JP7257751B2 - 電磁波検出装置 - Google Patents

Description

本開示は、電磁波検出装置および情報取得システムに関する。

特許文献１には、特定の波長帯域のレーザー光を測定対象に照射し、そのレーザー光が測定対象で反射した反射光を検出することで、測定対象の三次元画像情報を取得するシステムが開示されている。

特許第４４０１９８９号

上述したような、特定の波長帯域の電磁波を受光して、電磁波を検出する検出部に導く装置においては、検出部において良好な受信信号を得ることが有益である。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、検出部において良好な受光信号を得ることにある。

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の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第１の透過部と、第２の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第２の透過部と、前記第１の透過部および前記第２の透過部を介して進行した電磁波を検出する第１の検出部と、を備え、前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは、一部が重複する。

また、第２の観点による情報取得システムは、上述した電磁波検出装置と、前記第１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、およ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、検出部において良好な受光信号を得ることができる。

従来の電磁波検出装置の概略構成を示す図である。 一般的なバンドパスフィルタの分光特性を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成を示す図である。 図３に示す電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部としてのロングパスフィルタ、および、波長選択部としてのショートパスフィルタの分光特性の一例を示す図である。 図３に示す電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部の一方がロングパスフィルタであり、他方がバンドパスフィルタである場合の分光特性の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部の一方がショートパスフィルタであり、他方がバンドパスフィルタである場合の分光特性の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部がバンドパスフィルタである場合の分光特性の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部がショートパスフィルタである場合の分光特性の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部がショートパスフィルタである場合の分光特性の他の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部がロングパスフィルタである場合の分光特性の一例を示す図である。 図４に示す波長分離部および波長選択部がロングパスフィルタである場合の分光特性の他の一例を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第８の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第８の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第８の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置の他の構成例を示す図である。

以下、本開示を適用した電磁波検出装置および情報取得システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、特許文献１に開示されているような、特定の波長帯域の電磁波を対象に照射し、その電磁波が対象で反射された電磁波を受光して、電磁波を検出する検出部に導く電磁波検出装置９００の概略構成を示す図である。

図１に示す電磁波検出装置９００は、バンドパスフィルタ９１１と、第１の結像部９１２と、プリズム９１３と、進行部９１４と、第２の結像部９１５と、検出部９１６とを備える。

バンドパスフィルタ９１１は、特定の波長帯域の電磁波を透過させ、それ以外の波長帯域の電磁波を遮断する狭帯域フィルタである。バンドパスフィルタ９１１は、対象に向けて放射された電磁波と同じ波長帯域の電磁波を透過させる。

第１の結像部９１２は、バンドパスフィルタ９１１を透過した電磁波をプリズム９１３の第１の面ｓ１へ進行させ、対象の像を結像させる。

プリズム９１３は、第１の結像部９１２から進行した電磁波を進行部９１４に向けて射出する。また、プリズム９１３は、第１の進行部９１３により進行方向を変えられた電磁波を第２の結像部９１５に向けて射出する。プリズム９１３は、第１の面ｓ１と、第２の面ｓ２と、第３の面ｓ３とを備える。第１の面ｓ１と第２の面ｓ２と第３の面ｓ３とは、互いに交差してよい。

第１の面ｓ１は、第１の結像部９１２から進行した電磁波を第２の方向ｄ２へ進行させる。第２の面ｓ２は、第２の方向ｄへ進行した電磁波を第４の方向ｄ４へ進行させる。また、第２の面ｓ２は、後述する進行部９１４により特定の方向へ進行した電磁波を射出する。第３の面ｓ３は、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を射出する。また、第３の面ｓ３は、進行部９１４により特定の方向へ進行した電磁波をプリズム９１３に再入射させる。

進行部９１４は、プリズム９１３の第３の面ｓ３から射出された電磁波を特定の方向へ進行させる。第２の結像部９１５は、プリズム９１３の第２の面ｓ２から射出された電磁波としての対象の像を、検出部９１６へ進行させて、結像させる。検出部９１６は、第２の結像部９１５を介して進行した電磁波を検出する。

図１に示す電磁波検出装置９００においては、第１の結像部９１２の前にバンドパスフィルタ９１１を配置することで、特定の波長帯域以外の電磁波を遮断し、検出部９１６に入射する不要光の低減を図っている。

図２は、一般的なバンドパスフィルタの分光特性を示す図である。図２において、縦軸は透過率を示す。また、横軸は波長帯域を示す。

一般に、バンドパスフィルタでは、半値帯域を狭めたり、分光特性の立ち上がりを急峻にしたりすることは困難である。そのため、検出部では、対象に照射した照射光以外の、ノイズとなる電磁波の光量が高くなり、受光Ｓ／Ｎ比が低下してしまう。また、バンドパスフィルタの半値帯域を狭めるような設計を行うと、検出部での受光信号レベルが低下してしてしまう。そのため、図１に示すように、バンドパスフィルタ９１１を配置した構成では、受光Ｓ／Ｎ比の低下、受光信号レベルの低下が発生し、良好な受光信号を得ることができない。

図３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１００を含む情報取得システム１１は、電磁波検出装置１００と、放射部１２と、走査部１３と、制御部１４とを含んで構成される。図３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。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。

放射部１２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してよい。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してよい。

放射部１２は、幅の細い、例えば、０．５°のレーザー状の電磁波を放射してよい。放射部１２は、電磁波をパルス状に放射してよい。放射部１２は、例えば、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り替えてよい。

走査部１３は、例えば、電磁波を反射する反射面を有する。走査部１３は、放射部１２から放射された電磁波を、反射面の向きを変え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照射位置を変更してよい。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を走査してよい。走査部１３は、一次方向または二次方向に対象ｏｂを走査してよい。

走査部１３は、放射部１２から放射され、反射面で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１００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よい。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１００において検出され得る。

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。

走査部１３は、後述する制御部１４の制御に基づいて、電磁波を放射する向きを変えてよい。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よい。走査部１３は、角度センサが検出する角度を、電磁波を反射する方向に関する方向情報として、制御部１４に通知してよい。制御部１４は、走査部１３から取得する方向情報に基づいて、照射位置を算出し得る。また、制御部１４は、電磁波を反射する向きを制御するために走査部１３に入力する駆動信号に基づいて、照射位置を算出し得る。

電磁波検出装置１００は、対象ｏｂから到来する電磁波を検出する。具体的には、電磁波検出装置１００は、放射部１２から放射され、対象ｏｂで反射した電磁波を検出する。また、電磁波検出装置１００は、対象ｏｂが発する電磁波を検出してもよい。電磁波検出装置１００の構成については後述する。

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よい。

制御部１４は、後述する電磁波検出装置１００が備える検出部による電磁波の検出結果に基づいて、電磁波検出装置１００の周囲に関する情報を取得してよい。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。

制御部１４は、例えば、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、距離情報を取得する。具体的には、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が電磁波を放射した時刻Ｔ１から、その電磁波が照射された照射位置で反射された反射波を電磁波検出装置１００が検出した時刻Ｔ２までの時間ΔＴを計測する。制御部１４は、計測した時間ΔＴに光速を乗算して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。制御部１４は、走査部１３から取得する方向情報、または制御部１４が走査部１３に出力する駆動信号に基づいて、電磁波の照射位置を算出する。制御部１４は、電磁波の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、画像状の距離情報を取得する。

本実施形態においては、情報取得システム１１は、電磁波を放射して、返ってくるまでの時間を直接計測するＤｉｒｅｃｔ ＴｏＦにより距離情報を取得する例を用いて説明したが、これに限られない。情報取得システム１１は、例えば、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、電磁波が返ってくるまでの時間を間接的に計測するＦｌａｓｈ ＴｏＦにより距離情報を取得してもよい。情報取得システム１１は、他のＴｏＦ方式、例えば、Ｐｈａｓｅｄ ＴｏＦにより距離情報を取得してもよい。

次に、本実施形態に係る電磁波検出装置１００の構成について図４を参照して説明する。

図４に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１００は、第１の結像部１１０と、プリズム１２０と、第１の検出部１３０と、第２の検出部１４０とを備える。

第１の結像部１１０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の結像部１１０は、第１の方向ｄ１から入射する、被写体となる対象ｏｂの電磁波の像を、プリズム１２０の第１の面ｓ１へ進行させて、第１の面ｓ１より離れた位置で結像させる。第１の方向ｄ１は、第１の結像部１１０の主軸と平行であって、物体面から第１の結像部１１０に向かう方向かつ第１の結像部１１０から像面に向かう方向を含む。

プリズム１２０は、第１の結像部１１０から進行した電磁波を分離し、第１の検出部１３０と第２の検出部１４０とに向けて射出する。プリズム１２０は、第１のプリズム１２１と、第２のプリズム１２２と、波長分離部１２３と、波長選択部１２４とを備える。

第１のプリズム１２１は、第１の面ｓ１、第２の面ｓ２および第３の面ｓ３を別々の異なる表面として有してよい。第１のプリズム１２１は、例えば、三角プリズムを含む。第１の面ｓ１、第２の面ｓ２および第３の面ｓ３は、互いに交差してよい。

第１の面ｓ１は、第１の方向ｄ１からプリズム１２０に入射する電磁波を第２の方向ｄ２へ進行させる。第１の面ｓ１は、第１の方向ｄ１から第１の面ｓ１に入射する電磁波の進行軸に対して垂直であってよい。前述のように、第１の方向ｄ１は、第１の結像部１１０の主軸と平行なので、第１の結像部１１０の主軸と第１の面ｓ１とが垂直、言い換えると、第１の結像部１１０の主面と第１の面ｓ１とが平行であってよい。第１の面ｓ１は、第１の方向ｄ１から入射する電磁波を透過または屈折させて、第２の方向ｄ２へ進行させてよい。

第３の面ｓ３は、後述する波長分離部１２３により第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を射出する。第３の面ｓ３は、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第３の方向ｄ３に垂直であってよい。

第１のプリズム１２１は、第１の方向ｄ１から第１の面ｓ１に入射する電磁波の進行軸と第１の面ｓ１とが垂直となるように配置されてよい。第１のプリズム１２１は、第１の方向ｄ１から第１の面ｓ１を透過または屈折して第１のプリズム１２１の内部を進行する電磁波の進行方向に第２の面ｓ２が位置するように配置されてよい。

第２のプリズム１２２は、第４の面ｓ４、第５の面ｓ５および第６の面ｓ６を別々の異なる表面として有してよい。第２のプリズム１２２は、例えば、三角プリズムを含む。第４の面ｓ４、第５の面ｓ５および第６の面ｓ６は、互いに交差してよい。

第４の面ｓ４は、後述する波長分離部１２３により第３の方向ｄ３へ進行した電磁波を射出する。第４の面ｓ４は、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第４の方向ｄ４に垂直であってよい。

第２のプリズム１２２は、第５の面ｓ５が第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２に平行かつ対向するように配置されてよい。第２のプリズム１２２は、後述する波長分離部１２３を透過し、第５の面ｓ５を介して第２のプリズム１２２の内部へ進行する電磁波の進行方向に第４の面ｓ４が位置するように配置されてよい。

第１の透過部としての波長分離部１２３は、第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２と、第２のプリズム１２２の第５の面ｓ５との間に配置されている。波長分離部１２３は、例えば、第２の面ｓ２あるいは第５の面ｓ５に蒸着された単層あるいは多層の薄膜により構成される。波長分離部１２３は、第１の波長帯域の電磁波を透過し、第１の波長帯域以外の電磁波を反射する。すなわち、波長分離部１２３は、第１の波長帯域の電磁波の透過率が、第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい。波長分離部１２３は、第１の波長帯域の電磁波を第３の方向ｄ３へ透過させ、第１の波長帯域以外の電磁波を第４の方向ｄ４へ反射する。波長分離部１２３は、所定のカットオフ波長よりも長波長側の波長帯域の電磁波を透過させるロングパスフィルタ、所定のカットオフ波長よりも短波長側の波長帯域の電磁波を透過させるショートパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかを含む。本実施形態においては、波長分離部１２３は、ロングパスフィルタであるとする。

第２の透過部としての波長選択部１２４は、第２のプリズム１２２の第４の面ｓ４に配置されている。波長選択部１２４は、第４の面ｓ４に蒸着された単層あるいは多層の薄膜により構成される。波長選択部１２４は、第２の波長帯域の電磁波を透過する。すなわち、波長選択部１２４は、第２の波長帯域の電磁波の透過率が、第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい。波長選択部１２４は、第３の方向ｄ３へ進行した電磁波のうち、第２の波長帯域の電磁波を透過させる。波長選択部１２４は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかを含む。本実施形態においては、波長選択部１２４は、ショートパスフィルタであるとする。

図５は、波長分離部１２３としてのロングパスフィルタ、および、波長選択部１２４としてのショートパスフィルタの分光特性を示す図である。

上述したように、ロングパスフィルタは、所定のカットオフ周波数よりも長波長側の電磁波を透過させる。したがって、波長選択部１２３は、図５に示すように、所定のカットオフ周波数λ１よりも長波長側の波長帯域である第１の波長帯域の電磁波を透過する。また、波長分離部１２３は、第１の波長帯域以外の電磁波の反射率が、第１の波長帯域の電磁波の反射率よりも高い。

また、上述したように、ショートパスフィルタは、所定のカットオフ周波数よりも短波長側の電磁波を透過させる。したがって、波長選択部１２４は、図５に示すように、所定のカットオフ周波数λ２よりも短波長側の波長帯域である第２の波長帯域の電磁波を透過する。また、波長選択部１２４は、第２の波長帯域以外の電磁波の反射率が、第２の波長帯域の電磁波の反射率よりも高い。

本実施形態においては、波長選択部１２４のカットオフ周波数λ２を、波長選択部１２３のカットオフ周波数λ１よりも大きくする。したがって、図５に示すように、波長選択部１２３が電磁波を透過させる第１の波長帯域と、波長選択部１２４が電磁波を透過させる第２の波長帯域とは一部が重複する。そのため、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域の電磁波が、波長選択部１２４を透過し、後述する第１の検出部１３０に射出される。

ここで、一般に、ロングパスフィルタの分光特性の立ち上がり、および、ショートパスフィルタの分光特性の立ち下がりは、図５において破線で示すバンドパスフィルタの分光特性の立ち上がりおよび立ち下がりより急峻にすることが可能である。また、一般に、ロングパスフィルタおよびショートパスフィルタは、バンドパスフィルタよりも透過率を高くすることが可能である。したがって、カットオフ周波数λ１，λ２を調整することで、放射部１２が放射するレーザー状の電磁波の波長帯域（レーザー帯域）の電磁波を選択的に、第１の検出部１３０に入射することができる。そのため、本実施形態に係る電磁波検出装置１００は、第１の検出部１３０における受光Ｓ／Ｎ比の低下、および、受光信号レベルの低下を防ぎ、第１の検出部１３０において良好な受光信号を得ることができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４をプリズム１２０に蒸着することで、フィルタ面によるフレネル反射を防ぐことができる。そのため、本実施形態に係る電磁波検出装置１００は、電磁波の透過率の確保、ゴーストの発生の抑制、および、結像レンズのバックフォーカスの短縮を図ることができる。

図４を再び参照すると、第１の検出部１３０は、波長分離部１２３および波長選択部１２４を介して進行した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１３０は、第１の波長分離部１２３および波長選択部１２４をこの順に透過した電磁波を検出する。ここで、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域と、第１の検出部１３０が検出する電磁波の波長帯域とは、少なくとも一部が重複する。第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域は、第１の検出部１３０が検出する電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。また、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域は、第１の検出部１３０が検出する電磁波の波長帯域と一致してよい。

第１の検出部１３０は、放射部１２から対象ｏｂに向けて放射された電磁波の対象ｏｂからの反射波を検出するアクティブセンサまたはパッシブセンサを含む。第１の検出部１３０は、放射部１２から放射され、かつ、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対象ｏｂからの反射波を検出してよい。

第１の検出部１３０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１３０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）、ミリ波センサ、サブミリ波センサ、および測距イメージセンサなどの単一の素子を含む。第１の検出部１３０は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、ＭＰＰＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｈｏｔｏｎ Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｕｎｔｅｒ）、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１３０は、測距センサ、イメージセンサおよびサーモセンサの少なくともいずれかを含んでよい。

第１の検出部１３０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制御部１４に送信してよい。制御部１４は、第１の検出部１３０により検出された電磁波に基づいて、電磁波検出装置１００の周囲の情報を取得する。具体的には、制御部１４は、第１の検出部１３０から送信されてきた検出情報に基づいて、例えば、ＴｏＦ方式により、放射部１２から放射された電磁波の照射位置の距離情報を取得することができる。

第２の検出部１４０は、プリズム１２１の第３の面ｓ３から射出された電磁波を検出する。すなわち、第２の検出部１４０は、波長分離部１２３により反射された電磁波を検出する。

第２の検出部１４０は、パッシブセンサを含む。第２の検出部１４０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１４０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、撮像した対象ｏｂに相当する画像情報を生成してよい。第２の検出部１４０は、可視光の像を撮像してよい。第２の検出部１４０は、生成した画像情報を制御部１４に送信してよい。制御部１４は、第２の検出部１４０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。

第２の検出部１４０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。第２の検出部１４０は、測距センサを含んでよい。このような構成において、電磁波検出装置１００は、第２の検出部１４０により画像状の距離情報を取得し得る。第２の検出部１４０は、測距センサまたはサーモセンサなどを含んでよい。このような構成において、電磁波検出装置１００は、第２の検出部１４０により画像状の温度情報を取得し得る。

第２の検出部１４０は、第１の検出部１３０とは同種または異種のセンサを含んでよい。第２の検出部１４０は、第１の検出部１３０と同種または異種の電磁波を検出してよい。

上述したように、電磁波検出装置１００は、放射部１２から放射され、対象ｏｂで反射した反射波を検出する。また、第１の検出部１３０は、その反射波のうち、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域内の電磁波を検出する。第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域と、放射部１２が放射する電磁波の波長帯域とは、少なくとも一部が重複する。第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域は、放射部１２が放射する電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。また、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域と、放射部１２が放射する電磁波の波長帯域とは一致してもよい。

本実施形態に係る電磁波検出装置１００の構成は、図３に示す構成に限られない。図６に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１００は、第１の進行部１５０と、第２の結像部１６０とをさらに備えてよい。

第１の進行部１５０は、プリズム１２０の第４の面ｓ４から射出される電磁波の経路上に設けられている。第１の進行部１５０は、第１の結像部１１０から所定の距離だけ離れた対象ｏｂの一次結像位置または一次結像位置近傍に設けられてもよい。

第１の進行部１５０は、第１の結像部１１０およびプリズム１２０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、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。第１の進行部１５０は、第１の結像部１１０による対象ｏｂの電磁波の像を基準面ｓｓに結像させてよい。基準面ｓｓは、第４の面ｓ４から射出された電磁波の進行軸に垂直であってよい。

第１の進行部１５０は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、特定の方向へ進行させる。第１の進行部１５０は、基準面ｓｓに沿って配置された複数の画素ｐｘを備える。第１の進行部１５０は、電磁波を特定の方向としての第１の選択方向ｄｓ１へ進行させる第１の状態と、別の特定の方向としての第２の選択方向ｄｓ２へ進行させる第２の状態とに、画素ごとに切替可能である。第１の進行部１５０は、波長分離部１２３を介して進行し、基準面ｓｓに入射した電磁波を、画素ｐｘごとに特定の方向としての第５の方向ｄ５へ進行させる。第１の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第１の選択方向ｄｓ１に反射する第１の反射状態を含む。第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第２の選択方向ｄｓ２に反射する第２の反射状態を含む。

第１の進行部１５０は、画素ｐｘごとに電磁波を反射する反射面を含んでよい。第１の進行部１５０は、画素ｐｘごとに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ごとに切り替えてよい。

第１の進行部１５０は、例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。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ごとに反射面を基準面ｓｓに対して＋１２°または－１２°の傾斜状態に切替可能である。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ってよい。

第１の進行部１５０は、制御部１４の制御に基づいて、第１の状態と第２の状態とを、画素ｐｘごとに切替えてよい。例えば、第１の進行部１５０は、一部の画素ｐｘを第１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の選択方向ｄｓ１へ進行させ得る。第１の進行部１５０は、別の一部の画素ｐｘを第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２の選択方向ｄｓ２へ進行させ得る。

第２の結像部１６０は、第１の進行部１５０により第５の方向ｄ５へ進行した電磁波の経路上に設けられてよい。第２の結像部１６０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の結像部１６０は、第１の進行部１５０の基準面ｓｓにおいて一次結像し、第５の方向ｄ５へ進行する電磁波としての対象ｏｂの像を、第１の検出部１３０へ進行させて、結像させてよい。

第１の検出部１３０は、第１の進行部１５０により特定の方向としての第５の方向へ進行した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１３０は、第１の進行部１５０により特定の方向へ進行し、第２の結像部１６０を経由した電磁波を検出する。

このように本実施形態においては、電磁波検出装置１００は、第１の波長帯域の電磁波の透過率が、第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい波長分離部１２３と、第２の波長帯域の電磁波の透過率が、第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい波長選択部１２４と、波長分離部１２３および波長選択部１２４を介して進行した電磁波を検出する第１の検出部１３０と、を備える。そして、第１の波長帯域と第２の波長帯域とは、一部が重複する。

このような構成により、第１の検出部１３０には、第１の波長帯域と第２の波長帯域とにより制限される波長帯域の電磁波が入射される。フィルタとして機能する波長分離部１２３および波長選択部１２４により、第１の検出部１３０に入射される電磁波の波長帯域を制限することで、１つのバンドバスフィルタにより第１の検出部１３０に入射される電磁波の波長帯域を制限するよりも、より高い透過率、および、より急峻な分光特性を得ることができる。そのため、本実施形態に係る電磁波検出装置１００は、第１の検出部１３０における受光Ｓ／Ｎ比の低下、および、受光信号レベルの低下を防ぎ、第１の検出部１３０において良好な受光信号を得ることができる。

また、本実施形態に係る情報取得システム１１では、制御部１４は、第１の検出部１３０および第２の検出部１４０により検出された電磁波に基づいて、電磁波検出装置１００の周囲に関する情報を取得する。そのため、情報取得システム１１は、検出した電磁波に基づく有益な情報を提供し得る。このような構成および効果は、後述する各実施形態の情報取得システムについても同じである。

本実施形態においては、波長分離部１２３がロングパスフィルタであり、波長選択部１２４がショートパスフィルタである例を用いて説明したが、波長分離部１２３および波長選択部１２４のフィルタの組み合わせはこれに限られない。例えば、波長分離部１２３がショートパスフィルタであり、波長選択部１２４がロングパスフィルタであってもよい。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４のうち、一方がロングパスフィルタであり、他方がバンドパスフィルタであってよい。この場合、図７に示すように、ロングパスフィルタのカットオフ周波数λ１は、レーザー帯域の低域側近傍の周波数とする。また、バンドパスフィルタの半値帯域が、レーザー帯域を含むようにする。こうすることで、カットオフ周波数λ１よりも長波長側の波長帯域とバンドパスフィルタの半値帯域とが重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４のうち、一方がショートパスフィルタであり、他方がバンドパスフィルタであってよい。この場合、図８に示すように、ショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２は、レーザー帯域の高域側近傍の周波数とする。また、バンドパスフィルタの半値帯域が、レーザー帯域を含むようにする。こうすることで、カットオフ周波数λ２よりも短波長側の波長帯域とバンドパスフィルタの半値帯域とが重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４の両方が、バンドパスフィルタであってよい。この場合、図９に示すように、一方のバンドパスフィルタの半値帯域と、他方のバンドパスフィルタの半値帯域とをずらし、両方のバンドパスフィルタの半値帯域が重複する波長帯域に、レーザー帯域が含まれるようにする。こうすることで、２つのバンドパスフィルタの半値帯域が重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４の両方が、ショートパスフィルタであってよい。この場合、図１０に示すように、一方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２１は、レーザー帯域の高域側近傍の周波数とする。また、他方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２２は、一方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２１よりも高くする。こうすることで、カットオフ周波数λ２１よりも短波長側の波長帯域と、カットオフ周波数λ２２よりも短波長側の波長帯域とが重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４の両方が、ショートパスフィルタである場合、図１１に示すように、一方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２１は、レーザー帯域の低域側近傍の周波数とし、他方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２２は、レーザー帯域の高域側近傍の周波数とする。この場合、一方のショートパスフィルタによる反射、および、他方のショートパスフィルタによる透過を経た電磁波が第１の検出部１３０に入射される構成とする。このような構成は、例えば、波長分離部１２３を傾斜させ、波長分離部１２３を透過し、波長選択部１２４により反射された電磁波が第１の検出部１３０に入射されるようにすればよい。こうすることで、一方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２１よりも長波長側の波長帯域と、他方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ２２よりも短波長側の波長帯域とが重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４の両方が、ロングパスフィルタであってよい。この場合、図１２に示すように、一方のロングパスフィルタのカットオフ周波数λ１１は、レーザー帯域の低域側近傍の周波数とする。また、他方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ１２は、一方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ１１よりも低くする。こうすることで、カットオフ周波数λ１１よりも長波長側の波長帯域と、カットオフ周波数λ１２よりも長波長側の波長帯域とが重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

また、波長分離部１２３および波長選択部１２４の両方が、ロングパスフィルタである場合、図１３に示すように、一方のロングパスフィルタのカットオフ周波数λ１１は、レーザー帯域の高域側近傍の周波数とし、他方のロングパスフィルタのカットオフ周波数λ１２は、レーザー帯域の低域側近傍の周波数とする。この場合、一方のロングパスフィルタによる反射、および、他方のロングパスフィルタによる透過を経た電磁波が第１の検出部１３０に入射される構成とする。このような構成は、例えば、波長選択部１２４を傾斜させ、波長分離部１２３を透過し、波長選択部１２４により反射された電磁波が第１の検出部１３０に入射されるようにすればよい。こうすることで、一方のロングパスフィルタのカットオフ周波数λ１１よりも短波長側の波長帯域と、他方のショートパスフィルタのカットオフ周波数λ１２よりも長波長側の波長帯域とが重複する波長帯域の電磁波を第１の検出部１３０に入射することができる。

次に、図１４を参照して、本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置１０１について説明する。図１４において、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１４に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０１は、図４に示す電磁波検出装置１００と比較して、赤外線をカットするＩＲカットフィルタ１２５を追加した点が異なる。

第４の透過部としてのＩＲカットフィルタ１２５は、波長分離部１２３よりも後段に配置されている。具体的には、ＩＲカットフィルタ１２５は、プリズム１２０の第３の面ｓ３に蒸着して形成されている。ＩＲカットフィルタ１２５は、第１の波長帯域以外の電磁の透過率が、波長分離部１２３の反射率よりも大きい。したがって、ＩＲカットフィルタ１２５は、波長分離部１２３により第４の方向ｄ４へ反射された電磁波を透過させる。ＩＲカットフィルタ１２５を透過した電磁波は、第２の検出部１４０により検出される。

プリズム１２０の第３の面ｓ３には、ＩＲカットフィルタ１２５の代わりに、可視光をカットする可視光カットフィルタが配置されてもよい。すなわち、第４の透過部は、ＩＲカットフィルタまたは可視光カットフィルタを含む。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０１の構成は、図１４に示す構成に限られない。図１５に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０１は、図６に示す電磁波検出装置１００にＩＲカットフィルタ１２５を追加した構成であってもよい。

次に、図１６を参照して、本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０２について説明する。図１６において、上述した各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１６に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０２は、図１４に示す電磁波検出装置１０１と比較して、可視光をカットする可視光カットフィルタ１７０を追加した点が異なる。

第３の透過部としての可視光カットフィルタ１７０は、波長分離部１２３よりも後段に配置されている。具体的には、可視光カットフィルタ１７０は、波長選択部１２４と第１の検出部１３０との間に配置されている。可視光カットフィルタ１７０は、波長分離部１２３および波長選択部１２４を透過した電磁波を透過させる。

可視光カットフィルタ１７０は、第１の波長帯域以外の電磁波の透過率が波長分離部１２３よりも小さい、および、第２の波長帯域以外の電磁波の透過率が波長選択部１２４よりも小さい。したがって、可視光カットフィルタ１７０は、波長分離部１２３および波長選択部１２４を透過した電磁波のうち、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域以外の電磁波をカットする。

あるいは、可視光カットフィルタ１７０は、第１の波長帯域以外の電磁波の透過率が波長分離部１２３よりも小さい、または、第２の波長帯域以外の電磁波の透過率が波長選択部１２４よりも小さい。したがって、可視光カットフィルタ１７０は、波長分離部１２３および波長選択部１２４を透過した電磁波のうち、第１の波長帯域と第２の波長帯域とが重複する波長帯域の両側の波長帯域のうち、一方の波長帯域の電磁波をカットする。

このように、可視光カットフィルタ１７０を設けることで、本実施形態に係る電磁波検出装置１０２は、第１の検出部１２０に入射される不要光の更なる低減および受光Ｓ／Ｎ比の向上を図り、第２の検出部１４０においてより良好な受光信号を得ることができる。

可視光カットフィルタ１７０の代わりに、ＩＲカットフィルタが配置されてもよい。すなわち、第３の透過部は、ＩＲカットフィルタまたは可視光カットフィルタを含む。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０２の構成は、図１６に示す構成に限られない。図１７に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０２は、図１５に示す電磁波検出装置１０１に可視光カットフィルタ１７０を追加した構成であってもよい。

図１７においては、可視光カットフィルタ１７０が波長選択部１２４と第１の進行部１５０との間に配置されている例を示しているが、可視光カットフィルタ１７０の配置は、これに限られない。

例えば、図１８に示すように、可視光カットフィルタ１７０は、第１の進行部１５０と第２の結像部１６０との間に配置されてもよい。また、図１９に示すように、可視光カットフィルタ１７０は、第２の結像部１６０と第１の検出部１３０との間に配置されてももよい。

次に、図２０を参照して、本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０３について説明する。図２０において、上述した各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２０に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、図１４に示す電磁波検出装置１０１と比較して、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５の配置が異なる。本実施形態においては、図２０に示すように、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５は、プリズム１２０に蒸着されておらず、プリズム１２０から分離して、単独で配置されている。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０３の構成は、図２０に示す構成に限られない。例えば、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、図２１に示すように、図１５に示す電磁波検出装置１０１において、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５が、プリズム１２０から分離して、単独で配置された構成でもよい。また、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、図２２に示すように、波長選択部１２４が、第１の進行部１５０と第２の結像部１６０との間に配置された構成でもよい。また、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、図２３に示すように、波長選択部１２４が、第２の結像部１６０と第１の検出部１３０との間に配置された構成でもよい。

本実施形態においては、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５が、プリズム１２０から分離して、単独で配置される例を用いて説明したが、これに限られない。波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５の一方が、プリズム１２０から分離して、単独で配置されてもよい。

次に、図２４を参照して、本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０４について説明する。図２４において、上述した各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２４に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４は、図１４に示す電磁波検出装置１０１と比較して、プリズム１２０（第１のプリズム１２１および第２のプリズム１２２）を削除した点が異なる。すなわち、本実施形態においては、波長分離部１２３、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５が、プリズム１２０に蒸着されておらず、単独で配置されている。この場合、波長分離部１２３、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５はそれぞれ、例えば、板状の素子として構成される。

図１４に示す電磁波検出装置１０１のように、波長分離部１２３、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５をプリズム１２０に蒸着して形成する場合、位置合わせが容易になり、位置精度を向上させることができる。一方、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４のように、波長分離部１２３、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１２５を単独で配置する場合、プリズム１２０が不要となるので、軽量化、部品数の削減を図ることができる。また、プリズム１２０を用いないため、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４においては、プリズム１２０内での不要な反射などによるフレアあるいはゴーストの発生を防ぐことができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０４の構成は、図２４に示す構成に限られない。例えば、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４は、図２５に示すように、図１５に示す電磁波検出１０１において、プリズム１２０を削除した構成でもよい。また、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４は、図２６に示すように、波長選択部１２４が、第１の進行部１５０と第２の結像部１６０との間に配置された構成でもよい。

次に、図２７を参照して、本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置１０５について説明する。図２７において、上述した各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２７に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１０５は、図１４に示す電磁波検出装置１０１と比較して、波長選択部１２４の配置が異なる。本実施形態においては、図２７に示すように、波長選択部１２４は、波長分離部１２３と第２のプリズム１２２との間に配置されている。波長選択部１２４は、例えば、第２のプリズム１２２の第５の面ｓ５あるいは波長分離部１２３の第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２とは反対側の面に蒸着されて構成される。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０５の構成は、図２７に示す構成に限られない。例えば、本実施形態に係る電磁波検出装置１０５は、図２８に示すように、図１５に示す電磁波検出装置１０１において、波長選択部１２４が、波長分離部１２３と第２のプリズム１２２との間に配置された構成でもよい。

次に、図２９を参照して、本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置１０６について説明する。図２９において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、図６に示す電磁波検出装置１００と比較して、プリズム１２０をプリズム１２０ａに変更した点と、波長選択部１２４の配置とが異なる。

プリズム１２０ａは、プリズム１２０と比較して、第２のプリズム１２２を第２のプリズム１２２ａに変更した点が異なる。

第２のプリズム１２２ａは、第４の面ｓ４６、第５の面ｓ５６および第６の面ｓ６６を別々の異なる表面として有してよい。第２のプリズム１２２ａは、例えば、三角プリズムを含む。第４の面ｓ４６、第５の面ｓ５６および第６の面ｓ６６は、互いに交差してよい。

第４の面ｓ４６は、第３の方向ｄ３へ進行した電磁波を第１の進行部１５０の基準面ｓｓに射出する。また、第４の面ｓ４６は、第１の進行部１５０の基準面ｓｓから再入射した電磁波を第５の方向ｄ５へ進行させる。すなわち、本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、波長分離部１２３を介して進行した電磁波を第１の進行部１５０の基準面ｓｓに射出し、基準面ｓｓから特定の方向へ進行した電磁波が再入射する第１の射出面としての第４の面ｓ４６を備える。第４の面ｓ４６は、第３の方向ｄ３へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第３の方向ｄ３に垂直であってよい。第４の面ｓ４６は、第１の進行部１５０の基準面ｓｓに対して平行であってよい。第４の面ｓ４６は、基準面ｓｓから再入射する電磁波を透過または屈折させて第５の方向ｄ５へ進行させてよい。

第５の面ｓ５６は、第５の方向ｄ５へ進行した電磁波を第６の方向ｄ６へ進行させる。第５の面ｓ５６は、第５の方向ｄ５へ進行した電磁波を内部反射して第６の方向ｄ６へ進行させてよい。第５の面ｓ５６は、第５の方向ｄ５へ進行した電磁波を内部全反射して第６の方向ｄ６へ進行させてよい。第５の方向ｄ５へ進行した電磁波の第５の面ｓ５６への入射角は臨界角以上であってよい。第５の方向ｄ５へ進行した電磁波の第５の面ｓ５６への入射角は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角と異なってよい。第５の方向ｄ５へ進行した電磁波の第５の面ｓ５６への入射角は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角より大きくてよい。

第６の面ｓ６６は、第６の方向ｄ６へ進行した電磁波を射出する。すなわち、本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、第４の面ｓ４６から再入射した電磁波を射出する第２の射出面としての第６の面ｓ６６を備える。第６の面ｓ６６は、第６の方向ｄ６へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第６の方向ｄ６に垂直であってよい。第６の面ｓ６６から射出された電磁波は、第１の検出部１３０により検出される。

第２のプリズム１２２ａは、第５の面ｓ５６が第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２に平行かつ対向するように配置されてよい。第２のプリズム１２２ａは、第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２を透過し、第５の面ｓ５６を介して第２のプリズム１２２ａの内部を進行する電磁波の進行方向に第４の面ｓ４６が位置するように配置されてよい。

波長選択部１２４は、プリズム１２０ａの第６の面ｓ６６と第１の検出部１３０との間に配置されてよい。例えば、波長選択部１２４は、図２９に示すように、プリズム１２０ａの第６の面ｓ６６と第２の結像部１６０との間に、単体の素子として配置されてよい。また、波長選択部１２４は、図３０に示すように、第２の結像部１６０と第１の検出部１３０との間に、単体の素子として配置されてよい。また、波長選択部１２４は、図３１に示すように、プリズム１２０ａの第６の面ｓ６６に蒸着して構成されてよい。

また、波長選択部１２４は、プリズム１２０ａの第４の面ｓ４６と第１の進行部１５０との間に配置されてよい。例えば、波長選択部１２４は、図３２に示すように、プリズム１２０ａの第４の面ｓ４６に蒸着して構成されてよい。

図３２に示すように、プリズム１２０ａの第４の面ｓ４６と第１の進行部１５０との間に波長選択部１２４が配置される場合、第１の検出部１３０には、波長選択部１２４を２回通過した電磁波が入射する。この場合、波長選択部１２４を２回通過することで、第１の検出部１３０に入射される電磁波の光量が低下するおそれがある。一方、図２９～図３１に示すように、プリズム１２０ａの第６の面ｓ６６と第１の検出部１３０との間に波長選択部１２４が配置される場合、第１の検出部１３０には、波長選択部１２４を１回だけ通過した電磁波が入射する。そのため、第１の検出部１３０に入射される電磁波の光量の低下を抑制することができる。

次に、図３３を参照して、本開示の第８の実施形態に係る電磁波検出装置１０７について説明する。図３３において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０７は、図６に示す電磁波検出装置１００と比較して、波長選択部１２４ａおよび可視光カットフィルタ１７０と追加した点が異なる。可視光カットフィルタ１７０の構成および機能は、第３の実施形態と同様である。

第５の透過部としての波長選択部１２４ａは、第１のプリズム１２１の第３の面ｓ３に配置されている。波長選択部１２４ａは、第４の面ｓ４に蒸着された単層あるいは多層の薄膜により構成される。波長選択部１２４ａは、第３の波長帯域の電磁波を透過する。すなわち、波長選択部１２４ａは、第３の波長帯域の電磁波の透過率が、第３の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい。ここで、波長分離部１２３により反射された電磁波の波長帯域と第３の波長帯域とは一部重複する。波長選択部１２４ａは、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかを含む。

第２の検出部１４０は、波長分離部１２３により反射された後、波長選択部１２４ａを透過した電磁波を検出する。ここで、第２の検出部１４０が検出する電磁波の波長帯域と、波長分離部１２３により反射された電磁波の波長帯域と、第３の波長帯域とは、少なくとも一部が重複する。第２の検出部１４０が検出する電磁波の波長帯域は、波長分離部１２３により反射された電磁波の波長帯域と第３の波長帯域とが重複する波長帯域を全て含んでもよい。また、第２の検出部１４０が検出する電磁波の波長帯域は、波長分離部１２３により反射された電磁波の波長帯域と第３の波長帯域とが重複する波長帯域と一致してもよい。したがって、第２の検出部１４０は、波長分離部１２３により反射された電磁波の波長帯域と第３の波長帯域とが重複する波長帯域の電磁波を検出する。

フィルタとして機能する波長分離部１２３および波長選択部１２４ａにより、第２の検出部１４０に入射される電磁波の波長帯域を制限することで、１つのバンドバスフィルタにより第２の検出部１４０に入射される電磁波の波長帯域を制限するよりも、より高い透過率、および、より急峻な分光特性を得ることができる。そのため、本実施形態に係る電磁波検出装置１０７は、第２の検出部１４０における受光Ｓ／Ｎ比の低下、および、受光信号レベルの低下を防ぎ、第２の検出部１４０において良好な受光信号を得ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０７の構成は、図３３に示す構成に限られない。例えば、本実施形態に係る電磁波検出装置１０７は、図３４に示すように、ＩＲカットフィルタ１２５ａを備えていてもよい。

第６の透過部としてのＩＲカットフィルタ１２５ａは、波長選択部１２４ａよりも後段に配置されている。具体的には、ＩＲカットフィルタ１２５ａは、波長選択部１２４ａと第２の検出部１４０との間に配置されている。ＩＲカットフィルタ１２５ａは、波長分離部１２３により反射された後、波長選択部１２４ａを透過した電磁波を透過させる。

ここで、ＩＲカットフィルタ１２５ａは、第１の波長帯域の電磁波の透過率が波長分離部１２３よりも小さい、および、第３の波長帯域以外の電磁波の透過率が波長選択部１２４ａよりも小さい。したがって、ＩＲカットフィルタ１２５ａは、波長分離部１２３により反射された後、波長選択部１２４ａを透過した電磁波のうち、第１の波長帯域の電磁波および第３の波長帯域以外の電磁波をカットする。

あるいは、ＩＲカットフィルタ１２５ａは、第１の波長帯域の電磁波の透過率が波長分離部１２３よりも小さい、または、第３の波長帯域以外の電磁波の透過率が波長選択部１２４ａよりも小さい。したがって、ＩＲカットフィルタ１２５ａは、波長分離部１２３により反射された後、波長選択部１２４ａを透過した電磁波のうち、第１の波長帯域の電磁波または第３の波長帯域以外の電磁波をカットする。

このように、ＩＲカットフィルタ１２５ａを設けることで、本実施形態に係る電磁波検出装置１０７は、第２の検出部１４０に入射される不要光の更なる低減および受光Ｓ／Ｎ比の向上を図り、第２の検出部１４０においてより良好な受光信号を得ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０７の構成は、図３３および図３４に示す構成に限られない。例えば、本実施形態に係る電磁波検出装置１０７は、図３５に示すように、第２の進行部１５１および第３の結像部１８０を備えていてもよい。

第２の進行部１５１の構成および機能は、第１の進行部１５０と同様である。第２の進行部１５１は、ＩＲカットフィルタ１２５ａを透過した電磁波を第７の方向ｄ７へ進行させる。

第３の結像部１８０は、第２の進行部１５１により第７の方向ｄ７へ進行した電磁波の経路上に設けられてよい。第３の結像部１８０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３の結像部１８０は、第７の方向ｄ７へ進行する電磁波としての対象ｏｂの像を、第２の検出部１４０へ進行させて、結像させてよい。

本実施形態においては、ＩＲカットフィルタ１２５ａの代わりに、可視光カットフィルタが配置されてもよい。すなわち、第６の透過部は、ＩＲカットフィルタまたは可視光カットフィルタを含む。

本開示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開示の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、第１の実施形態から第８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１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７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１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７は、これらの少なくとも１つを含んで構成されてよい。

したがって、例えば、図６を参照して説明した、第１の進行部１５０を備える、第１の実施形態に係る電磁波検出装置１００は、図３６に示すように、放射部１２、走査部１３および制御部１４を含んで構成されてよい。同様に、第２の実施形態から第８の実施形態に係る電磁波検出装置１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７は、放射部１２、走査部１３および制御部１４を含んで構成されてよい。

また、第１の実施形態から第８の実施形態において、第１の進行部１５０は、基準面ｓｓに入射する電磁波の進行方向を第１の選択方向ｄｓ１および第２の選択方向ｄｓ２の２方向に切替可能であるが、３以上の方向に切替可能であってよい。

また、第１の実施形態から第８の実施形態において、第１の進行部１５０の第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１の選択方向ｄｓ１に反射する第１の反射状態、および第２の選択方向ｄｓ２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、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて第２の選択方向ｄｓ２へ進行させる透過状態であってもよい。第１の進行部１５０は、画素ｐｘごとに電磁波を第１の選択方向ｄｓ１に反射する反射面を有するシャッタを含んでもよい。このような構成の第１の進行部１５０においては、画素ｐｘごとのシャッタを開閉することにより、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ごとに切替えることができる。

第１の進行部１５０としては、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、第１の進行部１５０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。このような構成の第１の進行部１５０においては、画素ｐｘごとに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ごとに切替えることができる。

また、第１の実施形態から第８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１の検出部１３０を走査部１３と協働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、情報取得システム１１は、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を有してもよい。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を有してもよい。

また、第１の実施形態から第８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１３０がアクティブセンサであり、第２の検出部１４０がパッシ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は、第１の検出部１３０および第２の検出部１４０が共にアクティブセンサである構成を有してもよい。第１の検出部１３０および第２の検出部１４０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。

１００～１０７ 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
１１０ 第１の結像部
１２０，１２０ａ プリズム
１２１ 第１のプリズム
１２２，１２２ａ 第２のプリズム
１２３ 波長分離部
１２４，１２４ａ 波長選択部
１２５，１２５ａ ＩＲカットフィルタ
１３０ 第１の検出部
１４０ 第２の検出部
１５０ 第１の進行部
１５１ 第２の進行部
１６０ 第２の結像部
１７０ 可視光カットフィルタ
１８０ 第３の結像部
９００ 電磁波検出装置
９１１ バンドパスフィルタ
９１２ 第１の結像部
９１３ プリズム
９１４ 進行部
９１５ 第２の結像部
９１６ 検出部
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７ 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、第６の方向、第７の方向
ｓ１ 第１の面
ｓ２ 第２の面
ｓ３ 第３の面
ｓ４，ｓ４６ 第４の面
ｓ５，ｓ５６ 第５の面
ｓ６，ｓ６６ 第６の面
ｏｂ 対象
ｐｘ 画素
ｓｓ 基準面

Claims (23)

1. 電磁波を対象へ放射する放射部と、
   第１の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第１の透過部と、
   第２の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第２の透過部と、
   前記第１の透過部および前記第２の透過部を介して進行した電磁波を検出する第１の検出部と、
   前記第１の透過部により反射された電磁波を検出する第２の検出部と、
   前記放射部が放射した電磁波が前記対象で反射した反射波を含む電磁波を前記第１の透過部へ入射させる第１の結像部と、
   前記第１の検出部による前記反射波の検出結果に基づき前記対象までの距離を測定する制御部と、を備え、
   前記第１の結像部により、前記第１の透過部へは、前記放射部が放射した電磁波が前記対象で反射した反射波を含む電磁波が入射し、
   前記第１の透過部は、入射する電磁波のうち、第１のカットオフ周波数より長波長側の電磁波を透過させることで、少なくとも前記第１の波長帯域の電磁波を前記第２の透過部へ進行させ、且つ少なくとも前記第１の波長帯域以外の電磁波を前記第２の検出部へ進行させるロングパスフィルタであり、
   前記第２の透過部は、入射する電磁波のうち、前記第１のカットオフ周波数より長波長の第２のカットオフ周波数より短波長側の電磁波を透過させるショートパスフィルタであり、
   前記放射部は、前記第１のカットオフ周波数と前記第２のカットオフ周波数との間の波長の電磁波を放射し、
   前記第２の検出部は、可視光を検出して画像情報を生成し、
   前記第１の検出部は、前記第２の透過部が透過させた電磁波を検出するよう配置される、電磁波検出装置。
2. 前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とが重複する波長帯域と、前記第１の検出部が検出する電磁波の波長帯域とは、少なくとも一部が重複する、請求項１に記載の電磁波検出装置。
3. 前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とが重複する波長帯域は、前記第１の検出部が検出する電磁波の波長帯域を全て含む、請求項１または２に記載の電磁波検出装置。
4. 前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とが重複する波長帯域は、前記第１の検出部が検出する電磁波の波長帯域と一致する、請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
5. 前記第１の検出部は、前記第１の透過部および前記第２の透過部をこの順に透過した電磁波を検出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
6. 前記第１の透過部は、前記第１の波長帯域以外の電磁波を反射し、
   前記第１の検出部は、前記第１の透過部で透過された後、前記第２の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
7. 前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率が前記第１の透過部よりも小さい、および、前記第２の波長帯域以外の電磁波の透過率が前記第２の透過部よりも小さい、第３の透過部をさらに備え、
   前記第３の透過部は、前記第１の透過部および前記第２の透過部を透過した電磁波を透過させ、
   前記第１の検出部は、前記第３の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
8. 前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率が前記第１の透過部よりも小さい、または、前記第２の波長帯域以外の電磁波の透過率が前記第２の透過部よりも小さい、第３の透過部をさらに備え、
   前記第３の透過部は、前記第１の透過部および前記第２の透過部を透過した電磁波を透過させ、
   前記第１の検出部は、前記第３の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
9. 前記第３の透過部は、ＩＲカットフィルタまたは可視光カットフィルタを含む、請求項７または８に記載の電磁波検出装置。
10. 前記第１の検出部は、前記放射部から対象に向けて放射された電磁波の前記対象からの反射波を検出するアクティブセンサまたはパッシブセンサを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
11. 基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第１の透過部を介して進行して前記基準面に入射した電磁波を前記画素ごとに特定の方向へ進行させる第１の進行部をさらに備え、
    前記第１の検出部は、前記特定の方向へ進行した電磁波を検出する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
12. 第１の射出面および第２の射出面を有するプリズムをさらに備え、
    前記第１の射出面は、前記第１の透過部を介して進行した電磁波を前記プリズムから前記基準面へ射出し、前記基準面から前記特定の方向へ進行した電磁波を前記プリズムに再入射させ、
    前記第２の射出面は、前記再入射した電磁波を前記プリズムから射出し、
    前記第１の検出部は、前記第２の射出面から射出された電磁波を検出する、請求項１１に記載の電磁波検出装置。
13. 前記第２の透過部は、前記第１の射出面と前記第１の進行部との間、または、前記第２の射出面と前記第１の検出部との間に配置されている、請求項１２に記載の電磁波検出装置。
14. 前記第１の進行部は、前記基準面に入射した電磁波を前記特定の方向へ反射する第１の反射状態と、前記特定の方向とは異なる方向へ反射する第２の反射状態とを、前記画素ごと切り替える、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
15. 前記第１の透過部は、前記第１の波長帯域以外の電磁波の反射率が、前記第１の波長帯域の電磁波の反射率よりも高い、請求項１から１４のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
16. 前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率が、前記第１の透過部の反射率よりも大きい第４の透過部をさらに備え、
    前記第４の透過部は、前記第１の透過部により反射された電磁波を透過させ、
    前記第２の検出部は、前記第４の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１５に記載の電磁波検出装置。
17. 前記第４の透過部は、ＩＲカットフィルタまたは可視光カットフィルタを含む、請求項１６に記載の電磁波検出装置。
18. 第３の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第３の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第５の透過部をさらに備え、
    前記第１の透過部により反射された電磁波の波長帯域と前記第３の波長帯域とは、一部が重複し、
    前記第２の検出部は、前記第１の透過部により反射された後、前記第５の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１６または１７に記載の電磁波検出装置。
19. 前記第２の検出部が検出する電磁波の波長帯域と、前記第１の透過部により反射された電磁波の波長帯域と、前記第３の波長帯域とは、少なくとも一部が重複する、請求項１８に記載の電磁波検出装置。
20. 前記第１の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の透過部の反射率よりも小さい、および、前記第３の波長帯域以外の電磁波の透過率が、前記第５の透過部の透過率よりも小さい、第６の透過部をさらに備え、
    前記第６の透過部は、前記第１の透過部により反射された後、前記第５の透過部を透過した電磁波を透過させ、
    前記第２の検出部は、前記第６の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１８又は１９に記載の電磁波検出装置。
21. 前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率が、前記第１の透過部の反射率よりも小さい、または、前記第３の波長帯域以外の電磁波の透過率が、前記第５の透過部の透過率よりも小さい、第６の透過部をさらに備え、
    前記第６の透過部は、前記第１の透過部により反射された後、前記第５の透過部を透過した電磁波を透過させ、
    前記第２の検出部は、前記第６の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項１８又は１９に記載の電磁波検出装置。
22. 前記放射部から放射される前記電磁波で前記対象を走査する走査部を有し、
    前記制御部は、前記走査部による前記電磁波の放射方向に基づき、前記電磁波の照射位置を取得し、前記照射位置までの距離を取得する、
    請求項１に記載の電磁波検出装置。
23. 基準面に複数の画素が配置され、前記第２の透過部から前記基準面に向けて入射する電磁波を、前記第１の検出部へ進行させる第１の状態と、前記第１の検出部へ進行させない第２の状態とを、前記画素ごとに切替える進行部を有し、
    前記進行部は、複数の前記画素の各々を前記第１の状態又は前記第２の状態に切り替えて、前記反射波を前記第１の検出部へ進行させる、
    請求項２２に記載の電磁波検出装置。

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