JP2020016602A - 電磁波検出装置および情報取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】検出部に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図る。【解決手段】電磁波検出装置１００は、入射する電磁波を結像する第１の結像部１１０と、第１の波長帯域の電磁波の透過率が、第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい波長分離部１２３と、第１の結像部１１０および波長分離部１２３を順に通過した電磁波を検出する第１の検出部１４０と、を備える。第１の結像部１１０に入射して通過した第１の電磁波の束に含まれる第１の電磁波の進行方向と、第１の結像部１１０に入射して通過した第２の電磁波の束に含まれる第２の電磁波の進行方向とのなす角度は、所定値以内である。【選択図】図２

Description

本開示は、電磁波検出装置および情報取得システムに関する。

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

特許第４４０１９８９号

上述したような、特定の波長帯域の電磁波を、電磁波を検出する検出部に導く装置においては、検出部に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることが有益である。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、検出部に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による電磁波検出装置は、入射する電磁波を結像する第１の結像部と、第１の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第１の透過部と、前記第１の結像部および前記第１の透過部を順に通過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備え、前記第１の結像部に入射して通過した第１の電磁波の束に含まれる第１の電磁波の進行方向と、前記第１の結像部に入射して通過した第２の電磁波の束に含まれる第２の電磁波の進行方向とのなす角度は、所定値以内である。

上述した諸課題を解決すべく、第２の観点による電磁波検出装置は、入射する電磁波を結像する第１の結像部と、第１の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第１の透過部と、前記第１の結像部および前記第１の透過部を順に通過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備え、前記第１の結像部に入射して通過した電磁波の束に含まれる電磁波の進行方向と、前記第１の結像部の主軸とのなす角度は、所定値以内である。

また、第３の観点による情報取得システムは、上述した電磁波検出装置と、前記第１の検出部による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する制御部と、を備える。

上述したように本開示の解決手段を装置、およびシステムとして説明してきたが、本開示は、これらを含む態様としても実現し得るものであり、また、これらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

上記のように構成された本開示によれば、検出部に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置を含む情報取得システムの概略構成を示す図である。 図１に示す電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 バンドパスフィルタの分光特性の一例を示す図である。 図２に示す第１の結像部について説明するための図である。 本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成の他の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成のさらに別の一例を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置の他の構成例を示す図である。

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

図１に示す、本開示の第１の実施形態に係る電磁波検出装置１００を含む情報取得システム１１は、電磁波検出装置１００と、放射部１２と、走査部１３と、制御部１４とを含んで構成される。図１において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。各機能ブロックから突出する実線は、ビーム状の電磁波を示す。

放射部１２は、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかの電磁波を放射してよい。放射部１２は、放射する電磁波を、対象ｏｂに向けて、直接または走査部１３を介して間接的に放射してよい。

放射部１２は、幅の細い、例えば、０．５°のレーザー状の電磁波を放射してよい。放射部１２は、電磁波をパルス状に放射してよい。放射部１２は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）などを含む。放射部１２は、後述する制御部１４の制御に基づいて、電磁波の放射および停止を切り替えてよい。

走査部１３は、例えば、電磁波を反射する反射面を有する。走査部１３は、放射部１２から放射された電磁波を、反射面の向きを変えながら反射することにより、対象ｏｂに照射される電磁波の照射位置を変更してよい。すなわち、走査部１３は、放射部１２から放射される電磁波を用いて、対象ｏｂを走査してよい。走査部１３は、一次方向または二次方向に対象ｏｂを走査してよい。

走査部１３は、放射部１２から放射され、反射面で反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、電磁波検出装置１００における電磁波の検出範囲に含まれるように構成されてよい。したがって、走査部１３を介して対象ｏｂに照射される電磁波の少なくとも一部は、電磁波検出装置１００において検出され得る。

走査部１３は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ポリゴンミラー、およびガルバノミラーなどを含む。

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

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

制御部１４は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくともいずれかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御部１４は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）、およびＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）の少なくともいずれかを含んでよい。

制御部１４は、後述する電磁波検出装置１００が備える検出部による電磁波の検出結果に基づいて、電磁波検出装置１００の周囲に関する情報を取得してよい。周囲に関する情報は、例えば、画像情報、距離情報および温度情報などである。

制御部１４は、例えば、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、距離情報を取得する。具体的には、制御部１４は、例えば、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を有しており、放射部１２が電磁波を放射した時刻Ｔ１から、その電磁波が照射された照射位置で反射された反射波を電磁波検出装置１００が検出した時刻Ｔ２までの時間ΔＴを計測する。制御部１４は、計測した時間ΔＴに光速を乗算して２で除算することにより、照射位置までの距離を算出する。制御部１４は、走査部１３から取得する方向情報、または制御部１４が走査部１３に出力する駆動信号に基づいて、電磁波の照射位置を算出する。制御部１４は、電磁波の照射位置を変えながら各照射位置までの距離を算出することにより、画像状の距離情報を取得する。

本実施形態においては、情報取得システム１１は、電磁波を放射して、返ってくるまでの時間を直接計測するＤｉｒｅｃｔ ＴｏＦにより距離情報を取得する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。情報取得システム１１は、例えば、電磁波を一定の周期で放射し、放射された電磁波と返ってきた電磁波との位相差から、電磁波が返ってくるまでの時間を間接的に計測するＦｌａｓｈ ＴｏＦにより距離情報を取得してもよい。情報取得システム１１は、他のＴｏＦ方式、例えば、Ｐｈａｓｅｄ ＴｏＦにより距離情報を取得してもよい。

次に、本実施形態に係る電磁波検出装置１００の構成について図２を参照して説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る電磁波検出装置１００は、第１の結像部１１０と、プリズム１２０と、第１の検出部１４０と、第２の検出部１５０とを備える。

第１の結像部１１０は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。第１の結像部１１０は、放射部１２により放射され、対象ｏｂで反射した、被写体となる対象ｏｂの電磁波の像を、プリズム１２０の第１の面ｓ１へ進行させて、第１の面ｓ１より離れた位置で結像させる。

プリズム１２０は、第１の結像部１１０から進行した電磁波を分離し、第１の検出部１４０と第２の検出部１５０とに向けて射出する。プリズム１２０は、第１のプリズム１２１と、第２のプリズム１２２と、波長分離部１２３とを備える。

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

第１の面ｓ１は、プリズム１２０に入射する電磁波を第１の方向ｄ１へ進行させる。第１の面ｓ１は、第１の結像部１１０から第１の面ｓ１に入射する電磁波の進行軸に対して垂直であってよい。第１の面ｓ１は、第１の結像部１１０から入射する電磁波を透過または屈折させて、第１の方向ｄ１へ進行させてよい。

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

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

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

第４の面ｓ４は、後述する波長分離部１２３により第２の方向ｄ２へ進行した電磁波を射出する。第４の面ｓ４は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第２の方向ｄ２に垂直であってよい。

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

第１の透過部としての波長分離部１２３は、第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２と、第２のプリズム１２２の第５の面ｓ５との間に配置されている。波長分離部１２３は、例えば、第２の面ｓ２あるいは第５の面ｓ５に蒸着された単層あるいは多層の薄膜により構成される。波長分離部１２３は、第１の波長帯域の電磁波を透過し、第１の波長帯域以外の電磁波を反射する。すなわち、波長分離部１２３は、第１の波長帯域の電磁波の透過率が、第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい。また、波長分離部１２３は、第１の波長帯域以外の電磁波の反射率が、第１の波長帯域の電磁波の反射率よりも高い。波長分離部１２３は、第１の波長帯域の電磁波を第２の方向ｄ２へ透過させ、第１の波長帯域以外の電磁波を第３の方向ｄ３へ反射する。波長分離部１２３は、所定のカットオフ波長よりも長波長側の波長帯域の電磁波を透過させるロングパスフィルタ、所定のカットオフ波長よりも短波長側の波長帯域の電磁波を透過させるショートパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかを含む。

第１の検出部１４０は、第１の結像部１１０および波長分離部１２３を順に通過した電磁波を検出する。第１の検出部１４０は、放射部１２から対象ｏｂに向けて放射された電磁波の対象ｏｂからの反射波を検出するアクティブセンサまたはパッシブセンサを含む。第１の検出部１４０は、放射部１２から放射され、かつ、走査部１３により反射されることにより対象ｏｂに向けて放射された電磁波の対象ｏｂからの反射波を検出してよい。

第１の検出部１４０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１４０は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）、ミリ波センサ、サブミリ波センサ、および測距イメージセンサなどの単一の素子を含む。第１の検出部１４０は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、ＭＰＰＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｈｏｔｏｎ Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｕｎｔｅｒ）、測距イメージングアレイ、および測距イメージセンサなどの素子アレイを含むものであってもよい。第１の検出部１４０は、測距センサ、イメージセンサおよびサーモセンサの少なくともいずれかを含んでよい。

第１の検出部１４０は、被写体からの反射波を検出したことを示す検出情報を制御部１４に送信してよい。制御部１４は、第１の検出部１４０により検出された電磁波に基づいて、電磁波検出装置１００の周囲の情報を取得する。具体的には、制御部１４は、第１の検出部１４０から送信されてきた検出情報に基づいて、例えば、ＴｏＦ方式により、放射部１２から放射された電磁波の照射位置の距離情報を取得することができる。

第２の検出部１５０は、プリズム１２１の第３の面ｓ３から射出された電磁波を検出する。すなわち、第２の検出部１５０は、波長分離部１２３により反射された電磁波を検出する。

第２の検出部１５０は、パッシブセンサを含む。第２の検出部１５０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１５０は、イメージセンサまたはイメージングアレイなどの撮像素子を含み、検出面において結像した電磁波による像を撮像し、撮像した対象ｏｂに相当する画像情報を生成してよい。第２の検出部１５０は、可視光の像を撮像してよい。第２の検出部１５０は、生成した画像情報を制御部１４に送信してよい。制御部１４は、第２の検出部１５０による電磁波の検出結果に基づいて、周囲に関する情報を取得する。

第２の検出部１５０は、赤外線、紫外線および電波の像など、可視光以外の像を撮像してもよい。第２の検出部１５０は、測距センサを含んでよい。このような構成において、電磁波検出装置１００は、第２の検出部１５０により画像状の距離情報を取得し得る。第２の検出部１５０は、測距センサまたはサーモセンサなどを含んでよい。このような構成において、電磁波検出装置１００は、第２の検出部１５０により画像状の温度情報を取得し得る。

第２の検出部１５０は、第１の検出部１４０とは同種または異種のセンサを含んでよい。第２の検出部１５０は、第１の検出部１４０と同種または異種の電磁波を検出してよい。

上述したように、波長分離部１２３は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタあるいはバンドパスフィルタのいずれかを含む。図３は、一般的なバンドパスフィルタの分光特性の一例を示す図である。

バンドパスフィルタは、特定の波長帯域の電磁波を透過させ、それ以外の波長帯域の電磁波を遮断する。このようなバンドパスフィルタには、電磁波の入射角度によって、透過する電磁波の波長帯域がシフトするという性質がある。例えば、図３に示すように、光線（レーザー光）の入射角度がα°である場合に、所定のレーザー帯域の電磁波を透過するバンドパスフィルタを考える。ここで、例えば、光線の入射角度が（α＋β）°になると、バンドパスフィルタを透過する電磁波の波長帯域が低域側にシフトする。また、光線の入射角度が（α−β）°になると、バンドパスフィルタを透過する電磁波の波長帯域が高域側にシフトする。このような入射角度による透過する電磁波の波長帯域のシフトは、波長分離部１２３により分離された電磁波を検出する第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に不必要な波長帯域の電磁波が入射する原因となる。図３においては、バンドパスフィルタを例として説明しているが、ロングパスフィルタあるいはショートパスフィルタも、入射角度による電磁波の波長帯域のシフトが生じる。

そこで、本実施形態においては、第１の結像部１１０により、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波の主光線が射出側において光軸と略平行になるようにする。具体的には、図４に示すように、第１の結像部１１０に入射して通過した第１の電磁波の束１に含まれる第１の電磁波１ａの進行方向と、第１の電磁波の束１とは異なる画角から第１の結像部１１０に入射して通過した第２の電磁波の束２に含まれる電磁波２ａの進行方向とのなす角度は、所定値以内とする。また、図４に示すように、第１の結像部１１０に入射して通過した電磁波の束１，２に含まれる電磁波１ａ，２ａの進行方向と、第１の結像部１１０の主軸３とのなす角度が、所定値以内とする。ここで、上述した角度は、１５°以内であり、より好ましくは、０°である。第１の結像部１１０は、例えば、像側テレセントリック光学系を構成する。

第１の結像部１１０により、入射した各画角の電磁波を略平行にして波長分離部１２３に入射することで、波長分離部１２３に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１００の構成は、図２に示す構成に限られない。図５は、本実施形態に係る電磁波検出装置１００の他の構成例を示す図である。

図５に示す電磁波検出装置１００は、図２に示す電磁波検出装置１００と比較して、第２の検出部１５０および波長分離部１２３を削除した点と、プリズム１２０をプリズム１２０ａに変更した点と、波長選択部１３０を追加した点とが異なる。

プリズム１２０ａは、第１の面ｓ１および第４の面ｓ４を少なくとも別々の異なる表面として有する。

第１の面ｓ１は、第１の結像部１１０からプリズム１２０ａに入射する電磁波を第１の方向ｄ１へ進行させる。第４の面ｓ４は、第１の方向ｄ１へ進行した電磁波を射出する。

波長選択部１３０は、単層あるいは多層の薄膜により構成され、プリズム１２０ａの第４の面ｓ４と第１の検出部１４０との間に、単体の素子として配置されている。波長選択部１３０は、第２の波長帯域の電磁波を透過する。すなわち、波長選択部１３０は、第２の波長帯域の電磁波の透過率が、第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい。波長選択部１３０は、プリズム１２０ａの第４の面ｓ４から射出された電磁波のうち、第２の波長帯域の電磁波を透過させる。波長選択部１３０を透過した電磁波は、第１の検出部１４０により検出される。波長選択部１３０は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかを含む。波長選択部１３０においても、波長分離部１２３と同様に、入射角度による波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトが生じる。

しかしながら、図５に示す電磁波検出装置１００においても、第１の結像部１１０により、入射した各画角の電磁波を略平行にして波長選択部１３０に入力することで、波長選択部１３０に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

このように本実施形態においては、電磁波検出装置１００は、入射する電磁波を結像する第１の結像部１１０と、所定の波長帯域の電磁波を透過する波長分離部１２３（あるいは、波長選択部１３０）と、第１の結像部１１０および波長分離部１２３（あるいは、波長選択部１３０）を順に通過した電磁波を検出する第１の検出部１４０とを備える。ここで、第１の結像部１１０に入射して通過した第１の電磁波の束１に含まれる第１の電磁波１ａの進行方向と、第１の結像部１１０に入射して通過した第２の電磁波の束２に含まれる第２の電磁波２ａの進行方向とのなす角度が、所定値以内である。また、第１の結像部１１０に入射して通過した電磁波の束１，２に含まれる電磁波１ａ，２ａの進行方向と、第１の結像部１１０の主軸３とのなす角度が、所定値以内である。

このような構成により、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波が、射出側において略平行になるようにして、波長分離部１２３（あるいは、波長選択部１３０）に入射される。したがって、波長分離部１２３（あるいは、波長選択部１３０）に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３（あるいは、波長選択部１３０）を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

また、本実施形態に係る情報取得システム１１では、制御部１４は、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０により検出された電磁波に基づいて、電磁波検出装置１００の周囲に関する情報を取得する。そのため、情報取得システム１１は、検出した電磁波に基づく有益な情報を提供し得る。このような構成および効果は、後述する各実施形態の情報取得システムについても同じである。

次に、図６を参照して、本開示の第２の実施形態に係る電磁波検出装置１０１について説明する。図６において、上述した第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６に示す電磁波検出装置１０１は、図２に示す電磁波検出装置１００と比較して、波長選択部１３０を追加した点が異なる。

第２の透過部としての波長選択部１３０は、単層あるいは多層の薄膜により構成され、プリズム１２０の第４の面ｓ４と第１の検出部１４０との間に、単体の素子として配置されている。波長選択部１３０は、第２の波長帯域の電磁波を透過する。すなわち、波長選択部１３０は、第２の波長帯域の電磁波の透過率が、第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい。波長選択部１３０は、プリズム１２０の第４の面ｓ４から射出された電磁波のうち、第２の波長帯域の電磁波を透過させる。波長選択部１３０は、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタおよびバンドパスフィルタのいずれかを含む。ここで、第１の波長帯域と第２の波長帯域とは、一部が重複している。

第１の検出部１４０は、第１の結像部１１０、波長分離部１２３および波長選択部１３０を順に通過した電磁波を検出する。上述したように、波長分離部１２３が透過する電磁波の波長帯域である第１の波長帯域と波長選択部１３０が透過する電磁波の波長帯域である第２の波長帯域とは一部が重複している。したがって、波長分離部１３０で分離後の電磁波をさらに波長選択部１３０で選択して、第１の検出部１４０に入射することができる。そのため、例えば、第１の検出部１４０を測距センサとし、第２の検出部１５０をイメージセンサとした場合に、よりノイズの少ない電磁波を波長選択が必要な第１の検出部１４０に入射することができる。

図６に示す電磁波検出装置１０１においても、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波が、射出側において略平行になるようにして、波長分離部１２３に入射される。したがって、波長分離部１２３に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

次に、図７を参照して、本開示の第３の実施形態に係る電磁波検出装置１０２について説明する。図７において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図７に示す電磁波検出装置１０２は、図２に示す電磁波検出装置１００と比較して、進行部１６０および第２の結像部１７０を追加した点が異なる。

進行部１６０は、プリズム１２０の第４の面ｓ４から射出される電磁波の経路上に設けられている。進行部１６０は、第１の結像部１１０から所定の距離だけ離れた対象ｏｂの一次結像位置または一次結像位置近傍に設けられてもよい。

進行部１６０は、第１の結像部１１０およびプリズム１２０を通過した電磁波が入射する基準面ｓｓを有している。基準面ｓｓは、後述する第１の状態および第２の状態の少なくともいずれかにおいて、電磁波に、例えば、反射および透過などの作用を生じさせる面である。進行部１６０は、第１の結像部１１０による対象ｏｂの電磁波の像を基準面ｓｓに結像させてよい。基準面ｓｓは、第４の面ｓ４から射出された電磁波の進行軸に垂直であってよい。

進行部１６０は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、特定の方向へ進行させる。進行部１６０は、基準面ｓｓに沿って配置された複数の画素ｐｘを備える。進行部１６０は、電磁波を特定の方向としての第１の選択方向ｄｓ１へ進行させる第１の状態と、別の特定の方向としての第２の選択方向ｄｓ２へ進行させる第２の状態とに、画素ごとに切替可能である。進行部１６０は、波長分離部１２３を透過し、基準面ｓｓに入射した電磁波を、画素ｐｘごとに特定の方向としての第４の方向ｄ４へ進行させる。第１の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第１の選択方向ｄｓ１に反射する第１の反射状態を含む。第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波を、第２の選択方向ｄｓ２に反射する第２の反射状態を含む。

進行部１６０は、画素ｐｘごとに電磁波を反射する反射面を含んでよい。進行部１６０は、画素ｐｘごとに反射面の向きを変更することにより、第１の反射状態および第２の反射状態を画素ｐｘごとに切り替えてよい。

進行部１６０は、例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＤＭＤは、基準面ｓｓを構成する微小な反射面を駆動することにより、画素ｐｘごとに反射面を基準面ｓｓに対して＋１２°または−１２°の傾斜状態に切替可能である。基準面ｓｓは、ＤＭＤにおける微小な反射面を載置する基板の板面に平行であってよい。

進行部１６０は、制御部１４の制御に基づいて、第１の状態と第２の状態とを、画素ｐｘごとに切替えてよい。例えば、進行部１６０は、一部の画素ｐｘを第１の状態に切替えることにより、当該画素ｐｘに入射する電磁波を第１の選択方向ｄｓ１へ進行させ得る。進行部１６０は、別の一部の画素ｐｘを第２の状態に切替えることにより、当該画素ｐｘに入射する電磁波を第２の選択方向ｄｓ２へ進行させ得る。

第２の結像部１７０は、進行部１６０により第４の方向ｄ４へ進行した電磁波の経路上に設けられてよい。第２の結像部１７０は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。第２の結像部１７０は、進行部１６０の基準面ｓｓにおいて一次結像し、第４の方向ｄ４へ進行する電磁波としての対象ｏｂの像を、第１の検出部１４０へ進行させて、結像させてよい。

第１の検出部１４０は、波長分離部１２３を透過後、特定の方向としての第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を検出する。

図７に示す電磁波検出装置１０２においても、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波が、射出側において略平行になるようにして、波長分離部１２３に入射される。したがって、波長分離部１２３に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０２の構成は、図７に示す構成に限られない。図８は、本実施形態に係る電磁波検出装置１０２の他の構成例を示す図である。

図８に示す電磁波検出装置１０２は、図７に示す電磁波検出装置１０２と比較して、波長選択部１３０を追加した点が異なる。

波長選択部１３０は、プリズム１２０の第４の面ｓ４と進行部１６０との間に配置されている。波長選択部１３０は、第２の波長帯域の電磁波を透過させる。波長選択部１３０を透過した電磁波は、進行部１６０により第４の方向へ進行する。

第１の検出部１４０は、波長選択部１３０を透過後、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１４０は、波長選択部１３０を透過後、進行部１６０により第４の方向ｄ４へ進行し、第２の結像部１７０を透過した電磁波を検出する。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０２は、図９に示すように、プリズム１２０を備えていなくてもよい。この場合、電磁波検出装置１０２は、第２の検出部１５０を有さず、波長選択部１３０を透過し、進行部１６０により第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を第１の検出部１４０により検出する。

また、図８においては、波長選択部１３０が、プリズム１２０の第４の面ｓ４と進行部１６０との間に配置される例を用いて説明したが、波長選択部１３０の配置は、これに限られるものではない。

例えば、図１０に示すように、波長選択部１３０は、第２の結像部１７０と第１の検出部１４０との間に配置されてもよい。図１０に示す電磁波検出装置１０２においては、第１の検出部１４０は、進行部１６０により第４の方向ｄ４へ進行後、波長選択部１３０を透過した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１４０は、第４の方向ｄ４へ進行し、第２の結像部１７０および波長選択部１３０を順に透過した電磁波を検出する。

また、図１１に示すように、波長選択部１３０は、進行部１６０と第２の結像部１７０との間に配置されてもよい。図１１に示す電磁波検出装置１０２においては、第１の検出部１４０は、進行部１６０により第４の方向ｄ４へ進行後、波長選択部１３０を透過した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１４０は、第４の方向ｄ４へ進行し、波長選択部１３０および第２の結像部１７０を順に透過した電磁波を検出する。

図１０，１１に示す電磁波検出装置１０２においても、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波が、射出側において略平行になるようにして、波長分離部１２３に入射される。したがって、波長分離部１２３に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

進行部１６０の二次結像面のサイズが、第１の検出部１４０の検出面のサイズよりも大きい場合、第２の結像部１７０としてのレンズの結像倍率を小さくする必要があるが、レンズの結像倍率が小さいほど、レンズの開口数が大きくなる。第２の結像部１７０の結像倍率が１より小さい場合、波長選択部１３０を第２の結像部１７０と第１の検出部１４０との間に配置すると、図１１に示すように波長選択部１３０を進行部１６０と第２の結像部１７０との間に配置するよりも、図１０に示すように波長選択部１３０への電磁波の入射角度の範囲が広くなり、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトが大きくなってしまう。

そのため、第２の結像部１７０の結像倍率が１よりも小さい場合、図１１に示すように、進行部１６０から第２の結像部１７０までの電磁波の進行経路よりも、第２の結像部１７０から第１の検出部１４０までの電磁波の進行経路を短くする。また、第２の結像部１７０の結像倍率が１よりも大きい場合、図１０に示すように、第２の結像部１７０から第１の検出部１４０までの電磁波の進行経路よりも、進行部１６０から第２の結像部１７０までの電磁波の進行経路を短くする。こうすることで、波長選択部１３０への電磁波の入射角度の範囲の広がりを抑制し、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトの影響を低減することができる。

また、進行部１６０と第２の結像部１７０との間に波長選択部１３０を配置する場合、図１２に示すように、第２の結像部１７０に入射する各画角の電磁波の主光線が光軸と略平行になるようにしてもよい。具体的には、第２の結像部１７０に入射する第３の電磁波の束に含まれる第３の電磁波の進行方向と、第２の結像部１７０に入射する第４の電磁波の束に含まれる第４の電磁波の進行方向とのなす角度は、所定値以内とする。また、第２の結像部１７０に入射する電磁波の束に含まれる電磁波の進行方向と、第２の結像部１７０の主軸とのなす角度は、所定値以内とする。ここで、上述した角度は、１５°以内であり、より好ましくは、０°である。第２の結像部１７０は、例えば、物体側テレセントリック光学系を構成する。

図１２に示す電磁波検出装置１０２においては、第２の結像部１７０に入射する各画角の電磁波の主光線が光軸と略平行になるようにすることで、波長選択部１３０に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトも抑制することができる。

次に、図１３を参照して、本開示の第４の実施形態に係る電磁波検出装置１０３について説明する。図１３において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図１３に示す電磁波検出装置１０３は、図４に示す電磁波検出装置１０１と比較して、プリズム１２０をプリズム１２０ｂに変更した点が異なる。

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

第２のプリズム１２２ｂは、第４の面ｓ４３、第５の面ｓ５３および第６の面ｓ６３を別々の異なる表面として有してよい。

第４の面ｓ４３は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波を進行部１６０の基準面ｓｓに射出する。また、第４の面ｓ４３は、進行部１６０の基準面ｓｓから再入射した電磁波を第４の方向ｄ４へ進行させる。すなわち、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、波長分離部１２３を透過した電磁波を進行部１６０の基準面ｓｓに射出し、基準面ｓｓから特定の方向へ進行した電磁波が再入射する第１の射出面としての第４の面ｓ４３を備える。第４の面ｓ４３は、第２の方向ｄ２へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第２の方向ｄ２に垂直であってよい。第４の面ｓ４３は、進行部１６０の基準面ｓｓに対して平行であってよい。第４の面ｓ４３は、基準面ｓｓから再入射する電磁波を透過または屈折させて第４の方向ｄ４へ進行させてよい。

第５の面ｓ５３は、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を第５の方向ｄ５へ進行させる。第５の面ｓ５３は、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を内部反射して第５の方向ｄ５へ進行させてよい。第５の面ｓ５３は、第４の方向ｄ４へ進行した電磁波を内部全反射して第５の方向ｄ５へ進行させてよい。第４の方向ｄ４へ進行した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角は臨界角以上であってよい。第４の方向ｄ４へ進行した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角は、第１の方向ｄ１へ進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角と異なってよい。第４の方向ｄ４へ進行した電磁波の第５の面ｓ５３への入射角は、第１の方向ｄ１へ進行した電磁波の第２の面ｓ２への入射角より大きくてよい。

第６の面ｓ６３は、第５の方向ｄ５へ進行した電磁波を射出する。すなわち、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３は、第４の面ｓ４３から再入射した電磁波を射出する第２の射出面としての第６の面ｓ６３を備える。第６の面ｓ６３は、第５の方向ｄ５へ進行した電磁波の進行軸に対して垂直、すなわち第５の方向ｄ５に垂直であってよい。

第２のプリズム１２２ｂは、第５の面ｓ５３が第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２に平行かつ対向するように配置されてよい。第２のプリズム１２２ｂは、第１のプリズム１２１の第２の面ｓ２を透過し、第５の面ｓ５３を介して第２のプリズム１２２ｂの内部を進行する電磁波の進行方向に第４の面ｓ４３が位置するように配置されてよい。

第１の検出部１４０は、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３から射出された電磁波を検出する。より具体的には、第１の検出部１４０は、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３から射出され、第２の結像部１７０を通過した電磁波を検出する。

図１３に示す電磁波検出装置１０３においても、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波が、射出側において略平行になるようにして、波長分離部１２３に入射される。したがって、波長分離部１２３に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０３の構成は、図１３に示す構成に限られない。図１４は、本実施形態に係る電磁波検出装置１０３の他の構成例を示す図である。

図１４に示す電磁波検出装置１０３は、図１３に示す電磁波検出装置１０３と比較して、波長選択部１３０を追加した点が異なる。

波長選択部１３０は、第２の結像部１７０と第１の検出部１４０との間に配置されている。

第１の検出部１４０は、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３から射出され、波長選択部１３０を透過した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１４０は、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３から射出され、第２の結像部１７０および波長選択部１３０を順に通過した電磁波を検出する。

波長選択部１３０は、図１５に示すように、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３と第２の結像部１７０との間に配置されてもよい。図１５に示す電磁波検出装置１０３においては、第１の検出部１４０は、プリズム１２０ａの第６の面ｓ６３から射出され、波長選択部１３０を透過した電磁波を検出する。具体的には、第１の検出部１４０は、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３から射出され、波長選択部１３０および第２の結像部１７０を順に通過した電磁波を検出する。

プリズム１２０ｂの第４の面ｓ４３と進行部１６０との間に波長選択部１３０を配置することも考えられる。プリズム１２０ｂの第４の面ｓ４３と進行部１６０との間に波長選択部１３０を配置する場合、第１の検出部１４０には、波長選択部１３０を２回通過した電磁波が入射する。この場合、波長選択部１３０を２回通過することで、第１の検出部１４０に入射する電磁波の光量が低下するおそれがある。一方、図１４，１５に示すように、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３と第１の検出部１４０との間に波長選択部１３０が配置される場合、第１の検出部１４０には、波長選択部１２４を１回だけ通過した電磁波が入射する。そのため、第１の検出部１４０に入射される電磁波の光量の低下を抑制することができる。

図１４，１５に示す電磁波検出装置１０３においても、第１の結像部１１０に入射した各画角の電磁波が、射出側において略平行になるようにして、波長分離部１２３に入射される。したがって、波長分離部１２３に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長分離部１２３を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

進行部１６０の二次結像面のサイズが、第１の検出部１４０の検出面のサイズよりも大きい場合、第２の結像部１７０としてのレンズの結像倍率を小さくする必要があるが、レンズの結像倍率が小さいほど、レンズの開口数が大きくなる。第２の結像部１７０の結像倍率が１より小さい場合、図１４に示すように波長選択部１３０を第２の結像部１７０と第１の検出部１４０との間に配置すると、図１５に示すように波長選択部１３０をプリズム１２０ｂと第２の結像部１７０との間に配置するよりも、波長選択部１３０への電磁波の入射角度の範囲が広くなり、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトが大きくなってしまう。

そのため、第２の結像部１７０の結像倍率が１よりも小さい場合、図１５に示すように、プリズム１２０ｂと第２の結像部１７０との間に波長選択部１３０を配置する。また、第２の結像部１７０の結像倍率が１よりも大きい場合、図１４に示すように、第２の結像部１７０と第１の検出部１４０との間に波長選択部１３０を配置する。こうすることで、波長選択部１３０への電磁波の入射角度の範囲の広がりを抑制し、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトの影響を低減することができる。

また、プリズム１２０ｂと第２の結像部１７０との間に波長選択部１３０を配置する場合、図１６に示すように、第２の結像部１７０に入射する各画角の電磁波の主光線が光軸と略平行になるようにしてもよい。具体的には、第２の結像部１７０に入射する第３の電磁波の束に含まれる第３の電磁波の進行方向と、第２の結像部１７０に入射する第４の電磁波の束に含まれる第４の電磁波の進行方向とのなす角度は、所定値以内とする。また、第２の結像部１７０に入射する電磁波の束に含まれる電磁波の進行方向と、第２の結像部１７０の主軸とのなす角度は、所定値以内とする。上述した角度は、１５°以内であり、より好ましくは、０°である。第２の結像部１７０は、例えば、物体側テレセントリック光学系を構成する。

図１６に示す電磁波検出装置１０３においては、第２の結像部１７０に入射する各画角の電磁波の主光線が光軸と略平行になるようにすることで、波長選択部１３０に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトも抑制することができる。

次に、図１７を参照して、本開示の第５の実施形態に係る電磁波検出装置１０４について説明する。図１７において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図１７に示す電磁波検出装置１０４は、図６に示す電磁波検出装置１０１と比較して、可視光カットフィルタ１８１およびＩＲカットフィルタ１８２を追加した点が異なる。

可視光カットフィルタ１８１は、波長選択部１３０と第１の検出部１４０との間に配置されている。可視光カットフィルタ１８１は、波長選択部１３０を透過した電磁波のうち、可視光線をカットする。

ＩＲカットフィルタ１８２は、プリズム１２０の第３の面ｓ３と第２の検出部１５０との間に、単体の素子として配置されている。ＩＲカットフィルタ１８２は、波長分離部１２３により反射され、プリズム１２０の第３の面ｓ３から射出された電磁波のうち、赤外線をカットする。

このように、波長選択部１３０の後段に可視光カットフィルタ１８１を配置し、波長分離部１２３の後段にＩＲカットフィルタ１８２を配置することで、第１の検出部１４０および第２の検出部１５０に入射する不必要な波長帯域の電磁波のさらなる低減を図ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０４の構成は、図１７に示す構成に限られない。図１８は、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４の他の構成例を示す図である。

図１８に示す電磁波検出装置１０４は、図１１に示す電磁波検出装置１０２と比較して、可視光カットフィルタ１８１およびＩＲカットフィルタ１８２を追加した点が異なる。

可視光カットフィルタ１８１は、波長選択部１３０と第２の結像部１７０との間に配置されている。可視光カットフィルタ１８１は、波長選択部１３０を透過した電磁波のうち、可視光線をカットする。

ＩＲカットフィルタ１８２は、プリズム１２０の第３の面ｓ３と第２の検出部１５０との間に、単体の素子として配置されている。ＩＲカットフィルタ１８２は、波長分離部１２３により反射され、プリズム１２０の第３の面ｓ３から射出された電磁波のうち、赤外線をカットする。

このように本実施形態に係る電磁波検出装置１０４は、進行部１６０を備えた構成において、可視光カットフィルタ１８１およびＩＲカットフィルタ１８２を備えていてもよい。

図１９は、本実施形態に係る電磁波検出装置１０４のさらに別の構成例を示す図である。

図１９に示す電磁波検出装置１０４は、図１５に示す電磁波検出装置１０３と比較して、可視光カットフィルタ１８１およびＩＲカットフィルタ１８２を追加した点が異なる。

可視光カットフィルタ１８１は、波長選択部１３０と第２の結像部１７０との間に配置されている。可視光カットフィルタ１８１は、波長選択部１３０を透過した電磁波のうち、可視光線をカットする。

ＩＲカットフィルタ１８２は、プリズム１２０の第３の面ｓ３と第２の検出部１５０との間に、単体の素子として配置されている。ＩＲカットフィルタ１８２は、波長分離部１２３により反射され、プリズム１２０の第３の面ｓ３から射出された電磁波のうち、赤外線をカットする。

図１７〜１９においては、波長選択部１３０が、単体の素子として配置されている例を示しているが、これに限られるものではない。波長選択部１３０は、図２０，２１に示すように、プリズム１２０の第４の面ｓ４に蒸着されていてもよい。また、波長選択部１３０は、図２２に示すように、プリズム１２０ｂの第６の面ｓ６３に蒸着されていてもよい。

また、図１７〜１９においては、ＩＲカットフィルタ１８２が、単体の素子として配置されている例を示しているが、これに限られるものではない。ＩＲカットフィルタ１８２は、図２０，２１に示すように、プリズム１２０の第３の面ｓ３に蒸着されていてもよい。また、ＩＲカットフィルタ１８２は、図２２に示すように、プリズム１２０ａの第３の面ｓ３に蒸着されていてもよい。

図２０〜２２のように、波長選択部１３０およびＩＲカットフィルタ１８２をプリズム１２０，１２０ａに蒸着することで、波長選択部１３０あるいはＩＲカットフィルタ１８２が設けられたフィルタ面でのフレネル反射を抑制することができる。フレネル反射を抑制することで、図２０〜２２に示す電磁波検出装置１０４は、透過率の低下の抑制、ゴーストの発生の抑制、部品点数の削減、波長選択部１３０およびＩＲカットフィルタ１８２分の結像レンズのバックフォーカスの短縮などを図ることができる。

図１７〜図２２においては、電磁波検出装置１０４は、波長選択部１３０の後段に配置された可視光カットフィルタ１８１および波長分離部１２３の後段に配置されたＩＲカットフィルタ１８２の両方を備える構成について説明したが、これに限られるものでない。本実施形態に係る電磁波検出装置１０４は、可視光カットフィルタ１８１およびＩＲカットフィルタ１８２のいずれか一方だけを備えていてもよい。

次に、図２３を参照して、本開示の第６の実施形態に係る電磁波検出装置１０５について説明する。図２３において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図２３に示す電磁波検出装置１０５は、図６に示す電磁波検出装置１０１と比較して、波長選択部１３０の配置が異なる。

波長選択部１３０は、波長分離部１２３のプリズム１２１の第２の面ｓ２とは反対側の面に蒸着して配置されている。すなわち、本実施形態においては、波長分離部１２３および波長選択部１３０が、電磁波の進行経路の上流から順に合わせて蒸着されている。

図２３に示す電磁波検出装置１０５においても、第１の結像部１１０により、入射した各画角の電磁波を略平行にして波長選択部１３０に入力することで、波長選択部１３０に対する電磁波の入射角度は略一定となり、入射角度の変化による、波長選択部１３０を透過する電磁波の波長帯域のシフトが抑制される。そのため、第１の検出部１４０および第２の検出部１４０に入射する不必要な波長帯域の電磁波の低減を図ることができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０５の構成は、図２３に示す構成に限られない。図２４は、本実施形態に係る電磁波検出装置１０５の他の構成例を示す図である。

図２４に示す電磁波検出装置１０５は、図８に示す電磁波検出装置１０２と比較して、波長選択部１３０の配置が異なる。

波長選択部１３０は、波長分離部１２３のプリズム１２１の第２の面ｓ２とは反対側の面に蒸着して配置されている。

このように本実施形態に係る電磁波検出装置１０５は、進行部１６０を備えた構成において、電磁波の進行経路の上流から順に合わせて蒸着された波長分離部１２３および波長選択部１３０を備えていてもよい。

次に、図２５を参照して、本開示の第７の実施形態に係る電磁波検出装置１０６について説明する。図２５において、上述した各実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図２５に示す電磁波検出装置１０６は、図２０に示す電磁波検出装置１０４と比較して、プリズム１２０（第１のプリズム１２１および第２のプリズム１２２）を削除した点が異なる。すなわち、本実施形態においては、波長分離部１２３、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１８２が、プリズム１２０に蒸着されておらず、単独で配置されている。この場合、波長分離部１２３、波長選択部１２４およびＩＲカットフィルタ１８２はそれぞれ、例えば、板状の素子として構成される。

図２０に示す電磁波検出装置１０４のように、波長分離部１２３、波長選択部１３０およびＩＲカットフィルタ１８２をプリズム１２０に蒸着して形成する場合、位置合わせが容易になり、位置精度を向上させることができる。一方、本実施形態に係る電磁波検出装置１０６のように、波長分離部１２３、波長選択部１３０およびＩＲカットフィルタ１８２を単独で配置する場合、プリズム１２０が不要となるので、軽量化、部品数の削減を図ることができる。また、プリズム１２０を用いないため、本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、プリズム１２０内での不要な反射などによるフレアあるいはゴーストの発生を防ぐことができる。

本実施形態に係る電磁波検出装置１０６の構成は、図２５に示す構成に限られない。本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、図２６に示すように、図２１に示す電磁波検出装置１０４において、プリズム１２０を削除した構成でもよい。ただし、図２６においては、可視光カットフィルタ１８１が、波長選択部１３０と進行部１６０との間に配置されている。また、本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、図２７に示すように、図２３に示す電磁波検出装置１０５において、プリズム１２０を削除した構成でもよい。また、本実施形態に係る電磁波検出装置１０６は、図２８に示すように、図２４に示す電磁波検出装置１０５において、プリズム１２０を削除した構成でもよい。

本開示を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、上述した各実施形態において、放射部１２、走査部１３および制御部１４が、電磁波検出装置１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６とともに情報取得システム１１を構成しているが、電磁波検出装置１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６は、これらの少なくとも１つを含んで構成されてよい。

したがって、例えば、図２に示す第１の実施形態に係る電磁波検出装置１００は、図２９に示すように、放射部１２、走査部１３および制御部１４を含んで構成されてよい。同様に、第２の実施形態から第７の実施形態に係る電磁波検出装置１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６は、放射部１２、走査部１３および制御部１４を含んで構成されてよい。

また、上述した各実施形態において、進行部１６０は、基準面ｓｓに入射する電磁波の進行方向を第１の選択方向ｄｓ１および第２の選択方向ｄｓ２の２方向に切替可能であるが、３以上の方向に切替可能であってよい。

また、上述した各実施形態において、進行部１６０の第１の状態および第２の状態は、基準面ｓｓに入射する電磁波をそれぞれ、第１の選択方向ｄｓ１に反射する第１の反射状態、および第２の選択方向ｄｓ２に反射する第２の反射状態であるが、他の態様であってもよい。

例えば、第２の状態が、基準面ｓｓに入射する電磁波を、透過させて第２の選択方向ｄｓ２へ進行させる透過状態であってもよい。進行部１６０は、画素ｐｘごとに電磁波を第１の選択方向ｄｓ１に反射する反射面を有するシャッタを含んでもよい。このような構成の進行部１６０においては、画素ｐｘごとのシャッタを開閉することにより、第１の状態としての反射状態および第２の状態としての透過状態を画素ｐｘごとに切替えることができる。

進行部１６０としては、例えば、開閉可能な複数のシャッタがアレイ状に配列されたＭＥＭＳシャッタを含む進行部が挙げられる。また、進行部１６０として、電磁波を反射する反射状態と電磁波を透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能な液晶シャッタを含む進行部が挙げられる。このような構成の進行部１６０においては、画素ｐｘごとに液晶配向を切替えることにより、第１の状態としての反射状態および第２の状態としての透過状態を画素ｐｘごとに切替えることができる。

また、上述した各実施形態において、情報取得システム１１は、放射部１２から放射されるビーム状の電磁波を走査部１３に走査させることにより、第１の検出部１４０を走査部１３と協働させて走査型のアクティブセンサとして機能させる構成を有する。しかし、情報取得システム１１は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム１１は、放射状の電磁波を放射可能な複数の放射源を有する放射部１２において、放射時期をずらしながら各放射源から電磁波を放射させるフェイズドスキャン方式により、走査部１３を備えることなく、走査型のアクティブセンサとして機能させる構成を有してもよい。情報取得システム１１は、走査部１３を備えず、放射部１２から放射状の電磁波を放射させ、走査なしで情報を取得する構成を有してもよい。

また、上述した各実施形態において、情報取得システム１１は、第１の検出部１４０がアクティブセンサであり、第２の検出部１５０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１４０および第２の検出部１５０が共にアクティブセンサである構成を有してもよい。第１の検出部１４０および第２の検出部１５０が共にアクティブセンサである構成において、対象ｏｂに電磁波を放射する放射部１２は異なっても、同一であってもよい。さらに、異なる放射部１２は、それぞれ異種または同種の電磁波を放射してよい。

１００〜１０６ 電磁波検出装置
１１ 情報取得システム
１２ 放射部
１３ 走査部
１４ 制御部
１１０ 第１の結像部
１２０，１２０ａ、１２０ｂ プリズム
１２１ 第１のプリズム
１２２，１２２ｂ 第２のプリズム
１２３ 波長分離部
１３０ 波長選択部
１４０ 第１の検出部
１５０ 第２の検出部
１６０ 進行部
１７０ 第２の結像部
１８１ 可視光カットフィルタ
１８２ ＩＲカットフィルタ
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５ 第１の方向、第２の方向、第３の方向、第４の方向、第５の方向
ｓ１ 第１の面
ｓ２ 第２の面
ｓ３ 第３の面
ｓ４，ｓ４３ 第４の面
ｓ５，ｓ５３ 第５の面
ｓ６，ｓ６３ 第６の面
ｏｂ 対象
ｐｘ 画素
ｓｓ 基準面

Claims (47)

1. 入射する電磁波を結像する第１の結像部と、
   第１の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第１の透過部と、
   前記第１の結像部および前記第１の透過部を順に通過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備え、
   前記第１の結像部に入射して通過した第１の電磁波の束に含まれる第１の電磁波の進行方向と、前記第１の結像部に入射して通過した第２の電磁波の束に含まれる第２の電磁波の進行方向とのなす角度は、所定値以内である、電磁波検出装置。
2. 入射する電磁波を結像する第１の結像部と、
   第１の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第１の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第１の透過部と、
   前記第１の結像部および前記第１の透過部を順に通過した電磁波を検出する第１の検出部と、を備え、
   前記第１の結像部に入射して通過した電磁波の束に含まれる電磁波の進行方向と、前記第１の結像部の主軸とのなす角度は、所定値以内である、電磁波検出装置。
3. 前記角度は、１５°以内である、請求項１または２に記載の電磁波検出装置。
4. 前記角度は、０°である、請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
5. 前記第１の結像部は、像側テレセントリック光学系を構成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
6. 第２の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第２の透過部をさらに備え、
   前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは、一部が重複し、
   前記第１の検出部は、前記第１の結像部、前記第１の透過部および前記第２の透過部を順に通過した電磁波を検出する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
7. 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ごとに特定の方向進行させる進行部をさらに備え、
   前記第１の検出部は、前記第１の透過部を透過後、前記特定の方向へ進行した電磁波を検出する、請求項６に記載の電磁波検出装置。
8. 前記第１の検出部は、前記第２の透過部を透過後、前記特定の方向へ進行した電磁波を検出する、請求項７に記載の電磁波検出装置。
9. 前記第１の検出部は、前記特定の方向へ進行後、前記第２の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項７に記載の電磁波検出装置。
10. 入射する電磁波を結像する第２の結像部をさらに備え、
    前記第１の検出部は、前記特定の方向へ進行し、前記第２の結像部を通過した電磁波を検出する、請求項９に記載の電磁波検出装置。
11. 前記第１の検出部は、前記第２の結像部および前記第２の透過部を順に通過した電磁波を検出する、請求項１０に記載の電磁波検出装置。
12. 前記第２の結像部から前記第１の検出部までの電磁波の進行経路よりも、前記進行部から前記第２の結像部までの電磁波の進行経路が短い、請求項１１に記載の電磁波検出装置。
13. 前記第２の結像部の結像倍率は、１よりも大きい、請求項１１または１２に記載の電磁波検出装置。
14. 前記第１の検出部は、前記第２の透過部および前記第２の結像部を順に通過した電磁波を検出する、請求項１０に記載の電磁波検出装置。
15. 前記進行部から前記第２の結像部までの電磁波の進行経路よりも、前記第２の結像部から前記第１の検出部までの電磁波の進行経路が短い、請求項１４に記載の電磁波検出装置。
16. 前記第２の結像部の結像倍率は、１よりも小さい、請求項１４または１５に記載の電磁波検出装置。
17. 前記第２の結像部に入射する第３の電磁波の束に含まれる第３の電磁波の進行方向と、前記第２の結像部に入射する第４の電磁波の束に含まれる第４の電磁波の進行方向とのなす角度は、所定値以内である、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
18. 前記第２の結像部に入射する電磁波の束に含まれる電磁波の進行方向と、前記第２の結像部の主軸とのなす角度は、所定値以内である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
19. 前記角度は、１５°以内である、請求項１７または１８に記載の電磁波検出装置。
20. 前記角度は、０°である、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
21. 前記第２の結像部は、物体側テレセントリック光学系を構成する、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
22. 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ごとに特定の方向へ進行させる進行部をさらに備え、
    前記第１の検出部は、前記第１の透過部を透過後、前記特定の方向へ進行した電磁波を検出する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
23. 前記第１の透過部を透過した電磁波を前記基準面に射出し、前記基準面から電磁波が再入射する第１の射出面と、
    前記再入射した電磁波を射出する第２の射出面とを備え、
    前記第１の検出部は、前記第２の射出面から射出された電磁波を検出する、請求項２２に記載の電磁波検出装置。
24. 第２の波長帯域の電磁波の透過率が、前記第２の波長帯域以外の電磁波の透過率よりも大きい第２の透過部をさらに備え、
    前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯域とは、一部が重複し、
    前記第１の検出部は、前記第２の射出面から射出され、前記２の透過部を透過した電磁波を検出する、請求項２３に記載の電磁波検出装置。
25. 入射する電磁波を結像する第２の結像部をさらに備え、
    前記第１の検出部は、前記第２の射出面から射出され、前記第２の結像部を通過した電磁波を検出する、請求項２４に記載の電磁波検出装置。
26. 前記第１の検出部は、前記第２の射出面から射出され、前記第２の結像部および前記第２の透過部を順に通過した電磁波を検出する、請求項２５に記載の電磁波検出装置。
27. 前記第１の検出部は、前記第２の射出面から射出され、前記第２の透過部および前記第２の結像部を順に通過した電磁波を検出する、請求項２５に記載の電磁波検出装置。
28. 前記第１の透過部は、前記第１の波長帯域以外の電磁波の反射率が、前記第１の波長帯域の電磁波の反射率よりも高い、請求項１から２７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
29. 前記第１の透過部により反射された電磁波を検出する第２の検出部をさらに備える、請求項２８に記載の電磁波検出装置。
30. 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２９に記載の電磁波検出装置。
31. 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電磁波を検出する、請求項２９または３０に記載の電磁波検出装置。
32. 前記第１の透過部は、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これらの組み合わせを含む、請求項１から３１のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
33. 前記第２の透過部は、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これらの組み合わせを含む、請求項６から２１、２４から２７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
34. 前記進行部は、前記基準面に入射した電磁波を前記特定の方向へ反射する第１の反射状態と、前記特定の方向とは異なる方向へ反射する第２の反射状態とに、前記画素ごとに切り替える、請求項７から２７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
35. 前記進行部は、電磁波を反射する反射面を前記画素ごとに含み、前記反射面の向きを前記画素ごと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３４に記載の電磁波検出装置。
36. 前記進行部は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、請求項７から２７、３５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
37. 前記進行部は、前記基準面に入射した電磁波を透過する透過状態と、前記基準面に入射した電磁波を反射する反射状態とを切り替える、請求項７から２７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
38. 前記進行部は、電磁波を反射する反射面を含むシャッタを前記画素ごとに含み、前記シャッタを前記画素ごとに開閉することにより前記反射状態と前記透過状態とを切り替える、請求項３７に記載の電磁波検出装置。
39. 前記進行部は、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３８に記載の電磁波検出装置。
40. 前記進行部は、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ごとに切替可能な液晶シャッタを含む、請求項３７に記載の電磁波検出装置。
41. 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４０のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
42. 前記電磁波は、赤外線、可視光線、紫外線および電波の少なくともいずれかを含む、請求項１から４１のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
43. 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さらに備える、請求項１から４２のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
44. 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さらに備える、請求項２９から３１のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
45. 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４３または４４に記載の電磁波検出装置。
46. 請求項１から４２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。
47. 請求項２９から３１、４１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。