JP6925844B2 - 電磁波検出装置、プログラム、および電磁波検出システム - Google Patents

電磁波検出装置、プログラム、および電磁波検出システム Download PDF

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Description

本発明は、電磁波検出装置、プログラム、および電磁波検出システムに関するものである。
近年、放射された電磁波の反射波の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、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、電磁波および反射波の経路上の、例えば光学要素が配置される2点を定める要素などに関する推定された対応関係と、実際の対応関係との差異の低減が求められている。
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、推定される対応関係と、実際の対応関係との差異を低減させることである。
第1の観点による電磁波検出装置は、
前記照射部から対象に照射された電磁波の反射波を検出する第1の検出部と、
前記反射波を前記第1の検出部に進行させる第1の状態と、前記反射波を前記第1の検出部に進行させない第2の状態とに切り替え可能な進行素子を複数有し、前記照射部から前記対象に照射された電磁波の照射位置に応じた前記進行素子に前記反射波が入射する進行部と、
前記第2の状態の進行素子によって進行する、前記対象が存在する空間からの電磁波を検出する第2の検出部と、
前記照射部からの電磁波の放射方向、前記照射部から放射される電磁波の前記対象における照射位置、及び前記反射波が入射する進行素子の位置、及び前記反射波が入射する前記第2の検出部における位置、のうち2つを関連付けた関連情報を記憶する記憶部と、
前記第1の検出部が前記反射波を検出したタイミングに対応する前記照射部が照射した電磁波の放射方向に基づいて、前記関連情報を更新する制御部と、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。
例えば、本開示の第3の観点によるプログラムは、
前記照射部から対象に照射された電磁波の反射波を第1の検出部によりに検出するステップと、
前記反射波を前記第1の検出部に進行させる第1の状態と、前記反射波を前記第1の検出部に進行させない第2の状態とに切り替え可能な進行素子を複数有し、前記照射部から前記対象に照射された電磁波の照射位置に応じた前記進行素子に前記反射波が入射する進行部において、前記複数の進行素子の一部を、前記第1の状態とするステップと、
前記照射部からの電磁波の放射方向、前記照射部から放射される電磁波の前記対象における照射位置、及び前記反射波が入射する進行素子の位置、のうち2つを関連付けた関連情報を記憶するステップと、
前記第1の検出部が検出した前記反射波に対応する前記照射部が照射した電磁波の放射方向に基づいて、前記関連情報を更新するステップと、を装置に実行させ
前記関連情報は、前記照射部からの電磁波の放射方向と該放射方向に放射される電磁波の前記対象における照射位置とを関連付けた第2の関連情報と、前記照射部が放射する電磁波の前記対象における照射位置と該照射位置に照射された電磁波の前記反射波が入射する前記進行素子の位置とを関連付けた第3の関連情報と、を含み、
前記更新するステップでは、前記反射波を前記第1の検出部に進行させた進行素子の位置に基づいて、前記関連情報の更新として、前記第2の関連情報を更新する。
第4の観点によるプログラムは、
前記照射部から対象に照射された電磁波の反射波を第1の検出部によりに検出するステップと、
前記反射波を前記第1の検出部に進行させる第1の状態と、前記反射波を前記第1の検出部に進行させない第2の状態とに切り替え可能な進行素子を複数有し、前記照射部から前記対象に照射された電磁波の照射位置に応じた前記進行素子に前記反射波が入射する進行部において、前記複数の進行素子の一部を、前記第1の状態とするステップと、
前記照射部からの電磁波の放射方向、前記照射部から放射される電磁波の前記対象における照射位置、及び前記反射波が入射する進行素子の位置、のうち2つを関連付けた関連情報を記憶するステップと、
前記第1の検出部が検出した前記反射波に対応する前記照射部が照射した電磁波の放射方向に基づいて、前記関連情報を更新するステップと、を装置に実行させ、
前記関連情報は、前記照射部からの電磁波の放射方向と該放射方向に放射される電磁波の前記対象における照射位置とを関連付けた第2の関連情報と、前記照射部が放射する電磁波の前記対象における照射位置と該照射位置に照射された電磁波の前記反射波が入射する前記進行素子の位置とを関連付けた第3の関連情報と、を含み、
前記更新するステップでは、前記反射波を前記第1の検出部に進行させた進行素子の位置に基づいて、前記関連情報の更新として、前記第3の関連情報を更新する。
上記のように構成された本開示によれば、推定される対応関係と、実際の対応関係との差異を低減し得る。
第1の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成を示す構成図である。 図1の電磁波検出装置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、電磁波検出装置の構成図である。 図1の電磁波検出装置において、放射した電磁波の対象を介して第1の検出部に至るまでの経路上の各点における、任意の放射方向に対応する位置を示す概念図である。 図1の記憶部に記憶される第1の関連情報の一例を示す図である。 図1の記憶部に記憶される第2の関連情報の一例を示す図である。 図1の記憶部に記憶される第3の関連情報の一例を示す図である。 図1の記憶部に記憶される第4の関連情報の一例を示す図である。 図1の記憶部に記憶される第5の関連情報の一例を示す図である。 図1の記憶部に記憶される第6の関連情報の一例を示す図である。 図1の照射部、第2の検出部、および制御部が構成する測距センサによる測距の原理を説明するための電磁波の放射の時期と検出の時期を示すタイミングチャートである。 図1の制御部が画像情報および距離情報を繰返し取得するための各部位の制御を説明するためのタイミングチャートである。 図1の進行部の任意の画素が第2の状態であるときの電磁波の進行状態を説明するための、電磁波検出装置の構成図である。 図12の任意の画素のみが第1の状態であるときの電磁波の進行状態を説明するための、電磁波検出装置の構成図である。 第1の実施形態の電磁波検出装置において、第1の関連情報の更新を行うときの進行部における画素の状態および反射波による走査の軌跡を示す進行部の模式図である。 図1の電磁波検出装置において、第1の関連情報の更新を行うときの所定の画素に対して第1の検出部が反射波を検出する、推定される経過時間と実際の経過時間との差異を示すための、経過時間に対する第1の検出部が反射波を検出するときのグラフである。 第1の実施形態において、図1の制御部が実行する第1の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第1の実施形態において、図1の制御部が実行する第2の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第1の実施形態において、図1の制御部が実行する第3の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第1の実施形態において、図1の制御部が実行する第4の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第1の実施形態において、図1の制御部が実行する第5の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第1の実施形態において、図1の制御部が実行する第6の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態において、図1の制御部が実行する第1の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態において、図1の制御部が実行する第2の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態において、図1の制御部が実行する第3の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態において、図1の制御部が実行する第4の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態において、図1の制御部が実行する第5の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。 第2の実施形態において、図1の制御部が実行する第6の関連情報の更新処理を説明するためのフローチャートである。
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。放射された電磁波の放射方向を、既に得られている情報から推定する場合、実際の放射方向と推定される放射方向とが異なることがある。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、実際の電磁波の放射方向と推定される電磁波の放射方向との差異を低減し得るように構成されている。
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は、照射部11、電磁波検出部12、記憶部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。
照射部11は、少なくとも電磁波を放射する照射源15を有する。照射源15は、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかの電磁波を放射する。第1の実施形態において、照射源15は、赤外線を放射する。
照射源15は、所定の幅のビーム状の電磁波を放射する。第1の実施形態では、照射源15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、照射源15は電磁波をパルス状または連続波として放射可能である。第1の実施形態においては、照射源15はパルス状の電磁波を放射する。例えば、照射源15は、LED(Light Emitting Diode)およびLD(Laser Diode)などを含む。照射源15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。
照射部11において、電磁波の放射方向は固定であっても、制御部14から出力される駆動信号に基づいて変更可能であってもよい。第1の実施形態においては、電磁波の放射方向は変更可能である。
電磁波の放射方向は、単一の照射源15から放射される電磁波を傾斜角度が変更可能な反射面に反射させることによって変更させてもよい。また、電磁波の放射方向は、例えばフェーズドアレイレーダーのように、平面状にアレイ配列させた複数の照射源15から位相を少しずつずらして放射させることによって変更させもてよい。第1の実施形態においては、以下に説明するように、反射面を用いて反射させることにより電磁波の放射方向を変更する。
上述のように、第1の実施形態において、照射部11は、さらに進行方向変更部16を有する。進行方向変更部16は、向きを変更可能な反射面を有する。進行方向変更部16は、後述する制御部14から出力される駆動信号に基づいて、反射面の向きを変える。
反射面は、照射源15から放射された電磁波の進行方向を、駆動信号に応じて変更することにより、照射位置を変えながら対象obに照射する。すなわち、進行方向変更部16は、照射源15から放射される電磁波により、対象obを走査する。なお、進行方向変更部16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、進行方向変更部16は、二次元方向に対象obを走査する。
進行方向変更部16は、照射源15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、進行方向変更部16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、進行方向変更部16は、照射源15から放射され且つ進行方向変更部16に反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、第2の検出部18および第1の検出部17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、進行方向変更部16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、第1の検出部17および第2の検出部18により検出され得る。
進行方向変更部16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、進行方向変更部16は、MEMSミラーを含む。
電磁波検出部12は、前段光学系19、進行部20、第1の後段光学系21、第2の後段光学系22、第2の検出部18、および第1の検出部17を有している。
前段光学系19は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含み、電磁波の照射領域に存在する被写体となる対象obの像を結像させる。
進行部20は、前段光学系19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19による結像位置である一次結像位置、又は当該一次結像位置近傍に、設けられていればよい。第1の実施形態においては、進行部20は、当該一次結像位置に、設けられている。
進行部20は、前段光学系19を通過した電磁波が入射する作用面asを有している。作用面asは、2次元状に沿って並ぶ複数の画素(進行素子)pxによって構成されている。作用面as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。
画素pxは、対象obに照射される電磁波の照射位置別に、当該電磁波の反射波の第2の検出部18への進行の可否を切替え可能である。さらには、進行部20は、作用面asに入射する電磁波を、第1の方向d1に進行させる第1の状態と、第2の方向d2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、作用面asに入射する電磁波を、第1の方向d1に反射する第1の反射状態である。また、第2の状態は、作用面asに入射する電磁波を、第2の方向d2に反射する第2の反射状態である。
第1の実施形態において、進行部20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20は、画素px毎の反射面の向きを変更することにより、第1の状態および第2の状態を画素px毎に切替える。
第1の実施形態において、進行部20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、作用面asを構成する微小な反射面を駆動することにより、画素px毎に当該反射面を作用面as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、作用面as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20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2に示すように、進行部20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1の方向d1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2の方向d2に進行させ得る。また、進行部20は、同一の画素pxを第1の状態から第2の状態に切替えることにより、当該画素pxに入射する電磁波を第1の方向d1の次に第2の方向d2に向けて進行させ得る。
進行部20の各画素pxは、第2の状態において、対象obに照射された電磁波の反射波を、照射位置別に、後述する第2の検出部18の異なる複数の検出素子に進行させる。
図1に示すように、第1の後段光学系21は、進行部20から第1の方向d1に設けられている。第1の後段光学系21は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。第1の後段光学系21は、進行部20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の後段光学系22は、進行部20から第2の方向d2に設けられている。第2の後段光学系22は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。第2の後段光学系22は、進行部20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1の検出部17は、進行部20による第1の方向d1に進行した後に第1の後段光学系21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1の検出部17は、第1の後段光学系21を経由した電磁波、すなわち第1の方向d1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、照射部11から対象obに向けて照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1の検出部17は、照射部11から照射され且つ進行方向変更部16により反射されることにより対象obに向けて照射された電磁波の当該対象obからの反射波を検出する。
第1の実施形態において、第1の検出部17は、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1の検出部17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1の検出部17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の検出部17は、被写体からの反射波を検出する。第1の実施形態において、第1の検出部17は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する。したがって、第1の実施形態において、第1の検出部17は、進行方向変更部16と協同して、走査型の測距センサを構成する。第1の検出部17は、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。
なお、第1の検出部17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1の検出部17は、第1の後段光学系21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1の検出部17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20により第1の方向d1に進行した後に第1の後段光学系21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。
第2の検出部18は、進行部20による第2の方向d2に進行した後に第2の後段光学系22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18は、第2の後段光学系22を経由した電磁波、すなわち第2の方向d2に進行した電磁波を検出する。
第2の検出部18は、複数の検出素子を有するパッシブセンサである。複数の検出素子は、第1の後段光学系21の光軸に垂直な平面に配置されている。第1の実施形態において、第2の検出部18は、さらに具体的には、素子アレイを含む。例えば、第2の検出部18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。さらに、第1の実施形態において、第2の検出部18は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第2の検出部18は、生成した画像情報を信号として制御部14に送信する。
また、第2の検出部18は、照射源15から進行方向変更部16を介して対象obに照射した電磁波の反射波を検出し、検出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。複数の検出素子は、対象ob上の照射位置別の当該電磁波を検出する。
なお、第2の検出部18は、可視光以外の像を撮像してもよい。また、第2の検出部18はサーモ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2の検出部18により温度情報を取得し得る。
このように、第1の実施形態において、第2の検出部18は、素子アレイを含む、そのため、第2の検出部18は、入射された電磁波が検出面において結像すると、結像した電磁波は各検出素子に入射するため、解像度を向上させ得る。そこで、第2の検出部18は、第2の後段光学系22による結像位置である二次結像位置に設けられるとよい。
記憶部13は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成することができ、各種情報、各種データ、および電磁波検出装置10を動作させるためのプログラム等を記憶する。また、記憶部13は、ワークメモリとしても機能する。
例えば、記憶部13は、関連情報を記憶する。関連情報は、電磁波の放射方向と、照射部11から当該放射方向に放射される電磁波の対象obを介して少なくとも進行部20に至るまでの経路上の2点それぞれを規定する2要素とのいずれか2つを関連付けた情報を含む。また、第1の実施形態のように、電磁波検出装置10が第2の検出部18を有する構成においては、関連情報は、電磁波の放射方向と、照射部11から当該放射方向に放射される電磁波の対象obを介して第2の検出部18に至るまでの経路上の2点それぞれを規定する要素とのいずれか2つを関連付けていてもよい。
なお、電磁波の放射方向とは、放射方向を規定する多様な要素である。第1の実施形態のように、進行方向変更部16を適用する構成においては、放射方向は、基準面に対する反射面の傾斜角度であってよい。傾斜角度は、1軸に対する傾斜角度でも、2軸に対する傾斜角度であってもよい。また、前述のように、平面状にアレイ配列させた複数の照射源15から位相を少しずつずらして放射する構成においては、複数の照射源15の中で放射中の照射源15を特定する位置などであってよい。また、前述のように、放射方向が固定である構成においては、照射部11において基準となる空間における方向ベクトルなどであってよい。
なお、照射部11から当該放射方向に放射される電磁波の対象obを介して少なくとも進行部20に至るまでの経路上の点とは、図3に例示するように、任意の放射方向(θ、φ)に対して定まる、電磁波の照射領域内の照射位置(x’’、y’’)、進行部20内で反射波が入射する画素pxの位置(x’、y’)、および第1の検出部17内で反射波が入射する検出素子の位置(x、y)などである。例えば、関連情報は、第1の関連情報から第6の関連情報を含む。
第1の関連情報は、電磁波の放射方向と、当該放射方向に放射される電磁波の反射波が入射する画素px(進行素子)の位置とを関連付けた情報である。第1の関連情報は、例えば、放射方向に対する画素pxの位置の関数、または、画素pxの位置に対する放射方向の関数である。または、第1の関連情報は、例えば、図4に示すように、放射方向(θ、φ)毎に別々に対応付けられる画素pxの位置(x’、y’)である。または、第1の関連情報は、画素pxの位置毎に別々に対応付けられる放射方向であってもよい。
第2の関連情報は、電磁波の放射方向と、当該放射方向に放射される電磁波の照射領域内の照射位置とを関連付けた情報である。第2の関連情報は、例えば、放射方向に対する照射位置の関数、または、照射位置に対する放射方向の関数である。または、第2の関連情報は、例えば、図5に示すように、放射方向(θ、φ)毎に別々に対応付けられる照射位置(x’’、y’’)である。または、第2の関連情報は、照射位置毎に別々に対応付けられる放射方向であってもよい。
第3の関連情報は、電磁波の照射領域内の照射位置と、当該照射位置に照射された電磁波の反射波が入射する画素px(進行素子)の位置とを関連付けた情報である。第3の関連情報は、例えば、照射位置に対する画素pxの位置の関数、または、画素pxの位置に対する照射位置の関数である。または、第3の関連情報は、例えば、図6に示すように、照射位置(x’’、y’’)毎に別々に対応付けられる画素pxの位置(x’、y’)である。または、第3の関連情報は、画素pxの位置毎に別々に対応付けられる照射位置であってもよい。
第4の関連情報は、電磁波の放射方向と、当該放射方向に放射される電磁波の反射波を検出する検出素子の位置とを関連付けた情報である。第4の関連情報は、例えば、放射方向に対する検出素子の位置の関数、または、検出素子に対する放射方向の関数である。または、第4の関連情報は、例えば、図7に示すように、放射方向(θ、φ)毎に別々に対応付けられる検出素子の位置(x、y)である。または、第4の関連情報は、検出素子の位置毎に別々に対応付けられる放射方向であってもよい。
第5の関連情報は、電磁波の反射波が入射する画素px(進行素子)の位置と、当該画素pxが反射波を進行させる検出素子の位置とを関連付けた情報である。第5の関連情報は、例えば、画素pxの位置に対する検出素子の位置の関数、または、検出素子の位置に対する画素pxの位置の関数である。または、第5の関連情報は、例えば、図8に示すように、画素pxの位置(x’、y’)毎に別々に対応付けられる検出素子の位置(x、y)である。または、第5の関連情報は、検出素子の位置毎に別々に対応付けられる画素pxの位置であってもよい。
第6の関連情報は、電磁波の照射領域内の照射位置と、当該照射位置に照射された電磁波の反射波を検出する検出素子の位置とを関連付けた情報である。第6の関連情報は、例えば、照射位置に対する検出素子の位置の関数、または、検出素子の位置に対する照射位置の関数である。または、第6の関連情報は、例えば、図9に示すように、照射位置(x’’、y’’)毎に別々に対応付けられる検出素子の位置(x、y)である。または、第3の関連情報は、検出素子の位置毎に別々に対応付けられる照射位置であってもよい。
また、記憶部13は、駆動信号と、当該駆動信号に対応した電磁波の放射方向との対応を示す第1の対応情報を記憶する。第1の対応情報は、例えば、駆動信号に対する放射方向の関数、または放射方向に対する駆動信号の関数である。または、第1の対応情報は、駆動信号の複数の信号値毎に別々に対応付けられる放射方向である。または、第1の対応情報は、放射方向毎に別々に対応付けられる駆動信号の複数の信号値であってもよい。なお、前述のように、電磁波の放射方向が固定されている構成においては、記憶部13は、第1の対応情報の代わりに、電磁波の放射方向そのものを記憶してよい。
また、記憶部13は、基準時間からの経過時間と、経過時間に対応した駆動信号との対応を示す第2の対応情報を記憶する。第2の対応情報は、例えば、経過時間に対する駆動信号の関数、または駆動信号に対する経過時間の関数である。または、第2の対応情報は、経過時間毎に別々に対応付けられる駆動信号の複数の信号値である。または、第2の対応情報は、駆動信号の複数の信号値毎に別々に対応付けられる経過時間であってもよい。
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18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2の検出部18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1の検出部17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、照射部11に照射される照射位置の距離情報を取得する。
図10に示すように、制御部14は、照射源15に電磁波放射信号を入力することにより、照射源15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)。照射源15は、入力された当該電磁波放射信号に基づいて電磁波を照射する(“照射部放射量”欄参照)。照射源15が放射し且つ進行方向変更部16が反射して任意の照射領域に照射された電磁波は、当該照射領域において反射する。
制御部14は、例えば、時間計測LSI(Large Scale Integrated circuit)を有しており、照射源15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、照射位置までの距離を算出する。
なお、制御部14は、進行方向変更部16に駆動信号を出力する。また、制御部14は、記憶部13から第2の関連情報および第1の対応情報を読出す。制御部14は、出力する駆動信号、第1の対応情報、および第2の関連情報に基づいて、照射位置を算出する。制御部14は、駆動信号を用いて照射位置を変えながら、各照射位置までの距離を算出することにより、第2の検出部18から取得した画像情報における距離情報を作成する。
なお、第1の実施形態において、電磁波検出装置10は、レーザ光を照射して、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、電磁波検出装置10は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置10は、電磁波を一定の周期で照射し、照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良い。また、電磁波検出装置10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。
また、制御部14は、照射源15、進行方向変更部16、進行部20、第1の検出部17、および第2の検出部18を制御して、画像情報および距離情報を繰返し取得する。画像情報および距離情報を繰返し取得するための各部位の制御について、図11のタイミングチャートを用いて以下に説明する。
タイミングt1において、制御部14は、第2の検出部18に第1のフレームの画像情報の生成のための電磁波の検出を開始させる。なお、タイミングt1においては、進行部20の全画素pxは第2の状態であり、前段光学系19に入射する電磁波は第2の検出部18に到達する(図12参照)。また、図11に示すように、タイミングt1において、制御部14は、進行部20における第1の画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えを開始させる(“進行部第1の画素駆動信号”欄参照)。なお、タイミングt1において、他の全画素pxは第2の状態のままである(“進行部第2の画素状態”、“進行部第Nの画素状態”欄参照)。
進行部20の第1の画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えが完了するタイミングt2において(“進行部第1の画素状態”欄参照)、制御部14は照射源15に電磁波を放射させる(“電磁波放射時期”欄参照)。なお、タイミングt2においては、進行部20の第1の画素pxが第2の状態(図12参照)から第1の状態に切替わり、前段光学系19に入射し、進行部20の第1の画素pxにおいて結像する電磁波が第1の方向d1の次に第1の方向d1向けて進行する(図13参照)。
図11に示すように、また、タイミングt2において、制御部14は、第1の検出部17に電磁波を検出させる(“第2の検出部検出時期”欄参照)。なお、照射源15が電磁波を照射してから電磁波検出装置10に到達するまでにかかる時間は、画像情報の生成のための検出時間に比べて極めて短く、例えばナノ秒のオーダーである。それゆえ、タイミングt2とみなせる微小な時間に第1の検出部17による電磁波の検出が完了する。制御部14は、タイミングt2において進行方向変更部16に送信する駆動信号に基づいて、進行部20の第1の画素pxに対応する照射位置における距離情報を算出することにより取得する。
さらに、タイミングt2において、制御部14は、進行部20における第1の画素pxの第1の状態から第2の状態への切替えを開始させる(“進行部第1の画素駆動信号”欄参照)。このように、制御部14は、進行部20における第1の画素pxを第1の状態から第2の状態へと切替えるため、再度、第1の画素pxに対応する第2の検出部18における検出素子に電磁波(可視光)を検出させ得る。
進行部20の第1の画素pxの第1の状態から第2の状態への切替えが完了するタイミングt3において(“進行部第1の画素状態”欄参照)、制御部14は、進行部20における第2の画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えを開始させる(“進行部第2の画素駆動信号”欄参照)。なお、タイミングt3において、他の全画素pxは第2の状態のままである(“進行部第1の画素状態”、“進行部第Nの画素状態”欄参照)。
進行部20の第2の画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えが完了するタイミングt4において(“進行部第2の画素状態”欄参照)、制御部14は照射源15に電磁波を放射させる(“電磁波放射時期”欄参照)。なお、タイミングt4においては、進行部20の第2の画素pxが第2の状態から第1の状態に切替わり、前段光学系19に入射し、進行部20の第2の画素pxにおいて結像する電磁波が第2の方向d2の次に第1の方向d1向けて進行する。また、タイミングt4において、制御部14は、第1の検出部17に電磁波を検出させる(“第2の検出部検出時期”欄参照)。制御部14は、タイミングt4において進行方向変更部16に送信する駆動信号に基づいて、進行部20の第2の画素pxに対応する照射位置における距離情報を算出することにより取得する。
さらに、タイミングt4において、制御部14は、進行部20における第2の画素pxの第1の状態から第2の状態への切替えを開始させる(“進行部第2の画素駆動信号”欄参照)。このように、制御部14は、進行部20における第2の画素pxを第1の状態から第2の状態へと切替えるため、再度、第2の画素pxに対応する第2の検出部18における検出素子に電磁波(可視光)を検出させ得る。
以後、制御部14は、進行部20における第3の画素pxから第Nの画素pxについて、第1の画素pxと同じ様に、順番に、第2の状態から第1の状態への切替えと、第1の状態から第2の状態への切替えとを行うことにより、第1のフレームの画像情報を取得すると共に、各画素pxに対応する照射位置における距離情報を取得する。
なお、上述のように、制御部14が、第(M−1)の画素pxが第1の状態から第2の状態への切替えが完了する時期において、第Mの画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えを開始させる制御を行う構成において、1フレーム分の画像情報の生成のための時間Timgに、進行部20は、Timg/Tdisの数の画素pxを第2の状態から第1の状態に切替可能である。
すなわち、制御部14は、時間Timgに、Timg/Tdisの数の画素px分の距離情報の生成が可能である。なお、Mは、2≦M≦Nを満たす整数である。また、Tdisは、進行部20の画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えにかかる時間と、第1の状態から第2の状態に戻すまでにかかる時間とを合計した時間である。すなわち、Tdisは、任意の画素pxが第2の状態、第1の状態、および第2の状態の順に切替わるために要する時間である。第1の実施形態においては、例えば、Timgは1/60秒であり、Tdisは1/3000秒である。
img/Tdisの値が進行部20の画素数より少ない構成において、制御部14は、時間Timg中に、進行部20における画素pxのすべてを切替えることができない。そのため、制御部14は、1フレーム分の画像情報の生成中に、当該1フレーム分の画像情報に対応する距離情報を生成することができない。すなわち、制御部14は、1フレーム分の画像情報の生成中に、当該1フレーム分の画像情報に満たないフレーム(例えば、0.5フレーム)分に対応する距離情報しか生成することができない。
そこで、Timg/Tdisの値が進行部20の画素数より少ない構成において、制御部14は、進行部20における全画素pxのうち、Timg/Tdisの数以下の画素pxを切替対象として選択する。さらに、制御部14は、切替対象として選択した各画素pxの第1の状態への切替時期に当該各画素pxに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、駆動信号を進行方向変更部16に送信する。
または、Timg/Tdisの値が進行部20の画素数より少ない構成において、制御部14は、複数のフレーム(Pフレーム:PはP>1を満たす正の数)分の画像情報の生成のための時間P×Timg中に、進行部20における画素pxの全ての切替えが完了するように制御してもよい。さらに、制御部14は、進行部20の各画素pxの切替時期に当該各画素pxに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、駆動信号を進行方向変更部16に送信する。
または、Timg/Tdisの値が進行部20の画素数より少ない構成において、制御部14は、進行部20における全画素pxを、Timg/Tdisの数以下のグループに分け、グループ毎に画素pxをまとめて切替える。さらに、制御部14は、各グループを代表する位置(例えば、各グループの中心位置)の画素pxの切替時期に当該画素pxに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、駆動信号を進行方向変更部16に送信してもよい。
または、Timg/Tdisの値が進行部20の画素数より少ない構成において、制御部14は、進行部20における全画素pxを、Timg/Tdisの数以下のグループに分け、グループ毎にいずれかの画素pxのみを切替える。さらに、制御部14は、切替える当該画素pxの切替時期に当該画素pxに対応する照射領域内の領域に電磁波が照射されるように、駆動信号を進行方向変更部16に送信してもよい。
なお、1フレーム分の画像の撮像時間中に第1の状態に切替えられた進行部20の画素pxに対応する第2の検出部18における検出素子は、当該画素pxが第1の状態に切替えられている間、受光することができない。そのため、第2の検出部18における当該検出素子による信号強度は低下する。そこで、制御部14は、第2の検出部18における当該検出素子の信号値にゲインを乗じることにより、低下した信号強度を補償してもよい。なお、1フレーム分の画像の撮像時間は、1フレーム分の画像情報を生成するために第2の検出部18が電磁波を検出している時間に相当する。
なお、進行方向変更部16による走査速度が画素pxの切替速度よりも高速である、すなわち、TscnがTdisより短い構成において、制御部14は、第(M−1)の画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えが完了する時期よりも前に、第Mの画素pxの第2の状態から第1の状態への切替えを開始させてよい。
なお、Tscnは、照射源15から放射されて進行方向変更部16により反射された電磁波の照射位置が、ある照射位置から次の照射位置へ変わるために要する時間、または、ある照射位置から隣の照射位置へ変わるために要する時間である。このような構成は、任意の画素pxの第1の状態から第2の状態への切替えの完了後に他の画素pxの第1の状態への切替えを行なう制御よりも、短時間でより多くの画素pxにおける距離情報を生成し得る。
タイミングt1から第1フレームの画像情報の生成のための時間Timgの経過後のt5において(“第1の検出部検出時期”欄参照.)、制御部14は、第2のフレームの画像情報の生成のための電磁波の検出を開始させる。また、制御部14は、タイミングt1からt5における第2の検出部18による電磁波の検出が終了した後、その間に検出した電磁波に基づく第1のフレームの画像情報を取得する。以後、制御部14は、タイミングt1からt5の間に行った制御と同じ様に、画像情報の取得および距離情報の取得のための照射源15、進行方向変更部16、第1の検出部17、第2の検出部18、および進行部20の制御を行う。
また、制御部14は、進行部20の中で反射波を第1の検出部17に進行させている画素px(進行素子)の位置に基づいて、関連情報を更新する。本実施形態において、制御部14は、関連情報の更新として、第1の関連情報から第6の関連情報のいずれかを更新する。第1の関連情報から第6の関連情報の中で更新させる関連情報は、選択可能である。なお、関連情報の選択は自動であっても手動であってもよい。本実施形態においては、例えば、選択は、操作者が電磁波検出装置10の入力デバイスを介して行い得る。以下に、関連情報の更新が詳細に、説明される。
図14に示すように、制御部14は、関連情報を更新するために、進行部20における所定の位置の画素pxを第1の状態(符号“s1”参照)に切替え、他の位置の画素pxを第2の状態(符号“s2”参照)に切替させる。なお、図14において、図示の簡易化のために、進行部20を5行6列の30個の画素pxで構成しているが、画素pxの数は30個に限定されない。
なお、所定の位置の画素pxは、第1の対応情報が駆動信号に対する放射方向の関数、または、放射方向に対する駆動信号の関数である構成においては、少なくとも1つであればよい。また、所定の位置の画素pxは、第1の対応情報が駆動信号の複数の信号値毎に別々に対応付けられる放射方向、または、放射方向毎に別々に対応付けられる駆動信号の複数の信号値である構成においては、複数であればよい。なお、所定の位置の画素pxの数が多くなる程、更新精度が向上する。また、所定の位置の画素pxが複数である構成においては、複数の画素pxは互いに離れていることが好ましい。例えば、複数の画素pxは、所定の画素間隔以上の間隔で離される。
また、制御部14は、記憶部13から読出した第2の対応情報に基づいて、基準時間からの経過時間に対応した信号値の駆動信号を進行方向変更部16に送信する。制御部14は、連続的な電磁波放射信号を照射源15に送信する。
経過時間に対応した信号値の駆動信号に応じて進行方向変更部16が反射面を傾斜させることにより、放射方向は経過時間に応じて変化する。例えば、経過時間に応じた所定の軌跡loで、進行部20の画素pxが電磁波の反射波により走査される。電磁波の反射波が第2の状態である画素pxに入射している間、第1の検出部17は電磁波を検出しない。一方、電磁波の反射波が第1の状態である画素pxに入射するとき、第1の検出部17は電磁波を検出する。
制御部14は、第1の状態である所定の位置の画素pxに対応する駆動信号の信号値を、第1の関連情報および第1の対応情報に基づいて、算出する。さらに、制御部14は、算出された信号値になる経過時間を、第2の対応情報に基づいて、算出する。
制御部14は、第1の検出部17が反射波を検出する基準時間からの実際の経過時間を観察する。駆動信号に対する推定される電磁波の放射方向および実際の放射方向が一致するとき、第1の状態である所定の位置の画素pxに反射波が入射する推定の経過時間および実際の経過時間は一致する。
一方、図15に示すように、推定される放射方向および実際の放射方向に差異があるとき、推定の経過時間(破線参照)および実際の経過時間(実線参照)の間にも差異が発生する。制御部14は、所定の位置の画素px毎の推定される経過時間に最近する実際の経過時間を組合せる。
制御部14は、実際の経過時間に組合わされた推定される経過時間に基づいて、実際の経過時間において、第1の状態あり且つ反射光が入射する画素pxを特定する。さらに、制御部14は、実際の経過時間を用いて、第2の対応情報に基づいて、第1の検出部17が反射波を検出するときの駆動信号を算出する。さらに、制御部14は、算出された駆動信号を用いて、第1の対応情報に基づいて、電磁波の放射方向を算出する。
関連情報の更新における、ここまでの制御部14の制御は、第1の関連情報から第6の関連情報に共通する。以後の制御は、第1の関連情報から第6の関連情報毎に異なっており、個別に説明される。
第1の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向および特定された画素pxの位置に基づいて、第1の関連情報を更新する。
例えば、第1の関連情報が、電磁波の放射方向に対する画素pxの位置の関数である構成においては、制御部14は、組合せに基づいて、当該関数を更新する。制御部14は更新した関数を電磁波の放射方向および画素pxの位置の最新の関連性、すなわち、最新の第1の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第1の関連情報が、電磁波の放射方向毎に別々に対応付けられる画素pxの位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける画素pxの位置を、その画素pxの位置に組合わされている各放射方向それぞれに対応付けられている画素pxの位置、即ち、最新の第1の関連情報として記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第1の関連情報が、画素pxの位置毎に別々に対応付けられる放射方向である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける各放射方向を、その各放射方向と組合されている画素pxの位置それぞれに対応付けられる最新の放射方向、即ち、最新の第1の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
第2の関連情報の更新において、制御部14は、特定した画素pxの所定の位置を用いて、第3の関連情報に基づき、画素pxの位置に対応する照射位置を算出する。さらに、制御部14は、算出された、放射方向および照射位置に基づいて、第2の関連情報を更新する。
例えば、第2の関連情報が、電磁波の放射方向に対する照射位置の関数である構成においては、制御部14は、組合せに基づいて、当該関数を更新する。制御部14は更新した関数を電磁波の放射方向および照射位置の最新の関連性、すなわち、最新の第2の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第2の関連情報が、電磁波の放射方向毎に別々に対応付けられる照射位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける照射位置を、その照射位置に組合わされている各放射方向それぞれに対応付けられている照射位置、即ち、最新の第2の関連情報として記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第2の関連情報が、照射位置毎に別々に対応付けられる放射方向である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける各放射方向を、その各放射方向と組合されている照射位置それぞれに対応付けられる最新の放射方向、即ち、最新の第2の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
第3の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向を用いて、第2の関連情報に基づいて、電磁波の照射位置を算出する。制御部14は、算出された照射位置および特定された画素pxの位置に基づいて、第3の関連情報を更新する。
例えば、第3の関連情報が、照射位置に対する画素pxの位置の関数である構成においては、制御部14は、組合せに基づいて、当該関数を更新する。制御部14は更新した関数を照射位置および画素pxの位置の最新の関連性、すなわち、最新の第3の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第3の関連情報が、照射位置毎に別々に対応付けられる画素pxの位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける画素pxの位置を、その画素pxの位置に組合わされている各照射位置それぞれに対応付けられている画素pxの位置、即ち、最新の第3の関連情報として記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第3の関連情報が、画素pxの位置毎に別々に対応付けられる照射位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける各照射位置を、その各照射位置と組合されている画素pxの位置それぞれに対応付けられる最新の照射位置、即ち、最新の第3の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
第4の関連情報の更新において、制御部14は、特定した画素pxの所定の位置を用いて、第5の関連情報に基づき、画素pxに対応する検出素子の位置を算出する。さらに、制御部14は、算出された、放射方向および検出素子の位置に基づいて、第4の関連情報を更新する。
例えば、第4の関連情報が、電磁波の放射方向に対する検出素子の位置の関数である構成においては、制御部14は、組合せに基づいて、当該関数を更新する。制御部14は更新した関数を電磁波の放射方向および検出素子の位置の最新の関連性、すなわち、最新の第4の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第4の関連情報が、放射方向毎に別々に対応付けられる検出素子の位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける検出素子の位置を、その検出素子の位置に組合わされている各放射方向それぞれに対応付けられている検出素子の位置、即ち、最新の第4の関連情報として記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第4の関連情報が、検出素子の位置毎に別々に対応付けられる放射方向である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける各放射方向を、その各放射方向と組合されている検出素子の位置それぞれに対応付けられる最新の放射方向、即ち、最新の第4の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
第5の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向を用いて、第4の関連情報に基づいて、放射方向に対応する検出素子の位置を算出する。制御部14は、特定した画素pxの位置、および算出された検出素子の位置に基づいて、第5の関連情報を更新する。
例えば、第5の関連情報が、画素pxの位置に対する検出素子の位置の関数である構成においては、制御部14は、組合せに基づいて、当該関数を更新する。制御部14は更新した関数を画素pxの位置および検出素子の位置の最新の関連性、すなわち、最新の第5の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第5の関連情報が、画素pxの位置毎に別々に対応付けられる検出素子の位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける検出素子の位置を、その検出素子の位置に組合わされている各画素pxの位置それぞれに対応付けられている検出素子の位置、即ち、最新の第5の関連情報として記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第5の関連情報が、検出素子の位置毎に別々に対応付けられる画素pxの位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける画素pxの各位置を、その画素pxの各位置と組合されている検出素子の位置それぞれに対応付けられる最新の画素pxの位置、即ち、最新の第5の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
第6の関連情報の更新において、制御部14は、特定した画素pxの所定の位置を用いて、第5の関連情報に基づき、画素pxに対応する検出素子の位置を算出する。さらに、制御部14は、算出された放射方向を用いて、第2の関連情報に基づいて、電磁波の照射位置を算出する。制御部14は、算出された、照射位置および検出素子の位置に基づいて、第6の関連情報を更新する。
例えば、第6の関連情報が、照射位置に対する検出素子の位置の関数である構成においては、制御部14は、組合せに基づいて、当該関数を更新する。制御部14は更新した関数を照射位置および検出素子の位置の最新の関連性、すなわち、最新の第6の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第6の関連情報が、照射位置毎に別々に対応付けられる検出素子の位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける検出素子の位置を、その検出素子の位置に組合わされている各照射位置それぞれに対応付けられている検出素子の位置、即ち、最新の第6の関連情報として記憶部13に記憶させる。
また、例えば、第6の関連情報が、検出素子の位置毎に別々に対応付けられる照射位置である構成において、制御部14は、記憶部13に記憶されている各組合せにおける各照射位置を、その各照射位置と組合されている検出素子の位置それぞれに対応付けられる最新の照射位置、即ち、最新の第6の関連情報として、記憶部13に記憶させる。
次に、第1の実施形態において制御部14が実行する、第1の関連情報の更新処理について、図16のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第1の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第1の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS100において、制御部14は、進行部20の所定の位置の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS101に進む。
ステップS101では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14がこれらの情報を読出すと、プロセスはステップS102に進む。
ステップS102では、制御部14は、ステップS100において第1の状態に切替えた所定の画素pxに反射波が到達する、基準時間からの推定の経過時間を、ステップS101において読出した第1の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報に基づいて算出する。制御部14が推定の経過時間を算出すると、プロセスはステップS103に進む。
ステップS103では、制御部14は、経過時間に応じた関数である駆動信号を進行方向変更部16に送信する。また、制御部14は、連続的な電磁波放射信号を照射源15に送信する。制御部14が駆動信号および電磁波放射信号を送信すると、プロセスはステップS104に進む。
ステップS104では、制御部14は、第1の検出部17を駆動する。制御部14は、第1の検出部17の駆動により、反射波を検出するときの基準時間からの実際の経過時間を取得する。制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS105に進む。
ステップS105では、制御部14は、第1の状態に切替えられた画素px毎に、ステップS102で推定された経過時間に対して最近の実際の経過時間を組合わせる。制御部14が経過時間を組合わせると、プロセスはステップS106に進む。
ステップS106では、制御部14は、ステップS105において実際の経過時間に組合わされた推定の経過時間に対応する画素pxの位置を特定する。制御部14が画素pxの位置を特定すると、プロセスはステップS107に進む。
ステップS107では、制御部14は、ステップS104において取得した実際の経過時間に対応する放射方向を、ステップS101において読出した第2の対応情報および第1の対応情報に基づいて、算出する。制御部14が放射方向を算出すると、プロセスはステップS108に進む。
ステップS108では、制御部14は、ステップS107において算出された放射方向およびステップS106において特定した画素pxの位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第1の関連情報を更新する。制御部14は、第1の関連情報の更新後、第1の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第1の実施形態において制御部14が実行する、第2の関連情報の更新処理について、図17のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第2の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第2の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS200において、制御部14は、進行部20の所定の位置の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS201に進む。
ステップS201では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第3の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14がこれらの情報を読出すと、プロセスはステップS202に進む。
ステップS202からS206では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS102からS106と同じ制御を実行する。ステップS206において、制御部14が画素pxの位置を判別すると、プロセスはステップS207に進む。
ステップS207では、制御部14は、ステップS206において特定した画素pxの位置に対応する照射位置を、ステップS201において読出した第3の関連情報に基づいて、算出する。また、制御部14は、ステップS204において取得した実際の経過時間に対応する放射方向を、ステップS201において読出した第2の対応情報および第1の対応情報に基づいて、算出する。制御部14が照射位置および放射方向を算出すると、プロセスはステップS208に進む。
ステップS208では、制御部14は、ステップS207において算出された放射方向および照射位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第2の関連情報を更新する。制御部14は、第2の関連情報の更新後、第2の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第1の実施形態において制御部14が実行する、第3の関連情報の更新処理について、図18のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第3の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第3の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS300において、制御部14は、進行部20の所定の位置の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS301に進む。
ステップS301では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第2の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14がこれらの情報を読出すと、プロセスはステップS302に進む。
ステップS302からS306では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS102からS106と同じ制御を実行する。ステップS306において、制御部14が画素pxの位置を判別すると、プロセスはステップS307に進む。
ステップS307では、制御部14は、ステップS204において取得した実際の経過時間に対応する照射位置を、ステップS301において読出した第2の対応情報、第1の対応情報、および第2の関連情報に基づいて、算出する。制御部14が照射位置を算出すると、プロセスはステップS308に進む。
ステップS308では、制御部14は、ステップS307において算出された照射位置およびステップS306において特定した画素pxの位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第3の関連情報を更新する。制御部14は、第3の関連情報の更新後、第3の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第1の実施形態において制御部14が実行する、第4の関連情報の更新処理について、図19のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第4の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第4の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS400において、制御部14は、進行部20の所定の位置の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS401に進む。
ステップS401では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第5の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14がこれらの情報を読出すと、プロセスはステップS402に進む。
ステップS402からS406では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS102からS106と同じ制御を実行する。ステップS406において、制御部14が画素pxの位置を判別すると、プロセスはステップS407に進む。
ステップS407では、制御部14は、ステップS406において特定した画素pxの位置に対応する検出素子の位置を、ステップS401において読出した第5の関連情報に基づいて、算出する。また、制御部14は、ステップS404において取得した実際の経過時間に対応する放射方向を、ステップS401において読出した第2の対応情報および第1の対応情報に基づいて、算出する。制御部14が検出素子の位置および放射方向を算出すると、プロセスはステップS408に進む。
ステップS408では、制御部14は、ステップS407において算出された照射位置および検出素子の位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第4の関連情報を更新する。制御部14は、第4の関連情報の更新後、第4の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第1の実施形態において制御部14が実行する、第5の関連情報の更新処理について、図20のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第5の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第5の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS500において、制御部14は、進行部20の所定の位置の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS501に進む。
ステップS501では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第4の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14がこれらの情報を読出すと、プロセスはステップS502に進む。
ステップS502からS506では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS102からS106と同じ制御を実行する。ステップS506において、制御部14が画素pxの位置を判別すると、プロセスはステップS507に進む。
ステップS507では、制御部14は、ステップS404において取得した実際の経過時間に対応する検出素子の位置を、ステップS501において読出した第2の対応情報、第1の対応情報、および第4の関連情報に基づいて、算出する。制御部14が検出素子の位置を算出すると、プロセスはステップS508に進む。
ステップS508では、制御部14は、ステップS506において特定した画素pxの位置およびステップS507において算出された検出素子の位置およびの組合せを用いて、記憶部13に記憶した第5の関連情報を更新する。制御部14は、第5の関連情報の更新後、第5の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第1の実施形態において制御部14が実行する、第6の関連情報の更新処理について、図21のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第6の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第6の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS600において、制御部14は、進行部20の所定の位置の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS601に進む。
ステップS601では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第2の関連情報、第5の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14がこれらの情報を読出すと、プロセスはステップS602に進む。
ステップS602からS606では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS102からS106と同じ制御を実行する。ステップS606において、制御部14が画素pxの位置を判別すると、プロセスはステップS607に進む。
ステップS607では、制御部14は、ステップS606において特定した画素pxの位置に対応する検出素子の位置を、ステップS601において読出した第5の関連情報に基づいて、算出する。また、制御部14は、ステップS604において取得した実際の経過時間に対応する照射位置を、ステップS601において読出した第2の対応情報、第1の対応情報、および第2の関連情報に基づいて、算出する。制御部14が検出素子の位置および放射方向を算出すると、プロセスはステップS608に進む。
ステップS608では、制御部14は、ステップS607において算出された照射位置および検出素子の位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第6の関連情報を更新する。制御部14は、第6の関連情報の更新後、第6の関連情報の更新処理を終了する。
以上のような構成の第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第1の検出部17が前記反射波を検出するときに反射波を第1の検出部17に進行させる画素pxの所定の位置に基づいて、関連情報を更新している。このような構成により、電磁波検出装置10は、放射方向と電磁波および反射波の経路上の2点をそれぞれ規定する2つの要素とのいずれか2つの推定された対応関係と、実際の対応関係との差異を低減させ得る。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10についても同じである。
特に、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、所定の位置の画素px毎の推定される経過時間と最近する実際の経過時間との組合わせに基づいて、第1の検出部17が反射波を検出するときに反射波を第1の検出部17に進行させる画素pxの所定の位置を特定している。このような構成により、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、反射波による進行部20の1回の走査において、複数の画素pxを関連情報の更新に用い得る。したがって、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、関連情報の更新に複数の画素pxを用いる構成において、更新に用いる全画素pxに関する反射波の検出時間を短縮させ得る。
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、進行部20の作用面asに配置された画素px毎に第1の状態と第2の状態に切替え得る。このような構成により、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、前段光学系19の光軸を、第1の状態において電磁波を進行させる第1の方向d1における第1の後段光学系21の光軸に、かつ第2の状態において電磁波を進行させる第2の方向d2における第2の後段光学系22の光軸に合わせることが可能となる。したがって、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、進行部20の画素pxを第1の状態および第2の状態のいずれかに切替えることにより、第1の検出部17および第2の検出部18の光軸のズレを低減し得る。これにより、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第1の検出部17および第2の検出部18における検出軸のズレを低減し得る。そのため、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第1の検出部17および第2の検出部18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10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20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。したがって、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、一部の画素pxにおいて第1の検出部17に電磁波を検出させながら、同時に別の一部の画素pxにおいて第2の検出部18に電磁波を検出させ得る。これにより、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、異なる領域に関する情報を同時に取得し得る。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10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20における同一の画素pxを第1の状態の次に第2の状態に切替え得る。このような構成において、進行部20における画素pxの第1の状態において第1の検出部17に電磁波が検出され得、その直後、当該画素pxの第2の状態において第2の検出部18に電磁波が検出され得る。したがって、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、進行部20における同一の画素pxによる第1の検出部17および第2の検出部18における電磁波の検出時期のズレを低減し得る。これにより、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、同一領域に関する情報の取得時期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10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、照射源15を有している。したがって、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、対象obに電磁波を照射することにより、第1の検出部17をアクティブセンサとして機能させ得る。また、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第2の検出部18をパッシブセンサとして機能させ得る。このような構成において、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、進行部20における画素pxの少なくともいずれかを第1の状態の次に第2の状態に切替えることにより、同一領域に関する情報をアクティブセンサおよびパッシブセンサの両方に取得させ得る。また、このような構成において、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、進行部20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の状態に切替えることにより、アクティブセンサが情報を取得する領域とパッシブセンサが情報を取得する領域とを分け得る。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10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、進行方向変更部16を有している。このような構成により、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、照射源15が放射する電磁波を用いて対象obを走査し得る。すなわち、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第1の検出部17を進行方向変更部16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得る。したがって、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第1の検出部17により、一次元方向または二次元方向の位置に応じて情報を取得し得る。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10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の実施形態では関連情報の更新方法が第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。
第2の実施形態に係る電磁波検出装置10は、第1の実施形態の電磁波検出装置10と同じく、照射部11、電磁波検出部12、記憶部13、および制御部14を含んで構成されている。第2の実施形態における、照射部11、電磁波検出部12、および記憶部13の構成および機能は、第1の実施形態と同じである。第2の実施形態における、制御部14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制御部14の関連情報の更新以外の機能は、第1の実施形態と同じである。以下に、第2の実施形態の制御部14が実行する関連情報の更新機能の詳細が説明される。
第2の実施形態においても、制御部14は、進行部20の中で反射波を第1の検出部17に進行させている画素pxの位置に基づいて、関連情報を更新する。第2の実施形態において、制御部14は、第1の実施形態と異なり、放射方向に関する情報を更新するために、進行部20の中の所定の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の位置の画素pxを第2の状態に切替えさせる。
また、第2の実施形態において、制御部14は、第1の実施形態と同じく、信号値が基準時間からの経過時間の関数である駆動信号を進行方向変更部16に送信する。制御部14は、連続的な電磁波放射信号を照射源15に送信する。
第2の実施形態において、制御部14は、第1の実施形態と同じく、第1の検出部17が反射波を検出する基準時間からの実際の経過時間を観察する。第2の実施形態において、制御部14は、第1の実施形態と同じく、実際の経過時間を用いて、第2の対応情報に基づいて、第1の検出部17が反射波を検出するときの駆動信号を算出する。第2の実施形態において、制御部14は、第1の実施形態と同じく、算出された駆動信号を用いて、第1の対応情報に基づいて、電磁波の放射方向を算出する。
第2の実施形態の関連情報の更新における、ここまでの制御部14の制御は、第1の関連情報から第6の関連情報に共通する。以後の、制御は第1の関連情報から第6の関連情報毎に異なっており、個別に説明される。
第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第1の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向および画素pxの所定の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第1の関連情報の更新に複数の画素pxを用いる構成においては、制御部14は、さらに、別の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替えて、当該別の位置の単一の画素pxに対する放射方向を算出する。
第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第1の関連情報の更新において、制御部14は、当該画素pxの別の位置および放射方向を組合わせて、記憶部13に記憶させる。以後、制御部14は、第1の関連情報の更新に用いる画素pxの数と同じ回数で、同様の制御を行ない、放射方向および画素pxの位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第1の関連情報の更新において、制御部14は、記憶部13において組合わされて記憶された、放射方向および画素pxの位置に基づいて、第1の関連情報を更新する。なお、第1の関連情報の更新方法は、第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態では、第2の関連情報の更新において、制御部14は、画素pxの所定の位置を用いて、第3の関連情報に基づき、照射位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、さらに、制御部14は、算出された放射方向および照射位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第2の関連情報の更新において、制御部14は、第1の関連情報の更新と類似して、別の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替えて、当該別の位置の単一の画素pxの位置に対応する放射方向および照射位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第2の関連情報の更新において、制御部14は、当該画素pxの別の位置に対応する放射方向および照射位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第2の関連情報の更新において、以後、制御部14は、第2の関連情報の更新に用いる画素pxの数と同じ回数で、同様の制御を行ない、放射方向および照射位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。さらに、制御部14は、記憶部13において組合わされて記憶された、放射方向および照射位置に基づいて、第2の関連情報を更新する。なお、第2の関連情報の更新方法は、第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態では、第3の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向を用いて、第2の関連情報に基づき、照射位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、さらに、制御部14は、算出された照射位置および画素pxの所定の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第3の関連情報の更新において、制御部14は、第1の関連情報の更新と類似して、別の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替えて、当該別の位置の単一の画素pxの位置に対応する照射位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第3の関連情報の更新において、制御部14は、当該画素pxの別の位置に対応する照射位置および画素pxの別の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第3の関連情報の更新において、以後、制御部14は、第3の関連情報の更新に用いる画素pxの数と同じ回数で、同様の制御を行ない、照射位置および画素pxの位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。さらに、制御部14は、記憶部13において組合わされて記憶された、照射位置および画素pxの位置に基づいて、第3の関連情報を更新する。なお、第3の関連情報の更新方法は、第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態では、第4の関連情報の更新において、制御部14は、画素pxの所定の位置を用いて、第5の関連情報に基づき、検出素子の位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、さらに、制御部14は、算出された放射方向および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第4の関連情報の更新において、制御部14は、第1の関連情報の更新と類似して、別の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替えて、当該別の位置の単一の画素pxの位置に対応する検出素子の位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第4の関連情報の更新において、制御部14は、当該画素pxの別の位置に対応する放射方向および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第4の関連情報の更新において、以後、制御部14は、第4の関連情報の更新に用いる画素pxの数と同じ回数で、同様の制御を行ない、放射方向および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。さらに、制御部14は、記憶部13において組合わされて記憶された、放射方向および検出素子の位置に基づいて、第4の関連情報を更新する。なお、第4の関連情報の更新方法は、第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態では、第5の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向を用いて、第4の関連情報に基づき、検出素子の位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、さらに、制御部14は、画素pxの所定の位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第5の関連情報の更新において、制御部14は、第1の関連情報の更新と類似して、別の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替えて、当該別の位置の単一の画素pxの位置に対応する検出素子の位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第5の関連情報の更新において、制御部14は、当該画素pxの別の位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第5の関連情報の更新において、以後、制御部14は、第5の関連情報の更新に用いる画素pxの数と同じ回数で、同様の制御を行ない、画素pxの位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。さらに、制御部14は、記憶部13において組合わされて記憶された、画素pxの位置および検出素子の位置に基づいて、第5の関連情報を更新する。なお、第5の関連情報の更新方法は、第1の実施形態と同じである。
第2の実施形態では、第6の関連情報の更新において、制御部14は、画素pxの所定の位置を用いて、第5の関連情報に基づき、検出素子の位置を算出する。また、第2の実施形態では、第6の関連情報の更新において、制御部14は、算出された放射方向を用いて、第2の関連情報に基づき、電磁波の照射位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、さらに、制御部14は、照射位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第6の関連情報の更新において、制御部14は、第1の関連情報の更新と類似して、別の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替えて、当該別の位置の単一の画素pxの位置に対応する照射位置および検出素子の位置を算出する。第2の実施形態では第1の実施形態と異なり、第6の関連情報の更新において、制御部14は、当該画素pxの別の位置に対応する照射位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。
第2の実施形態では、第6の関連情報の更新において、以後、制御部14は、第6の関連情報の更新に用いる画素pxの数と同じ回数で、同様の制御を行ない、照射位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。さらに、制御部14は、記憶部13において組合わされて記憶された、照射位置および検出素子の位置に基づいて、第6の関連情報を更新する。なお、第6の関連情報の更新方法は、第1の実施形態と同じである。
次に、第2の実施形態において制御部14が実行する、第1の関連情報の更新処理について、図22のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第1の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第1の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS700において、制御部14は、進行部20の所定の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替させる。制御部14が所定の位置の単一の画素pxを第1の状態に切替させると、プロセスはステップS701に進む。
ステップS701では、制御部14は、経過時間に応じた関数である駆動信号を進行方向変更部16に送信する。また、制御部14は、連続的な電磁波放射信号を照射源15に送信する。制御部14が駆動信号および電磁波放射信号を送信すると、プロセスはステップS702に進む。
ステップS702では、制御部14は、第1の検出部17を駆動する。制御部14は、第1の検出部17の駆動により、反射波を検出するときの基準時間からの実際の経過時間を取得する。制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS703に進む。
ステップS703では、制御部14は、記憶部13から第1の対応情報および第2の対応情報を読出す。制御部14が第1の対応情報および第2の対応情報を読出すと、プロセスはステップS704に進む。
ステップS704では、制御部14は、ステップS702において取得した実際の経過時間を用いて、ステップS703において読出した第2の対応情報および第1の対応情報に基づいて、放射方向を算出する。制御部14が放射方向を算出すると、プロセスはステップS705に進む。
ステップS705では、制御部14は、ステップS704において算出された放射方向と、ステップS700において第1の状態に切替えた画素pxの位置とを組合わせて、記憶部13に記憶させる。制御部14が算出された放射方向および画素pxの位置を記憶させると、プロセスはステップS706に進む。
ステップS706では、制御部14は、ステップS705において記憶した組合せが所定の数以上であるか否かを判別する。組合せが所定の数以上でないとき、プロセスはステップS707に進む。組合せが所定の数以上であるとき、プロセスはステップS708に進む。
ステップS707では、制御部14は、第1の状態に切替える画素pxの所定の位置を、未だに切替えられていない位置に変更する。制御部14が所定の位置を変更すると、プロセスはステップS700に戻る。
ステップS708では、制御部14は、ステップS705において記憶された放射方向および画素pxの位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第1の関連情報を更新する。制御部14は、第1の関連情報の更新後、第1の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第2の実施形態において制御部14が実行する、第2の関連情報の更新処理について、図23のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第2の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第2の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS800からS802では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS700からS702と同じ制御を実行する。ステップS702において、制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS803に進む。
ステップS803では、制御部14は、記憶部13から第1の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14が第1の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出すと、プロセスはステップS804に進む。
ステップS804では、制御部14は、ステップS802において取得した実際の経過時間を用いて、ステップS803において読出した第2の対応情報および第1の対応情報に基づいて、放射方向を算出する。また、制御部14は、ステップS800において第1の状態に切替えた画素pxの位置を用いて、ステップS803において読出した第3の関連情報に基づいて、照射位置を算出する。制御部14が放射方向および照射位置を算出すると、プロセスはステップS805に進む。
ステップS805では、制御部14は、ステップS804において算出された放射方向および照射位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。制御部14が算出された放射方向および照射位置を記憶させると、プロセスはステップS806に進む。
ステップS806、S807では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS706、S707と同じ制御を実行する。ステップS806において、組合せが所定の数以上であるとき、プロセスはステップS808に進む。
ステップS808では、制御部14は、ステップS805において記憶された放射方向および照射位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第2の関連情報を更新する。制御部14は、第2の関連情報の更新後、第2の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第2の実施形態において制御部14が実行する、第3の関連情報の更新処理について、図24のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第3の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第3の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS900からS902では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS700からS702と同じ制御を実行する。ステップS902において、制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS903に進む。
ステップS903では、制御部14は、記憶部13から第2の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14が第2の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出すと、プロセスはステップS904に進む。
ステップS904では、制御部14は、ステップS902において取得した実際の経過時間を用いて、ステップS903において読出した第2の対応情報、第1の対応情報、および第2の関連情報に基づいて、照射位置を算出する。制御部14が照射位置を算出すると、プロセスはステップS905に進む。
ステップS905では、制御部14は、ステップS904において算出された照射位置と、ステップS900において第1の状態に切替えた画素pxの位置とを組合わせて、記憶部13に記憶させる。制御部14が照射位置および画素pxの位置を記憶させると、プロセスはステップS906に進む。
ステップS906、S907では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS706、S707と同じ制御を実行する。ステップS906において、組合せが所定の数以上であるとき、プロセスはステップS908に進む。
ステップS908では、制御部14は、ステップS905において記憶された照射位置および画素pxの位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第3の関連情報を更新する。制御部14は、第3の関連情報の更新後、第3の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第2の実施形態において制御部14が実行する、第4の関連情報の更新処理について、図25のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第4の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第4の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS1000からS1002では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS700からS702と同じ制御を実行する。ステップS1002において、制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS1003に進む。
ステップS1003では、制御部14は、記憶部13から第5の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14が第5の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出すと、プロセスはステップS1004に進む。
ステップS1004では、制御部14は、ステップS1002において取得した実際の経過時間を用いて、ステップS1003において読出した第2の対応情報および第1の対応情報に基づいて、放射方向を算出する。また、制御部14は、ステップS1000において第1の状態に切替えた画素pxの位置を用いて、ステップS1003において読出した第5の関連情報に基づき、検出素子の位置を算出する。制御部14が放射方向および検出素子の位置を算出すると、プロセスはステップS1005に進む。
ステップS1005では、制御部14は、ステップS1004において算出された放射方向および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。制御部14が放射方向および検出素子の位置を記憶させると、プロセスはステップS1006に進む。
ステップS1006、S1007では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS706、S707と同じ制御を実行する。ステップS1006において、組合せが所定の数以上であるとき、プロセスはステップS1008に進む。
ステップS1008では、制御部14は、ステップS1005において記憶された放射方向および検出素子の位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第4の関連情報を更新する。制御部14は、第4の関連情報の更新後、第4の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第2の実施形態において制御部14が実行する、第5の関連情報の更新処理について、図26のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第5の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第5の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS1100からS1102では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS700からS702と同じ制御を実行する。ステップS1102において、制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS1103に進む。
ステップS1103では、制御部14は、記憶部13から第4の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14が第4の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出すと、プロセスはステップS1104に進む。
ステップS1104では、制御部14は、ステップS1102において取得した実際の経過時間を用いて、ステップS1003において読出した第2の対応情報、第1の対応情報、および第4の関連情報に基づいて、検出素子の位置を算出する。制御部14が検出素子の位置を算出すると、プロセスはステップS1105に進む。
ステップS1105では、制御部14は、ステップS1100において第1の状態に切替えられた画素pxの位置と、ステップS1104において算出された検出素子の位置とを組合わせて、記憶部13に記憶させる。制御部14が画素pxの位置および検出素子の位置を記憶させると、プロセスはステップS1106に進む。
ステップS1106、S1107では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS706、S707と同じ制御を実行する。ステップS1106において、組合せが所定の数以上であるとき、プロセスはステップS1108に進む。
ステップS1108では、制御部14は、ステップS1105において記憶された画素pxの位置および検出素子の位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第5の関連情報を更新する。制御部14は、第5の関連情報の更新後、第5の関連情報の更新処理を終了する。
次に、第2の実施形態において制御部14が実行する、第6の関連情報の更新処理について、図27のフローチャートを用いて説明する。制御部14は、例えば、電磁波検出装置10の入力デバイスが第5の関連情報の更新処理実行の操作を検出するとき、第6の関連情報の更新処理を開始する。
ステップS1200からS1202では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS700からS702と同じ制御を実行する。ステップS1202において、制御部14が実際の経過時間を取得すると、プロセスはステップS1203に進む。
ステップS1203では、制御部14は、記憶部13から第2の関連情報、第5の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出す。制御部14が第2の関連情報、第5の関連情報、第1の対応情報、および第2の対応情報を読出すと、プロセスはステップS1204に進む。
ステップS1204では、制御部14は、ステップS1202において取得した実際の経過時間を用いて、ステップS1203において読出した第2の対応情報、第1の対応情報、および第2の関連情報に基づいて、照射位置を算出する。また、制御部14は、ステップS1200において第1の状態に切替えられた画素pxの位置を用いて、第5の関連情報に基づいて、検出素子の位置を算出する。制御部14が照射位置および検出素子の位置を算出すると、プロセスはステップS1205に進む。
ステップS1205では、制御部14は、ステップS1204において算出された照射位置および検出素子の位置を組合わせて、記憶部13に記憶させる。制御部14が照射位置および検出素子の位置を記憶させると、プロセスはステップS1206に進む。
ステップS2106、S1207では、制御部14は第1の関連情報の更新処理におけるステップS706、S707と同じ制御を実行する。ステップS1206において、組合せが所定の数以上であるとき、プロセスはステップS1208に進む。
ステップS1208では、制御部14は、ステップS1205において記憶された照射位置および検出素子の位置の組合せを用いて、記憶部13に記憶した第6の関連情報を更新する。制御部14は、第6の関連情報の更新後、第6の関連情報の更新処理を終了する。
以上のような構成の第2の実施形態の電磁波検出装置10は、反射波による進行部20の一回の走査において単一の画素pxを第1の方向d1に切替えている。このような構成により、推定される対応関係および実際の対応関係の差異が比較的大きい場合においても、第2の実施形態の電磁波検出装置10は、反射波を検出するときの反射波を第1の検出部17に進行させる画素pxの位置および駆動信号を正確に組合わせ得る。したがって、第2の実施形態の電磁波検出装置10は、推定される対応関係および実際の対応関係の差異が比較的大きい場合においても、推定される対応関係および実際の対応関係の差異を高精度で低減させ得る。
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。
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20は、作用面asに入射する電磁波の進行方向を第1の方向d1および第2の方向d2の2方向に切替可能であるが、2方向のいずれかへの切替えでなく、3以上の方向に切替可能であってよい。
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20の第1の状態および第2の状態は、作用面asに入射する電磁波を、それぞれ、第1の方向d1に反射する第1の反射状態、および第2の方向d2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、第2の状態が、作用面asに入射する電磁波を、透過させて第2の方向d2に進行させる透過状態であってもよい。進行部20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20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の反射状態および第2の状態としての透過状態を画素px毎に切替え得る。このような構成の進行部20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20は、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20においては、画素px毎の液晶配向を切替えることにより、第1の状態としての反射状態および第2の状態としての透過状態を画素px毎に切替え得る。
また、第1の実施形態および第2の実施形態において、電磁波検出装置10は、第1の検出部17がアクティブセンサの一部として機能し、第2の検出部18がパッシブセンサである構成を有する。しかし、電磁波検出装置10は、このような構成に限られない。例えば、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18が共にパッシブセンサである構成でも、アクティブセンサの一部として機能する構成でも第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、電磁波検出装置10は、照射源15、進行方向変更部16、記憶部13、制御部14、および電磁波検出部12を含んで構成されているが、これらの少なくとも1つを含んで構成されてもよい。また、電磁波検出装置10が少なくとも電磁波検出部12を含み、別の装置がその他を含むことにより、電磁波検出システムが構成されてもよい。
また、第1の実施形態および第2の実施形態において、電磁波検出装置10は、照射源15から放射されるビーム状の電磁波を進行方向変更部16により走査させることにより、第1の検出部17を進行方向変更部16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である。しかし、電磁波検出装置10は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置10は、進行方向変更部16を備えず、照射源15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の実施形態および第2の実施形態と類似の効果が得られる。
また、本実施形態において、電磁波検出装置10は、第1の関連情報から第6の関連情報を更新可能であるが、第1の関連情報から第6の関連情報の少なくともいずれかを更新できればよい。
10 電磁波検出装置
11 照射部
12 電磁波検出部
13 記憶部
14 制御部
15 照射源
16進行方向変更部
17 第1の検出部
18 第2の検出部
19 前段光学系
20 進行部
21 第1の後段光学系
22 第2の後段光学系
as 作用面
d1 第1の方向
d2 第2の方向
ob 対象
px、px1、px2 画素

Claims (6)

  1. 電磁波を放射する照射部と、
    前記照射部から対象に照射された電磁波の反射波を検出する第1の検出部と、
    前記反射波を前記第1の検出部に進行させる第1の状態と、前記反射波を前記第1の検出部に進行させない第2の状態とに切り替え可能な進行素子を複数有し、前記照射部から前記対象に照射された電磁波の照射位置に応じた前記進行素子に前記反射波が入射する進行部と、
    前記第2の状態の進行素子によって進行する、前記対象が存在する空間からの電磁波を検出する第2の検出部と、
    前記照射部からの電磁波の放射方向、前記照射部から放射される電磁波の対象における照射位置、前記反射波が入射する進行素子の位置、及び前記反射波が入射する前記第2の検出部における位置、のうち2つを関連付けた関連情報を記憶する記憶部と、
    前記第1の検出部が前記反射波を検出したタイミングに対応する前記照射部が照射した電磁波の放射方向に基づいて、前記関連情報を更新する制御部と、を備える
    電磁波検出装置。
  2. 請求項1に記載の電磁波検出装置において、
    前記関連情報は、前記照射部からの電磁波の放射方向と前記反射波が入射する前記第2の検出部における位置とを関連付けた第4の関連情報と、前記進行素子の位置と該進行素子が進行させる前記反射波の前記第2の検出部における入射位置とを関連付けた第5の関連情報と、を含み、
    前記制御部は、前記反射波を前記第1の検出部に進行させた進行素子の位置に基づいて、前記関連情報の更新として、前記第4の関連情報を更新する
    電磁波検出装置。
  3. 請求項1に記載の電磁波検出装置において、
    前記関連情報は、前記照射部からの電磁波の放射方向と前記反射波が入射する前記第2の検出部における位置とを関連付けた第4の関連情報と、前記進行素子の位置と該進行素子が進行させる前記反射波の前記第2の検出部における入射位置とを関連付けた第5の関連情報を含み、
    前記制御部は、前記反射波を前記第1の検出部に進行させた進行素子の位置に基づいて、前記関連情報の更新として、前記第5の関連情報を更新する
    電磁波検出装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の電磁波検出装置において、
    前記関連情報は、前記照射部が放射する電磁波の前記対象における照射位置と、該照射位置に照射された電磁波の反射波が入射する前記第2の検出部における位置とを関連付けた第6の関連情報を、さらに含み、
    前記制御部は、前記反射波を前記第1の検出部に進行させた進行素子の位置に基づいて、前記関連情報の更新として、前記第6の関連情報を更新する
    電磁波検出装置。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の電磁波検出装置において、
    前記記憶部は、前記照射部からの電磁波の放射方向を変更する駆動信号と該駆動信号に対応した電磁波の放射方向との対応を示す第1の対応情報と、基準時間からの経過時間と該経過時間に対応した駆動信号との対応を示す第2の対応情報とを、さらに記憶し、
    前記制御部は、前記第1の状態とした所定の進行素子が前記第1の検出部に前記反射波を進行させるのに要した前記基準時間からの経過時間と、前記第1の対応情報と前記第2の対応情報とに基づき算出した前記照射部からの電磁波の放射方向と、前記所定の進行素子とに基づいて前記関連情報を更新する
    電磁波検出装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の電磁波検出装置において、
    前記進行部は、前記反射波が入射しない少なくとも一部の前記進行素子を前記第1の状態に切り替え、前記反射波が入射する少なくとも一部の前記進行素子を前記第2の状態に切り替える
    電磁波検出装置。
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