JP2022115975A - 電磁波検出装置および情報取得システム - Google Patents

電磁波検出装置および情報取得システム Download PDF

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Abstract

【課題】電磁波の検出精度を向上する。【解決手段】電磁波検出装置１０は分離部１６と第１の検出部１７と進行部１８と第２の検出部２０と遮断部２１とを有する。分離部１６は第１の方向ｄ１に進行する電磁波を第２の方向ｄ２および第３の方向ｄ３に進行するように分離する。第１の検出部１７は第２の方向ｄ２に進行した電磁波を検出する。進行部１８は基準面ｓｓに沿って複数の画素ｐｘを有する。進行部１８は第３の方向ｄ３に進行して基準面ｓｓに入射した電磁波の進行方向を画素ｐｘ毎に第４の方向ｄ４および第５の方向ｄ５に切替える。第２の検出部２０は第４の方向ｄ４に進行した電磁波を検出する。遮断部２１は第５の方向ｄ５に進行した電磁波の少なくとも一部を遮断する。【選択図】図２

Description

本発明は、電磁波検出装置および情報取得システムに関するものである。
近年、電磁波を検出する複数の検出器による検出結果から周囲に関する情報を得る装置が開発されている。例えば、赤外線カメラで撮像した画像中の物体の位置を、レーザレーダを用いて測定する装置が知られている。（特許文献１参照）。
特開２０１１－２２０７３２号公報
このような装置において、電磁波の検出精度の向上は有益である。
従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、電磁波の検出精度を向上させることにある。
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電磁波検出装置は、
第１の方向に進行する電磁波を分離して、第２の方向および第３の方向に進行させる分離部と、
前記第２の方向に進行した前記電磁波を検出する第１の検出部と、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第３の方向へ進行して前記基準面に入射した電磁波の進行方向を前記画素毎に第４の方向および第５の方向へ切替える進行部と、
前記第４の方向に進行した電磁波を検出する第２の検出部と、
前記第５の方向へ進行した電磁波の少なくとも一部を遮断する遮断部と、を備える。
また、第２の観点による情報取得システムは、
第１の方向に進行する電磁波を分離して、第２の方向および第３の方向に進行させる分離部と、前記第２の方向に進行した前記電磁波を検出する第１の検出部と、基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第３の方向へ進行して前記基準面に入射した電磁波の進行方向を前記画素毎に第４の方向および第５の方向へ切替える進行部と、前記第４の方向に進行した電磁波を検出する第２の検出部と、前記第５の方向へ進行した電磁波の少なくとも一部を遮断する遮断部とを有する電磁波検出装置と、
前記第１の検出部および前記第２の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部と、を備える。
上述したように本開示の解決手段を装置、及びシステムとして説明してきたが、本開示は、これらを含む態様としても実現し得るものであり、また、これらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
上記のように構成された本開示によれば、電磁波の検出精度を向上し得る。
第１の実施形態に係る電磁波検出装置含む情報取得システムの概略構成を示す構成図である。 図１の電磁波検出装置の概略構成を示す構成図である。 図２の進行部における画素の第１の状態と第２の状態における電磁波の進行方向を説明するための、電磁波検出装置の状態図である。 図１の放射部、第２の検出部、および制御部１４が構成する測距センサによる測距の原理を説明するための電磁波の放射の時期と検出の時期を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成を示す構成図である。 第１の実施形態に係る電磁波検出装置の変形例の概略構成を示す構成図である。
以下、本発明を適用した電磁波検出装置の実施形態について、図面を参照して説明する。電磁波を検出する複数の検出器により電磁波を検出する構成において、装置に入射する電磁波の中から、各検出器に検出対象として割当てられた波長帯域の電磁波が、それぞれの検出器に入射するように光学系が形成されている。その際、各検出部のうち少なくともいずれかの検出部に、割当てられた波長帯域以外の電磁波が入射することがあり、電磁波の検出精度を低下させることがある。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、各検出部のうち少なくともいずれかの検出部に対して、割当てられた波長帯域以外の電磁波の入射量を低減するように構成されることにより、当該検出部に割当てられた波長帯域の電磁波の検出精度を向上し得る。
図１に示すように、本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置１０を含む情報取得システム１１は、電磁波検出装置１０、放射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
以後の図において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。また、各機能ブロックから突出する実線は、ビーム状の電磁波を示す。
図２に示すように、電磁波検出装置１０は、前段光学系１５、分離部１６、第１の検出部１７、進行部１８、後段光学系１９、第２の検出部２０、および遮断部２１を有している。
前段光学系１５は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含み、被写体となる対象ｏｂの像を結像させる。
分離部１６は、前段光学系１５と、前段光学系１５から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、前段光学系１５による結像位置である一次結像位置との間に設けられている。
分離部１６は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波を分離して、第２の方向ｄ２および第３の方向ｄ３に進行するように分離する。第１の方向ｄ１は、例えば、前段光学系１５の光軸に平行であってよい。分離部１６は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波の一部を第２の方向ｄ２に進行させ、電磁波の別の一部を第３の方向ｄ３に進行させてよい。第２の方向ｄ２に進行させる一部の電磁波は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち特定の波長の電磁波であってよく、第３の方向ｄ３に進行させる電磁波は他の波長の電磁波であってよい。
例えば、分離部１６は、具体的には、可視光帯域の電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ、赤外帯域の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させてよい。逆に、分離部１６は、赤外帯域の電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ、可視光帯域の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させてよい。また、分離部１６は、長波長の電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ、短波長の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させてよい。逆に、分離部１６は、長波長の電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ、短波長の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させてよい。
第１の実施形態においては、分離部１６は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波の一部を第２の方向ｄ２に反射し、電磁波の別の一部を第３の方向ｄ３に透過する。分離部１６は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波の一部を第２の方向ｄ２に透過し、電磁波の別の一部を第３の方向ｄ３に透過してもよい。また、分離部１６は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波の一部を第２の方向ｄ２に屈折させ、電磁波の別の一部を第３の方向ｄ３に屈折させてもよい。分離部１６は、例えば、プリズム２２に蒸着された可視光反射コーティング、ハーフミラー、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コールドミラー、ホットミラー、メタサーフェス、および偏向素子のいずれかを含む。
第１の検出部１７は、分離部１６から第２の方向ｄ２に進行する電磁波の経路上に、設けられている。さらに、第１の検出部１７は、前段光学系１５から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、分離部１６から第２の方向ｄ２における前段光学系１５による結像位置または当該結像位置近傍に、設けられている。第１の検出部１７は、分離部１６から第２の方向ｄ２に進行した電磁波を検出する。
第１の実施形態において、第１の検出部１７は、パッシブセンサである。第１の実施形態において、第１の検出部１７は、さらに具体的には、素子アレイを含む。例えば、第１の検出部１７は、イメージセンサまたはイメージングアレイなどの撮像素子を含み、検出面において結像した電磁波による像を撮像して、撮像した対象ｏｂに相当する画像情報を生成する。
なお、第１の実施形態において、第１の検出部１７は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第１の検出部１７は、生成した画像情報を信号として制御部１４に送信する。
なお、第１の検出部１７は、赤外線、紫外線、および電波の像など、可視光以外の像を撮像してもよい。また、第１の検出部１７は測距センサを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７により画像状の距離情報を取得し得る。また、第１の検出部１７はサーモセンサなどを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７により画像状の温度情報を取得し得る。
進行部１８は、分離部１６から第３の方向ｄ３に進行する電磁波の経路上に設けられている。さらに、進行部１８は、前段光学系１５から所定の位置をおいて離れた対象ｏｂの像の、分離部１６から第３の方向ｄ３における前段光学系１５による一次結像位置または当該一次結像位置近傍に、設けられている。
第１の実施形態においては、進行部１８は、当該結像位置に設けられている。進行部１８は、前段光学系１５および分離部１６を通過した電磁波が入射する基準面ｓｓを有している。基準面ｓｓは、２次元状に沿って配置される複数の画素ｐｘによって構成されている。基準面ｓｓは、後述する第１の状態および第２の状態の少なくともいずれかにおいて、電磁波に、例えば、反射および透過などの作用を生じさせる面である。
進行部１８は、第３の方向ｄ３に進行して基準面ｓｓに入射する電磁波を、第４の方向ｄ４に進行させる第１の状態と、第５の方向ｄ５に進行させる第２の状態とに、画素ｐｘ毎に切替可能である。第１の実施形態において、第１の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第４の方向ｄ４に反射する第１の反射状態である。また、第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第５の方向ｄ５に反射する第２の反射状態である。
第１の実施形態において、進行部１８は、さらに具体的には、画素ｐｘ毎に電磁波を反射する反射面を含んでいる。進行部１８は、画素ｐｘ毎の反射面の向きを変更することにより、第１の反射状態および第２の反射状態を画素ｐｘ毎に切替える。
第１の実施形態において、進行部１８は、例えばＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：デジタルマイクロミラーデバイス）を含む。ＤＭＤは、基準面ｓｓを構成する微小な反射面を駆動することにより、画素ｐｘ毎に当該反射面を基準面ｓｓに対して＋１２°および－１２°のいずれかの傾斜状態に切替可能である。なお、基準面ｓｓは、ＤＭＤにおける微小な反射面を載置する基板の板面に平行である。
進行部１８は、後述する制御部１４の制御に基づいて、第１の状態および第２の状態を、画素ｐｘ毎に切替える。例えば、図３に示すように、進行部１８は、同時に、一部の画素ｐｘ１を第１の状態に切替えることにより当該画素ｐｘ１に入射する電磁波を第４の方向ｄ４に進行させ得、別の一部の画素ｐｘ２を第２の状態に切替えることにより当該画素ｐｘ２に入射する電磁波を第５の方向ｄ５に進行させ得る。
図２に示すように、後段光学系１９は、進行部１８から第４の方向ｄ４に設けられている。後段光学系１９は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。後段光学系１９は、進行部１８において進行方向を切替えられた電磁波としての対象ｏｂの像を結像させる。
第２の検出部２０は、進行部１８による第４の方向ｄ４に進行した後に後段光学系１９を経由して進行する電磁波の経路上に設けられている。第２の検出部２０は、後段光学系１９を経由した電磁波、すなわち第４の方向ｄ４に進行した電磁波を検出する。
第１の実施形態において、第２の検出部２０は、放射部１２から対象ｏｂに向けて放射された電磁波の当該対象ｏｂからの反射波を検出するアクティブセンサである。なお、第１の実施形態において、第２の検出部２０は、放射部１２から放射され且つ走査部１３により反射されることにより対象ｏｂに向けて放射された電磁波の当該対象ｏｂからの反射波を検出する。後述するように、放射部１２から放射される電磁波は赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかであり、第２の検出部２０は、第１の検出部１７とは異種または同種の電磁波を検出する。
第１の実施形態において、第２の検出部２０は、第１の検出部１７と異種または同種のセンサであってよい。第１の実施形態において、第２の検出部２０は、さらに具体的には、測距センサを構成する素子を含む。例えば、第２の検出部２０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）および測距イメージセンサなどの単一の素子を含む。また、第２の検出部２０は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、測距イメージングアレイ、および測距イメージセンサなどの素子アレイを含むものであってもよい。
第１の実施形態において、第２の検出部２０は、被写体からの反射波を検出したことを示す検出情報を信号として制御部１４に送信する。第２の検出部２０は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
なお、第２の検出部２０は、上述した測距センサを構成する単一の素子である構成において、電磁波を検出できればよく、検出面において結像される必要はない。それゆえ、第２の検出部２０は、後段光学系１９による結像位置である二次結像位置に設けられなくてもよい。すなわち、この構成において、第２の検出部２０は、すべての画角からの電磁波が検出面上に入射可能な位置であれば、進行部１８により第４の方向ｄ４に進行した後に後段光学系１９を経由して進行する電磁波の経路上のどこに配置されてもよい。
遮断部２１は、例えば、進行部１８から第５の方向ｄ５に進行した電磁波の経路上に設けられていてよく、第５の方向ｄ５に進行した電磁波の少なくとも一部を遮断する。遮断部２１は、第５の方向ｄ５に進行した電磁波の進行部１８から第１の検出部１７までの経路上に配置されてよい。遮断部２１は、分離部１６から第２の方向ｄ２に進行する電磁波の経路外に配置されてよい。
遮断部２１は、進行部１８から第５の方向ｄ５に進行した電磁波の少なくとも一部の第１の検出部１７への進行を、吸収、反射、または散乱により、遮断する。遮断部２１は、分離部１６が特定の波長の電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ、他の波長の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させる構成において、第２の方向ｄ２に進行した電磁波とは異なる波長の電磁波を遮断してよい。また、当該構成において、遮断部２１は、第２の方向ｄ２に進行した電磁波とは異なる波長の電磁波のみを遮断してよい。また、当該構成において、遮断部２１は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波と同じ波長の電磁波を透過または屈折させてよい。また、当該構成において、遮断部２１は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波と同じ波長の電磁波のみを透過または屈折させてよい。
図１において、放射部１２は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを放射する。第１の実施形態において、放射部１２は、赤外線を放射する。放射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、直接または走査部１３を介して間接的に、放射する。第１の実施形態においては、放射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、走査部１３を介して間接的に放射する。
第１の実施形態においては、放射部１２は、幅の細い、例えば０．５°のビーム状の電磁波を放射する。また、第１の実施形態において、放射部１２は電磁波をパルス状に放射可能である。例えば、放射部１２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などを含む。放射部１２は、後述する制御部１４の制御に基づいて、電磁波の放射および停止を切替える。
走査部１３は、例えば、電磁波を反射する反射面を有し、放射部１２から放射された電磁波を、反射面の向きを変更しながら反射することにより、対象ｏｂに照射される電磁波の放射位置を変更する。すなわち、走査部１３は、放射部１２から放射される電磁波を用いて、対象ｏｂを走査する。したがって、第１の実施形態において、第２の検出部２０は、走査部１３と協同して、走査型の測距センサを構成する。なお、走査部１３は、一次元方向または二次元方向に対象ｏｂを走査する。第１の実施形態においては、走査部１３は、二次元方向に対象ｏｂを走査する。
走査部１３は、放射部１２から放射されて反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、電磁波検出装置１０における電磁波の検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、走査部１３を介して対象ｏｂに照射される電磁波の少なくとも一部は、電磁波検出装置１０において検出され得る。
なお、第１の実施形態において、走査部１３は、放射部１２から放射され且つ走査部１３に反射した電磁波の放射領域の少なくとも一部が、第２の検出部２０における検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、第１の実施形態において、走査部１３を介して対象ｏｂに放射される電磁波の少なくとも一部は、第２の検出部２０により検出され得る。
走査部１３は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ポリゴンミラー、およびガルバノミラーなどを含む。第１の実施形態においては、走査部１３は、ＭＥＭＳミラーを含む。
走査部１３は、後述する制御部１４の制御に基づいて、電磁波を反射する向きを変える。また、走査部１３は、例えばエンコーダなどの角度センサを有してもよく、角度センサが検出する角度を、電磁波を反射する方向情報として、制御部１４に通知してもよい。このような構成において、制御部１４は、走査部１３から取得する方向情報に基づいて、放射位置を算出し得る。また、制御部１４は、走査部１３に電磁波を反射する向きを変えさせるために入力する駆動信号に基づいて放射位置を算出し得る。
制御部１４は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくともいずれかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御部１４は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）、およびＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）の少なくともいずれかを含んでもよい。
制御部１４は、第１の検出部１７および第２の検出部２０がそれぞれ検出した電磁波に基づいて、電磁波検出装置１０の周囲に関する情報を取得する。周囲に関する情報は、例えば画像情報、距離情報、および温度情報などである。第１の実施形態において、制御部１４は、前述のように、第１の検出部１７が画像として検出した電磁波を画像情報として取得する。また、第１の実施形態において、制御部１４は、第２の検出部２０が検出する検出情報に基づいて、以下に説明するように、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、放射部１２に照射される照射位置の距離情報を取得する。
図４に示すように、制御部１４は、放射部１２に電磁波放射信号を入力することにより、放射部１２にパルス状の電磁波を放射させる（“電磁波放射信号”欄参照）。放射部１２は、入力された当該電磁波放射信号に基づいて電磁波を放射する（“放射部放射量”欄参照）。放射部１２が放射し且つ走査部１３が反射して任意の放射領域に放射された電磁波は、当該放射領域において反射する。制御部１４は、当該放射領域の反射波の前段光学系１５による進行部１８における結像領域の中の少なくとも一部の画素ｐｘを第１の状態に切替え、他の画素ｐｘを第２の状態に切替える。そして、第２の検出部２０は、当該放射領域において反射された電磁波を検出するとき（“電磁波検出量”欄参照）、前述のように、検出情報を制御部１４に通知する。
制御部１４は、例えば、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を有しており、放射部１２に電磁波を放射させた時期Ｔ１から、検出情報を取得（“検出情報取得”欄参照）した時期Ｔ２までの時間ΔＴを計測する。制御部１４は、当該時間ΔＴに、光速を乗算し、且つ２で除算することにより、放射位置までの距離を算出する。なお、制御部１４は、上述のように、走査部１３から取得する方向情報、または自身が走査部１３に出力する駆動信号に基づいて、放射位置を算出する。制御部１４は、放射位置を変えながら、各放射位置までの距離を算出することにより、画像状の距離情報を作成する。
なお、第１の実施形態において、情報取得システム１１は、上述のように、レーザ光を放射して、返ってくるまでの時間を直接測定するＤｉｒｅｃｔ ＴｏＦにより距離情報を作成する構成である。しかし、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム１１は、電磁波を一定の周期で放射し、放射された電磁波と返ってきた電磁波との位相差から、返ってくるまでの時間を間接的に測定するＦｌａｓｈ ＴｏＦにより距離情報を作成してもよい。また、情報取得システム１１は、他のＴｏＦ方式、例えば、Ｐｈａｓｅｄ ＴｏＦにより距離情報を作成してもよい。
以上のような構成の第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、分離部１６に第３の方向ｄ３に進行させられ、進行部１８により第５の方向ｄ５に進行させられた電磁波の少なくとも一部を遮断する遮断部２１を有する。このような構成により、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７に対して検出対象として割当てられた波長帯域以外の電磁波の、第１の検出部１７への入射量を低減し得る。したがって、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７に割当てられた波長帯域の電磁波の検出精度を向上し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第２の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、第１の方向ｄ１に進行する電磁波を第２の方向ｄ２および第３の方向ｄ３に進行するように分離し、かつ第３の方向ｄ３に進行させた電磁波の進行方向を第４の方向ｄ４に切替可能である。このような構成により、電磁波検出装置１０は、前段光学系１５の光軸を、第２の方向ｄ２に進行させた電磁波の中心軸に、かつ第４の方向ｄ４に進行させた電磁波の中心軸に合わせることが可能となる。したがって、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７および第２の検出部２０の光軸のズレを低減し得る。これにより、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７および第２の検出部２０それぞれの検出面の中心を通り当該検出面に垂直な軸のズレを低減し得る。そのため、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７および第２の検出部２０による検出結果における座標系のズレを低減し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第２の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
また、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、進行部１８における一部の画素ｐｘを第１の状態に切替え、且つ別の一部の画素ｐｘを第２の状態に切替え得る。このような構成により、電磁波検出装置１０は、各画素ｐｘに入射する電磁波を出射する対象ｏｂの部分毎の電磁波に基づく情報を第２の検出部２０に検出させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する第２の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
次に、本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第２の実施形態では、遮断部の配置が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
図５に示すように、第２の実施形態に係る電磁波検出装置１００は、前段光学系１５、分離部１６、第１の検出部１７、進行部１８、後段光学系１９、第２の検出部２０、および遮断部２１０を有している。なお、第２の実施形態に係る情報取得システム１１における、電磁波検出装置１００以外の構成は、第１の実施形態と同じである。第２の実施形態における前段光学系１５、分離部１６、第１の検出部１７、進行部１８、後段光学系１９、および第２の検出部２０の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。なお、第２の実施形態において、分離部１６は、特定の波長の電磁波を第２の方向ｄ２に進行させ、他の波長の電磁波を第３の方向ｄ３に進行させる。
第２の実施形態において、遮断部２１０は、分離部１６から第２の方向ｄ２に進行する電磁波の経路上、かつ進行部１８から第５の方向ｄ５に進行した電磁波の経路上に、例えば第１の検出部１７の検出面を覆うように配置されている。遮断部２１０は、進行部１８から第５の方向ｄ５に進行した電磁波の少なくとも一部を遮断する。
遮断部２１０は、第１の実施形態と類似して、進行部１８から第５の方向ｄ５に進行した電磁波の少なくとも一部の第１の検出部１７に向かう進行を、吸収、反射、または散乱により、遮断する。遮断部２１０は、遮断部２１は、第２の方向ｄ２に進行した電磁波とは異なる波長の電磁波のみを遮断する。また、遮断部２１０は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波と同じ波長の電磁波のみを透過または屈折させる。
以上のように、第２の実施形態の電磁波検出装置１００は、第１の検出部１７の検出面を覆うように、遮断部２１０が配置されている。このような構成により、電磁波検出装置１００は、第１の検出部１７に対して検出対象として割当てられた波長帯域以外の電磁波の、第１の検出部１７への入射量をさらに低減し得る。したがって、電磁波検出装置１０は、第１の検出部１７に割当てられた波長帯域の電磁波の検出精度をさらに向上し得る。
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
例えば、第１の実施形態および第２の実施形態において、放射部１２、走査部１３、および制御部１４が、電磁波検出装置１０、１００とともに情報取得システム１１を構成しているが、電磁波検出装置１０、１００は、これらの少なくとも１つを含んで構成されてよい。
また、第１の実施形態および第２の実施形態において、進行部１８は、基準面ｓｓに入射する電磁波の進行方向を２方向に切替え可能であるが、２方向のいずれかへの切替えでなく、３以上の方向に切替可能であってよい。
また、第１の実施形態の進行部１８において、第１の状態および第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、それぞれ、第４の方向ｄ４に反射する第１の反射状態、および第５の方向ｄ５に反射する第２の反射状態であるが、他の態様であってもよい。
例えば、図６に示すように、第１の状態が、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて第４の方向ｄ４に進行させる透過状態であってもよい。進行部１８１は、さらに具体的には、画素ｐｘ毎に電磁波を第５の方向ｄ５に反射する反射面を有するシャッタを含んでいてもよい。このような構成の進行部１８１においては、画素ｐｘ毎のシャッタを開閉することにより、第１の状態としての透過状態および第２の状態としての反射状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
このような構成の進行部１８１として、例えば、開閉可能な複数のシャッタがアレイ状に配列されたＭＥＭＳシャッタを含む進行部が挙げられる。また、進行部１８１として、電磁波を反射する反射状態と電磁波を透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能な液晶シャッタを含む進行部が挙げられる。このような構成の進行部１８１においては、画素ｐｘ毎の液晶配向を切替えることにより、第１の状態としての透過状態および第２の状態としての反射状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。
また、第１の実施形態および第２の実施形態において、情報取得システム１１は、放射部１２から放射されるビーム状の電磁波を走査部１３に走査させることにより、第２の検出部２０を走査部１３と協同させて走査型のアクティブセンサとして機能させる構成を有する。しかし、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、放射状の電磁波を放射可能な複数の放射源を有する放射部１２において、放射時期をずらしながら各放射源から電磁波を放射させるフェイズドスキャン方式により、走査部１３を備えることなく、走査型のアクティブセンサとして機能させる構成でも、第１の実施形態および第２の実施形態と類似の効果が得られる。また、例えば、情報取得システム１１は、走査部１３を備えず、放射部１２から放射状の電磁波を放射させ、走査なしで情報を取得する構成でも、第１の実施形態と類似の効果が得られる。
また、第１の実施形態および第２の実施形態において、情報取得システム１１は、第１の検出部１７がパッシブセンサであり、第２の検出部２０がアクティブセンサである構成を有する。しかし、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム１１において、第１の検出部１７および第２の検出部２０が共にアクティブセンサである構成でも、パッシブセンサである構成でも第１の実施形態と類似の効果が得られる。第１の検出部１７および第２の検出部２０が共にアクティブセンサである構成において、対象ｏｂに電磁波を放射する放射部１２は異なっていても、同一であってもよい。さらに、異なる放射部１２は、それぞれ異種または同種の電磁波を放射してよい。
１０、１００ 電磁波検出装置
１１ 情報取得システム
１２ 放射部
１３ 走査部
１４ 制御部
１５ 前段光学系
１６ 分離部
１７ 第１の検出部
１８、１８１ 進行部
１９ 後段光学系
２０ 第２の検出部
２１、２１０ 遮断部
２２ プリズム
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５ 第1の方向、第２の方向、第３の方向、第４の方向、
第５の方向
ｏｂ 対象
ｐｘ 画素
ｓｓ 基準面

Claims (6)

  1. 電磁波を対象が存在する空間に照射する放射部と、
    前記空間から入射する可視光を少なくとも検出する第１の検出部と、
    前記放射部が照射した電磁波が前記対象で反射した反射波を検出する第２の検出部と、
    入射する電磁波のうち、前記反射波を含む第１部分を前記第２の検出部へ進行させ、前記第１部分以外の部分を含む第２部分を前記第２の検出部へ進行させない進行部と、
    前記第２部分が前記第１の検出部へ入射することを防ぐ遮断部と、を有し、
    前記第１の検出部と前記遮断部とは、前記第２部分の進行方向に配置されている
    電磁波検出装置。
  2. 前記遮断部は、前記進行部と前記第１検出部との間に配置されている、請求項１に記載の電磁波検出装置。
  3. 前記進行部は、前記第１部分を第４方向に進行させることで前記第２の検出部へ進行させ、前記第２部分を第５方向に進行させることで前記第１の検出部へ進行させる、請求項１又は請求項２に記載の電磁波検出装置。
  4. 前記第１部分は、前記空間からの前記反射波を含む部分である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  5. 前記進行部は、入射する電磁波を透過又は反射させることで、前記第１部分を前記第２の検出部へ進行させ、前記第２部分を前記第１の検出部へ向けて進行させる、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  6. 前記進行部は、前記空間から入射した電磁波の進行方向を、入射領域毎に第４の方向および第５の方向へ進行させる請求項５に記載の電磁波検出装置。
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