式设置。第二成像部18例如包括透镜以及反射镜中的至少一方。第二成像部18可以使作为在行进部16的基准面ss进行一次成像并经由棱镜17从第六面s6射出的电磁波的对象ob的像向第一检测部19行进而成像。
第一检测部19检测通过行进部16向特定的方向行进的电磁波。具体而言,第一检测部19检测通过行进部16向特定的方向行进,在第五面s5中向第六方向d6行进而从第六面s6射出,并经由了第二成像部18的电磁波。即,第一检测部19检测从作为第一射出面的第四面s4再次入射并向作为第一行进方向的第六方向d6行进而从作为第二射出面的第六面s6射出的电磁波。第一检测部19通过检测在通过行进部16向特定的方向行进并再次入射棱镜17后而从棱镜17射出的电磁波,能够削减从行进部16向第一检测部19入射的不需要的光。为了检测从第六面s6射出的电磁波,第一检测部19可以配置在从第六面s6射出后经由第二成像部18行进的电磁波的路径上。第一检测部19可以配置在形成于行进部16的基准面ss的电磁波的像的由第二成像部18的二次成像位置或者二次成像位置附近。
第一检测部19可以以检测面与第六面s6平行的方式配置。如上所述,第六面s6能够与向第六方向d6行进而射出的电磁波的行进轴垂直。第一检测部19的检测面可以与从第六面s6射出的电磁波的行进轴垂直。第一检测部19的检测面可以与第二成像部18的主面平行。
第一检测部19可以是有源传感器,其检测从放射部12朝向对象ob放射的电磁波的来自对象ob的反射波。第一检测部19可以检测从放射部12放射且由扫描部13反射而朝向对象ob放射的电磁波的来自对象ob的反射波。
更具体而言,第一检测部19包括构成测距传感器的元件。例如,第一检测部19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。第一检测部19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。第一检测部19可以包括测距传感器、图像传感器、以及热传感器(Thermosensor)中的至少任一种。
第一检测部19可以将表示检测到来自被拍摄体的反射波的检测信息向控制部14发送。控制部14基于由第一检测部19检测到的电磁波,来获取电磁波检测装置10的周围的信息。具体而言,控制部14基于从第一检测部19发送来的检测信息,例如,通过ToF方式,能够获取从放射部12放射的电磁波的照射位置的距离信息。
在第一检测部19是构成上述的测距传感器的单一元件的结构中,只要能够检测电磁波即可,不需要在检测面成像。因此,第一检测部19可以不必一定设置在通过第二成像部18进行成像的成像位置即二次成像位置或者二次成像位置附近。即,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,则第一检测部19也可以配置在从棱镜17的第六面s6射出后经由第二成像部18而行进的电磁波的路径上的任意位置。
在本实施方式中,棱镜17具有反射抑制部90,其抑制作为不需要的光的由棱镜17的端面的端面反射引起的面反射光向第一检测部19的入射。反射抑制部90设置于从第一成像部15入射且第一检测部19应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。如图2所示,第一检测部19应该检测的电磁波是指从第一成像部15经由棱镜17、行进部16、以及第二成像部18入射至第一检测部19的电磁波。即,第一检测部19应该检测的电磁波的行进路径是指以从第一成像部15入射的电磁波经由棱镜17、行进部16、以及第二成像部18入射至第一检测部19的方式设定于棱镜17的光路。
反射抑制部90设置于棱镜17的第三面s3。如图2所示,第一检测部19应该检测的电磁波不到达棱镜17的第三面s3。即,反射抑制部90设置于第一检测部19应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部90可以设置于棱镜17的第三面s3,即第一检测部19应该检测的电磁波的行进路径以外的位置的、棱镜17与和棱镜17相接的其他介质例如大气的界面。从第一检测部19应该检测的电磁波的行进路径到设置反射抑制部90的界面为止的距离可以是规定的距离以上,以不妨碍第一检测部19应该检测的电磁波的行进。
反射抑制部90通过将棱镜17的第三面s3形成为例如黑色涂面、黑色涂装面、磨砂面、球面、非球面、或者凹凸面等端面反射抑制面而形成。通过将棱镜17的第三面s3形成为端面反射抑制面,能够抑制第三面s3的端面反射。由于抑制了设置有反射抑制部90的第三面s3的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置10能够实现入射至第一检测部19的不需要的光的减少。
另外,在本实施方式的信息获取系统11中,控制部14基于由第一检测部19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。因此,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。这样的结构和效果在后述的各实施方式的信息获取系统中也相同。
接着,参照图3对本发明的第二实施方式的电磁波检测装置100进行说明。在图3中,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3所示,本实施方式的电磁波检测装置100具有第一成像部15、行进部16、棱镜170、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。即,本实施方式的电磁波检测装置100与第一实施方式的电磁波检测装置10相比,不同点在于,将棱镜17变更为棱镜170以及追加了第二检测部20。
棱镜170至少具有第一面s1、第二面s20、第三面s30、第四面s40、第五面s50、以及第六面s60。第四面s40的功能与第四面s4的功能相同。第六面s60的功能与第六面s6相同。
第二面s20使向第二方向d2行进的电磁波分离而向第三方向d3以及第四方向d4行进。棱镜170可以使向第二方向d2行进的电磁波分离而向第三方向d3以及第四方向d4行进。
第二面s20可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波向第三方向d3行进,使特定的波段以外的电磁波向第四方向d4行进。第二面s20可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波反射而向第三方向d3行进,使特定的波段以外的电磁波透过或者折射而向第四方向d4行进。第二面s20可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波全反射而向第三方向d3行进,使特定的波段以外的电磁波透过或者折射而向第四方向d4行进。即,棱镜170可以使特定的波段的电磁波反射而向作为第三行进方向的第三方向d3行进,使特定的波段以外的电磁波向作为第二行进方向的第四方向d4行进。向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s20入射的入射角可以小于临界角。
作为第三射出面的第三面s30将向第三方向d3行进的电磁波射出。即,棱镜170具有作为将向第三方向d3行进的电磁波射出的第三射出面的第三面s30。第三面s30可以与向第三方向d3行进的电磁波的行进轴垂直,即与第三方向d3垂直。
第五面s50与第一实施方式相同,使向第五方向d5行进的电磁波向第六方向d6行进。第五面s50与第一实施方式相同,可以使向第五方向d5行进的电磁波进行内部反射而向第六方向d6行进。第五面s50与第一实施方式相同,可以使向第五方向d5行进的电磁波进行内部全反射而向第六方向d6行进。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s50入射的入射角与第一实施方式相同,可以为临界角以上。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s50入射的入射角与第一实施方式相同,可以不同于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s20入射的入射角。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s50入射的入射角与第一实施方式相同,可以大于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s20入射的入射角。第五面s50与第一实施方式不同,可以与第二面s20不平行。
棱镜170具有第一棱镜210、第二棱镜220、第三棱镜240、第一中间层230、以及第二中间层250。
第一棱镜210可以具有第一面s1、第二面s20、以及第三面s30作为各自不同的表面。第一棱镜210例如包括三角棱镜。第一面s1、第二面s20、以及第三面s30可以相互交叉。
第二棱镜220可以具有第四面s40、第五面s50、第六面s60、以及第七面s70作为各自不同的表面。第七面s70可以与第四面s40和第六面s60交叉。
第二棱镜220与第一实施方式相同,可以配置为第四面s40位于透过第一棱镜210的第二面s20并经由第五面s50在第二棱镜220的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜220与第一实施方式相同,可以配置为第六面s60位于与第五面s50中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。第二棱镜220与第一实施方式不同,可以配置为第二方向d2与第五面s50所成的角度b小于第二方向d2与第二面s20所成的角度a。
第三棱镜240可以配置在第一中间层230与第二中间层250之间。第三棱镜240的一个斜面可以与第一中间层230相接。第三棱镜240的另一个斜面可以与第二中间层250相接。第三棱镜240可以具有与第一中间层230相接的一个斜面、与第二中间层250相接的另一个斜面、以及与一个斜面和另一个斜面交叉的第八面s80,作为各自不同的表面。第三棱镜240例如包括三角棱镜。
第一中间层230可以配置在第一棱镜210与第三棱镜240之间。第一中间层230可以与第一棱镜210的第二面s20相接,沿着与第一棱镜210的边界面包含第二面s20。第一中间层230包含例如附着于第二面s20的可见光反射涂层、半反射镜、分束器、分色镜、冷镜、热镜、超表面、以及偏转元件。
第二中间层250可以配置在第二棱镜220与第三棱镜240之间。第二中间层250可以与第二棱镜220的第五面s50相接,沿着与第二棱镜220的边界面包含第五面s50。
第二中间层250的折射率可以小于第二棱镜220的折射率。第二中间层250例如包含真空、或者折射率比第二棱镜220小的气体、液体、或者固体中的至少任一种。因此,在第二棱镜220的内部行进且以临界角以上的入射角入射的电磁波在第五面s50中进行内部全反射。因此,第五面s50对在第二棱镜220的内部向第五方向d5行进的电磁波进行内部反射。在来自第五方向d5的电磁波的入射角为临界角以上的结构中,第五面s50使向第五方向d5内部行进的电磁波进行内部全反射而向第六方向d6行进。在第二中间层250为气体或者液体的结构中,可以在第三棱镜240的另一个斜面以及第二棱镜220的第五面s50的外缘设置间隔件,在内部填充气体或者液体,从而形成第二中间层250。
第二检测部20检测从第三面s30射出的电磁波。为了检测从第三面s30射出的电磁波,第二检测部20可以设置于从棱镜170向第三方向d3射出的电磁波的路径上。第二检测部20可以设置于从棱镜170到第三方向d3中的基于第一成像部15的对象ob的成像位置或者成像位置附近。
因此,经由第二面s20以及第三面s30到达第二检测部20的检测面的对象ob的电磁波的像可以成像。从向第三方向d3行进的电磁波的第二面s20到第二检测部20的行进路径的长度与从向第四方向d4行进的电磁波的第二面s20到基准面ss的行进路径的长度之差可以为规定值以下,进一步也可以相同。
第二检测部20可以配置为,检测面与第三面s30平行。如上所述,第三面s30能够与向第三方向d3行进并射出的电磁波的行进轴垂直。第二检测部20的检测面可以与从第三面s30射出的电磁波的行进轴垂直。
第二检测部20包括无源传感器。更具体而言,第二检测部20包括元件阵列。例如,第二检测部20可以包括图像传感器或者成像阵列等的拍摄元件,对在检测面上成像的基于电磁波的像进行拍摄,并生成相当于拍摄到的对象ob的图像信息。第二检测部20可以对可见光的像进行拍摄。第二检测部20可以将所生成的图像信息向控制部14发送。控制部14基于第二检测部20的电磁波的检测结果,来获取与周围相关的信息。
第二检测部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。第二检测部20也可以包括测距传感器。在这样的结构中,电磁波检测装置100能够通过第二检测部20获取图像状的距离信息。第二检测部20也可以包括测距传感器或者热传感器等。在这样的结构中,电磁波检测装置100能够通过第二检测部20获取图像状的温度信息。
第二检测部20可以包括与第一检测部19相同种类或者不同种类的传感器。第二检测部20可以检测与第一检测部19检测的电磁波相同种类或者不同种类的电磁波。
在本实施方式中,棱镜170具有反射抑制部900a和反射抑制部900b。反射抑制部900a设置于第二棱镜220的第七面s70。反射抑制部900b设置于第三棱镜240的第八面s80。如图3所示,第一检测部19和第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部900a的第七面s70以及设置有反射抑制部900b的第八面s80。因此,反射抑制部900a、900b设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部900a通过将第七面s70设为端面反射抑制面而形成。反射抑制部900b通过将第八面s80设为端面反射抑制面而形成。通过将第七面s70和第八面s80设为端面反射抑制面,从而能够抑制这些面上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置100能够抑制第七面s70和第八面s80上的端面反射,并且能够实现入射至第一检测部19和第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图4对本发明的第三实施方式的电磁波检测装置101进行说明。在图4中,对具有与上述各实施方式相同结构的部位标注相同的附图标记。
如图4所示,本实施方式的电磁波检测装置101具有第一成像部15、行进部16、棱镜171、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。即,本实施方式的电磁波检测装置101与第二实施方式的电磁波检测装置100相比,不同点在于,将棱镜170变更为棱镜171。第三实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置101以外的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜171具有第一棱镜210、第二棱镜221、第三棱镜240、第一中间层230、以及第二中间层250。即,本实施方式的棱镜171与第二实施方式的棱镜170相比,不同点在于,将第二棱镜220变更为第二棱镜221。
第二棱镜221可以具有第四面s41、第五面s50、以及第六面s61,作为各自不同的表面。第二棱镜221例如包括三角棱镜。第四面s41、第五面s50、以及第六面s61可以相互交叉。
第四面s41的功能与棱镜170的第四面s40的功能相同。第六面s61的功能与棱镜170的第六面s60的功能相同。第四面s41的结构与棱镜170的第四面s40的结构不同。第六面s61的结构与棱镜170的第六面s60的结构不同。
在棱镜170中,第四面s40与第七面s70交叉,第六面s60与第七面s70交叉。另一方面,在棱镜171中,如图4所示,第四面s41与第四面s40相比,在第四面s41与第五面s50的交线的相反方向上较长地延伸。另外,第六面s61与第六面s60相比,在第六面s61与第五面s50的交线的相反方向上较长地延伸。通过第四面s41以及第六面s61延伸,从而第四面s41与第六面s61交叉。
通过第四面s41与第六面s61延伸而交叉,第二棱镜221与第二棱镜220相比,扩大了区域221a的量。如图4所示,区域221a存在于从第一成像部15入射且第一检测部19和第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。另外,区域221a距电磁波的行进路径例如向第五方向d5行进的电磁波以及向第六方向d6行进的电磁波的行进路径的距离为规定的距离以上。即使在这样的区域221a中发生端面反射,面反射光也难以到达第一检测部19以及第二检测部20。因此,区域221a作为抑制不需要的光即由棱镜171的端面反射而引起的面反射光向第一检测部19以及第二检测部20的入射的反射抑制部901a发挥功能。
在第四面s41中的与区域221a对应的面s41a上设置有反射抑制部901b。反射抑制部901b通过将面s41a设为端面反射抑制面而形成。另外,在第六面s61中的与区域221a对应的面s61a上设置有反射抑制部901c。反射抑制部901c通过将面s61a设为端面反射抑制面而形成。通过在面s41a上设置有反射抑制部901b,在面s61a上设置有反射抑制部901c,从而抑制面s41a以及面s61的端面反射。
这样,在本实施方式中,棱镜171具有作为反射抑制部901a发挥功能的区域221a,该区域221a设置于从第一成像部15入射且第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。区域221a优选为,距第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径的距离为规定的距离以上。通过这样的结构,即使在棱镜171的区域221a内发生端面反射,面反射光也难以入射至第一检测部19以及第二检测部20。因此,本实施方式的电磁波检测装置101能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图5对本发明的第四实施方式的电磁波检测装置102进行说明。在图5中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图5所示,本实施方式的电磁波检测装置102具有第一成像部15、行进部16、棱镜172、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。即,本实施方式的电磁波检测装置102与第二实施方式的电磁波检测装置100相比,不同点在于,将棱镜170变更为棱镜172。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置102以外的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜172至少具有第一面s1、第二面s20、第三面s30、第四面s40、第五面s50、以及第六面s60。这些面的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜172具有第一棱镜210、第二棱镜222、第三棱镜242、第一中间层230、以及第二中间层250。
第二棱镜222可以具有第四面s40、第五面s50、以及第六面s60,作为各自不同的表面。第二棱镜222例如包括三角棱镜。第四面s40、第五面s50、以及第六面s60可以相互交叉。
第二棱镜222与第二实施方式相同,可以配置为,第四面s40位于透过第一棱镜210的第二面s20并经由第五面s50在第二棱镜222的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜222与第一实施方式相同,可以配置为,第六面s60位于与第五面s50中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。第二棱镜222与第二实施方式不同,可以配置为,第二方向d2与第五面s50所成的角度b大于第二方向d2与第二面s20所成的角度a。
第三棱镜242可以配置于第一中间层230与第二中间层250之间。第三棱镜242的一个斜面可以与第一中间层230相接。第三棱镜242的另一个斜面可以与第二中间层250相接。第三棱镜242可以具有与第一中间层230相接的一个斜面、与第二中间层250相接的另一个斜面、以及与一个斜面和另一个斜面交叉的第八面s82,作为各自不同的表面。第三棱镜242例如包括三角棱镜。
在本实施方式中,棱镜172具有反射抑制部902。反射抑制部902设置于第三棱镜242的第八面s82。如图5所示,第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部902的第八面s82。因此,反射抑制部902设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部902通过将第八面s82设为端面反射抑制面而形成。通过将第八面s82设为端面反射抑制面,能够抑制在第八面s82上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置102能够抑制在第八面s82上的端面反射,并且能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图6对本发明的第五实施方式的电磁波检测装置103进行说明。在图6中,对具有与上述的各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,本实施方式的电磁波检测装置103具有第一成像部15、行进部16、棱镜173、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。即,本实施方式的电磁波检测装置103与第二实施方式的电磁波检测装置100相比,不同点在于,将棱镜170变更为棱镜173。在第五实施方式的信息获取系统11中,电磁波检测装置103以外的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜173至少具有第一面s1、第二面s20、第三面s30、第四面s40、第五面s50、以及第六面s60。这些面的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜173具有第一棱镜210、第二棱镜223、第三棱镜243、第一中间层230、以及第二中间层250。
第二棱镜223可以具有第四面s40、第五面s50、第六面s60、以及第七面s70,作为各自不同的表面。第七面s70可以与第四面s40以及第六面s60交叉。与第二实施方式相同,在第七面s70设置有反射抑制部900a。
第二棱镜223与第二实施方式相同,可以配置为第四面s40位于透过第一棱镜210的第二面s20并经由第五面s50在第二棱镜220的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜223与第二实施方式相同,可以配置为第六面s60位于与第五面s50中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。第二棱镜223与第二实施方式不同,可以配置为第二方向d2与第二面s20所成的角度a等于第二方向d2与第五面s50所成的角度b。
第三棱镜243可以配置于第一中间层230与第二中间层250之间。第三棱镜243可以为板状。第三棱镜243的一侧的板面可以与第一中间层230相接。第三棱镜243的另一侧的板面可以与第二中间层250相接。第三棱镜243可以具有与一侧的板面的一端和另一侧的板面的一端交叉的第八面s83a、以及与一侧的板面的另一端和另一侧的板面的另一端交叉的第八面s83b。
在本实施方式中,棱镜173除了反射抑制部900a以外,还具有反射抑制部903a和反射抑制部903b。反射抑制部903a设置于第三棱镜243的第八面s83a。反射抑制部903b设置于第三棱镜243的第八面s83b。如图6所示,第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部903a的第八面s83a以及设置有反射抑制部903b的第八面s83b。因此,反射抑制部903a,903b设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部903a通过将第八面s83a设为端面反射抑制面而形成。反射抑制部903b通过将第八面83b设为端面反射抑制面而形成。通过将第八面s83a和第八面s83b设为端面反射抑制面,从而能够抑制在这些面上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置103能够抑制在第八面s83a以及第八面s83b上的端面反射,并且能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图7对本发明的第六实施方式的电磁波检测装置104进行说明。在图7中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图7所示,本实施方式的电磁波检测装置104具有第一成像部15、行进部16、棱镜174、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。即,本实施方式的电磁波检测装置104与第二实施方式的电磁波检测装置100相比,不同点在于,将棱镜170变更为棱镜174。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置104以外的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜174具有第一棱镜210、第二棱镜224、第三棱镜243、第一中间层230、以及第二中间层250。
第二棱镜224可以具有第四面s44、第五面s50、以及第六面s64,作为各自不同的表面。第二棱镜224例如包括三角棱镜。第四面s44、第五面s50、以及第六面s64可以相互交叉。
第四面s44的功能与棱镜173的第四面s40的功能相同。第六面s64的功能与棱镜173的第六面s60的功能相同。第四面s44的结构与棱镜173的第四面s40的结构不同。第六面s64的结构与棱镜173的第六面s60的结构不同。
在棱镜173中,第四面s40与第七面s70交叉,第六面s60与第七面s70交叉。另一方面,在棱镜174中,如图7所示,第四面s44与第四面s40相比,在第四面s44与第五面s50的交线的相反方向上较长地延伸。另外,第六面s64与第六面s60相比,在第六面s64与第五面s50的交线的相反方向上较长地延伸。通过第四面s44以及第六面s64延伸,从而第四面s44与第六面s64交叉。
通过第四面s44与第六面s64延伸而交叉,第二棱镜224与第二棱镜223相比,扩大了区域224a的量。如图7所示,区域224a存在于从第一成像部15入射且第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。另外,区域224a距电磁波的行进路径例如向第五方向d5行进的电磁波以及向第六方向d6行进的电磁波的行进路径的距离为规定的距离以上。即使在这样的区域224a内发生端面反射,面反射光也难以到达第一检测部19以及第二检测部20。因此,区域224a作为抑制不需要的光即由棱镜174的端面反射而引起的面反射光向第一检测部19以及第二检测部20入射的反射抑制部904a发挥功能。
在第四面s44中的与区域224a对应的面s44a上设置有反射抑制部904b。反射抑制部904b通过将面s44a设为端面反射抑制面而形成。另外,在第六面s64中的与区域224a对应的面s64a上设置有反射抑制部904c。反射抑制部904c通过将面s64a设为端面反射抑制面而形成。通过在面s44a上设置反射抑制部904b,在面s64a上设置反射抑制部904c,能够抑制在这些面上的端面反射。
这样,在本实施方式中,棱镜174具有作为反射抑制部904a发挥功能的区域224a,其设置于从第一成像部15入射且第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。区域224a优选为距第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径的距离为规定的距离以上。通过这样的结构,即使在棱镜174的区域224a内发生端面反射,面反射光也难以入射至第一检测部19以及第二检测部20。因此,本实施方式的电磁波检测装置104能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图8对本发明的第七实施方式的电磁波检测装置105进行说明。在图8中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图8所示,本实施方式的电磁波检测装置105具有第一成像部15、行进部16、棱镜175、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。即,本实施方式的电磁波检测装置105与第二实施方式的电磁波检测装置100相比,不同点在于,将棱镜170变更为棱镜175。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置105以外的结构以及功能与第二实施方式相同。
棱镜175至少具有第一面s15、第二面s25、第三面s35、第四面s45、第五面s55、以及第六面s65。
第一面s15使从第一方向d1入射至棱镜175的电磁波向第二方向d2行进。第一面s15可以与从第一方向d1入射至第一面s15的电磁波的行进轴垂直。如上所述,由于第一方向d1与第一成像部15的主轴平行,因此,第一成像部15的主轴与第一面s15垂直,换言之,第一成像部15的主面与第一面s15可以平行。第一面s15可以使从第一方向d1入射的电磁波透过或者折射而向第二方向d2行进。
如后所述,第一面s15使向第三方向d3行进的电磁波向第七方向d7行进。第一面s15可以对向第三方向d3行进的电磁波进行内部反射并使其向第七方向d7行进。第一面s15可以对向第三方向d3行进的电磁波进行内部全反射并使其向第七方向d7行进。向第三方向d3行进的电磁波的向第一面s15入射的入射角可以为临界角以上。
第二面s25使向第二方向d2行进的电磁波分离并使其向第三方向d3以及第四方向d4行进。第二面s25可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波向第三方向d3行进,使特定的波段以外的波段的电磁波向第四方向d4行进。第二面s25可以使向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波反射而向第三方向d3行进,使特定的波段以外的电磁波透过或者折射而向第四方向d4行进。第二面s25可以对向第二方向d2行进的电磁波中的特定的波段的电磁波进行全反射并使其向第三方向d3行进,使特定的波段以外的电磁波透过或者折射并向第四方向d4行进。向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s25入射的入射角可以小于临界角。
作为第三射出面的第三面s35将向第七方向d7行进的电磁波射出。第三面s35可以与向第七方向d7行进的电磁波的行进轴垂直,即与第七方向d7垂直。从第三面s35射出的电磁波被第二检测部20检测。
作为第一射出面的第四面s45将向第四方向d4行进的电磁波向行进部16的基准面ss射出。另外,第四面s45使从行进部16的基准面ss再次入射的电磁波向第五方向d5行进。第四面s45可以与向第四方向d4行进的电磁波的行进轴垂直,即与第四方向d4垂直。第四面s45可以与行进部16的基准面ss平行。第四面s45可以使从基准面ss再次入射的电磁波透过或者折射而向第五方向d5行进。
第五面s55使向第五方向d5行进的电磁波向第六方向d6行进。第五面s55可以对向第五方向d5行进的电磁波进行内部反射而使其向第六方向d6行进。第五面s55可以对向第五方向d5行进的电磁波进行内部全反射而使其向第六方向d6行进。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s55入射的入射角可以为临界角以上。向第五方向d行进的电磁波的向第五面s55入射的入射角可以不同于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s25入射的入射角。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s55入射的入射角可以大于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s25入射的入射角。第五面s55可以与第二面s25不平行。
作为第二射出面的第六面s65将向第六方向d6行进的电磁波射出。第六面s65可以与向第六方向d6行进的电磁波的行进轴垂直,即与第六方向d6垂直。
棱镜175具有第一棱镜215、第二棱镜225、第三棱镜245、第一中间层230、以及第二中间层250。
第一棱镜215可以具有第一面s15、第二面s25、以及第三面s35,作为各自不同的表面。第一棱镜215例如包括三角棱镜。第一面s15、第二面s25、以及第三面s35可以相互交叉。
第一棱镜215可以配置为,从第一方向d1入射至第一面s15的电磁波的行进轴与第一面s15垂直。第一棱镜215可以配置为,第二面s25位于从第一方向d1透过第一面s15或者被第一面s15折射而在第一棱镜215的内部行进的电磁波的行进方向上。第一棱镜215可以配置为,第一面s15位于在第二面s25上反射的电磁波行进的行进方向上。第一棱镜215可以配置为,第三面s35位于向第三方向d3行进而在第一面s15上反射的电磁波行进的行进方向上。
第二棱镜225可以具有第四面s45、第五面s55、第六面s65、以及第七面s75,作为各自不同的表面。第七面s75可以与第四面s45以及第六面s65交叉。
第二棱镜225可以配置为,第四面s45位于透过第一棱镜215的第二面s25并经由第五面s55在第二棱镜225的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜225可以配置为,第六面s65位于与第五面s55中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。第二棱镜225可以配置为,第二方向d2与第五面s55所成的角度b小于第二方向d2与第二面s25所成的角度a。
第三棱镜245可以配置在第一中间层230与第二中间层250之间。第三棱镜245的一个斜面可以与第一中间层230相接。第三棱镜245的另一个斜面可以与第二中间层250相接。第三棱镜240可以具有与第一中间层230相接的一个斜面、与第二中间层250相接的另一个斜面、以及与一个斜面以及另一个斜面交叉的第八面s85,作为各自不同的表面。第三棱镜245例如包括三角棱镜。
第一中间层230可以配置在第一棱镜215与第三棱镜245之间。第一中间层230可以与第一棱镜215的第二面s25相接,并沿着与第一棱镜215的边界面包含第二面s25。
第二中间层250可以配置在第二棱镜225与第三棱镜245之间。第二中间层250可以与第二棱镜225的第五面s55相接,并沿着与第二棱镜225的边界面包含第五面s55。第二中间层250的折射率可以小于第二棱镜225的折射率。因此,在第二棱镜225的内部行进且以临界角以上的入射角入射的电磁波在第五面s55进行内部全反射。因此,第五面s55对在第二棱镜225的内部向第五方向d5行进的电磁波进行内部反射。在来自第五方向d5的电磁波的入射角为临界角以上的结构中,第五面s55对向第五方向d5内部行进的电磁波进行内部全反射并使其向第六方向d6行进。
在本实施方式中,棱镜175具有反射抑制部905a和反射抑制部905b。反射抑制部905a设置于第二棱镜225的第七面s75。反射抑制部905b设置于第三棱镜245的第八面s85。如图8所示,第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部905a的第七面s75以及设置有反射抑制部905b的第八面s85。因此,反射抑制部905a、905b设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部905a通过将第七面s75设为端面反射抑制面而形成。反射抑制部905b通过将第八面s85设为端面反射抑制面而形成。通过将第七面s75以及第八面s85设为端面反射抑制面,能够抑制这些面上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置105能够抑制第七面s75以及第八面s85上的端面反射,并且能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图9对本发明的第八实施方式的电磁波检测装置106进行说明。在图9中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图9所示,本实施方式的电磁波检测装置106具有第一成像部15、行进部16、棱镜176、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。本实施方式的电磁波检测装置106与第七实施方式的电磁波检测装置105相比,不同点在于,将棱镜175变更为棱镜176。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置106以外的结构以及功能与第七实施方式相同。
棱镜176具有第一棱镜215、第二棱镜226、第三棱镜245、第一中间层230、以及第二中间层250。
第二棱镜226可以具有第四面s46、第五面s55、以及第六面s66,作为各自不同的表面。第二棱镜226例如包括三角棱镜。第四面s46、第五面s55、以及第六面s66可以相互交叉。
第四面s46的功能与棱镜175的第四面s45的功能相同。第六面s66的功能与棱镜175的第六面s65的功能相同。第四面s46的结构与棱镜175的第四面s45的结构不同。第六面s66的结构与棱镜175的第六面s65的结构不同。
在棱镜175中,第四面s45与第七面s75交叉,第六面s65与第七面s75交叉。另一方面,在棱镜176中,如图9所示,第四面s46与第四面s45相比,在第四面s46与第五面s55的交线的相反方向上较长地延伸。另外,第六面s66与第六面s65相比,在第六面s66与第五面s55的交线的相反方向上较长地延伸。通过第四面s46以及第六面s66延伸,从而第四面s46与第六面s66交叉。
通过第四面s46与第六面s66延伸而交叉,第二棱镜226与第二棱镜225相比,扩大了区域226a的量。如图9所示,区域226a存在于从第一成像部15入射且第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。另外,区域226a距电磁波的行进路径例如向第五方向d5行进的电磁波以及向第六方向d6行进的电磁波的行进路径的距离为规定的距离以上。即使在这样的区域226a内发生端面反射,面反射光也难以到达第一检测部19以及第二检测部20。因此,区域226a作为抑制不需要的光即由棱镜176的端面反射而引起的面反射光向第一检测部19以及第二检测部20入射的反射抑制部906a发挥功能。
在第四面s46中的与区域226a对应的面s46a上设置有反射抑制部906b。反射抑制部906b通过将面s46a设为端面反射抑止面而形成。另外,在第六面s66中的与区域226a对应的面s66a上设置有反射抑制部906c。反射抑制部906c通过将面s66a设为端面反射抑止面而形成。通过在面s46a上设置反射抑制部906b,在面s66a设置反射抑制部906c,从而能够抑制在这些面上的端面反射。
这样,在本实施方式中,棱镜176具有作为反射抑制部906a发挥功能的区域226a,该区域226a设置于从第一成像部15入射且第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。区域226a优选为距第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径的距离为规定的距离以上。在这样的结构中,即使在棱镜176的区域226a内发生端面反射,面反射光也难以入射至第一检测部19以及第二检测部20。因此,本实施方式的电磁波检测装置106能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图10对本发明的第九实施方式的电磁波检测装置107进行说明。在图10中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图10所示,本实施方式的电磁波检测装置107具有第一成像部15、行进部16、棱镜177、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。本实施方式的电磁波检测装置107与第七实施方式的电磁波检测装置105相比,不同点在于,将棱镜175变更为棱镜177。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置107以外的结构以及功能与第七实施方式相同。
棱镜175至少具有第一面s15、第二面s25、第三面s35、第四面s45、第五面s55、以及第六面s65。这些面的结构以及功能与第七实施方式相同。
棱镜177具有第一棱镜215、第二棱镜227、第三棱镜247、第一中间层230、以及第二中间层250。
第二棱镜227可以具有第四面s45、第五面s55、以及第六面s65,作为各自不同的表面。第二棱镜227例如包括三角棱镜。第四面s45、第五面s55、以及第六面s65可以相互交叉。
第二棱镜227与第七实施方式相同,可以配置为第四面s45位于透过第一棱镜215的第二面s25并经由第五面s55在第二棱镜227的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜227与第七实施方式相同,可以配置为第六面s65位于与第五面s55中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。第二棱镜227与第七实施方式不同,可以配置为第二方向d2与第五面s55所成的角度b大于第二方向d2与第二面s25所成的角度a。
第三棱镜247可以配置在第一中间层230与第二中间层250之间。第三棱镜247可以为板状。第三棱镜247的一侧的板面可以与第一中间层230相接。第三棱镜247的另一侧的板面可以与第二中间层250相接。第三棱镜247可以具有与第三棱镜247的一侧的板面的一端和另一侧的板面的一端交叉的第八面s87a、以及与第三棱镜247的一侧的板面的另一端和另一侧的板面的另一端交叉的第八面s87b。
在本实施方式中,棱镜177具有反射抑制部907a和反射抑制部907b。反射抑制部907a设置于第三棱镜247的第八面s87a。反射抑制部907b设置于第三棱镜247的第八面s87b。如图10所示,第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部907a的第八面s87a以及设置有反射抑制部907b的第八面s87b。因此,反射抑制部907a、907b设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部907a通过将第八面s87a设为端面反射抑制面而形成。反射抑制部907b通过将第八面s87b设为端面反射抑制面而形成。通过将第八面s87a以及第八面s87b设为端面反射抑制面,能够抑制在这些面上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置107能够抑制在第八面s87a以及第八面s87b上的端面反射,从而能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图11对本发明的第十实施方式的电磁波检测装置108进行说明。在图11中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图11所示,本实施方式的电磁波检测装置108具有第一成像部15、行进部16、棱镜178、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。本实施方式的电磁波检测装置108与第九实施方式的电磁波检测装置107相比,不同点在于,将棱镜177变更为棱镜178。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置108以外的结构以及功能与第九实施方式相同。
棱镜178至少具有第一面s15、第二面s25、第三面s35、第四面s45、第五面s55、以及第六面s65。这些面的结构以及功能与第九实施方式相同。
棱镜178具有第一棱镜215、第二棱镜228、第三棱镜248、第一中间层230、以及第二中间层250。
第二棱镜228可以具有第四面s45、第五面s55、以及第六面s65,作为各自不同的表面。第二棱镜228例如包括三角棱镜。第四面s45、第五面s55、以及第六面s65可以相互交叉。
第二棱镜228与第九实施方式相同,可以配置为第四面s45位于透过第一棱镜215的第二面s25并经由第五面s55在第二棱镜228的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜228与第九实施方式相同,第六面s65位于与第五面s55中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。第二棱镜228与第九实施方式不同,可以配置为第二方向d2与第二面s25所成的角度a等于第二方向d2与第五面s55所成的角度b。
第三棱镜248可以配置在第一中间层230与第二中间层250之间。第三棱镜248可以为板状。第三棱镜248的一侧的板面可以与第一中间层230相接。第三棱镜248的另一侧的板面可以与第二中间层250相接。第三棱镜248可以具有与一侧的板面的一端和另一侧的板面的一端交叉的第八面s88a、以及与一侧的板面的另一端与另一侧的板面的另一端交叉的第八面s88b。
在本实施方式中,棱镜178具有反射抑制部908a和反射抑制部908b。反射抑制部908a设置于第三棱镜248的第八面s88a。反射抑制部908b设置于第三棱镜248的第八面s88b。如图11所示,第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部908a的第八面s88a以及设置有反射抑制部908b的第八面s88b。因此,反射抑制部908a、908b设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部908a通过将第八面s88a设为端面反射抑制面而形成。反射抑制部908b通过将第八面s88b设为端面反射抑制面而形成。通过将第八面s88a以及第八面s88b设为端面反射抑制面,从而能够抑制在这些面上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置108能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
接着,参照图12对本发明的第十一实施方式的电磁波检测装置109进行说明。在图12中,对具有与上述的各实施方式相同的结构的部位标注相同的附图标记。
如图12所示,本实施方式的电磁波检测装置109具有第一成像部15、行进部16、棱镜179、第二成像部18、第一检测部19、以及第二检测部20。本实施方式的电磁波检测装置109与第七实施方式的电磁波检测装置107相比,不同点在于,将棱镜177变更为棱镜179。本实施方式的信息获取系统11中的电磁波检测装置109以外的结构以及功能与第七实施方式相同。
棱镜179至少具有第一面s15、第二面s25、第三面s35、第四面s45、第五面s59、以及第六面s69。在本实施方式中,第一面s15、第二面s25、第三面s35、第四面s45的结构以及功能与第七实施方式相同。
第五面s59使向第五方向d5行进的电磁波向第六方向d6行进。第五面s59可以对向第五方向d5行进的电磁波进行内部反射并使其向第六方向d6行进。第五面s59可以对向第五方向d5行进的电磁波进行内部全反射并使其向第六方向d6行进。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s59入射的入射角可以为临界角以上。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s59入射的入射角可以不同于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s25入射的入射角。向第五方向d5行进的电磁波的向第五面s59入射的入射角可以大于向第二方向d2行进的电磁波的向第二面s25入射的入射角。第五面s59可以与第二面s25平行。
第六面s69射出向第六方向d6行进的电磁波。第六面s69可以与向第六方向d6行进的电磁波的行进轴垂直,即与第六方向d6垂直。如图12所示,向第六方向d6行进的电磁波在第六面s69上从比第六面s69与第四面s45的交线更靠近第六面s69与第五面s59的交线的位置射出。因此,第六面s69包括从第六面s69与第四面s45的交线延伸且在第一检测部19应该检测的电磁波的行进路径以外的面s69a。
棱镜179具有第一棱镜215、第二棱镜229、第一中间层230、以及第二中间层259。
第二棱镜229可以具有第四面s45、第五面s59、第六面s69、以及第九面s99,作为各自不同的表面。第九面99可以与第四面s45以及第五面s59交叉。
第二棱镜229可以配置为,第五面s59与第一棱镜215的第二面s25平行且相对。第二棱镜229可以配置为,第四面s45位于透过第一棱镜215的第二面s25并经由第五面s59在第二棱镜229的内部行进的电磁波的行进方向上。第二棱镜229可以配置为,第六面s69位于与第五面s59中的来自第五方向d5的电磁波的入射角相等的反射角即第六方向d6上。
第二中间层259可以配置在第二棱镜229的第五面s59与第一中间层230之间。第二中间层259可以与第二棱镜229的第五面s59相接,并沿着与第二棱镜229的边界面包含第五面s59。第二中间层259可以与第一中间层230中的与第一棱镜215的接触面的相反一侧的面相接。
第二中间层259的折射率可以小于第二棱镜229的折射率。第二中间层259包括例如真空、或者折射率比第二棱镜229小的气体、液体、或固体中的至少任一种。因此,在第二棱镜229的内部行进且以临界角以上的入射角入射的电磁波在第五面s59进行内部全反射。因此,第五面s59对在第二棱镜229的内部以第五方向d5为行进轴行进的电磁波进行内部反射。在来自第五方向d5的电磁波的入射角为临界角以上的结构中,第五面s59对在第五方向d5上内部行进的电磁波进行内部全反射并使其向第六方向d6行进。
在本实施方式中,棱镜179具有反射抑制部909a和反射抑制部909b。反射抑制部909a设置于第二棱镜229的第九面s99。反射抑制部909b设置于第二棱镜229的面s69a。如图12所示,第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波不到达设置有反射抑制部909a的面s99a以及设置有反射抑制部909b的面s69a。因此,反射抑制部909a、909b设置于第一检测部19以及第二检测部20应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。反射抑制部909a通过将第九面s99设为端面反射抑制面而形成。反射抑制部909b通过将面s69a设为端面反射抑制面而形成。通过将第九面s99以及面s69a设为端面反射抑制面,能够抑制在这些面上的端面反射。因此,本实施方式的电磁波检测装置109能够实现入射至第一检测部19以及第二检测部20的不需要的光的减少。
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变形以及修改。因此,需要注意的是,这些变形以及修改均包含于本发明的范围内。
例如,在第一实施方式至第十一实施方式中,放射部12、扫描部13、以及控制部14与电磁波检测装置10、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109一起构成信息获取系统11,但电磁波检测装置10、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109也可以构成为包括这些中的至少一个。
因此,例如,如图13所示,第一实施方式的电磁波检测装置10可以构成为包括放射部12、扫描部13、以及控制部14。同样地,第二实施方式至第十一实施方式的电磁波检测装置100、101、102、103、104、105、106、107、108、109也可以构成为包括放射部12、扫描部13、以及控制部14。
另外,在第一实施方式至第十一实施方式中,行进部16能够将入射至基准面ss的电磁波的行进方向在第一选择方向ds1以及第二选择方向ds2这两个方向上进行切换,但也可以在三个以上的方向进行切换。
另外,在第一实施方式至第十一实施方式中,行进部16的第一状态以及第二状态分别是使入射至基准面ss的电磁波向第一选择方向ds1反射的第一反射状态以及向第二选择方向ds2反射的第二反射状态,但也可以是其他方式。
例如,第二状态可以是使入射至基准面ss的电磁波透过而向第二选择方向ds2行进的透过状态。行进部16也可以按每个像素px而包括快门,该快门具有使电磁波向第一选择方向ds1反射的反射面。在这样结构的行进部16中,通过开闭每个像素px的快门,能够针对每个像素px在作为第一状态的反射状态以及作为第二状态的透过状态之间进行切换。
作为行进部16,例如可以列举包括能够开闭的多个快门呈阵列状地排列的MEMS快门的行进部。另外,作为行进部16,可以列举包括液晶快门的行进部,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16中,通过切换每个像素px的液晶取向,能够针对每个像素px在作为第一状态的反射状态以及作为第二状态的透过状态之间进行切换。
另外,在第一实施方式至第十一实施方式中,信息获取系统11具有如下结构:通过使扫描部13扫描从放射部12放射的波束状的电磁波,使第一检测部19与扫描部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,信息获取系统11也可以构成为,在具有能够放射放射状的电磁波的多个放射源的放射部12中,不具有扫描部13,而通过一边错开放射时刻一边从各放射源放射电磁波的分阶段扫描方式,来作为扫描型的有源传感器发挥功能。信息获取系统11也可以具有如下结构:不具有扫描部13,以从放射部12放射放射状的电磁波而不扫描的方式获取信息。
另外,在第二实施方式至第十一实施方式中,信息获取系统11具有如下结构:第一检测部19是有源传感器,第二检测部20是无源传感器。但是,信息获取系统11并不限定于这样的结构。例如,信息获取系统11也可以具有如下结构:第一检测部19以及第二检测部20均为有源传感器。在第一检测部19以及第二检测部20均为有源传感器的结构中,向对象ob放射电磁波的放射部12可以不同,也可以相同。而且,不同的放射部12可以分别放射不同种类或者相同种类的电磁波。
附图标记的说明:
10、100~109 电磁波检测装置
11 信息获取系统
12 放射部
13 扫描部
14 控制部
15 第一成像部
16、16a 行进部
17、170~179 棱镜
18 第二成像部
19 第一检测部
20 第二检测部
21、210、215 第一棱镜
22、220~229 第二棱镜
23、230 第一中间层
240、242、243、245、247、248 第三棱镜
250、259 第二中间层
90、900a、900b、901a、901b、901c、902、903a、903b、904a、904b、904c、905a、905b、906a、906b、906c、907a、907b、908a、908b、909a、909b 反射抑制部
d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7 第一方向、第二方向、第三方向、第四方向、第五方向、第六方向、第七方向
ds1、ds2 第一选择方向、第二选择方向
s1、s15 第一面
s2、s20、s25 第二面
s3、s30、s35 第三面
s4、s40、s41、s44、s45、s46 第四面
s5、s50、s55、s59 第五面
s6、s60、s61、s64、s65、s66、s69 第六面
s70、s75 第七面
s83a、s83b、s85、s87a、s87b、s88a、s88b 第八面
s99 第九面
ob 对象
px 像素
ss 基准面

Claims (24)

1.一种电磁波检测装置,其中,
具有:
成像部,对入射的电磁波进行成像;
棱镜,包括将从所述成像部入射的电磁波射出的第一射出面;
行进部,沿着基准面配置有多个像素,使从所述第一射出面入射至所述基准面的电磁波按每个所述像素向特定的方向行进;以及
第一检测部,检测向所述特定的方向行进的电磁波,
所述棱镜在从所述成像部入射且所述第一检测部应该检测的电磁波的行进路径以外的位置设置有反射抑制部,所述反射抑制部抑制由所述棱镜的端面反射而引起的不需要的光向所述第一检测部入射。
2.如权利要求1所述的电磁波检测装置,其中,
所述反射抑制部设置于所述位置处的所述棱镜与和所述棱镜相接的其他介质的界面。
3.如权利要求2所述的电磁波检测装置,其中,
从所述行进路径到所述界面的距离为规定的距离以上。
4.如权利要求1所述的电磁波检测装置,其中,
所述反射抑制部包括所述棱镜中的距所述行进路径的距离为规定的距离以上的区域。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
向所述特定的方向行进的电磁波再次入射至所述第一射出面,
所述棱镜包括第二射出面,所述第二射出面将从所述第一射出面再次入射且向第一行进方向行进的电磁波射出,
所述第一检测部检测从所述第二射出面射出的电磁波。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
所述棱镜使从所述成像部入射的电磁波分离而向第二行进方向以及第三行进方向行进,使向所述第二行进方向行进的电磁波从所述第一射出面向所述基准面射出。
7.如权利要求6所述的电磁波检测装置,其中,
所述棱镜使特定的波段的电磁波反射而向所述第三行进方向行进,使所述特定的波段以外的电磁波向所述第二行进方向行进。
8.如权利要求7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二检测部,
所述棱镜具有第三射出面,所述第三射出面检测向所述第三行进方向行进的电磁波,
所述第二检测部检测从所述第三射出面射出的电磁波,
所述反射抑制部设置于所述第一检测部以及所述第二检测部应该检测的电磁波的行进路径以外的位置。
9.如权利要求8所述的电磁波检测装置,其中,
所述第二检测部包括与所述第一检测部相同种类或者不同种类的传感器。
10.如权利要求8或者9所述的电磁波检测装置,其中,
所述第二检测部检测与所述第一检测部检测的电磁波相同种类或者不同种类的电磁波。
11.如权利要求1至10中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部针对每个所述像素在使入射至所述基准面的电磁波向所述特定的方向反射的第一反射状态和向与所述特定的方向不同的方向反射的第二反射状态之间进行切换。
12.如权利要求11所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部按每个所述像素而包含反射电磁波的反射面,通过针对每个所述像素变更所述反射面的朝向,对所述第一反射状态和所述第二反射状态进行切换。
13.如权利要求1至12中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部包括数字微镜器件。
14.如权利要求1至10中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部在使入射至所述基准面的电磁波透过的透过状态和使所述电磁波反射的反射状态之间进行切换。
15.如权利要求14所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部按每个所述像素而具有包括反射电磁波的反射面的快门,通过针对每个所述像素来开闭所述快门,从而在所述反射状态和所述透过状态之间进行切换。
16.如权利要求15所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部包括所述快门呈阵列状地排列的MEMS快门。
17.如权利要求16所述的电磁波检测装置,其中,
所述行进部包括液晶快门,所述液晶快门能够针对每个所述像素根据液晶取向在所述反射状态和所述透过状态之间进行切换。
18.如权利要求1至17中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
所述第一检测部包括测距传感器、图像传感器、以及热传感器中的至少任一种。
19.如权利要求1至18中任一项所述的电磁波检测装置,其中,
所述电磁波包括红外线、可见光线、紫外线、以及电波中的至少任一种。
20.如权利要求1至19中任一项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,所述控制部基于所述第一检测部的电磁波的检测结果,来获取与周围相关的信息。
21.如权利要求8至10中任一项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,所述控制部基于所述第二检测部的电磁波的检测结果,来获取与周围相关的信息。
22.如权利要求20或21所述的电磁波检测装置,其中,
所述控制部获取图像信息、距离信息、以及温度信息中的至少任一种,来作为与所述周围相关的信息。
23.一种信息获取系统,其中,
包括:
权利要求1至19中任一项所述的电磁波检测装置;以及
控制部,基于所述第一检测部的电磁波的检测结果,来获取与周围相关的信息。
24.一种信息获取系统,其中,
包括:
权利要求8至10中任一项所述的电磁波检测装置;以及
控制部,基于所述第二检测部的电磁波的检测结果,来获取与周围相关的信息。
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