JP7410782B2 - 電磁波検出装置および検出モジュール - Google Patents

Description

本開示は、電磁波検出装置および検出モジュールに関する。

近年、電磁波を検出した結果から周囲の物体等に関する情報を取得する装置が開発されている。電磁波を走査させる走査装置として、照射部から照射される電磁波を、反射ミラーによって反射させて偏向するものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５－１３２７６２号公報

特許文献１の技術のように、斜めから光センサにビームを照射した場合、センサの正面から検出素子に直接照射されていない状態であっても、センサ側面から侵入したビームをセンサの検出素子が感知する場合があり、反射ミラーの振れ角を誤検出するおそれがある。

本開示の目的は、電磁波の偏向角度を正確に検出させることが可能な電磁波検出装置および電磁波を正確に検出可能な検出モジュールを提供することにある。

一実施形態に係る電磁波検出装置は、
電磁波を照射する照射部と、
前記照射部から照射される前記電磁波を、複数の異なる方向に偏向させて出力する偏向部と、
前記電磁波を検出する検出素子と、前記電磁波を透過させる部材で構成されて前記検出素子を封止する封止部と、遮光部と、を備え、前記偏向部によって偏向された前記電磁波を検出可能な位置に配置される検出モジュールと、を備え、
前記遮光部は、前記偏向部から出力された前記電磁波が、前記検出モジュールの一部または前記検出モジュールが設けられる基板で反射されて前記検出素子に入射することを防ぐ。

一実施形態に係る電磁波検出装置は、
照射部から照射される電磁波を、複数の異なる方向に偏向させて出力する偏向部と、
前記電磁波を検出する検出面を有する検出素子と、前記電磁波を透過させる部材で構成されて前記検出素子を封止する封止部と、遮光部と、を備え、前記偏向部によって偏向された前記電磁波を検出素子が検出可能な位置に配置される検出モジュールと、を備え、
前記封止部は、前記偏向部に偏光された前記電磁波が照射される面であって、前記検出面に直接入射する前記電磁波が通過する第１面、および、前記第１面と接続され、前記検出面に直接入射する前記電磁波が通過しない第２面と、を有し、
前記遮光部は、前記第２面の少なくとも一部に設けられている。

また、一実施形態に係る検出モジュールは、
電磁波を検出する面である検出面を有する検出素子と、
前記電磁波を透過させる樹脂で構成されて前記検出素子を封止する封止部と、
前記電磁波が前記検出素子に入射することを防ぐ遮光部と、を備え、
前記封止部は、前記検出面に対向する上面と、前記上面と接続され前記検出面の面方向に設けられた側面と、を有し、
前記遮光部は、前記側面の少なくとも一部に設けられる。

一実施形態によれば、電磁波の偏向角度を正確に検出させることが可能な電磁波検出装置および電磁波を正確に検出可能な検出モジュールを提供することができる。

図１は、一実施形態に係る検出モジュールを備える走査装置の概略構成を示す図である。 図２は、図１に示す走査装置の概略構成を他の視点から示す図である。 図３は、図１に示す走査装置の概略構成を他の視点から示す図である。 図４は、一実施形態に係る検出モジュールの概略構成を示す図である。 図５は、一実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成を示す図である。 図６は、比較例の検出モジュールの概略構成を示す図である。

（走査装置）
図１～図３は、一実施形態に係る検出モジュールを備える走査装置１の概略構成を示す図である。図１は、走査装置１を示す斜視図である。図２は、走査装置１を、図１とは異なる向きで示す図（平面図）である。図３は、走査装置１を、図１および図２とは異なる向きで示す図（右側面図）である。

図面に示される座標軸は、走査装置１の構成に対応して定められている。座標のＸ軸正方向は図２において右方向に対応する。座標のＸ軸負方向は図２において左方向に対応する。座標のＹ軸正方向は図１において奥方向に対応する。座標のＹ軸負方向は図１において手前方向に対応する。座標のＺ軸正方向は図３において上方向に対応する。座標のＺ軸負方向は図３において下方向に対応する。

走査装置１は、基板１０と、第１の検出モジュール２１と、第２の検出モジュール２２と、第１の照射部３１と、第２の照射部３２と、合成部４０と、走査部５０と、導波部６０と、出射部７０と、を備えて構成されてよい。走査装置１は、上記の機能ブロックの一部を備えなくてよいし、上記の機能ブロック以外のものを備えてよい。

走査装置１を実際に構成する際には、走査装置１を構成する各機能ブロックの大きさおよび間隔は、図１～図３に示されるものと異なってよい。例えば、走査装置１は、数センチメートル四方に収まる程度の小型の装置を構成するように、各機能ブロックを配置してよい。

図１～図３において、各機能ブロックから突出する矢印は、ビーム状の電磁波を示す。また、各機能ブロックは、適宜、各機能ブロックを制御または駆動する各種の機能ブロックに有線または無線で接続されてよい。

走査装置１は、以下に説明するように、照射した電磁波を偏向させながら出力させることができる。走査装置１によって偏向された電磁波の少なくとも一部は、所定の対象（人および物体等）によって反射されてよい。対象によって反射された電磁波（反射波）は、例えば電磁波検出装置２の受光系１１０によって検出されてよい（図５参照）。電磁波検出装置２の詳細については後述する。また、電磁波検出装置２を含む情報取得システム（例えば測距装置）が構成されてよい。情報取得システムは、例えばＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging）の技術を採用してよい。情報取得システムは、例えばパルス状に照射されるレーザ光が対象で反射した散乱光を測定して、例えばＴＯＦ法によって遠距離にある対象までの距離および対象の性質等を分析し得る。

第１の照射部３１は、第１の電磁波を照射してよい。第１の電磁波は、所定の対象に対して出力される電磁波である。本実施形態において、第１の照射部３１は、第１の電磁波として、赤外線ＩＲを照射する。図１および図２に示すように、第１の照射部３１が赤外線ＩＲを照射する方向は、例えばＸ軸正方向、すなわち図２における右方向としてよい。第１の照射部３１は、例えば合成部４０に向けて赤外線ＩＲを照射してよい。第１の照射部３１は、第１の照射部３１が照射する赤外線ＩＲが合成部４０に入射するように位置決め、または固定されてよい。

第１の照射部３１は、例えば半導体の再結合発光を利用する半導体レーザであるレーザダイオード（laser diode：ＬＤ）を備えてよい。レーザダイオードは、第１の電磁波として、パルス状の赤外線ＩＲを照射してよい。第１の照射部３１は、例えば複数のレーザダイオード等によってアレイ状に構成されてよい。

第２の照射部３２は、第２の電磁波を照射してよい。第２の電磁波は、第１の電磁波の照射方向を検出するための電磁波である。例えば走査部５０が反射ミラーである場合に、反射ミラーの振れ角を検出することによって、第１の電磁波の照射方向が検出される。本実施形態において、第２の照射部３２は、第２の電磁波として、可視光ＶＬを照射する。図１～図３に示すように、第２の照射部３２が可視光ＶＬを照射する方向は、例えばＹ軸正方向、すなわち図１における奥方向としてよい。第２の照射部３２は、例えば合成部４０に向けて可視光ＶＬを照射してよい。第２の照射部３２は、第２の照射部３２が照射する可視光ＶＬが合成部４０に入射するように位置決め、または固定されてよい。また、可視光ＶＬは、例えば赤色であってよい。

第２の照射部３２は、例えば半導体の再結合発光を利用する半導体レーザであるレーザダイオード（laser Diode：ＬＤ）を備えてよい。レーザダイオードは、第２の電磁波として、定常光である可視光を照射してよい。別の例として、第２の照射部３２は、可視光を照射する発光ダイオード（light Emitting Diode：ＬＥＤ）等を備えてよい。

合成部４０は、異なる方向から入力された２つの電磁波の進行方向を一致させて、所定の方向に出力する。具体的には、合成部４０は、第１の照射部３１から照射された第１の電磁波と、第２の照射部３２から照射された第２の電磁波との光軸を合致させることで合成してよい。合成部４０は、合成した電磁波を、走査部５０に向けて出力してよい。本実施形態において、合成部４０は、第１の照射部３１から入力される赤外線ＩＲを通過させ、第２の照射部３２から入力される可視光ＶＬを反射させることで、赤外線ＩＲと可視光ＶＬとを合成して、合成された電磁波である合成波を走査部５０に出力する。図１～図３において、合成波は「ＩＲ，ＶＬ」と示されている。合成部４０は、第１の照射部３１によって照射される第１の電磁波（赤外線ＩＲ）および第２の照射部３２によって照射される第２の電磁波（可視光ＶＬ）が入射するように位置決め、または固定されてよい。さらに、合成部４０は、合成波が走査部５０に入射するように位置決め、または固定されてよい。

合成部４０は、例えばプリズムまたはコールドミラー等を含んでよい。合成部４０は、第１の照射部３１から照射された第１の電磁波と、第２の照射部３２から照射された第２の電磁波の進行方向を一致させて所定の方向に出力するものであれば、任意の構成を採用し得る。

合成部４０は、第１の照射部３１および第２の照射部３２から照射された第１の電磁波および第２の電磁波のように、互いに直交する方向から照射された電磁波を合成してよい。合成部４０は、第１の照射部３１から照射された第１の電磁波を透過させ、第２の照射部３２から照射された第２の電磁波を第１の電磁波が透過する方向へ反射させてよい。このように、合成部４０において、第１の電磁波および第２の電磁波は、進行方向が一致し、合成される。本実施形態において、合成部４０は、合成波を、第１の照射部３１から照射された第１の電磁波と同じ方向に、すなわちＸ軸正方向に出力する。

走査部５０は、合成部４０から入力された電磁波、すなわち合成波を偏向させて出力させる。走査部５０は、例えば入射された合成波を偏向させる反射ミラーを含んで構成されてよい。走査部５０の反射ミラーは、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等であり得る。本実施形態において、走査部５０はＭＥＭＳミラーを含み、合成波を偏向させる。

走査部５０の反射ミラーは、Ｚ軸に平行な回転軸を有し、この回転軸の中心に左右方向を向くように回転運動する。図１および図２に示すように、走査部５０は、矢印Ｓによって示される方向に回転運動してよい。ここで、回転運動は完全な周回運動に限定されない。回転運動は例えば一周未満の部分的な周回でよく、揺動運動を含む。

走査部５０は、回転運動によって、合成部４０からの合成波を偏向させて導波部６０に向けて出力する。走査部５０によって出力される合成波の軌跡は、ＸＹ平面に平行な平面に含まれてよい。走査部５０は、合成部４０から照射される合成波が入射するように位置決めされてよい。また、走査部５０は、走査部５０によって偏向された合成波が導波部６０に入射するように位置決めされてよい。

導波部６０は、入射された合成波のうち、第１の電磁波を通過させて、第２の電磁波を反射させる。すなわち、導波部６０は、赤外線ＩＲを通過させて、可視光ＶＬを反射させる。導波部６０は、例えばコールドミラー等を含む構成であり得る。導波部６０は、第１の電磁波を通過させて、第２の電磁波を反射させるものであれば、任意の構成を採用し得る。

図１および図３に示すように、導波部６０は、ＸＹ平面に平行な平面から所定の角度θだけ傾斜した状態で配置されてよい。このような角度θの傾斜によって、導波部６０は、走査部５０から入射する合成波のうち、可視光ＶＬを基板１０に向けて反射させる。このように、導波部６０は、第２の電磁波（可視光ＶＬ）の少なくとも一部を、第１の電磁波（赤外線ＩＲ）と異なる方向に導いてよい。

導波部６０は、走査部５０によって偏向されてる合成波が入射するように位置決め、または固定されてよい。また、導波部６０は、導波部６０が反射させる第２の電磁波が基板１０に向くように位置決め、または固定されてよい。導波部６０は、適切に位置決めされることにより、基板１０に配置される第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２に、第２の電磁波を導くことができる。

出射部７０は、走査部５０によって走査される第１の電磁波であって、導波部６０を通過したものを出射する。出射部７０は、第１の電磁波を通過させるように、例えばガラスまたはアクリル等で構成されてよい。

基板１０は、Ｚ軸方向の視点で矩形の外周を有しており、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向を短手方向とする。基板１０は、走査装置１において、ＸＹ平面に平行になるように固定されてよい。図３に示すように、基板１０は、Ｚ軸方向を厚さ方向とし、第１の面１０Ａおよび第２の面１０Ｂを有する。基板１０の第１の面１０Ａは、基板１０においてＺ軸負方向を向く面、すなわち基板１０における下向きの面としてよい。基板１０の第２の面１０Ｂは、基板１０においてＺ軸正方向を向く面、すなわち基板１０における上向きの面としてよい。このように、基板１０は、第１の面１０Ａと、第１の面１０Ａの反対側の第２の面１０Ｂと、を有してよい。

一実施形態において、基板１０は、例えば絶縁体で構成された板状のものとしてよい。基板１０は、絶縁体で構成された板状の部材の表面または内部に、導体の配線が施されたものとしてよい。すなわち、基板１０はプリント配線板（printed wiring board：ＰＷＢ）であってよい。

基板１０は、ＪＩＳ規格においてＪＩＳ Ｃ ５６０３またはＩＥＣ ６０１９４において定義されているような各種の基板としてよい。例えば、基板１０は、プリント回路（printed circuits）、プリント配線（printed wiring）、プリント回路板（printed circuit board）、プリント回路実装品（printed circuit assembly）、プリント配線板（printed wiring board）、またはプリント板（printed board）等としてよい。

以下、基板１０は、リジッド基板を想定して説明する。しかしながら、基板１０は、リジッド基板に限定されず、例えば、リジッドフレキシブル基板（flex-rigid／フレックスリジッド）としてよいし、フレキシブル基板（ＦＰＣ）としてよい。

基板１０は、通過部１２を有してよい。通過部１２は、例えば基板１０に形成されたスリットとしてよい。例えば通過部１２は、第１の面１０Ａおよび第２の面１０Ｂを貫通して形成されてよい。また、通過部１２が基板１０を貫通して形成される場合に、通過部１２に透明な樹脂板またはフィルム等を設けておくことで、そこを通過する可視光ＶＬを視認しやすくすることができる。通過部１２は第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２の間に位置するため、走査装置１が組み立てられる場合に、基板１０の配置が適切であれば（すなわち、可視光ＶＬが第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２で検出可能な配置であれば）、通過部１２を通過する可視光ＶＬが観察される。よって、走査装置１の組み立てにおいて、通過部１２は、基板１０の配置が適切か否かの判定に用いられる。

第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は、基板１０の第１の面１０Ａ、すなわち基板１０における下向きの面に設けられてよい。ここで、図３は走査装置１の右側面を示しているため、第２の検出モジュール２２のみが図示されている。また、図１および図２において、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は、視認できない位置にあるため、破線で示されている。

第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は、所定の電磁波を検出してよい。本実施形態において、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は走査部５０で所定の方向に偏向され、導波部６０で反射された可視光ＶＬを検出可能な位置に配置される。第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２が電磁波を検出する面は、Ｚ軸負方向を向く面としてよい。本実施形態において、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は、電磁波を検出するための検出素子２３（図４参照）を含む。第１の検出モジュール２１は、走査部５０よって偏向された可視光ＶＬが検出素子２３に入射した場合に、可視光ＶＬを検出する。同じく、第２の検出モジュール２２は、走査部５０によって偏向された可視光ＶＬが検出素子２３に入射した場合に、可視光ＶＬを検出する。

上記のように、本実施形態において、検出素子２３が検出する電磁波は可視光ＶＬである。検出素子２３は、例えばフォトダイオード（photodiode：ＰＤ）、または、イメージセンサもしくはイメージングアレイ等の撮像素子としてよい。また、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は、電磁波を透過させる部材で構成されて検出素子２３を封止する封止部２５（図４参照）を含む。封止部２５は例えば無色透明の樹脂であり、検出素子２３をモールド封止する。封止部２５は略直方体または立方体形状であってよい。また、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２は、電磁波を遮る遮光部２０を含む。第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２を構成する要素の詳細については後述する。

ここで、基板１０に設けられる検出モジュールは２つに限定されない。例えば、走査装置１において、基板１０は、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２のうちの１つのみを備えてよい。また、走査装置１において、基板１０は、３つ以上の検出モジュールを備えてよい。

以上のような構成の走査装置１において、第２の照射部３２から照射された可視光ＶＬは、第１の照射部３１から照射された赤外線ＩＲとともに、走査部５０によって偏向（走査）される。可視光ＶＬは、走査部５０によって偏向された後、導波部６０によってＺ軸正方向に反射される。導波部６０によって反射された可視光ＶＬは、回転運動する走査部５０による可視光ＶＬの偏向方向に応じて、第１の検出モジュール２１または第２の検出モジュール２２によって検出され得る。第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２の可視光ＶＬの検出情報に基づいて、走査装置１は、走査部５０の回転角度（振れ角）を把握し、赤外線ＩＲの照射方向を検出することができる。

走査装置１は、回転運動する反射ミラーで反射した可視光ＶＬが第１の検出モジュール２１または第２の検出モジュール２２によって検出される時の反射ミラーの回転角度と、この状態からの経過時間に対する反射ミラーの回転角度とを対応付けた角度検出テーブルを記憶してよい。このようにして、走査装置１は、第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２のそれぞれの受光タイミングからの経過時間に基づいて、走査部５０（反射ミラー）の回転角度を検出することができる。したがって、走査装置１は、赤外線ＩＲの照射方向を検出することができる。ここで、走査装置１は、走査部５０の回転角度を検出する処理を行うために、図示しない制御部（ＣＰＵ）または演算部を備えてよい。

（検出モジュール）
図４は、本実施形態に係る第１の検出モジュール２１の概略構成を示す図である。第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２の構成は同じである。重複説明回避のため、以下、第１の検出モジュール２１のみについて詳細が説明される。

第１の検出モジュール２１は、第２の電磁波（可視光ＶＬ）を検出する面である検出面２３Ａを有する検出素子２３と、上記の封止部２５および遮光部２０と、を備える。第１の検出モジュール２１は、さらに、検出素子２３が実装される基板２４と、検出素子２３からの検出情報を出力する端子２６と、を備える。第１の検出モジュール２１は、端子２６が基板１０にはんだ付け等で固定されることによって、基板１０に実装される。

上記のように、第１の検出モジュール２１には、導波部６０で反射した第２の電磁波（可視光ＶＬ）が入射する。ここで、図１に示すように、導波部６０の反射面（すなわち、ＸＹ平面に平行な平面から所定の角度θだけ傾斜した平面）において、反射点Ｐ_０と反射点Ｐ_１とでは、可視光ＶＬの反射の向きが異なる。走査部５０の回転軸からＹ軸正方向に位置する反射点Ｐ_０に入射した合成波の可視光ＶＬは、Ｙ軸正方向に反射する。これとは異なり、反射点Ｐ_０よりＸ軸負方向にずれて位置する反射点Ｐ_１に入射した合成波の可視光ＶＬは、Ｙ軸正方向よりＸ軸負方向に傾いて反射する。そのため、第１の検出モジュール２１には、反射点Ｐ_１でＹ軸正方向よりＸ軸負方向に傾いて反射した可視光ＶＬが入射される。つまり、第１の検出モジュール２１は、第２の電磁波が検出面２３Ａに対して斜めに入射するように配置されている。同様に、第２の検出モジュール２２も、第２の電磁波が検出面２３Ａに対して斜めに入射するように配置されている。ただし、第２の検出モジュール２２には、Ｙ軸正方向よりＸ軸正方向に傾いて反射した可視光ＶＬが入射される。

図４に示す可視光ＶＬ_０、可視光ＶＬ_１および可視光ＶＬ_２は、第１の検出モジュール２１の検出素子２３の検出面２３Ａに対して斜めに入射する第２の電磁波を示す。ここで、可視光ＶＬ_０、可視光ＶＬ_１および可視光ＶＬ_２は、時間の経過とともに変化する第２の電磁波を示す。走査部５０は照射範囲Φ１で合成波を偏向させる（図１参照）。偏向された合成波の向きがＸ軸負方向である場合に、時間の経過とともに、第２の電磁波は可視光ＶＬ_０、可視光ＶＬ_１および可視光ＶＬ_２の順に変化する。

ここで、封止部２５は、検出素子２３の検出面２３Ａに対向する上面２１Ｃと、上面２１Ｃと基板２４とを接続する側面２１Ａおよび側面２１Ｂと、を有する。すなわち側面２１Ａおよび側面２１Ｂは上面２１Ｃと接続された面であって、検出素子２３を検出面２３Ａの面方向から囲む面である。図４に示される２つの側面２１Ａおよび側面２１Ｂのうち、側面２１Ａは第２の検出モジュール２２に近い側の面である。別の表現では、側面２１Ａは反射点Ｐ_０に近い側の面である。側面２１Ａには、走査部５０が偏向させることによって第２の電磁波が入射する。一方、側面２１Ｂには、第２の電磁波が入射しない。

本実施形態において、第１の検出モジュール２１は、３つの遮光部２０を備える。具体的には、第１の検出モジュール２１は、遮光部２０Ａ、遮光部２０Ｂおよび遮光部２０Ｃを備える。遮光部２０Ａは、第２の電磁波が入射する側面２１Ａに設けられる。遮光部２０Ｃは、上面２１Ｃに設けられる。また、遮光部２０Ｂは、上面２１Ｃを側面２１Ａの側に延長した位置に設けられる。

図４に示すように、遮光部２０Ａおよび遮光部２０Ｂは、可視光ＶＬ_０を遮る。遮光部２０Ａおよび遮光部２０Ｂは、可視光ＶＬ_０が側面２１Ａを通って第１の検出モジュール２１の内部で反射し、検出面２３Ａに至ることを防ぐ。また、遮光部２０Ｃは、可視光ＶＬ_２を遮る。遮光部２０Ｃは、可視光ＶＬ_２が上面２１Ｃを通って第１の検出モジュール２１の内部で反射し、検出面２３Ａに至ることを防ぐ。ここで、上面２１Ｃのうち、第２の電磁波が直接に検出面２３Ａに入射する部分には、遮光部２０は設けられない。つまり、直接に検出面２３Ａに入射する可視光ＶＬ_１が通る上面２１Ｃの一部の領域は、走査部５０によって偏向された可視光ＶＬが端部（照射範囲Φ１の境界付近）に達したことを検出するための基準位置であって、遮光部２０によって遮られない。図４に示す遮光部２０Ａ、遮光部２０Ｂおよび遮光部２０Ｃは、基準位置を通って検出面２３Ａに入射する可視光ＶＬ_１を遮ることなく、その前後において基準位置を通らずに入射する可視光ＶＬ_０および可視光ＶＬ_２を遮る。

遮光部２０は、遮光性塗料、遮光フィルタまたは反射部材で構成され得る。遮光性塗料は、例えば可視光を反射する塗料であってよい。遮光性塗料は、側面２１Ａおよび上面２１Ｃに塗布されることで、遮光部２０を構成し得る。遮光フィルタは、例えば可視光を減衰させるテープ等の部材であってよい。反射部材は、例えば可視光を反射するテープ等の部材であってよい。遮光フィルタおよび反射部材は、側面２１Ａおよび上面２１Ｃを覆うように配置されることで、遮光部２０を構成し得る。ここで、遮光部２０は、開口を有する遮蔽部材を含んで構成されてよい。遮蔽部材の開口部分は、上面２１Ｃの基準位置に合わせて設けられることが好ましい。例えば、図４に示される遮光部２０Ｂおよび遮光部２０Ｃは、開口を有する遮蔽部材で構成されてよい。開口部分以外の遮蔽部材は、上記の遮光性塗料、遮光フィルタまたは反射部材であってよい。遮蔽部材の開口部分は、物理的な穴で構成されてよいし、可視光ＶＬ_１を透過する部材で構成されてよい。可視光ＶＬ_１を透過する部材は、例えば透明な樹脂またはガラスであってよい。

ここで、遮光部２０は全ての可視光を反射するものでなくてよい。遮光部２０は、第２の照射部３２から照射される第２の電磁波を選択的に反射する、遮光性塗料または反射部材であってよい。例えば、第２の照射部３２が赤色の可視光ＶＬを照射する場合に、遮光部２０は赤色を反射し、その他の色を透過させる遮光性塗料または反射部材であってよい。

また、遮光部２０は、効率的な遮光を行う観点から、走査部５０が第２の電磁波を偏向させる範囲内で設けられることが好ましい。例えば、第１の検出モジュール２１において、遮光部２０は、全ての側面に設けられていてよい。しかし、走査部５０が第２の電磁波を偏向させる範囲に含まれる側面は、図４に示すように、検出素子２３からの検出情報を出力する端子２６が設けられている側面２１Ａおよび側面２１Ｂのうち、第２の電磁波が入射する側面２１Ａだけである。つまり、第１の検出モジュール２１において、遮光部２０は全ての側面ではなく、側面の少なくとも一部、具体的には側面２１Ａだけに設けられることが好ましい。

ここで、図６は、比較例の第１の検出モジュール１２１を示す。比較例の第１の検出モジュール１２１は遮光部２０を備えない。比較例の第１の検出モジュール１２１は、遮光部２０を備えないことを除いて、図４の第１の検出モジュール２１と同じ構成である。第１の検出モジュール１２１を構成する要素のうち、第１の検出モジュール２１と同じものは、図４と同じ符号を付している。

比較例の第１の検出モジュール１２１では、基準位置を通って検出面２３Ａに入射する可視光ＶＬ_１だけでなく、基準位置を通らない可視光ＶＬ_０および可視光ＶＬ_２が検出面２３Ａに入射する。例えば可視光ＶＬ_０は、第１の検出モジュール１２１の一部、具体的には、基板２４および封止部２５の境界部分で反射されて、検出面２３Ａに入射する。また、例えば可視光ＶＬ_０は、第１の検出モジュール１２１が設けられる基板１０で反射されて、検出面２３Ａに入射する。さらに、例えば可視光ＶＬ_２は、封止部２５の境界部分で複数回、反射されることによって、検出面２３Ａに入射し得る。比較例の第１の検出モジュール１２１は、基準位置を通る可視光ＶＬ_１の入射を検出するだけでなく、可視光ＶＬ_０および可視光ＶＬ_２の入射を検出する。つまり、比較例の第１の検出モジュール１２１は、１回の走査に対する検出にも関わらず、複数回の第２の電磁波の検出をするため、第２の電磁波が第１の検出モジュール１２１の基準位置まで達したタイミングを正確に把握することが困難である。ここで、１回の走査は、第２の電磁波が第２の検出モジュール２２の位置から第１の検出モジュール２１の位置まで移動するように、走査部５０が合成波を偏向させる１回の動作（すなわち、可視光ＶＬを、照射範囲Φ１の一方の端から他方の端へ偏向させる動作）をいう。

本実施形態に係る第１の検出モジュール２１は、遮光部２０が可視光ＶＬ_０および可視光ＶＬ_２を遮り、基準位置を通る可視光ＶＬ_１の入射だけを正しく検出し、基準位置以外を通るＶＬ_１を検出しない。つまり、第１の検出モジュール２１の検出素子２３は、１回の走査で第２の電磁波を１回だけ検出する。したがって、本実施形態に係る第１の検出モジュール２１および第２の検出モジュール２２を備える走査装置１は、反射ミラーの振れ角を正確に把握することができ、電磁波の偏向方向を正確に検出することが可能となる。ここで、第２の検出モジュール２２は、上記のとおり第１の検出モジュール２１と同じ構成要素を含むが、遮光部２０が第１の検出モジュール２１と対称的な位置に設けられている。例えば、図４の遮光部２０Ａに相当する遮光部２０は、第２の検出モジュール２２においては、第１の検出モジュール２１に近い側の側面に設けられる。また、図４の遮光部２０Ａ、遮光部２０Ｂおよび遮光部２０Ｃは、一例であって、これらの一部を省略してよいし、さらに別の遮光部２０が追加されてよい。

（電磁波検出装置）
図５は、上記の走査装置１を備える電磁波検出装置２の概略構成を示す図である。電磁波検出装置２は、走査装置１と受光系１１０と、制御部１１４と、を備えて構成される。走査装置１は、偏向検出部１１１と、照射部１１２と、偏向部１１３と、を備える。

図５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よいし、無線通信であってよい。また、実線の矢印はビーム状の電磁波を示す。また、対象ｏｂ１、対象ｏｂ２および対象ｏｂ３は、電磁波検出装置２の被写体である。

照射部１１２は電磁波を照射する。具体的には、照射部１１２は、赤外線ＩＲ、可視光ＶＬ、紫外線、および電波の少なくともいずれかを照射する。本実施形態において、照射部１１２は、可視光ＶＬおよび赤外線ＩＲの合成波を偏向部１１３に向けて照射する。照射部１１２は、上記の第１の照射部３１と、第２の照射部３２と、合成部４０と、で構成される。

偏向部１１３は、照射部１１２から照射される電磁波を、複数の異なる方向に偏向させて出力する。本実施形態において、偏向部１１３は、照射部１１２から照射される合成波のうち、赤外線ＩＲによって、対象ｏｂ１、対象ｏｂ２および対象ｏｂ３を走査する。偏向部１１３は、上記の走査部５０と、導波部６０と、出射部７０と、で構成される。

偏向検出部１１１は、偏向される電磁波を所定の位置で検出する。本実施形態において、偏向検出部１１１は、照射部１１２から照射される合成波のうち、可視光ＶＬを用いて検出を行う。偏向検出部１１１は、上記の基板１０と、第１の検出モジュール２１と、第２の検出モジュール２２と、で構成される。

受光系１１０は、入射される反射波に基づいて、対象ｏｂ１、対象ｏｂ２および対象ｏｂ３の画像情報および検出情報等を生成し、制御部１１４に出力する。受光系１１０は、レンズ、ミラー等の光学部材、イメージセンサまたはイメージングアレイ等の撮像素子、および、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）またはＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）等の光検出素子を備えてよい。

制御部１１４は、走査装置１および受光系１１０を制御する。制御部１１４は、受光系１１０から取得する画像情報および検出情報等に基づいて、電磁波検出装置２の周囲に関する情報を取得できる。周囲に関する情報は、例えば対象ｏｂ１、対象ｏｂ２および対象ｏｂ３の位置、形状および距離等の情報を含む。制御部１１４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１１４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。

本実施形態に係る電磁波検出装置２は走査装置１を備える。そのため、電磁波検出装置２は、被写体に電磁波を照射する際に、電磁波を正確に偏向させることが可能になる。

上記の実施形態において代表的な例を説明したが、本開示の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上記の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

例えば、走査装置１は、第１の照射部３１から照射された第１の電磁波と、第２の照射部３２から照射された第２の電磁波とを合成せずに、両電磁波の進行方向を一致させるように構成されてよい。一例として、第１の照射部３１から照射された第１の電磁波と、第２の照射部３２から照射された第２の電磁波が、平行に走査部５０へ進行してよい。

また、本開示の解決手段を装置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。

上記の実施形態において、封止部２５は、偏光された電磁波が照射される面であって、検出面２３Ａに直接入射する電磁波が通過する第１面として、上面２１Ｃを有する。また、封止部２５は、第１面と接続され、検出面２３Ａに直接入射する電磁波が通過しない第２面として、側面２１Ａを有する。ただし、第１面、第２面と、封止部２５が有する面との対応は限定されない。例えば、側面２１Ａの近傍に検出素子２３が配置され、側面２１Ａを通過する電磁波が検出面２３Ａに直接入射する場合に、側面２１Ａが第１面であり得る。この場合、上面２１Ｃが第２面であって、上面２１Ｃの少なくとも一部に遮光部２０が設けられてよい。

１ 走査装置
２ 電磁波検出装置
１０ 基板
１２ 通過部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 遮光部
２１ 第１の検出モジュール
２１Ａ、２１Ｂ 側面
２１Ｃ 上面
２２ 第２の検出モジュール
２３ 検出素子
２３Ａ 検出面
２４ 基板
２５ 封止部
２６ 端子
３１ 第１の照射部
３２ 第２の照射部
４０ 合成部
５０ 走査部
６０ 導波部
７０ 出射部
１１０ 受光系
１１１ 偏向検出部
１１２ 照射部
１１３ 偏向部
１１４ 制御部
１２１ （比較例の）第１の検出モジュール
ｏｂ１、ｏｂ２、ｏｂ３ 対象

Claims (12)

1. 電磁波を照射する照射部と、
   前記照射部から照射される前記電磁波を、複数の異なる方向に偏向させて出力する偏向部と、
   前記偏向部によって偏向された前記電磁波を検出可能な位置に配置され、前記電磁波を検出する検出素子と、前記検出素子が実装される第１の基板と、前記電磁波を透過させる部材で構成され、前記検出素子の検出面に対向する上面、前記上面と接続する側面、及び前記上面に対向する裏面を備えた、前記検出素子を封止する封止部と、を含む検出モジュールと、
   前記検出モジュールが設けられる第２の基板に対して斜めに入射し、前記第２の基板で反射されて前記検出素子に入射する前記電磁波を遮る遮光部と、
   を備え、
   前記検出モジュールは、前記電磁波が前記偏向部によって偏向されることで、前記上面に対して前記封止部の外部から斜めに入射されるように配置され、
   前記遮光部は、前記検出面に前記上面から電磁波を入射させる開口部分を有し、前記封止部の前記上面を前記側面の側に延長した位置と前記封止部の前記上面とを遮光する
   電磁波検出装置。
2. 前記偏向部は左右方向を向くように回転運動する反射ミラーを有し、
   前記遮光部に遮られずに前記検出素子に入射する前記電磁波が通る前記上面の一部は、前記反射ミラーの回転角度を検出するための基準位置である、
   請求項１に記載の電磁波検出装置。
3. 前記基準位置は、前記偏向部が偏向した前記電磁波が照射範囲の境界付近に達したことを検出するための位置である、
   請求項２に記載の電磁波検出装置。
4. 前記上面のうち、前記電磁波が直接に前記検出面に入射する部分には前記遮光部が設けられない、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
5. 前記第１の基板と前記第２の基板の間には、間隔が設けられる、
   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. 前記遮光部は、前記第２の基板の前記検出モジュールの無い領域に斜めに入射する前記電磁波を遮る、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
7. 前記検出モジュールが前記第２の基板の面に２つ設けられ、
   前記遮光部は、一方の前記検出モジュールの前記封止部の前記上面を他方の前記検出モジュールの側に延長した位置に設けられる、
   請求項６に記載の電磁波検出装置。
8. 前記遮光部は、前記偏向部が前記電磁波を偏向させる範囲内で設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
9. 前記偏向部は、前記検出素子を含む範囲で前記電磁波の走査を行い、
   前記検出素子は、１回の前記走査で、前記電磁波を１回だけ検出する、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
10. 前記遮光部は、前記照射部から照射される電磁波を選択的に反射する、
    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. 前記偏向部によって偏向された前記電磁波を前記第２の基板の面に対して斜めに入射させる導波部を有する、
    請求項１から請求項１０に記載の電磁波検出装置。
12. 電磁波を検出する面である検出面を有する検出素子と、
    前記検出素子が実装される第１の基板と、
    前記電磁波を透過させる部材で構成されて前記検出素子を封止する、前記検出面に対向する上面と前記上面と接続する側面とを有する封止部と、
    前記電磁波が前記検出素子に入射することを防ぐ遮光部と、を備える検出モジュールであって、
    前記遮光部は、前記検出モジュールが設けられる第２の基板の面に対して斜めに入射し、前記第２の基板で反射されて、前記検出素子に入射する前記電磁波を遮り、前記検出面に前記上面から電磁波を入射させる開口部分を有し、前記封止部の前記上面を前記側面の側に延長した位置と前記封止部の前記上面とを遮光する、検出モジュール。

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