WO2020022150A1 - 電磁波検出装置および情報取得システム - Google Patents

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WO2020022150A1
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wavelength band
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絵梨 竹内
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京セラ株式会社
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic wave detection device and an information acquisition system.
  • the electromagnetic wave detection device includes: A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and a switching unit that can switch between a state in which the electromagnetic wave incident on the reference plane travels in a first direction and a state in which the electromagnetic wave travels in a second direction for each pixel, A first passage section, wherein the transmittance of the electromagnetic wave in the first wavelength band is larger than the transmittance of the electromagnetic wave in the other wavelength band; A first detection unit that detects an electromagnetic wave traveling in the first direction and passing through the first passage unit.
  • the information acquisition system includes: A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and a switching unit that can switch between a state in which the electromagnetic wave incident on the reference plane travels in a first direction and a state in which the electromagnetic wave travels in a second direction for each pixel, A first passage section, wherein the transmittance of the electromagnetic wave in the first wavelength band is larger than the transmittance of the electromagnetic wave in the other wavelength band; A first detection unit that detects an electromagnetic wave traveling in the first direction and passing through the first passage unit; A control unit configured to acquire information on surroundings based on detection results of the electromagnetic waves by the first detection unit and the second detection unit.
  • the solution of the present disclosure has been described as an apparatus and a system.
  • the present disclosure can also be realized as an embodiment including these, and a method, a program, It should be understood that the present invention can also be realized as a storage medium on which a program is recorded, and these are also included in the scope of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of an information acquisition system including an electromagnetic wave detection device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an information acquisition system for describing a traveling direction of an electromagnetic wave in a first state and a second state of a pixel in a switching unit of the electromagnetic wave detection device in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating spectral characteristics of a bandpass filter included in a first pass unit of FIG. 1.
  • 2 is a timing chart illustrating the timing of electromagnetic wave irradiation and the timing of detection for explaining the principle of distance measurement by a distance measurement sensor configured by an irradiation unit, a first detection unit, and a control unit in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a timing chart for explaining control of each part for a control unit to repeatedly acquire image information and distance information in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of an information acquisition system for describing a traveling state of an electromagnetic wave when an arbitrary pixel of a switching unit is in a second state in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of an information acquisition system for explaining a traveling state of an electromagnetic wave when only an arbitrary pixel in FIG. 6 is in a first state.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of an information acquisition system including an electromagnetic wave detection device according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating spectral characteristics of a first band-pass filter and a second band-pass filter included in a first pass unit of FIG. 8.
  • FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of an information acquisition system including an electromagnetic wave detection device according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating spectral characteristics of a band-pass filter and a short-pass filter included in a first pass unit of FIG. 11.
  • FIG. 14 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of an information acquisition system including an electromagnetic wave detection device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating spectral characteristics of a band-pass filter and a long-pass filter included in a first pass unit of FIG. 14. It is a lineblock diagram showing other examples of a schematic structure of an information acquisition system containing an electromagnetic wave detecting device concerning a 4th embodiment.
  • FIG. 14 is a configuration diagram illustrating an example of a schematic configuration of an information acquisition system including an electromagnetic wave detection device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating spectral characteristics of a short-pass filter and a long-pass filter included in a first passing unit in FIG. 17. It is a lineblock diagram showing other examples of a schematic structure of an information acquisition system containing an electromagnetic wave detecting device concerning a 5th embodiment.
  • a difference in a coordinate system in detection results of each detector is reduced, and accuracy of various information generated based on the electromagnetic waves is improved. It is beneficial.
  • an object of the present disclosure made in view of the above-described problems of the related art is to reduce a difference in a coordinate system in detection results by a plurality of detectors that detect electromagnetic waves, and to reduce various types of electromagnetic waves generated based on the electromagnetic waves. The accuracy of this information can be improved.
  • the electromagnetic wave detection device to which the present invention is applied is configured to reduce the difference in the detection axis of each detector, thereby reducing the difference in the coordinate system in the detection result by each detector.
  • the electromagnetic wave detection device to which the present invention is applied is configured to reduce the input of wavelengths other than the wavelength band to be detected in each detector, thereby improving the accuracy in generating various types of information based on electromagnetic waves. Can improve.
  • an information acquisition system 11 including an electromagnetic wave detection device 10 according to the first embodiment of the present disclosure includes an electromagnetic wave detection device 10, an irradiation unit 12, a scanning unit 13, and a control unit 14. Have been.
  • broken lines connecting functional blocks indicate the flow of control signals or information to be communicated.
  • the communication indicated by the broken line may be wire communication or wireless communication.
  • a solid line protruding from each functional block indicates a beam-like electromagnetic wave.
  • the electromagnetic wave detection device 10 includes a front optical system 15, a switching unit 16, a first passing unit 17, a second passing unit 18, a first rear optical system 19, a second rear optical system 20, a first detecting unit. 21 and a second detection unit 22.
  • the front optical system 15 includes, for example, at least one of a lens and a mirror, and forms an image of a target ob which is a subject.
  • the switching unit 16 is provided at or near a primary image forming position, which is an image forming position by the previous optical system 15, of an image of the target ob at a predetermined distance from the previous optical system 15. It should just be.
  • the switching unit 16 is provided at the primary imaging position.
  • the switching unit 16 has a reference surface ss on which the electromagnetic wave that has passed through the preceding optical system 15 is incident.
  • the reference plane ss is composed of a plurality of pixels px arranged in a two-dimensional manner.
  • the reference surface ss is a surface that causes an electromagnetic wave to have an action such as reflection and transmission in at least one of a first state and a second state described later.
  • the switching unit 16 can switch, for each pixel px, between a first state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface ss advances in the first direction d1 and a second state in which the electromagnetic wave advances in the second direction d2. is there.
  • the first state is a first reflection state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface ss is reflected in the first direction d1.
  • the second state is a second reflection state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface ss is reflected in the second direction d2.
  • the switching unit 16 more specifically includes a reflection surface that reflects an electromagnetic wave for each pixel px.
  • the switching unit 16 switches the first reflection state and the second reflection state for each pixel px by changing the direction of the reflection surface for each pixel px.
  • the switching unit 16 includes, for example, a digital micromirror device (DMD).
  • the DMD can switch the reflection surface to any one of + 12 ° and ⁇ 12 ° with respect to the reference surface ss for each pixel px by driving the minute reflection surface forming the reference surface ss. .
  • the reference surface ss is parallel to the plate surface of the substrate on which the minute reflecting surface of the DMD is placed.
  • the switching unit 16 switches between the first state and the second state for each pixel px based on the control of the control unit 14 described later. For example, as illustrated in FIG. 2, the switching unit 16 can simultaneously switch some of the pixels px1 to the first state to cause the electromagnetic waves incident on the pixel px1 to travel in the first direction d1. By switching some of the pixels px2 to the second state, the electromagnetic wave incident on the pixels px2 can be advanced in the second direction d2. In addition, the switching unit 16 switches the same pixel px from the first state to the second state, so that the electromagnetic wave incident on the pixel px is directed in the second direction d2 after the first direction d1. Let it proceed.
  • the first passing unit 17 is provided from the switching unit 16 in the first direction d1.
  • the first passing unit 17 allows the electromagnetic waves in the first wavelength band among the electromagnetic waves traveling in the first direction d1 from the switching unit 16 to pass at a higher transmittance than the electromagnetic waves in the other wavelength bands. That is, the transmittance of the first wavelength band of the electromagnetic wave in the first wavelength band is higher than the transmittance of the electromagnetic wave in the first wavelength band other than the first wavelength band.
  • the first wavelength band may be a wavelength band having a transmittance of 50% or more of the maximum transmittance.
  • the first wavelength band is a wavelength band of an electromagnetic wave to be detected by the first detection unit 21 to generate distance information described later. As shown in FIG. 3, the first wavelength band at least partially overlaps with the wavelength band of the electromagnetic wave radiated by the irradiation unit 12.
  • the first wavelength band may include all the wavelength bands of the electromagnetic waves emitted by the irradiation unit 12.
  • the first wavelength band may coincide with the wavelength band of the electromagnetic wave radiated by the irradiation unit 12.
  • the first wavelength band may be, for example, an infrared wavelength band.
  • the first wavelength band may include all the wavelength bands of the electromagnetic wave that can be detected by the first detection unit 21.
  • the first wavelength band may coincide with the wavelength band of the electromagnetic wave that can be detected by the first detection unit 21.
  • the first pass unit 17 has one or a combination of a long-pass filter, a short-pass filter, and a band-pass filter. As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the first passing unit 17 has a bandpass filter 17a.
  • the band-pass filter allows the electromagnetic waves in the first predetermined wavelength band to pass at a higher transmittance than the electromagnetic waves in the other than the first predetermined wavelength band.
  • the first wavelength band of the first passing unit 17 corresponds to a first predetermined wavelength band of the bandpass filter 17a.
  • the second passage section 18 is provided in the second direction d2 from the switching section 16.
  • the second passing unit 18 allows the electromagnetic wave in the second wavelength band among the electromagnetic waves traveling in the second direction d2 from the switching unit 16 to pass at a higher transmissivity than the electromagnetic waves other than the second wavelength band. That is, the transmittance of the second passage section 18 for electromagnetic waves in the second wavelength band is higher than the transmittance for electromagnetic waves other than the second wavelength band.
  • the second passage section 18 can be a filter different from the first passage section 17.
  • the second passage section 18 may be a filter of the same type as the first passage section 17.
  • the second wavelength band is a wavelength band of an electromagnetic wave to be detected by the second detection unit 22 to generate image information, temperature information, and the like described later.
  • the second passing unit 18 includes, for example, at least one of an IR (infrared) cut filter and a dichroic mirror.
  • the second wavelength band may include all the wavelength bands of the electromagnetic wave that can be detected by the second detection unit 22.
  • the second wavelength band may match the wavelength band of the electromagnetic wave that can be detected by the second detection unit 22.
  • the first rear optical system 19 is provided in the first direction d1 from the first passage portion 17.
  • the first rear optical system 19 includes, for example, at least one of a lens and a mirror.
  • the traveling direction of the first rear optical system 19 is switched to the first direction d ⁇ b> 1 by the switching unit 16, and an image of the target ob as an electromagnetic wave passing through the first passing unit 17 is formed.
  • the second rear optical system 20 is provided in the second direction d2 from the second passage portion 18.
  • the second post-stage optical system 20 includes, for example, at least one of a lens and a mirror.
  • the traveling direction of the second rear optical system 20 is switched to the second direction d ⁇ b> 2 by the switching unit 16, and an image of the target ob as an electromagnetic wave passing through the second passing unit 18 is formed.
  • the first detection unit 21 is provided on a path of an electromagnetic wave that travels in the first direction d1 by the switching unit 16 and travels through the first post-stage optical system 19 after passing through the second passage unit 18. Have been.
  • the first detection unit 21 detects an electromagnetic wave that has passed through the first post-stage optical system 19, that is, an electromagnetic wave that has traveled in the first direction d1.
  • the first detection unit 21 is an active sensor that detects a reflected wave of the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 toward the target ob from the target ob. Note that, in the first embodiment, the first detection unit 21 reflects the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 and reflected by the scanning unit 13 to the object ob and reflected from the object ob. Is detected.
  • the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 may be, for example, infrared light.
  • the first detection unit 21 more specifically includes an element constituting a distance measurement sensor.
  • the first detection unit 21 includes a single element such as an APD (Avalanche @ PhotoDiode), a PD (PhotoDiode), and a ranging image sensor.
  • the first detection unit 21 may include an element array such as an APD array, a PD array, a ranging imaging array, and a ranging image sensor.
  • the first detection unit 21 transmits detection information indicating that a reflected wave from a subject has been detected to the control unit 14 as a signal. More specifically, the first detector 21 detects electromagnetic waves in the infrared band.
  • the first detection unit 21 is only required to be able to detect an electromagnetic wave in the configuration that is a single element constituting the above-described distance measurement sensor, and does not need to form an image on the detection surface. Therefore, the first detection unit 21 does not need to be provided at the secondary imaging position, which is the imaging position of the first post-stage optical system 19. That is, in this configuration, if the electromagnetic waves from all angles of view can be incident on the detection surface in this configuration, the first detection unit 21 performs the first It may be arranged anywhere on the path of the electromagnetic wave traveling via the rear optical system 19.
  • the second detection unit 22 travels in the second direction d2 by the switching unit 16, and on the path of the electromagnetic wave that travels via the second post-stage optical system 20 after passing through the second passing unit 18, Is provided.
  • the second detection unit 22 detects an electromagnetic wave that has passed through the second post-stage optical system 20, that is, an electromagnetic wave that has traveled in the second direction d2.
  • the second detection unit 22 is a passive sensor.
  • the second detection unit 22 more specifically includes an element array.
  • the second detection unit 22 includes an image sensor such as an image sensor or an imaging array, captures an image formed by an electromagnetic wave on the detection surface, and generates image information corresponding to the captured object ob.
  • the second detection unit 22 captures a visible light image more specifically.
  • the second detection unit 22 transmits the generated image information to the control unit 14 as a signal.
  • the second detector 22 detects electromagnetic waves different from the first detector 21.
  • the second detection unit 22 may capture an image other than visible light, such as an infrared light image.
  • the second detection unit 22 may include a thermo sensor.
  • the electromagnetic wave detection device 10 can acquire the temperature information by the second detection unit 22.
  • the second detector 22 may detect the same type of electromagnetic wave as the first detector 21.
  • the second detection unit 22 includes the element array. Therefore, in the first embodiment, the second detection unit 22 couples the incident electromagnetic wave on the detection surface. When an image is formed, the formed electromagnetic wave enters each element, so that the resolution can be improved. Therefore, the second detection unit 22 may be provided at a secondary imaging position, which is an imaging position of the second post-stage optical system 20.
  • the irradiation unit 12 emits at least one of infrared light, visible light, ultraviolet light, and radio waves. In the first embodiment, the irradiation unit 12 emits infrared light.
  • the irradiating unit 12 irradiates the radiated electromagnetic wave directly or indirectly via the scanning unit 13 to the target ob. In the first embodiment, the irradiating unit 12 indirectly irradiates the radiated electromagnetic wave to the object ob via the scanning unit 13.
  • the irradiating unit 12 emits a narrow-width, for example, 0.5 ° beam-shaped electromagnetic wave.
  • the irradiation unit 12 can emit an electromagnetic wave in a pulsed manner.
  • the irradiation unit 12 includes an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), and the like. The irradiation unit 12 switches between emission and stop of electromagnetic waves based on the control of the control unit 14 described below.
  • the scanning unit 13 changes the irradiation position of the electromagnetic wave irradiated on the target ob by reflecting the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 while changing its direction. That is, the scanning unit 13 scans the target ob with the electromagnetic waves emitted from the irradiation unit 12. Therefore, in the first embodiment, the first detecting unit 21 constitutes a scanning type distance measuring sensor in cooperation with the scanning unit 13. The scanning unit 13 scans the target ob in the one-dimensional direction or the two-dimensional direction. In the first embodiment, the scanning unit 13 scans the target ob in a two-dimensional direction.
  • the scanning unit 13 is configured such that at least a part of the irradiation area of the electromagnetic wave radiated and reflected from the irradiation unit 12 is included in the electromagnetic wave detection range of the electromagnetic wave detection device 10. Therefore, at least a part of the electromagnetic wave applied to the target ob via the scanning unit 13 can be detected by the electromagnetic wave detection device 10.
  • the scanning unit 13 is configured such that at least a part of the irradiation area of the electromagnetic wave radiated from the irradiation unit 12 and reflected by the scanning unit 13 is included in the detection range of the first detection unit 21. It is configured. Therefore, in the first embodiment, at least a part of the electromagnetic wave applied to the target ob via the scanning unit 13 can be detected by the first detection unit 21.
  • the scanning unit 13 includes, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror, a polygon mirror, a galvano mirror, and the like. In the first embodiment, the scanning unit 13 includes a MEMS mirror.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the scanning unit 13 changes the direction in which the electromagnetic wave is reflected based on the control of the control unit 14 described below.
  • the scanning unit 13 may include an angle sensor such as an encoder, for example, and may notify the control unit 14 of the angle detected by the angle sensor as direction information for reflecting electromagnetic waves.
  • the control unit 14 can calculate the irradiation position based on the direction information acquired from the scanning unit 13.
  • the control unit 14 can calculate the irradiation position based on a drive signal input to cause the scanning unit 13 to change the direction in which the electromagnetic wave is reflected.
  • the control unit 14 includes one or more processors and a memory.
  • the processor may include at least one of a general-purpose processor that reads a specific program and executes a specific function, and a dedicated processor specialized for a specific process.
  • the special purpose processor may include an application specific integrated circuit (ASIC; Application ⁇ Specific ⁇ Integrated ⁇ Circuit).
  • the processor may include a programmable logic device (PLD; Programmable Logic Device).
  • the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the control unit 14 may include at least one of an SoC (System-on-a-Chip) in which one or a plurality of processors cooperate, and a SiP (System ⁇ In ⁇ a ⁇ Package).
  • the control unit 14 acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device 10 based on the electromagnetic waves detected by the first detection unit 21 and the second detection unit 22, respectively.
  • the information about the surroundings is, for example, image information, distance information, and temperature information.
  • the control unit 14 irradiates the irradiation unit 12 based on the detection information detected by the first detection unit 21 by using a Time-of-Flight (ToF) method as described below.
  • the distance information of the irradiation position to be performed is acquired.
  • the control unit 14 acquires the electromagnetic wave detected as an image by the second detection unit 22 as image information.
  • the control unit 14 causes the irradiation unit 12 to emit a pulsed electromagnetic wave by inputting the electromagnetic wave emission signal to the irradiation unit 12 (refer to the column of “electromagnetic wave emission signal”).
  • the irradiating unit 12 irradiates an electromagnetic wave based on the input electromagnetic wave radiation signal (see the “irradiating unit radiation amount” column).
  • the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 and reflected by the scanning unit 13 and applied to an arbitrary irradiation area is reflected in the irradiation area.
  • the first detection unit 21 notifies the control unit 14 of the detection information as described above.
  • the control unit 14 has, for example, a time measurement LSI (Large Scale Integrated circuit), and acquires detection information from the time T1 at which the irradiation unit 12 emits the electromagnetic wave (see the “detection information acquisition” column). The time ⁇ T until T2 is measured. The control unit 14 calculates the distance to the irradiation position by multiplying the time ⁇ T by the speed of light and dividing by 2. In addition, the control unit 14 calculates the irradiation position based on the direction information acquired from the scanning unit 13 or the driving signal output to the scanning unit 13 as described above. The control unit 14 creates distance information in the image information obtained from the second detection unit 22 by calculating the distance to each irradiation position while changing the irradiation position.
  • LSI Large Scale Integrated circuit
  • the information acquisition system 11 is configured to irradiate a laser beam and create distance information by using Direct @ ToF, which directly measures the time until returning.
  • the information acquisition system 11 is not limited to such a configuration.
  • the information acquisition system 11 irradiates an electromagnetic wave at a constant cycle, and obtains distance information by Flash @ ToF which indirectly measures a time until the electromagnetic wave is returned from a phase difference between the emitted electromagnetic wave and the returned electromagnetic wave. May be created.
  • the information acquisition system 11 may create the distance information by another ToF method, for example, Phased @ ToF.
  • the control unit 14 controls the irradiation unit 12, the scanning unit 13, the switching unit 16, the first detection unit 21, and the second detection unit 22 to repeatedly acquire image information and distance information. Control of each part for repeatedly acquiring image information and distance information will be described below with reference to the timing chart of FIG.
  • the control unit 14 causes the second detection unit 22 to start detecting an electromagnetic wave for generating image information of the first frame.
  • all the pixels px of the switching unit 16 are in the second state, and the electromagnetic wave incident on the upstream optical system 15 reaches the second detection unit 22 (see FIG. 6).
  • the control unit 14 starts switching of the first pixel px from the second state to the first state in the switching unit 16 (“switching unit first”). Pixel drive signal ”section).
  • all the other pixels px remain in the second state (see the “switching unit second pixel state” and “switching unit Nth pixel state” columns).
  • the control unit 14 Emit electromagnetic waves (see “Electromagnetic wave emission timing” column).
  • the first pixel px of the switching unit 16 switches from the second state (see FIG. 6) to the first state, enters the pre-stage optical system 15, and the first pixel px of the switching unit 16
  • the electromagnetic wave imaged at the pixel px proceeds in the first direction d1 after the second direction d2 (see FIG. 7).
  • the control unit 14 causes the first detection unit 21 to detect the electromagnetic wave (see the “second detection unit detection timing” section). Note that the time required from the irradiation of the electromagnetic wave by the irradiation unit 12 to the arrival at the electromagnetic wave detection device 10 is extremely shorter than the detection time for generating image information, for example, on the order of nanoseconds. Therefore, the detection of the electromagnetic wave by the first detection unit 21 is completed in a minute time that can be regarded as the timing t2.
  • the control unit 14 obtains the distance information by calculating the distance information at the irradiation position corresponding to the first pixel px of the switching unit 16 based on the detection information obtained at the timing t2.
  • the control unit 14 causes the switching unit 16 to start switching the first pixel px from the first state to the second state (see the “switching unit first pixel drive signal” column). .
  • the control unit 14 switches the first pixel px in the switching unit 16 from the first state to the second state, so that the second detection unit 22 in the second detection unit 22 corresponding to the first pixel px again switches to the first state.
  • the element can detect electromagnetic waves (visible light).
  • the control unit 14 switches to the switching unit.
  • the switching of the second pixel px from the second state to the first state at 16 is started (see the “switching section second pixel drive signal” column).
  • all the other pixels px remain in the second state (see the “switching section first pixel state” and “switching section Nth pixel state” columns).
  • the control unit 14 Emit electromagnetic waves (see “Electromagnetic wave emission timing” column).
  • the second pixel px of the switching unit 16 switches from the second state to the first state, enters the pre-stage optical system 15, and forms an image at the second pixel px of the switching unit 16.
  • the traveling electromagnetic wave proceeds in the first direction d1 after the second direction d2.
  • the control unit 14 causes the first detection unit 21 to detect the electromagnetic wave (see the “second detection unit detection timing” section).
  • the control unit 14 acquires the distance information by calculating the distance information at the irradiation position corresponding to the second pixel px of the switching unit 16 based on the detection information acquired at the timing t4.
  • the control unit 14 causes the switching unit 16 to start switching the second pixel px from the first state to the second state (see the “Switching Unit Second Pixel Drive Signal” section). .
  • the control unit 14 switches the second pixel px in the switching unit 16 from the first state to the second state, so that the control unit 14 again controls the second detection unit 22 corresponding to the second pixel px.
  • the element can detect electromagnetic waves (visible light).
  • control unit 14 sequentially switches the third pixel px to the N-th pixel px in the switching unit 16 from the second state to the first state in the same manner as the first pixel px.
  • the image information of the first frame is obtained and the distance information at the irradiation position corresponding to each pixel px is obtained.
  • the control unit 14 determines that the (M-1) -th pixel px is in the second state of the M-th pixel px at the time when the switching from the first state to the second state is completed.
  • the switching unit 16 sets the number of pixels px of T img / T dis to the time T img for generating the image information of one frame.
  • the second state can be switched to the first state. That is, the control unit 14 can generate distance information for the number of pixels px of T img / T dis at the time T img .
  • M is an integer satisfying 2 ⁇ M ⁇ N.
  • T dis is a time obtained by adding a time required for switching the pixel px of the switching unit 16 from the second state to the first state and a time required for returning the pixel px from the first state to the second state. It is. That is, T dis is the time required for an arbitrary pixel px to switch in the order of the second state, the first state, and the second state. In the first embodiment, for example, T img is 1/60 second and T dis is 1/3000 second.
  • the control unit 14 cannot switch all the pixels px in the switching unit 16 during the time T img . Therefore, the control unit 14 cannot generate the distance information corresponding to the one-frame image information while generating the one-frame image information. That is, the control unit 14 can generate only the distance information corresponding to a frame (for example, 0.5 frame) less than the one-frame image information while generating the one-frame image information.
  • the control unit 14 switches, among all the pixels px in the switching unit 16, pixels px that are equal to or less than the number of T img / T dis. Select as Further, the control unit 14 controls the scanning unit 13 to irradiate the region within the irradiation region corresponding to each pixel px with the electromagnetic wave at the time of switching each pixel px selected as a switching target to the first state. Control.
  • the control unit 14 in a configuration in which the value of T img / T dis is smaller than the number of pixels of the switching unit 16, the control unit 14 generates image information for a plurality of frames (P frame: P is a positive number satisfying P> 1). May be controlled so that all the switching of the pixels px in the switching unit 16 is completed during the time P ⁇ T img for . Further, the control unit 14 controls the scanning unit 13 so that the electromagnetic wave is emitted to the area in the irradiation area corresponding to each pixel px when the switching unit 16 switches each pixel px.
  • the control unit 14 divides all the pixels px in the switching unit 16 into groups equal to or less than the number of T img / T dis , and The pixels px are switched collectively. Furthermore, the control unit 14 performs scanning so that an electromagnetic wave is emitted to an area in an irradiation area corresponding to the pixel px at a switching time of the pixel px at a position representative of each group (for example, the center position of each group).
  • the unit 13 may be controlled.
  • the control unit 14 divides all the pixels px in the switching unit 16 into groups equal to or less than the number of T img / T dis , and , Only one of the pixels px is switched. Further, the control unit 14 may control the scanning unit 13 such that the electromagnetic wave is emitted to a region in the irradiation region corresponding to the pixel px at the switching timing of the pixel px to be switched.
  • the control unit 14 may compensate for the reduced signal strength by multiplying the signal value of the pixel in the second detection unit 22 by a gain.
  • the imaging time of an image for one frame corresponds to a time during which the second detection unit 22 is detecting an electromagnetic wave in order to generate image information for one frame.
  • the control unit 14 controls the first (M ⁇ 1) -th pixel px of the pixel px.
  • the switching of the M-th pixel px from the second state to the first state may be started before the completion of the switching from the state to the second state.
  • T scn is the time required for the irradiation position of the electromagnetic wave radiated from the irradiation unit 12 and reflected by the scanning unit 13 to change from one irradiation position to the next irradiation position, or from a certain irradiation position to the next irradiation position.
  • the time required to change to a position has a greater number of pixels in a shorter time than the control of switching the other pixel to the first state after the completion of the switching of the arbitrary state of the pixel px from the first state to the second state. May be generated.
  • the control unit 14 2 The detection of the electromagnetic wave for generating the image information of the frame is started. After the detection of the electromagnetic wave by the second detection unit 22 from the timing t1 to the timing t5 is completed, the control unit 14 acquires the image information of the first frame based on the electromagnetic wave detected during that time. Thereafter, similarly to the control performed between the timings t1 and t5, the control unit 14 controls the irradiation unit 12, the scanning unit 13, the switching unit 16, and the first detection unit for acquiring image information and distance information. The control unit 21 and the second detection unit 22 are controlled.
  • the electromagnetic wave detection device 10 according to the first embodiment having the above-described configuration is switched between the first state and the second state for each pixel px arranged on the reference surface ss of the switching unit 16, and the switching unit 16 It is possible to detect an electromagnetic wave that has traveled in the first direction d1 and has passed through the first passage portion 17.
  • the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment The wavelength of the electromagnetic wave incident on the first detection unit 21 can be defined.
  • the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment can reduce the deviation of the optical axis of the first detection unit 21 and the second detection unit 22 and reduce only the electromagnetic wave of a desired wavelength band to the first detection unit. 21.
  • the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment can detect only an electromagnetic wave in a wavelength band necessary for generating information based on the incident electromagnetic wave, and therefore, the electromagnetic wave detection device 10 generates the information based on the electromagnetic wave.
  • the accuracy of the information provided can be improved. It should be noted that such a configuration and effects are described below in an electromagnetic wave detecting device 100 according to a second embodiment, an electromagnetic wave detecting device 101 according to a third embodiment, an electromagnetic wave detecting device 102 according to a fourth embodiment, and a fifth embodiment. The same applies to the electromagnetic wave detection device 103 in the form.
  • an electromagnetic wave detection device 100 according to the second embodiment of the present disclosure will be described.
  • the configuration and function of the first passing unit are different from those of the first embodiment.
  • the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. Parts having the same configuration as the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the information acquisition system 110 including the electromagnetic wave detection device 100 includes the electromagnetic wave detection device 100, the irradiation unit 12, the scanning unit 13, and the control unit 14. .
  • the electromagnetic wave detection device 100 includes a front optical system 15, a switching unit 16, a first passing unit 170, a second passing unit 18, a first rear optical system 19, a second rear optical system 20, a first detecting unit. 21 and a second detection unit 22.
  • the configuration and function of the detection unit 22 are the same as in the first embodiment.
  • the first passage section 170 is provided in the first direction d1 from the switching section 16 as in the first embodiment. Further, the first passing unit 170 converts the electromagnetic wave of the first wavelength band among the electromagnetic waves traveling in the first direction d1 from the switching unit 16 into the electromagnetic waves other than the first wavelength band, as in the first embodiment. Pass at a higher pass rate.
  • the first pass section 170 is configured to include a plurality of different bandpass filters.
  • the first pass section 170 has a first bandpass filter 170a and a second bandpass filter 170b.
  • the first bandpass filter 170a allows the electromagnetic waves of the second predetermined wavelength band to pass at a higher transmittance than the electromagnetic waves of the second predetermined wavelength band.
  • the second predetermined wavelength band may be, for example, a wavelength band having a transmittance of 50% or more of the maximum transmittance.
  • the second band-pass filter 170b allows the electromagnetic waves in the third predetermined wavelength band to pass at a higher transmission rate than the electromagnetic waves in the third predetermined wavelength band.
  • the third predetermined wavelength band may be, for example, a wavelength band having a transmittance of 50% or more of the maximum transmittance.
  • the first wavelength band corresponds to a wavelength band included in both the second predetermined wavelength band and the third predetermined wavelength band. Therefore, the first wavelength band included in both the second predetermined wavelength band and the third predetermined wavelength band is narrower than the second predetermined wavelength band and the third predetermined wavelength band.
  • the first band-pass filter 170a and the second band-pass filter 170b are arranged from the switching unit 16 in the first direction d1.
  • the first band-pass filter 170a is disposed closer to the switching unit 16 than the second band-pass filter 170b, and the second band-pass filter 170b is more than the first band-pass filter 170a. It is arranged on the rear optical system 19 side.
  • the first bandpass filter 170a is disposed closer to the first post-stage optical system 19 than the second bandpass filter 170b, and the second bandpass filter 170b is connected to the first bandpass filter 170a. You may arrange
  • the electromagnetic wave detection device 100 includes the first passing unit 170 having the first bandpass filter 170a and the second bandpass filter 170b.
  • the first wavelength band included in both the second predetermined wavelength band and the third predetermined wavelength band is higher than the second predetermined wavelength band and the third predetermined wavelength band. narrow.
  • the electromagnetic wave emitted by the irradiation unit 12 is, for example, a laser beam
  • the wavelength band of the electromagnetic wave is narrower than a general band-pass filter.
  • the wavelength band of the electromagnetic wave passed by the first passage section 170 can be narrower than in the case of using one band-pass filter.
  • the electromagnetic wave detection device 100 of the second embodiment can pass only electromagnetic waves in a wavelength band close to the wavelength band of the electromagnetic waves radiated by the irradiation unit 12. Therefore, the detection of the electromagnetic waves having different wavelength bands by the first detection unit 21 from other than the irradiation unit 12 can be reduced, and the electromagnetic waves irradiated from the irradiation unit 12 and reflected by the object ob can be reduced in all wavelength bands. And can be detected without omission. Therefore, information can be generated with higher accuracy than the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment. Note that such configurations and effects are the same for the electromagnetic wave detection device 101 of the third embodiment, the electromagnetic wave detection device 102 of the fourth embodiment, and the electromagnetic wave detection device 103 of the fifth embodiment described below. .
  • an electromagnetic wave detection device 101 according to the third embodiment of the present disclosure will be described.
  • the configuration and function of the first passing unit are different from those of the first embodiment.
  • the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. Parts having the same configuration as the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the information acquisition system 111 including the electromagnetic wave detection device 101 includes the electromagnetic wave detection device 101, the irradiation unit 12, the scanning unit 13, and the control unit 14. .
  • the electromagnetic wave detection device 101 includes a front optical system 15, a switching unit 16, a first passing unit 171, a second passing unit 18, a first rear optical system 19, a second rear optical system 20, a first detecting unit. 21 and a second detection unit 22.
  • the configuration and function of the detection unit 22 are the same as in the first embodiment.
  • the first passing unit 171 is provided in the first direction d1 from the switching unit 16 as in the first embodiment. Further, the first passing unit 171 converts the electromagnetic wave of the first wavelength band among the electromagnetic waves traveling from the switching unit 16 in the first direction d1 to the electromagnetic waves other than the first wavelength band, as in the first embodiment. Pass at a higher pass rate.
  • the first passing unit 171 has a band pass filter 171a and a short pass filter 171b.
  • the band-pass filter 171a allows an electromagnetic wave in the fourth predetermined wavelength band to pass at a higher transmission rate than electromagnetic waves in other than the fourth predetermined wavelength band.
  • the fourth predetermined wavelength band may be, for example, a wavelength band having a transmittance of 50% or more of the maximum transmittance.
  • the short-pass filter 171b allows an electromagnetic wave in a wavelength band shorter than the first wavelength to pass at a higher transmittance than an electromagnetic wave in a wavelength band equal to or longer than the first wavelength.
  • the first wavelength may be, for example, a wavelength having a transmittance of 50% of the maximum transmittance.
  • the first wavelength is included in a fourth predetermined wavelength band.
  • the first wavelength band corresponds to a band included in a fourth predetermined wavelength band and a wavelength band smaller than the first wavelength.
  • the band pass filter 171a and the short pass filter 171b are arranged in the first direction d1.
  • the band-pass filter 171a is arranged closer to the switching unit 16 than the short-pass filter 171b
  • the short-pass filter 171b is arranged closer to the first post-stage optical system 19 than the band-pass filter 171a.
  • the band-pass filter 171a may be arranged closer to the first post-stage optical system 19 than the short-pass filter 171b
  • the short-pass filter 171b may be arranged closer to the switching unit 16 than the band-pass filter 171a.
  • the electromagnetic wave detection device 101 of the third embodiment includes the first passing unit 171 having the band-pass filter 171a and the short-pass filter 171b. As shown in FIG. 12, the transmittance of the short-pass filter 171b with respect to the wavelength of the electromagnetic wave decreases near the first wavelength. This drop is steeper than the drop of the pass rate of the band pass filter 17a constituting the first pass section 17 in the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment.
  • the band that changes from the maximum transmission rate to the minimum transmission rate is shorter than that of the band-pass filter 17a.
  • the changing band becomes shorter, an increase in the amount of electromagnetic waves reaching the first detection unit 21 and a reduction in noise components can be realized.
  • the design upper limit of the wavelength passed by the first passage unit 171 approaches the lower limit of the changing band, the amount of electromagnetic wave passing as a noise component in a band equal to or higher than the lower limit of the changing band increases. Because you do.
  • the short-pass filter 171b can reduce the noise component that passes on the longer wavelength side of the desired wavelength band and increase the amount of the desired electromagnetic wave that passes, as compared with the band-pass filter 17a.
  • Such configurations and effects are the same for the electromagnetic wave detection device 103 according to a fifth embodiment described later.
  • an electromagnetic wave detection device 102 according to the fourth embodiment of the present disclosure will be described.
  • the configuration and function of the first passing unit are different from those of the first embodiment.
  • the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment. Parts having the same configuration as the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the information acquisition system 112 including the electromagnetic wave detection device 102 includes the electromagnetic wave detection device 102, the irradiation unit 12, the scanning unit 13, and the control unit 14. .
  • the electromagnetic wave detection device 102 includes a front optical system 15, a switching unit 16, a first passing unit 172, a second passing unit 18, a first rear optical system 19, a second rear optical system 20, a first detecting unit. 21 and a second detection unit 22.
  • the front optical system 15, the switching unit 16, the second passing unit 18, the first rear optical system 19, the second rear optical system 20, the first detection unit 21, and the second The configuration and function of the detection unit 22 are the same as in the first embodiment.
  • the first passing unit 172 is provided in the first direction d1 from the switching unit 16 as in the first embodiment. Further, the first passing unit 172 converts the electromagnetic wave of the first wavelength band among the electromagnetic waves traveling in the first direction d1 from the switching unit 16 to the electromagnetic waves other than the first wavelength band, as in the first embodiment. Pass at a higher pass rate.
  • the first passing unit 172 has a band-pass filter 172a and a long-pass filter 172b.
  • the band-pass filter 172a allows an electromagnetic wave in the fifth predetermined wavelength band to pass at a higher pass rate than electromagnetic waves in other than the fifth predetermined wavelength band.
  • the fifth predetermined wavelength band may be, for example, a wavelength band having a transmittance of 50% or more of the maximum transmittance.
  • the long-pass filter 172b allows an electromagnetic wave in a wavelength band equal to or greater than the second wavelength to pass at a higher transmittance than an electromagnetic wave in a wavelength band less than the second wavelength.
  • the second wavelength may be, for example, a wavelength having a transmittance of 50% of the maximum transmittance.
  • the second wavelength is included in a fifth predetermined wavelength band.
  • the first wavelength band corresponds to a band included in the fifth predetermined wavelength band and included in a wavelength band longer than the second wavelength.
  • the band-pass filter 172a and the long-pass filter 172b are arranged in the first direction d1 from the switching unit 16.
  • the bandpass filter 172a is disposed closer to the switching unit 16 than the longpass filter 172b
  • the longpass filter 172b is disposed closer to the first post-stage optical system 19 than the bandpass filter 172a.
  • the band-pass filter 172a may be arranged closer to the first post-stage optical system 19 than the long-pass filter 172b
  • the long-pass filter 172b may be arranged closer to the switching unit 16 than the band-pass filter 172a.
  • the electromagnetic wave detection device 102 includes the first passing unit 172 having the band-pass filter 172a and the long-pass filter 172b. As shown in FIG. 15, the transmittance of the long-pass filter 172b with respect to the wavelength of the electromagnetic wave increases near the second wavelength. For this reason, similar to the third embodiment, the electromagnetic wave detection device 102 of the fourth embodiment is more desirable than the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment on the short wavelength side in the first wavelength band. The amount of electromagnetic waves in the wavelength band can be increased, and the passage of electromagnetic waves outside the desired wavelength band that can be a noise component can be reduced. Note that such a configuration and effects are the same for an electromagnetic wave detection device 103 according to a fifth embodiment described later.
  • an electromagnetic wave detection device 103 according to the fifth embodiment of the present disclosure will be described.
  • the configuration and function of the first passing unit are different from those of the first embodiment.
  • the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. Parts having the same configuration as the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the information acquisition system 113 including the electromagnetic wave detection device 103 is configured to include the electromagnetic wave detection device 103, the irradiation unit 12, the scanning unit 13, and the control unit 14. .
  • the electromagnetic wave detection device 103 includes a front optical system 15, a switching unit 16, a first passing unit 173, a second passing unit 18, a first rear optical system 19, a second rear optical system 20, a first detecting unit. 21 and a second detection unit 22.
  • the configuration and function of the detection unit 22 are the same as in the first embodiment.
  • the first passage portion 173 is provided in the first direction d1 from the switching portion 16 as in the first embodiment. Further, the first passing unit 173 converts the electromagnetic wave of the first wavelength band among the electromagnetic waves traveling in the first direction d1 from the switching unit 16 into the electromagnetic waves other than the first wavelength band, as in the first embodiment. Pass at a higher pass rate.
  • the first passing unit 173 has a short-pass filter 173a and a long-pass filter 173b.
  • the short-pass filter 173a allows an electromagnetic wave in a wavelength band shorter than the first wavelength to pass at a higher pass rate than an electromagnetic wave in a wavelength band equal to or longer than the first wavelength.
  • the first wavelength may be, for example, a wavelength having a transmittance of 50% of the maximum transmittance of the electromagnetic wave in the short-pass filter 173a.
  • the long-pass filter 173b allows an electromagnetic wave in a wavelength band equal to or greater than the second wavelength to pass at a higher transmittance than an electromagnetic wave in a wavelength band less than the second wavelength.
  • the second wavelength may be, for example, a wavelength having a transmittance of 50% of the maximum transmittance of the electromagnetic wave in the long-pass filter 173b.
  • the second wavelength is shorter than the first wavelength.
  • the first wavelength band corresponds to a wavelength band lower than the first wavelength and equal to or longer than the second wavelength.
  • the short pass filter 173a and the long pass filter 173b are arranged in the first direction d1.
  • the short-pass filter 173a is disposed closer to the switching unit 16 than the long-pass filter 173b
  • the long-pass filter 173b is disposed closer to the first post-stage optical system 19 than the short-pass filter 173a.
  • the short-pass filter 173a may be arranged closer to the first post-stage optical system 19 than the long-pass filter 173b
  • the long-pass filter 173b may be arranged closer to the switching unit 16 than the short-pass filter 173a.
  • the electromagnetic wave detection device 103 of the fifth embodiment is different from the electromagnetic wave detection device 103 of the fifth embodiment for the same reason as described in the third embodiment and the fourth embodiment.
  • the amount of electromagnetic waves in a desired wavelength band is increased as compared with the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment, and other than the desired wavelength band that can be a noise component. Can be reduced.
  • the first detection unit 21 is not limited to the example described above, and may include an arbitrary number of band-pass filters, short-pass filters, and long-pass filters.
  • the irradiating unit 12, the scanning unit 13, and the control unit 14 include the electromagnetic wave detection devices 10, 100, 101, 102, and 103 together with the information acquisition systems 11, 110, respectively. , 111, 112, and 113.
  • each of the electromagnetic wave detection devices 10, 100, 101, 102, and 103 may include at least one of the irradiation unit 12, the scanning unit 13, and the control unit 14.
  • the switching unit 16 is capable of switching the traveling direction of the electromagnetic wave incident on the reference surface ss into two directions, a first direction d1 and a second direction d2.
  • the first state and the second state are such that the electromagnetic waves incident on the reference surface ss are reflected in the first direction d1, respectively.
  • the first state may be a transmission state in which an electromagnetic wave incident on the reference surface ss is transmitted and travels in the first direction d1.
  • the switching unit 16 may include a shutter having a reflection surface that reflects an electromagnetic wave for each pixel px.
  • the first reflection state and the transmission state as the second reflection state can be switched for each pixel px by opening and closing the shutter for each pixel px.
  • the switching unit 16 having such a configuration includes, for example, a switching unit including a MEMS shutter in which a plurality of shutters that can be opened and closed are arranged in an array.
  • the switching unit 16 includes a switching unit that includes a liquid crystal shutter that can switch between a reflection state in which electromagnetic waves are reflected and a transmission state in which electromagnetic waves are transmitted in accordance with liquid crystal alignment.
  • the reflection state as the second state and the transmission state as the first state can be switched for each pixel px by switching the liquid crystal alignment for each pixel px.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 cause the scanning unit 13 to scan the beam-shaped electromagnetic waves emitted from the irradiation unit 12,
  • the first detection unit 21 is configured to function as a scanning active sensor in cooperation with the scanning unit 13.
  • the information acquisition system 11 is not limited to such a configuration.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 do not include the scanning unit 13, emit radial electromagnetic waves from the irradiation unit 12, and acquire information without scanning. A similar effect is obtained.
  • the first detection unit 21 is an active sensor
  • the second detection unit 22 is a passive sensor. It has the composition which is.
  • the information acquisition system 11 is not limited to such a configuration.
  • the information acquisition system 11 can obtain the same effect as that of the first embodiment regardless of whether the first detection unit 21 and the second detection unit 22 are both active sensors or passive sensors.
  • the electromagnetic wave detection devices 10, 100, 101, Each of 102 and 103 has a configuration in which the first detection unit 21 and the second detection unit 22 are both passive sensors.
  • the electromagnetic wave detection devices 10, 100, 101, 102, and 103 are not limited to such a configuration.
  • the electromagnetic wave detection devices 10, 100, 101, 102, and 103 are both active sensors even if one of the first detection unit 21 and the second detection unit 22 is a passive sensor and the other is an active sensor. Similar effects can be obtained with a certain configuration.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 may include a plurality of irradiation units 12.
  • the plurality of irradiation units 12 emit different kinds of electromagnetic waves.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 may include a plurality of mirrors in the configuration including the plurality of irradiation units 12. The plurality of mirrors are provided in the radiation direction of the electromagnetic wave irradiated by the corresponding irradiation unit 12 among the plurality of irradiation units 12.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 cause the scanning unit 13 to scan the beam-shaped electromagnetic waves emitted from the irradiation unit 12,
  • the second detection unit 22 is configured to function as a scanning active sensor in cooperation with the scanning unit 13.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 are not limited to such a configuration.
  • a scanning active type is provided without a scanning unit 13 by a phased scanning method in which electromagnetic waves are emitted from each radiation source while shifting the emission timing.
  • the information acquisition systems 11, 110, 111, 112, and 113 do not include the scanning unit 13, emit radial electromagnetic waves from the irradiation unit 12, and acquire information without scanning. According to the embodiment, an effect similar to that of the fifth embodiment can be obtained.
  • Electromagnetic wave detection device 11 110, 111, 112, 113 Information acquisition system 12
  • Irradiation unit 13 Scanning unit 14
  • Control unit 15 Pre-stage optical system 16
  • Detection unit 22 second detection unit ss reference plane d1 first direction d2 second direction ob target px, px1, px2 pixels

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Abstract

電磁波検出装置は、切替部と、第１の通過部と、第１の検出部と、を備える。切替部は、基準面に沿って複数の画素が配置され、基準面に入射した電磁波を画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能である。第１の通過部は、第１の波長帯域の電磁波の通過率が、第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい。第１の検出部は、第１の方向へ進行して第１の通過部を通過した電磁波を検出する。

Description

電磁波検出装置および情報取得システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年７月２７日出願の日本国特許出願第２０１８－１４１７８６号の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　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
　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、
　基準面に沿って複数の画素が配置され、前記基準面に入射した電磁波を前記画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能な切替部と、
　第１の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第１の通過部と、
　前記第１の方向へ進行して前記第１の通過部を通過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備える。
　また、第２の観点による情報取得システムは、
　基準面に沿って複数の画素が配置され、前記基準面に入射した電磁波を前記画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能な切替部と、
　第１の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第１の通過部と、
　前記第１の方向へ進行して前記第１の通過部を通過した電磁波を検出する第１の検出部と、
　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、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。
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構成図である。 図１の電磁波検出装置の切替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、情報取得システムの構成図である。 図１の第１の通過部が有するバンドパスフィルタの分光特性を示す図である。 図１の照射部、第１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照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１の実施形態において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。 第１の実施形態において切替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、情報取得システムの構成図である。 図６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、情報取得システムの構成図である。 第２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の一例を示す構成図である。 図８の第１の通過部が有する第１のバンドパスフィルタおよび第２のバンドパスフィルタの分光特性を示す図である。 第２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の他の例を示す構成図である。 第３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の一例を示す構成図である。 図１１の第１の通過部が有するバンドパスフィルタおよびショートパスフィルタの分光特性を示す図である。 第３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の他の例を示す構成図である。 第４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の一例を示す構成図である。 図１４の第１の通過部が有するバンドパスフィルタおよびロングパスフィルタの分光特性を示す図である。 第４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の他の例を示す構成図である。 第５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の一例を示す構成図である。 図１７の第１の通過部が有するショートパスフィルタおよびロングパスフィルタの分光特性を示す図である。 第５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の他の例を示す構成図である。
　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において、各検出器による検出結果における座標系の差異を低減し、電磁波に基づいて生成される各種の情報の精度を向上させることは有益である。
　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、電磁波を検出する複数の検出器による検出結果における座標系の差異を低減させ、電磁波に基づいて生成される各種の情報の精度を向上させ得ることにある。
　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、各検出器の検出軸が異なる。そのため、各検出器が同一領域を対象とした検出を行ったとしても、検出結果における座標系がそれぞれの検出器で異なる。そこで、各検出器による検出結果における座標系の差異を低減することは有益である。しかし、当該差異を補正によって低減することは不可能、または困難である。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、各検出器における検出軸の差異を低減し得るように構成されることにより、各検出器による検出結果における座標系の差異を低減し得る。
　また、各検出器に、各検出器の検出対象である波長帯域以外の波長の電磁波が入力されると、検出対象である波長帯域以外の波長がノイズとなり、電磁波検出装置は、検出された電磁波に基づいて高い精度で各種の情報を生成することが困難である。そこで、本発明を適用した電磁波検出装置は、各検出器において検出対象である波長帯域以外の波長の入力を低減し得るように構成されることにより、電磁波に基づく各種の情報の生成における精度を向上し得る。
　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、照射部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。
　電磁波検出装置１０は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２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。
　切替部１６は、前段光学系１５から所定の距離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、また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、切替部１６は、当該一次結像位置に、設けられている。切替部１６は、前段光学系１５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次元状に沿って並ぶ複数の画素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。
　切替部１６は、基準面ｓｓ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、基準面ｓｓ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、基準面ｓｓ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、切替部１６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。切替部１６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、切替部１６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。
　切替部１６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、切替部１６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、切替部１６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。
　図１に示すように、第１の通過部１７は、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。第１の通過部１７は、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。すなわち、第１の通過部１７における第１の波長帯域の電磁波の通過率は、第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい。例えば、第１の波長帯域は、図３に示すように、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。
　第１の波長帯域は、第１の検出部２１が、後述する距離情報を生成するために検出すべき電磁波の波長帯域である。図３に示すように、第１の波長帯域は、照射部１２が放射する電磁波の波長帯域と少なくとも一部で重複する。第１の波長帯域は、照射部１２が放射する電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。第１の波長帯域は、照射部１２が放射する電磁波の波長帯域と一致してもよい。第１の波長帯域は、例えば、赤外線の波長帯域であってもよい。
　第１の波長帯域は、第１の検出部２１によって検出可能な電磁波の波長帯域の少なくとも一部が重複する。第１の波長帯域は、第１の検出部２１によって検出可能な電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。第１の波長帯域は、第１の検出部２１によって検出可能な電磁波の波長帯域と一致してもよい。
　第１の通過部１７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または組合せを有する。図１に示すように、第１の実施形態において、第１の通過部１７は、バンドパスフィルタ１７ａを有する。バンドパスフィルタが第１の所定波長帯域の電磁波を、第１の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。このような構成において、第１の通過部１７の第１の波長帯域は、バンドパスフィルタ１７ａの第１の所定波長帯域に相当する。
　第２の通過部１８は、切替部１６から第２の方向ｄ２に設けられている。第２の通過部１８は、切替部１６から第２の方向ｄ２に進行する電磁波のうち第２の波長帯域の電磁波を、第２の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。すなわち、第２の通過部１８における第２の波長帯域の電磁波の通過率は、第２の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい。第２の通過部１８は、第１の通過部１７と異種のフィルタとすることができる。第２の通過部１８は、第１の通過部１７と同種のフィルタとしてもよい。
　第２の波長帯域は、第２の検出部２２が、後述する画像情報、温度情報等を生成するために検出すべき電磁波の波長帯域である。第２の通過部１８は、例えば、ＩＲ（infrared）カットフィルタおよびダイクロイックミラーの少なくとも一方を含む。
　第２の波長帯域は、第２の検出部２２によって検出可能な電磁波の波長帯域の少なくとも一部が重複する。第２の波長帯域は、第２の検出部２２によって検出可能な電磁波の波長帯域を全て含んでもよい。第２の波長帯域は、第２の検出部２２によって検出可能な電磁波の波長帯域と一致してもよい。
　第１の後段光学系１９は、第１の通過部１７から第１の方向ｄ１に設けられている。第１の後段光学系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。第１の後段光学系１９は、切替部１６において第１の方向ｄ１に進行方向を切替えられ、第１の通過部１７を通過し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２０は、第２の通過部１８から第２の方向ｄ２に設けられている。第２の後段光学系２０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２０は切替部１６において第２の方向ｄ２に進行方向を切替えられ、第２の通過部１８を通過し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２１は、切替部１６によって第１の方向ｄ１に進行し、第２の通過部１８を通過した後に第１の後段光学系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１の検出部２１は、第１の後段光学系１９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２１は、照射部１２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２１は、照射部１２から照射され且つ走査部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。照射部１２から照射される電磁波は、例えば、赤外線であってよい。
　第１の実施形態において、第１の検出部２１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２１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２１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１の検出部２１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１の検出部２１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１の検出部２１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２１は、第１の後段光学系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１の検出部２１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、切替部１６により第１の方向ｄ１に進行した後に第１の後段光学系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。
　第２の検出部２２は、切替部１６によって第２の方向ｄ２に進行し、第２の通過部１８を通過した後に第２の後段光学系２０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２２は、第２の後段光学系２０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１の実施形態において、第２の検出部２２は、パッシブセンサである。第１の実施形態において、第２の検出部２２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２２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２の検出部２２は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第１の実施形態において、第２の検出部２２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２の検出部２２は、第１の検出部２１とは異種の電磁波を検出する。例えば、第２の検出部２２は、赤外光の像など、可視光以外の像を撮像してもよい。また、第２の検出部２２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２２により温度情報を取得し得る。第２の検出部２２は、第１の検出部２１と同種の電磁波を検出してもよい。
　このように、第１の実施形態において、第２の検出部２２は、素子アレイを含む、そのため、第１の実施形態において、第２の検出部２２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２２は、第２の後段光学系２０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。
　照射部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、照射部１２は、赤外線を放射する。照射部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、照射する。第１の実施形態においては、照射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、走査部１３を介して間接的に照射する。
　第１の実施形態においては、照射部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、照射部１２は電磁波をパルス状に放射可能である。例えば、照射部１２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）などを含む。照射部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、照射部１２から放射された電磁波を、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する。すなわち、走査部１３は、照射部１２から放射される電磁波により、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１の検出部２１は、走査部１３と協働して、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、照射部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、照射部１２から放射され且つ走査部１３で反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、第１の検出部２１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に照射される電磁波の少なくとも一部は、第１の検出部２１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、照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照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２１および第２の検出部２２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、第１の検出部２１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１２に照射される照射位置の距離情報を取得する。また、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２２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。
　図４に示すように、制御部１４は、照射部１２に電磁波放射信号を入力することにより、照射部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）。照射部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照射する（“照射部放射量”欄参照）。照射部１２が放射し且つ走査部１３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。そして、第１の検出部２１は、当該照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、照射部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、照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、照射位置を算出する。制御部１４は、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２２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、本実施形態において、情報取得システム１１は、図４に示すように、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、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。
　また、制御部１４は、照射部１２、走査部１３、切替部１６、第１の検出部２１、および第２の検出部２２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５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２２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、切替部１６の全画素ｐｘは第２の状態であり、前段光学系１５に入射する電磁波は第２の検出部２２に到達する（図６参照）。また、図５に示すように、タイミングｔ１において、制御部１４は、切替部１６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（“切替部第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（“切替部第２の画素状態”、“切替部第Ｎの
画素状態”欄参照）。
　切替部１６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（“切替部第１の画素状態”欄参照）、制御部１４は照射部１２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、切替部１６の第１の画素ｐｘが第２の状態（図６参照）から第１の状態に切替わり、前段光学系１５に入射し、切替部１６の第１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（図７参照）。
　図５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２１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、照射部１２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２１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において取得する検出情報に基づいて、切替部１６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、切替部１６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（“切替部第１の画素駆動信号”欄参照）。このように、制御部１４は、切替部１６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２２における素子に電磁波（可視光）を検出させ得る。
　切替部１６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と（“切替部第１の画素状態”欄参照）、タイミングｔ３において、制御部１４は、切替部１６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（“切替部第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（“切替部第１の画素状態”、“切替部第Ｎの画素状態”欄参照）。
　切替部１６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（“切替部第２の画素状態”欄参照）、制御部１４は照射部１２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、切替部１６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１５に入射し、切替部１６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２１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において取得する検出情報に基づいて、切替部１６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、切替部１６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（“切替部第２の画素駆動信号”欄参照）。このように、制御部１４は、切替部１６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２２における素子に電磁波（可視光）を検出させ得る。
　以後、制御部１４は、切替部１６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、切替部１６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、切替部１６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。
　Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６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、切替部１６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の値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、切替部１６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、走査部１３を制御する。
　または、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６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、切替部１６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、切替部１６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、走査部１３を制御する。
　または、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、切替部１６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、走査部１３を制御するようにしてもよい。
　または、Ｔimg／Ｔdisの値が切替部１６の画素数より少ない構成において、制御部１４は、切替部１６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、走査部１３を制御するようにしてもよい。
　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切替部１６の画素ｐｘに対応する第２の検出部２２における画素は、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２２における当該画素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２２における当該画素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２２が電磁波を検出している時間に相当する。
　なお、走査部１３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１の状態から第２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、照射部１２から放射されて走査部１３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における距離情報を生成し得る。
　図５に示すように、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２２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部１２、走査部１３、切替部１６、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の制御を行う。
　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、切替部１６の基準面ｓｓに配置された画素ｐｘ毎に第１の状態と第２の状態に切替えられ、切替部１６によって第１の方向ｄ１へ進行させられて第１の通過部１７を通過した電磁波を検出し得る。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１５の光軸を、第１の後段光学系１９の光軸に合わせたときに、第１の通過部１７によって第１の検出部２１に入射する電磁波の波長を規定し得る。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２１および第２の検出部２２の光軸のズレを低減しつつ、所望の波長帯域の電磁波のみを第１の検出部２１に入射させ得る。これにより、第１の実施形態の電磁波検出装置１０は、入射した電磁波に基づいて情報が生成されるにあたり必要な波長帯域の電磁波のみを検出することが可能となり、このため、電磁波に基づいて生成される情報の精度は向上し得る。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１００、第３の実施形態の電磁波検出装置１０１、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２、および第５の実施形態の電磁波検出装置１０３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１００について説明する。第２の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第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８に示すように、第２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１１０は、電磁波検出装置１００、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
　電磁波検出装置１００は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７０、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第２の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
　第１の通過部１７０は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７０は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
　第２の実施形態において、第１の通過部１７０は、複数の異なるバンドパスフィルタを含んで構成される。第２の実施形態において、第１の通過部１７０は、第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂを有する。図９に示すように、第１のバンドパスフィルタ１７０ａは、第２の所定波長帯域の電磁波を、第２の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第２の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは、第３の所定波長帯域の電磁波を、第３の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第３の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。
　第３の所定波長帯域の一部は、第２の所定波長帯域の一部と重なっている。第２の実施形態において、第１の波長帯域は、第２の所定波長帯域にも、第３の所定波長帯域にも含まれる波長帯域に相当する。したがって、第２の所定波長帯域と第３の所定波長帯域とのいずれにも含まれる第１の波長帯域は、第２の所定波長帯域および第３の所定波長帯域よりも狭い。
　第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは、切替部１６から第１の方向ｄ１に配置される。図８に示す例では、第１のバンドパスフィルタ１７０ａは第２のバンドパスフィルタ１７０ｂより切替部１６側に配置され、第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは第１のバンドパスフィルタ１７０ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１０に示すように、第１のバンドパスフィルタ１７０ａは第２のバンドパスフィルタ１７０ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、第２のバンドパスフィルタ１７０ｂは第１のバンドパスフィルタ１７０ａより切替部１６側に配置されてもよい。
　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のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂを有する第１の通過部１７０を備える。図９に示したように、第２の所定波長帯域と第３の所定波長帯域とのいずれにも含まれる第１の波長帯域は、第２の所定波長帯域および第３の所定波長帯域よりも狭い。照射部１２によって放射される電磁波が例えば、レーザ光である場合、電磁波の波長帯域は一般的なバンドパスフィルタより狭い。第１のバンドパスフィルタ１７０ａおよび第２のバンドパスフィルタ１７０ｂを用いることにより、１つのバンドパスフィルタを用いる場合に比べて、第１の通過部１７０によって通過させる電磁波の波長帯域は狭くなり得る。これにより、第２の実施形態の電磁波検出装置１００は、照射部１２によって放射される電磁波の波長帯域に近い波長帯域の電磁波のみを通過させ得る。そのため、第１の検出部２１による、異なる波長帯域を有する、照射部１２以外からの電磁波の検出が低減され得、さらに照射部１２から照射されて対象ｏｂによって反射された電磁波が全ての波長帯域で漏れなく検出され得る。したがって、第１の実施形態の電磁波検出装置１０より高い精度で情報が生成され得る。なお、このような構成および効果は、後述する第３の実施形態の電磁波検出装置１０１、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２、および第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
　次に、本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０１について説明する。第３の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第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３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１１に示すように、第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０１を含む情報取得システム１１１は、電磁波検出装置１０１、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
　電磁波検出装置１０１は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７１、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第２の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
　第１の通過部１７１は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７１は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
　第３の実施形態において、第１の通過部１７１は、バンドパスフィルタ１７１ａおよびショートパスフィルタ１７１ｂを有する。図１２に示すように、バンドパスフィルタ１７１ａは、第４の所定波長帯域の電磁波を、第４の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第４の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。ショートパスフィルタ１７１ｂは、第１の波長未満の波長帯域の電磁波を第１の波長以上の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第１の波長は、例えば、最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。第１の波長は、第４の所定波長帯域に含まれる。このような構成において、第１の波長帯域は、第４の所定波長帯域、かつ第１の波長未満の波長帯域に含まれる帯域に相当する。
　バンドパスフィルタ１７１ａおよびショートパスフィルタ１７１ｂは第１の方向ｄ１に配置される。図１１に示す例では、バンドパスフィルタ１７１ａはショートパスフィルタ１７１ｂより切替部１６側に配置され、ショートパスフィルタ１７１ｂはバンドパスフィルタ１７１ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１３に示すように、バンドパスフィルタ１７１ａはショートパスフィルタ１７１ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、ショートパスフィルタ１７１ｂはバンドパスフィルタ１７１ａより切替部１６側に配置されてもよい。
　以上のように、第３の実施形態の電磁波検出装置１０１は、バンドパスフィルタ１７１ａおよびショートパスフィルタ１７１ｂを有する第１の通過部１７１を備える。図１２に示したように、ショートパスフィルタ１７１ｂにおける電磁波の波長に対する通過率は、第１の波長の近傍で下降する。この下降は、第１の実施形態の電磁波検出装置１０における第１の通過部１７を構成するバンドパスフィルタ１７ａの通過率の下降より急峻である。
　言換えれば、ショートパスフィルタ１７１ｂでは、最大通過率から最低通過率に変化する帯域が、バンドパスフィルタ１７ａに比べて短い。当該変化する帯域が短くなるほど、第１の検出部２１に到達させる電磁波の量の増加、およびノイズ成分の低減が実現され得る。例えば、第１の通過部１７１が通過させる波長の設計上の上限が、当該変化する帯域の下限に近づくほど、ノイズ成分となる、当該変化する帯域における下限以上の帯域の電磁波の通過量が増加するからである。また、例えば、第１の通過部１７１が通過させる波長の設計上の上限が、当該変化する帯域の上限に近づくほど、検出が望まれる、当該変化する帯域における上限以下の帯域の電磁波の通過量が減少するからである。したがって、ショートパスフィルタ１７１ｂは、バンドパスフィルタ１７ａに比べて、所望の波長帯域の長い波長側で通過させるノイズ成分を低減させ、所望の電磁波が通過する量を増加させ得る。このような構成および効果は、後述する第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
　次に、本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０２について説明する。第４の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第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４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１４に示すように、第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０２を含む情報取得システム１１２は、電磁波検出装置１０２、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
　電磁波検出装置１０２は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７２、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第４の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
　第１の通過部１７２は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７２は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
　第４の実施形態において、第１の通過部１７２は、バンドパスフィルタ１７２ａおよびロングパスフィルタ１７２ｂを有する。図１５に示すように、バンドパスフィルタ１７２ａは、第５の所定波長帯域の電磁波を、第５の所定波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。第５の所定波長帯域は、例えば、最大の通過率の５０％以上の通過率となる波長帯域であってよい。ロングパスフィルタ１７２ｂは、第２の波長以上の波長帯域の電磁波を第２の波長未満の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第２の波長は、例えば、最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。第２の波長は第５の所定波長帯域に含まれる。このような構成において、第１の波長帯域は、第５の所定波長帯域に含まれ、かつ第２の波長より長い波長帯域に含まれる帯域に相当する。
　バンドパスフィルタ１７２ａおよびロングパスフィルタ１７２ｂは、切替部１６から第１の方向ｄ１に配置される。図１４に示す例では、バンドパスフィルタ１７２ａはロングパスフィルタ１７２ｂより切替部１６側に配置され、ロングパスフィルタ１７２ｂはバンドパスフィルタ１７２ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１６に示すように、バンドパスフィルタ１７２ａはロングパスフィルタ１７２ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、ロングパスフィルタ１７２ｂはバンドパスフィルタ１７２ａより切替部１６側に配置されてもよい。
　以上のように、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２において、バンドパスフィルタ１７２ａおよびロングパスフィルタ１７２ｂを有する第１の通過部１７２を備える。図１５に示したように、ロングパスフィルタ１７２ｂにおける電磁波の波長に対する通過率は、第２の波長近傍で上昇する。このため、第３の実施形態と類似して、第４の実施形態の電磁波検出装置１０２は、第１の波長帯域における短波長側で、第１の実施形態の電磁波検出装置１０よりも所望の波長帯域の電磁波の量を増加させ、且つノイズ成分となり得る所望の波長帯域以外の電磁波の通過を低減させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する第５の実施形態の電磁波検出装置１０３についても同じである。
　次に、本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０３について説明する。第５の実施形態では第１の通過部の構成および機能が第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５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１７に示すように、第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０３を含む情報取得システム１１３は、電磁波検出装置１０３、照射部１２、走査部１３、および制御部１４を含んで構成されている。
　電磁波検出装置１０３は、前段光学系１５、切替部１６、第１の通過部１７３、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２を有している。第５の実施形態における、前段光学系１５、切替部１６、第２の通過部１８、第１の後段光学系１９、第２の後段光学系２０、第１の検出部２１、および第２の検出部２２の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
　第１の通過部１７３は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に設けられている。また、第１の通過部１７３は、第１の実施形態と同じく、切替部１６から第１の方向ｄ１に進行する電磁波のうち第１の波長帯域の電磁波を、第１の波長帯域以外の電磁波より高い通過率で通過させる。
　第５の実施形態において、第１の通過部１７３は、ショートパスフィルタ１７３ａおよびロングパスフィルタ１７３ｂを有する。図１８に示すように、ショートパスフィルタ１７３ａは、第１の波長未満の波長帯域の電磁波を第１の波長以上の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第１の波長は、例えば、ショートパスフィルタ１７３ａにおける電磁波の最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。ロングパスフィルタ１７３ｂは、第２の波長以上の波長帯域の電磁波を第２の波長未満の波長帯域の電磁波より高い通過率で通過させる。第２の波長は、例えば、ロングパスフィルタ１７３ｂにおける電磁波の最大の通過率の５０％の通過率となる波長であってよい。第２の波長は、第１の波長より短い。このような構成において、第１の波長帯域は、第１の波長未満で第２の波長以上の波長帯域に相当する。
　ショートパスフィルタ１７３ａおよびロングパスフィルタ１７３ｂは第１の方向ｄ１に配置される。図１７に示す例では、ショートパスフィルタ１７３ａはロングパスフィルタ１７３ｂより切替部１６側に配置され、ロングパスフィルタ１７３ｂはショートパスフィルタ１７３ａより第１の後段光学系１９側に配置される。図１９に示すように、ショートパスフィルタ１７３ａはロングパスフィルタ１７３ｂより第１の後段光学系１９側に配置され、ロングパスフィルタ１７３ｂはショートパスフィルタ１７３ａより切替部１６側に配置されてもよい。
　以上のように、第５の実施形態の電磁波検出装置１０３において、第３の実施形態および第４の実施形態で説明した理由と同じ理由により、第５の実施形態の電磁波検出装置１０３は、第１の波長帯域における短波長側と長波長側の両方で、第１の実施形態の電磁波検出装置１０よりも所望の波長帯域の電磁波の量を増加させ、且つノイズ成分となり得る所望の波長帯域以外の電磁波の通過を低減させ得る。
　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。
　例えば、第１の実施形態から第５の実施形態において、第１の検出部２１は、上述した例に限られず、任意の数のバンドパスフィルタ、ショートパスフィルタ、およびロングパスフィルタを含んでもよい。
　また、第１の実施形態から第５の実施形態において、照射部１２、走査部１３、および制御部１４が、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、および１０３とともにそれぞれ情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、および１１３を構成している。しかし、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、および１０３それぞれは、照射部１２、走査部１３、および制御部１４の少なくとも１つを含んで構成されてもよい。
　また、第１の実施形態から第５の実施形態において、切替部１６は、基準面ｓｓ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の実施形態から第５の実施形態の切替部１６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１の状態が、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて第１の方向ｄ１に進行させる透過状態であってもよい。切替部１６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。このような構成の切替部１６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の反射の状態としての透過状態を画素ｐｘ毎に切替え得る。このような構成の切替部１６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シャッタを含む切替部が挙げられる。また、切替部１６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切替部が挙げられる。このような構成の切替部１６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２の状態としての反射状態および第１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の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、照射部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２１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、１１０、１１１、１１２、１１３は、走査部１３を備えず、照射部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の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、第１の検出部２１がアクティブセンサであり、第２の検出部２２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２１および第２の検出部２２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。
　また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３が照射部１２および走査部１３を備えない構成において、電磁波検出装置１０、１００、１０１、１０２、１０３は、第１の検出部２１と第２の検出部２２とが共に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、１００、１０１、１０２、および１０３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、１００、１０１、１０２、１０３は、第１の検出部２１および第２の検出部２２のうち一方がパッシブセンサでもう一方がアクティブセンサである構成でも、共にアクティブセンサである構成でも類似の効果が得られる。
　また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、複数の照射部１２を備えてもよい。複数の照射部１２は異種の電磁波を放射する。情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、複数の照射部１２を備える構成において、複数のミラーを備えてもよい。複数のミラーは複数の照射部１２のうちそれぞれ対応する照射部１２が照射する電磁波の放射方向に設けられている。
　また、第１の実施形態から第５の実施形態において、情報取得システム１１、１１０、１１１、１１２、１１３は、照射部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２２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、１１０、１１１、１１２、１１３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照射部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の実施形態から第５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、１１０、１１１、１１２、１１３は、走査部１３を備えず、照射部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の実施形態から第５の実施形態と類似の効果が得られる。
　１０、１００、１０１、１０２、１０３　電磁波検出装置
　１１、１１０、１１１、１１２、１１３　情報取得システム
　１２　照射部
　１３　走査部
　１４　制御部
　１５　前段光学系
　１６　切替部
　１７、１７０、１７１、１７２、１７３　第１の通過部
　１７ａ、１７１ａ、１７２ａ、１７３ａ、１７３ｂ　バンドパスフィルタ
　１７０ａ、１７１ｂ　ショートパスフィルタ
　１７０ｂ、１７２ｂ　ロングパスフィルタ
　１８　第２の通過部
　１９　第１の後段光学系
　２０　第２の後段光学系
　２１　第１の検出部
　２２　第２の検出部
　ｓｓ　基準面
　ｄ１　第１の方向
　ｄ２　第２の方向
　ｏｂ　対象
　ｐｘ、ｐｘ１、ｐｘ２　画素

Claims (31)

  1. 　基準面に沿って複数の画素が配置され、前記基準面に入射した電磁波を前記画素毎に第１の方向へ進行させる状態と第２の方向へ進行させる状態とに切替可能な切替部と、
    　第１の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第１の通過部と、
    　前記第１の方向へ進行して前記第１の通過部を通過した電磁波を検出する第１の検出部と、
    を備える電磁波検出装置。
  2. 　前記第１の通過部は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ、バンドパスフィルタのいずれかまたはそれらの組み合わせを含む、
    請求項１に記載の電磁波検出装置。
  3. 　前記第１の波長帯域は、前記第１の検出部によって検出可能な電磁波の波長帯域の少なくとも一部が重複する、
    　請求項１または２に記載の電磁波検出装置。
  4. 　前記第１の検出部は、照射部から対象に向けて照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、前記アクティブセンサであって、
    　前記第１の波長帯域は、前記照射部が照射する電磁波の波長帯域と、少なくとも一部が重複する、
    請求項４に記載の電磁波検出装置。
  6. 　前記第１の検出部は、前記アクティブセンサであって、
    　前記第１の波長帯域は、前記照射部が照射する電磁波の波長帯域を全て含む、
    請求項４または５に記載の電磁波検出装置。
  7. 　前記第１の検出部は、前記アクティブセンサであって、
    　前記第１の波長帯域は、前記照射部が照射する電磁波の波長帯域と一致する、
    請求項４から６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  8. 　前記照射部を備える、
    請求項４から７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  9. 　前記照射部は、フェイズドスキャン方式により電磁波を走査する、
    請求項４から８のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  10. 　前記照射部から放射される電磁波の向きを変えて前記対象における照射位置を変更する走査部を備える、
    請求項４から９のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  11. 　前記走査部は、電磁波を反射する反射面を備え、前記照射部から放射される電磁波を、前記反射面の向きを変更しながら前記反射面により反射することで走査する、
    請求項１０に記載の電磁波検出装置。
  12. 　前記反射面は、ＭＥＭＳミラー、ポリゴンミラー、およびガルバノミラーのいずれかを含む
    請求項１０または１１に記載の電磁波検出装置。
  13. 　前記照射部は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波のいずれかを照射する、
    請求項４から１２のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  14. 　前記切替部は、前記基準面に入射した電磁波を前記第１の方向へ反射する第１の反射状態と、前記第２の方向へ反射する第２の反射状態とに、前記画素毎に切り替える、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  15. 　前記切替部は、電磁波を反射する反射面を前記画素毎に含み、前記反射面の向きを前記画素毎に変更することにより、前記第１の反射状態と前記第２の反射状態とを切り替える、
    請求項１４に記載の電磁波検出装置。
  16. 　前記切替部は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  17. 　前記切替部は、前記基準面に入射した電磁波を、前記第１の方向へ透過する透過状態と、前記第２の方向へ反射する反射状態とに切り替える、
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  18. 　前記切替部は、電磁波を反射する反射面を含むシャッタを前記画素毎に含み、前記シャッタを前記画素毎に開閉することにより前記反射状態と前記透過状態とに、切り替える、請求項１７に記載の電磁波検出装置。
  19. 　前記第１の進行部は、前記シャッタがアレイ状に配列されたＭＥＭＳシャッタを含む、請求項１７または１８に記載の電磁波検出装置。
  20. 　前記第１の進行部は、前記反射状態および前記透過状態を液晶配光に応じて前記画素毎に切替可能な液晶シャッタを含む、
    請求項１７に記載の電磁波検出装置。
  21. 　前記第１の検出部は、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む、
    請求項１から２０のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  22. 　前記第１の検出部は、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検出する、
    請求項１から２１のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  23. 　第２の波長帯域の電磁波の通過率が、前記第２の波長帯域以外の電磁波の通過率よりも大きい第２の通過部と、
    　前記第２の方向へ進行して前記第２の通過部を通過した電磁波を検出する第２の検出部と、
    を備える請求項１から２２のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  24. 　前記第２の通過部は、前記第１の通過部と同種または異種のフィルタを含む、
    請求項２３に記載の電磁波検出装置。
  25. 　前記第２の検出部は、前記第１の検出部と同種または異種のセンサを含む、
    請求項２３または２４に記載の電磁波検出装置。
  26. 　前記第２の検出部は、前記第１の検出部と同種または異種の電磁波を検出する、
    請求項２３から２５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  27. 　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を備える、
    請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  28. 　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を備える、
    請求項２３から２６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
  29. 　前記制御部は、前記周囲に関する情報として、画像情報、距離情報、および温度情報の少なくともいずれかを取得する、
    請求項２７または２８に記載の電磁波検出装置。
  30. 　請求項１から２９のいずれか一項に記載の電磁波検出装置と、
    　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、
    情報取得システム。
  31. 　請求項２３から２６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置と、
    　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、
    情報取得システム。
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