WO2020066718A1 - 電磁波検出装置及び情報取得システム - Google Patents

電磁波検出装置及び情報取得システム Download PDF

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WO2020066718A1
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detection device
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switching
wave detection
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浩希 岡田
絵梨 竹内
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京セラ株式会社
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    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors

Definitions

  • the present disclosure relates to an electromagnetic wave detection device and an information acquisition system.
  • Patent Document 1 An apparatus that measures the position of an object in an image captured by an infrared camera using a laser radar is known (see Patent Document 1).
  • the electromagnetic wave detection device includes a radiation unit, a switching unit, and a first detection unit.
  • the radiating section includes a plurality of radiating regions capable of radiating an electromagnetic wave.
  • the switching unit includes a plurality of switching elements that can switch to a first state in which, out of the electromagnetic waves radiated from the radiation unit, an electromagnetic wave reflected and incident on a target travels in a first direction.
  • the first detector detects an electromagnetic wave traveling in the first direction.
  • the information acquisition system includes a radiation unit, a switching unit, and a first detection unit.
  • the radiating section includes a plurality of radiating regions capable of radiating an electromagnetic wave.
  • the switching unit includes a plurality of switching elements that can switch to a first state in which, out of the electromagnetic waves radiated from the radiation unit, an electromagnetic wave reflected and incident on a target travels in a first direction.
  • the first detector detects an electromagnetic wave traveling in the first direction.
  • 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, and a program that substantially correspond to the embodiments.
  • the present invention can also be realized as a storage medium on which is recorded, and the scope of the present disclosure also includes these.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a radiation unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the configuration of the radiation unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a scanning mechanism of a scanning unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a state of a switching unit illustrated in FIG. 1.
  • the electromagnetic wave detection device can acquire more detailed information on the measurement target than when, for example, radiating the electromagnetic wave toward one point on the measurement target. Therefore, in the electromagnetic wave detection device, it is beneficial to scan the measurement target with the electromagnetic wave.
  • the measurement target is scanned with the electromagnetic wave using a member capable of deflecting the electromagnetic wave.
  • a member capable of deflecting the electromagnetic wave by using such a member, a mechanism for scanning an object to be measured with an electromagnetic wave has been complicated. Further, the use of such a member has increased the size of the conventional electromagnetic wave detection device. Further, since a member capable of deflecting an electromagnetic wave, such as a two-axis MEMS mirror, is expensive, the manufacturing cost of a conventional electromagnetic wave detection device has increased.
  • the electromagnetic wave detection device of the present disclosure is configured to simplify a mechanism for scanning an object to be measured with an electromagnetic wave, thereby simplifying a mechanism for scanning the object to be measured with an electromagnetic wave.
  • the electromagnetic wave detection device 1 includes a radiation unit 10 and an electromagnetic wave detection unit 30.
  • the electromagnetic wave detection device 1 may further include a scanning unit 20, a storage unit 40, and a control unit 41.
  • broken lines connecting functional blocks indicate the flow of control signals or information.
  • Solid lines protruding from each functional block indicate the flow of electromagnetic waves.
  • the radiating unit 10 radiates an electromagnetic wave based on the control of the control unit 41.
  • the radiating unit 10 may radiate a pulsed electromagnetic wave based on the control of the control unit 41.
  • the electromagnetic wave radiated from the radiating unit 10 is radiated toward the target 2 via the scanning unit 20.
  • the electromagnetic wave detection device 1 does not include the scanning unit 20
  • the electromagnetic wave radiated from the radiation unit 10 may be directly radiated toward the target 2.
  • the radiation section 10 includes radiation areas 11A, 11B, 11C, and 11D.
  • the radiating unit 10 may further include an optical system 12 according to the configuration of the radiating regions 11A to 11D.
  • the radiating section 10 shown in FIG. 1 includes four radiating regions 11. However, the number of radiation areas 11 included in the radiation section 10 is not limited to four. The number of radiation areas 11 included in the radiation section 10 may be three or less, or may be five or more.
  • the radiation area 11 can emit an electromagnetic wave.
  • the radiation area 11 may be capable of emitting at least one of infrared rays, visible light rays, ultraviolet rays, and radio waves.
  • the radiation area 11 can emit infrared light.
  • the emission region 11 includes at least one of a laser diode, a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode), a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), a photonic crystal laser, a gas laser, and a fiber laser. Good.
  • the radiation region 11 includes a laser diode (LD: Laser @ Diode).
  • LD Laser @ Diode
  • An example of a laser diode is a Fabry-Perot laser diode.
  • the plurality of radiation regions 11 are arranged one-dimensionally.
  • the radiation areas 11A to 11D are arranged along a straight line A perpendicular to the optical axis 12a of the optical system 12.
  • the manner in which the plurality of radiation regions 11 are arranged is not limited to being arranged along the straight line A.
  • the plurality of radiation regions 11 may be arranged along a curve.
  • the plurality of radiation regions 11 may be arranged two-dimensionally.
  • the plurality of radiation regions 11 may be arranged in a triangular lattice, a square lattice, a rectangular lattice, or a hexagonal lattice.
  • the plurality of emission regions 11 may be VCSEL arrays.
  • the optical system 12 shown in FIG. 2 collimates the light emitted by at least one of the radiation regions 11A to 11D.
  • the optical system 12 may include at least one of a lens and a mirror.
  • the optical system 12 collimates the light emitted from the radiation area 11C so that the light is deflected toward the radiation area 11A.
  • the mode of the optical system 12 is not limited to the mode shown in FIG.
  • the optical system 12 can collimate the light emitted by the radiation area 11C so that the light is deflected toward the radiation area 11D.
  • the scanning unit 20 shown in FIG. 1 changes the direction of the electromagnetic wave radiated from the radiation unit 10 based on the control of the control unit 41.
  • the electromagnetic wave whose direction has been changed by the scanning unit 20 is radiated toward the target 2.
  • the scanning unit 20 changes the direction of the electromagnetic wave radiated from the radiation area 11 to the direction B orthogonal to the straight line A based on the control of the control unit 41.
  • the radiation areas 11A to 11C sequentially radiate the electromagnetic waves, thereby scanning the target 2 with the electromagnetic waves in a direction parallel to the straight line A.
  • the scanning unit 20 by changing the direction of the electromagnetic wave radiated from the radiation area 11 by the scanning unit 20, it is possible to scan the object 2 along the direction B with the electromagnetic wave.
  • the electromagnetic wave detection unit 30 includes a front optical system 31, a switching unit 33, a rear optical system 34, and a first detection unit 35.
  • the electromagnetic wave detection unit 30 may further include a separation unit 32 and a second detection unit 36.
  • the separation unit 32 is provided between the pre-stage optical system 31 and a primary image formation position that is an image formation position of the target 2 separated by a predetermined distance from the pre-stage optical system 31 by the pre-stage optical system 31.
  • the separating unit 32 separates the incident electromagnetic wave and advances the traveling direction d1 toward the switching unit 33 and the traveling direction d2 (second direction) toward the second detection unit 36.
  • the switching unit 33 has a reference surface 33s on which the electromagnetic wave passing through the pre-stage optical system 31 and the separation unit 32 is incident.
  • the reference surface 33s includes a plurality of switching elements 33a arranged two-dimensionally.
  • the reference surface 33s 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 33 includes a first state in which the electromagnetic wave traveling in the traveling direction d1 and entering the reference surface 33s travels in the on direction d3 (first direction), and a second state in which the electromagnetic wave travels in the off direction d4 (third direction).
  • the state can be switched for each switching element 33a.
  • the first state is a first reflection state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface 33s is reflected in the ON direction d3.
  • the second state is a second reflection state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface 33s travels in the off direction d4.
  • the switching unit 33 includes a reflection surface that reflects an electromagnetic wave for each switching element 33a.
  • the switching unit 33 switches between the first reflection state and the second reflection state for each switching element 33a by changing the direction of the reflection surface for each switching element 33a.
  • the switching unit 33 switches the first state and the second state for each switching element 33a based on the control of the control unit 41. For example, as illustrated in FIG. 1, the switching unit 33 can cause the electromagnetic wave incident on the switching element 33a1 to travel in the ON direction d3 by switching some of the switching elements 33a1 to the first state. At the same time, the switching unit 33 can cause the electromagnetic wave incident on the switching element 33a2 to travel in the off direction d4 by switching another switching element 33a2 to the second state.
  • the switching unit 33 includes a DMD (Digital Micromirror Device).
  • the DMD can switch the reflection surface to any one of + 12 ° and ⁇ 12 ° with respect to the reference surface 33s for each switching element 33a by driving the minute reflection surface constituting the reference surface 33s. is there.
  • the reference surface 33s is parallel to the plate surface of the substrate on which the minute reflection surface of the DMD is placed.
  • the minute reflection surface in the DMD is also called a minute mirror surface (micromirror).
  • each switching element 33a includes a micro mirror surface (micro mirror).
  • the switching element 33a is also referred to as a "pixel" because DMD is generally used as a display element.
  • the plurality of switching elements 33a are two-dimensionally arranged on the reference plane 33s as shown in FIG.
  • the plurality of switching elements 33a can be arranged in a square lattice.
  • the switching element 33a includes a square reflecting surface.
  • the switching element 33a includes a rotation shaft 33b.
  • the rotation axis 33b extends along a diagonal line of a quadrangular reflecting surface, that is, a minute mirror surface.
  • the switching element 33a switches to any one of + 12 ° and ⁇ 12 ° with respect to the reference plane 33s around the rotation axis 33b.
  • the direction in which the rotation axis 33b of the switching element 33a extends may be appropriately determined in consideration of the position of the detection surface of the first detection unit 35 shown in FIG.
  • spots SA, SB, SC, and SD can be formed in the switching unit 33.
  • the spots SA to SD are the spots of the electromagnetic waves formed on the switching unit 33, of the electromagnetic waves radiated by the radiation areas 11A to 11D shown in FIG.
  • the direction D in which the spots SA to SD are arranged as shown in FIG. 5 is a direction along the straight line.
  • the shapes of the spots SA to SD are, for example, an elliptical shape having the major axis in the direction D or a rectangular shape having a long side parallel to the direction D, depending on the shape of the portion from which the radiation area 11 emits light.
  • the positions of the spots SA to SD in the direction E perpendicular to the direction D can be displaced in accordance with the direction of the scanning unit 20.
  • the positions of the spots SA to SD are displaced along the direction E to the positions indicated by broken lines.
  • the first detection unit 35 is provided on a path of an electromagnetic wave that travels via the downstream optical system 34 after traveling in the ON direction d3 by the switching unit 33.
  • the first detection unit 35 detects an electromagnetic wave that has passed through the downstream optical system 34, that is, an electromagnetic wave that has traveled in the ON direction d3 (first direction).
  • the first detection unit 35 is an active sensor that detects the electromagnetic wave reflected by the target 2 among the electromagnetic waves radiated toward the target 2 by the radiation unit 10 and the scanning unit 20.
  • the first detection unit 35 transmits detection information indicating that the electromagnetic wave reflected by the target 2 has been detected to the control unit 41 as a signal.
  • the first detector 35 detects electromagnetic waves in the infrared band.
  • the first detection unit 35 may be configured to detect an electromagnetic wave in a configuration that is a single element configuring the above-described distance measurement sensor. That is, the first detection unit 35 does not need to form an image on the detection surface. Therefore, the first detection unit 35 does not need to be provided at the secondary image forming position, which is the image forming position by the subsequent optical system 34. In other words, in this configuration, if the electromagnetic wave from all angles of view can enter the detection surface, the first detection unit 35 causes the switching unit 33 to advance the rear optical system 34 after traveling in the ON direction d3. It may be located anywhere on the path of the electromagnetic wave traveling via.
  • the second detector 36 is provided on the path of the electromagnetic wave traveling in the traveling direction d2 from the separator 32. Further, the second detection unit 36 is arranged at an image forming position of the target 2 at a predetermined distance from the preceding optical system 31 at or near the image forming position of the preceding optical system 31 in the traveling direction d2 from the separating unit 32. , Is provided. The second detector 36 detects an electromagnetic wave that has traveled in the traveling direction d2 from the separator 32. The second detection unit 36 detects electromagnetic waves of different types or the same type as the first detection unit 35.
  • the second detection unit 36 is a passive sensor.
  • the second detector 36 may be a sensor of a different type or the same type as the first detector 35.
  • the second detector 36 may include an element array.
  • the second detection unit 36 includes an image sensor such as an image sensor or an imaging array, captures an image formed by an electromagnetic wave formed on the detection surface, and generates image information corresponding to the captured target 2.
  • the second detection unit 36 may capture an image other than visible light, such as an image of infrared rays, ultraviolet rays, and radio waves. Further, the second detection unit 36 may include a distance measurement sensor. In this configuration, the electromagnetic wave detection device 1 can acquire image-like distance information using the second detection unit 36. Further, the second detection unit 36 may include a thermo sensor or the like. In this configuration, the electromagnetic wave detection device 1 can acquire image-like temperature information by the second detection unit 36.
  • the storage unit 40 stores the position information of the radiation area 11, the direction information of the scanning unit 20, and the position information of the spot (see FIG. 5) of the electromagnetic wave formed in the switching unit 33 in association with each other.
  • the storage unit 40 may store the position information of the radiation region 11 and the position information of the spot of the electromagnetic wave formed in the switching unit 33 in association with each other.
  • the storage unit 40 stores the position information of the spot of the electromagnetic wave formed in the switching unit 33 and the position information of the switching element 33a including a part of the spot therein in association with each other.
  • the storage unit 40 stores the position information of the switching element 33a including a part of the spot therein as the position information of the switching element 33a that switches to the first state.
  • the control unit 41 shown in FIG. 1 includes one or more processors.
  • the processor may include at least one of a general-purpose processor that executes a specific function by reading a specific program, and a dedicated processor that specializes in 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 41 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 41 causes at least one of the radiation areas 11A to 11D to emit an electromagnetic wave.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch a part of the plurality of switching elements 33a to the first state based on the position information of the spot of the electromagnetic wave formed in the switching unit 33 by the electromagnetic wave.
  • the control unit 41 determines the directions of the radiation area 11 and the scanning unit 20 for emitting the electromagnetic waves.
  • the control unit 41 acquires, from the storage unit 40, the position information of the spot of the electromagnetic wave formed in the switching unit 33, which is associated with the position information of the radiation area 11 and the direction information of the scanning unit 20.
  • the control unit 41 determines that the radiation area 11 from which the electromagnetic wave is emitted is the radiation area 11A
  • the control unit 41 can acquire the position information of the spot SA illustrated in FIG.
  • the control unit 41 acquires, from the storage unit 40, the position information of the switching element 33a that switches to the first state, which is associated with the position information of the spot of the electromagnetic wave.
  • control unit 41 can obtain, from the storage unit 40, the position information of the four switching elements 33a3 associated with the position information of the spot SA illustrated in FIG.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch to the first state the switching element 33a that has acquired the position information as the switching element 33a that switches to the first state.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to maintain (switch) the switching element 33a that has not acquired position information as the switching element 33a that switches to the first state in the second state.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the four switching elements 33a3 illustrated in FIG. 5 to the first state, and maintain the switching elements 33a except the switching element 33a3 illustrated in FIG. 5 in the second state.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA shown in FIG. 5 can be reflected by the switching element 33a3, travel in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and enter the first detection unit 35 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, by maintaining the switching elements 33a except the switching element 33a3 in the second state, it is possible to prevent disturbance light from entering the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the control unit 41 may cause the radiation areas 11A to 11D to sequentially emit electromagnetic waves. Further, the control unit 41 may cause the switching unit 33 to sequentially switch some of the switching elements 33a to the first state based on the position information of the spots of the electromagnetic waves sequentially formed by the switching unit 33 using the electromagnetic waves. As described above, the radiation regions 11A to 11D sequentially emit the electromagnetic waves, so that the electromagnetic waves can scan the object 2 along the direction parallel to the straight line A as shown in FIG. Further, the control unit 41 may cause the scanning unit 20 to change the direction of the scanning unit 20 after sequentially emitting the electromagnetic waves to the radiation regions 11A to 11D. By changing the direction of the scanning unit 20 as described above, it is possible to scan the object 2 along the direction B with an electromagnetic wave as shown in FIG. Hereinafter, this control example will be described.
  • the control unit 41 causes the radiation area 11A to emit an electromagnetic wave.
  • a spot SA is formed as shown in FIG.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the four switching elements 33a3 illustrated in FIG. 6 to the first state.
  • Each of the four switching elements 33a3 includes a part of the spot SA therein.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the switching elements 33a except the four switching elements 33a3 illustrated in FIG. 6 to the second state.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA is reflected by the switching element 33a3, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can be incident on the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the switching elements 33a other than the switching element 33a3 to the second state it is possible to prevent disturbance light from entering the first detection unit 35 illustrated in FIG.
  • the controller 41 causes the radiation area 11B to emit an electromagnetic wave.
  • a spot SB is formed as shown in FIG.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the four switching elements 33a4 illustrated in FIG. 7 to the first state.
  • Each of the four switching elements 33a4 includes a part of the spot SB therein.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the switching elements 33a except the four switching elements 33a4 illustrated in FIG. 7 to the second state.
  • the electromagnetic wave forming the spot SB is reflected by the switching element 33a4, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can enter the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the switching elements 33a other than the switching element 33a4 to the second state it is possible to prevent disturbance light from entering the first detection unit 35 illustrated in FIG.
  • the control unit 41 causes the radiation area 11C to emit electromagnetic waves.
  • a spot SC is formed as shown in FIG.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the four switching elements 33a5 illustrated in FIG. 8 to the first state.
  • Each of the four switching elements 33a5 includes a part of the spot SC therein.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the switching elements 33a except the four switching elements 33a5 illustrated in FIG. 8 to the second state.
  • the electromagnetic wave forming the spot SC is reflected by the switching element 33a5, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can be incident on the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the switching elements 33a except the switching element 33a5 it is possible to prevent disturbance light from entering the first detection unit 35 illustrated in FIG.
  • the control unit 41 causes the radiation area 11D to emit an electromagnetic wave.
  • a spot SD is formed as shown in FIG.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the four switching elements 33a6 illustrated in FIG. 9 to the first state.
  • Each of the four switching elements 33a6 includes a part of the spot SD therein.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the switching elements 33a except the four switching elements 33a6 illustrated in FIG. 9 to the second state.
  • the electromagnetic wave forming the spot SD is reflected by the switching element 33a6, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can enter the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the switching elements 33a except the switching element 33a6 it is possible to prevent disturbance light from entering the first detection unit 35 illustrated in FIG.
  • the control unit 41 causes the scanning unit 20 to change the direction of the scanning unit 20. Further, the control unit 41 causes the radiation areas 11A to 11D to sequentially emit electromagnetic waves again. As described above with reference to FIG. 6, first, the control unit 41 causes the radiation area 11A to emit an electromagnetic wave. When the radiation area 11A emits an electromagnetic wave, a spot SA is formed as shown in FIG. The position of the spot SA shown in FIG. 10 is displaced along the direction E as compared with the position of the spot SA shown in FIG. In this configuration, the control unit 41 switches the four switching elements 33a7 illustrated in FIG. 10 to the first state. Each of the four switching elements 33a7 includes a part of the spot SA therein.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the switching elements 33a except the four switching elements 33a7 illustrated in FIG. 10 to the second state.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA is reflected by the switching element 33a7, travels in the ON direction d3, and can enter the first detection unit 35.
  • the control unit 41 sequentially emits the electromagnetic waves to the radiation regions 11B to 11D in the same manner as described above with reference to FIGS.
  • the control unit 41 repeatedly executes the above control. As shown in FIG. 4, the electromagnetic wave detection device 1 causes the electromagnetic wave detection device 1 to generate an electromagnetic wave on the target 2 along two directions, a direction parallel to the straight line A and a direction B, by the control unit 41 repeatedly performing the above-described control. Can be scanned.
  • the control unit 41 may cause the switching unit 33 to switch the switching elements 33a in the plurality of predetermined regions to the first state in advance based on the position information of the spot of the electromagnetic wave formed on the switching unit 33. .
  • the plurality of predetermined regions may be located along a direction E orthogonal to the direction D. For example, as illustrated in FIG. 11, the control unit 41 may previously switch the four switching elements 33a3 and the four switching elements 33a8 located along the direction E to the first state.
  • the control unit 41 causes the radiation area 11A to emit electromagnetic waves.
  • a spot SA is formed as shown in FIG.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA is reflected by the switching element 33a3, travels in the ON direction d3, and can enter the first detection unit 35.
  • the control unit 41 may quickly switch the switching element 33a3 to the second state.
  • the control unit 41 causes the scanning unit 20 to change the direction of the electromagnetic wave emitted by the radiation area 11A.
  • the spot SA is displaced along the direction E as shown in FIG.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA shown in FIG. 12 is reflected by the switching element 33a8, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can enter the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the control unit 41 may quickly switch the switching element 33a8 to the second state.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to switch the switching elements 33a to each other. It is not necessary to switch to the first state or the second state. With such a configuration, it is possible to efficiently scan the target 2 along the direction B with the electromagnetic wave as shown in FIG.
  • the control unit 41 may cause the switching unit 33 to switch the switching elements 33a in the plurality of predetermined regions to the first state in advance based on the position information of the spot of the electromagnetic wave formed on the switching unit 33. .
  • the plurality of predetermined regions may be located along a direction oblique to the direction D. For example, as illustrated in FIG. 13, the control unit 41 previously switches four switching elements 33a3 and four switching elements 33a9 located along a direction oblique to the direction D to the first state. May be left.
  • the control unit 41 changes the direction of the scanning unit 20 and causes the radiation area 11C to emit electromagnetic waves.
  • the direction of the scanning unit 20 changes and the radiation area 11C emits an electromagnetic wave
  • a spot SC as shown in FIG. 14 is formed.
  • the electromagnetic wave forming the spot SC shown in FIG. 14 is reflected by the switching element 33a9, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can enter the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the control unit 41 may quickly switch the switching element 33a9 to the second state.
  • the control unit 41 The switching unit 33 need not switch the switching element 33a to the first state or the second state. With such a configuration, it is possible to efficiently scan the target 2 with the electromagnetic wave.
  • FIGS. 13 and 14 it is possible to scan the target 2 with an electromagnetic wave while using different radiation regions 11A and 11C. In other words, it is possible to scan the target 2 with the electromagnetic wave without using the same radiation area 11 continuously. With such a configuration, by using the same radiation region 11 continuously, it is possible to prevent the radiation region 11 from generating heat.
  • the control unit 41 radiates an electromagnetic wave to the radiation area 11A to form a spot SA as shown in FIG.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA is reflected by the switching element 33a3, travels in the ON direction d3, and can enter the first detection unit 35. Thereafter, the control unit 41 may quickly switch the switching element 33a3 to the second state.
  • the control unit 41 changes the direction of the scanning unit 20 and causes the radiation area 11A to emit electromagnetic waves.
  • the direction of the scanning unit 20 changes and the radiation area 11A emits an electromagnetic wave
  • a spot SA as shown in FIG. 17 is formed.
  • the electromagnetic wave forming the spot SA shown in FIG. 17 is reflected by the switching element 33a8, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can be incident on the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the control unit 41 may quickly switch the switching element 33a8 to the second state.
  • the control unit 41 causes the radiation area 11C to emit electromagnetic waves.
  • the radiation area 11C emits an electromagnetic wave
  • a spot SC as shown in FIG. 18 is formed.
  • the electromagnetic wave forming the spot SC shown in FIG. 18 is reflected by the switching element 33a9, travels in the ON direction d3 shown in FIG. 1, and can enter the first detection unit 35 shown in FIG.
  • the control unit 41 may quickly switch the switching element 33a9 to the second state.
  • the control unit 41 can change the direction of the scanning unit 20 and the radiation region 11 for emitting the electromagnetic wave every time.
  • the switching unit 33 need not switch the switching element 33a to the first state or the second state. With such a configuration, as shown in FIG. 4, the object 2 can be efficiently scanned on the target 2 in two directions (a direction parallel to the straight line A and a direction B).
  • the control unit 41 acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device 1 based on the electromagnetic waves detected by each of the first detection unit 35 and the second detection unit 36.
  • information about the surroundings is image information, distance information, temperature information, and the like.
  • the control unit 41 acquires image information using the second detection unit 36.
  • the control unit 41 acquires distance information by the first detection unit 35 as described later.
  • the control unit 41 acquires distance information by a ToF (Time-of-Flight) method.
  • the control unit 14 may include a time measuring LSI (Large ⁇ Scale ⁇ Integrated ⁇ circuit).
  • the control unit 41 measures the time ⁇ T from the time when the radiating unit 10 emits the electromagnetic wave to the time when the first detection unit 35 acquires the detection information by the time measurement LSI.
  • the control unit 41 calculates the distance to the radiation position on the target 2 by multiplying the measured time ⁇ T by the speed of light and dividing by 2.
  • the electromagnetic wave detection device 1 is configured to acquire the distance information by using Direct @ ToF which directly measures the time until the electromagnetic wave is emitted and returns.
  • the configuration of the electromagnetic wave detection device 1 is not limited to such a configuration.
  • the electromagnetic wave detection device 1 radiates an electromagnetic wave at a constant cycle, and measures the distance from the phase difference between the radiated electromagnetic wave and the returned electromagnetic wave by Flash ToF which indirectly measures the time until the electromagnetic wave returns. Information may be obtained.
  • the electromagnetic wave detection device 1 may acquire distance information by another ToF method, for example, Phased @ ToF.
  • the electromagnetic wave detection device 1 includes the radiation unit 10 including the radiation regions 11A to 11D as the plurality of radiation regions 11, and the switching unit 33.
  • the radiation unit 10 including the radiation regions 11A to 11D as the plurality of radiation regions 11, and the switching unit 33.
  • the electromagnetic wave detection device 1 by sequentially radiating the electromagnetic waves to the radiation areas 11A to 11D, it is possible to scan the target 2 with the electromagnetic waves without, for example, deflecting the direction of the electromagnetic waves with a reflector or the like.
  • a mechanism for scanning an object to be measured with an electromagnetic wave can be simplified.
  • the radiation regions 11A to 11D can be arranged along the straight line A as shown in FIG.
  • the electromagnetic wave detection device 1 according to the present embodiment may include a scanning unit 20 that changes the direction of the electromagnetic waves radiated from the radiation regions 11A to 11D to a direction B orthogonal to the straight line A.
  • the electromagnetic wave detection device 1 according to the present embodiment can scan the target 2 with the electromagnetic wave in two directions, the direction along the straight line A and the direction B.
  • the electromagnetic wave detection device 1 according to the present embodiment can acquire more detailed information about the surroundings by scanning the target 2 with the electromagnetic wave in two directions, for example, than when scanning in one direction. it can.
  • the scanning unit 20 uses a member that can polarize the electromagnetic wave in only one direction, such as a uniaxial MEMS mirror, for example. Can scan over the object 2.
  • a member that can change electromagnetic waves in only one direction can be less costly than a member that can change electromagnetic waves in only two directions, such as a two-axis MEMS mirror. Therefore, in the present embodiment, it is possible to realize a configuration in which the target 2 is scanned with the electromagnetic wave in two directions at low cost.
  • the control unit 41 switches the switching elements 33a in the plurality of predetermined regions to the first state in advance based on the position of the spot formed on the switching unit 33. obtain.
  • the control unit 41 causes the switching unit 33 to change the position of the spot. Need not be switched to the first state.
  • the electromagnetic wave detection device 1 according to the present embodiment can efficiently scan the target 2 with the electromagnetic wave.
  • an information acquisition system may be configured by a device including the radiation unit 10 and the scanning unit 20 and a device including the electromagnetic wave detection unit 30.
  • the information acquisition system may further include a storage unit 40 and a control unit 41.
  • the switching unit 33 has been described as being capable of switching the traveling direction of the electromagnetic wave incident on the reference surface 33s into two directions, an on-direction d3 and an off-direction d4.
  • the switching unit 33 may be capable of switching in three or more directions instead of switching in any of the two directions.
  • the first state and the second state are such that each of the electromagnetic waves incident on the reference surface 33s is reflected in the ON direction d3 and the OFF state d4.
  • the description has been made assuming that there is a two-reflection state.
  • the first state and the second state may be other modes.
  • the first state may be a transmission state in which electromagnetic waves incident on the reference surface 33s are transmitted and travel in the ON direction d3.
  • the switching unit 133 may include a shutter having a reflecting surface that reflects the electromagnetic wave in the off direction d4 for each switching element 33a.
  • the transmission state as the first state and the reflection state as the second state can be switched for each switching element 33a by opening and closing the shutter for each switching element 33a.
  • the switching unit 133 having such a configuration for example, a switching unit including a MEMS shutter in which a plurality of shutters that can be opened and closed is arranged in an array is exemplified. Further, as the switching unit 133, a switching unit including 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 the liquid crystal orientation is cited. In the switching unit 133 having such a configuration, the transmission state as the first state and the reflection state as the second state can be switched for each switching element 33a by switching the liquid crystal alignment for each switching element 33a.
  • the first detection unit 35 is described as an active sensor
  • the second detection unit 36 is described as a passive sensor.
  • the electromagnetic wave detection device 1 is not limited to such a configuration.
  • the same effect as that of the present embodiment can be obtained regardless of whether the first detection unit 35 and the second detection unit 36 are both active sensors or both passive sensors.
  • the radiating units 10 that radiate electromagnetic waves to the target 2 may be different or may be the same. Further, each of the different radiating units 10 may emit different or similar electromagnetic waves.
  • Electromagnetic wave detection apparatus 10 Emission part 11, 11A, 11B, 11C, 11D Emission area 12
  • Optical system 20 Scanning part 30
  • Electromagnetic wave detection part 31
  • Pre-stage optical system 32 Separation part 33, 133 Switching part 33s Reference surface 33a, 33a1, 33a2, 33a3 , 33a4, 33a5, 33a6, 33a7, 33a8, 33a9 Switching element 34
  • Subsequent optical system 35
  • First detection unit 36
  • Second detection unit 40
  • Storage unit 41 Control unit d1 Traveling direction (first direction) d2 traveling direction d3 ON direction (second direction) d4 Off direction (third direction) SA, SB, SC, SD Spot A, B, C, D, E directions

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Abstract

磁波で測定対象上を走査する機構の簡素化を図る。電磁波検出装置は、電磁波を放射可能な複数の放射領域を含む放射部と、切替部と、第１検出部とを備える。切替部は、放射部から放射された電磁波のうち、対象で反射されて入射する電磁波を、第１方向に進行させる第１状態に切替可能な複数の切替素子を含む。第１検出部は、第１方向に進行した電磁波を検出する。

Description

電磁波検出装置及び情報取得システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年９月２６日に日本国に特許出願された特願２０１８－１８０６５６の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本開示は、電磁波検出装置及び情報取得システムに関する。
　近年、電磁波の検出結果から、周囲に関する情報を得る装置が開発されている。例えば、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、放射部と、切替部と、第１検出部とを備える。前記放射部は、電磁波を放射可能な複数の放射領域を含む。前記切替部は、前記放射部から放射された電磁波のうち、対象で反射されて入射する電磁波を、第１方向に進行させる第１状態に切替可能な複数の切替素子を含む。前記第１検出部は、前記第１方向に進行した電磁波を検出する。
　また、第２の観点による情報取得システムは、放射部と、切替部と、第１検出部とを備える。前記放射部は、電磁波を放射可能な複数の放射領域を含む。前記切替部は、前記放射部から放射された電磁波のうち、対象で反射されて入射する電磁波を、第１方向に進行させる第１状態に切替可能な複数の切替素子を含む。前記第１検出部は、前記第１方向に進行した電磁波を検出する。
　上述したように本開示の解決手段を装置及びシステムとして説明してきたが、本開示は、これらを含む態様としても実現し得るものであり、また、これらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
一実施形態に係る電磁波検出装置の概略構成を示す図である。 図１に示す放射部の構成の一例を示す図である。 図１に示す放射部の構成の他の例を示す図である。 図１に示す走査部の走査機構を説明する図である。 図１に示す切替部の構成の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 図１に示す切替部の状態の一例を示す図である。 一実施形態に係る電磁波検出装置の変形例の概略構成を示す図である。
　電磁波検出装置は、電磁波で測定対象上を走査することにより、例えば電磁波を測定対象上の一点に向けて放射する場合よりも、測定対象に関して、より詳細な情報を取得することができる。従って、電磁波検出装置において、電磁波で測定対象上を走査することは、有益である。
　従来の電磁波検出装置では、電磁波を偏向可能な部材を用いて、電磁波で測定対象上を走査していた。従来の電磁波検出装置では、このような部材を用いることにより、電磁波で測定対象上を走査する機構が複雑化していた。また、このような部材を用いることにより、従来の電磁波検出装置は、大型化していた。さらに、例えば２軸のＭＥＭＳミラーのような、電磁波を偏向可能な部材は高価であるため、従来の電磁波検出装置では、製造コストが増加していた。
　そこで、本開示の電磁波検出装置は、電磁波で測定対象上を走査する機構の簡素化を図るように構成されることにより、電磁波で測定対象上を走査する機構の簡素化を図る。以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に示すように、電磁波検出装置１は、放射部１０と、電磁波検出部３０とを備える。電磁波検出装置１は、走査部２０と、記憶部４０と、制御部４１とをさらに備えてよい。
　図１において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号又は情報の流れを示す。また、各機能ブロックから突出する実線は、電磁波の流れを示す。
　放射部１０は、制御部４１の制御に基づいて、電磁波を放射する。放射部１０は、制御部４１の制御に基づいて、パルス状の電磁波を放射してよい。放射部１０から放射された電磁波は、走査部２０を介して対象２に向けて放射される。電磁波検出装置１が走査部２０を備えない構成では、放射部１０から放射された電磁波は、対象２に向けて直接放射されてよい。放射部１０は、放射領域１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを含む。放射部１０は、放射領域１１Ａ～１１Ｄの構成等に応じて、光学系１２をさらに含み得る。
　以下、放射領域１１Ａ～１１Ｄを特に区別しない場合、放射領域１１Ａ～１１Ｄは、単に「放射領域１１」と記載する。図１に示す放射部１０は、４つの放射領域１１を含む。ただし、放射部１０が含む放射領域１１の数は、４つに限定されない。放射部１０が含む放射領域１１の数は、３つ以下であってよいし、５つ以上であってよい。
　放射領域１１は、電磁波を放射可能である。例えば、放射領域１１は、赤外線、可視光線、紫外線及び電波の少なくとも何れかを放射可能であってよい。本実施形態では、放射領域１１は、赤外線を放射可能である。
　放射領域１１は、レーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）、フォトニック結晶レーザ、ガスレーザ及びファイバーレーザの少なくとも何れかを含んでよい。本実施形態では、放射領域１１は、レーザダイオード（ＬＤ:Laser Diode）を含む。レーザダイオードの一例として、ファブリペロー型レーザダイオード等が挙げられる。
　複数の放射領域１１は、一次元に並ぶ。本実施形態では、図２に示すように、放射領域１１Ａ～１１Ｄは、光学系１２の光軸１２ａに垂直な直線Ａに沿って並ぶ。ただし、複数の放射領域１１が並ぶ態様は、直線Ａに沿って並ぶことに限定されない。例えば、複数の放射領域１１は、曲線に沿って並んでよい。また、複数の放射領域１１は、二次元に並んでよい。例えば、複数の放射領域１１は、三角格子状、正方格子状、長方格子状又は六方格子状に並んでよい。二次元に並ぶ構成では、複数の放射領域１１は、ＶＣＳＥＬアレイであってよい。
　図２に示す光学系１２は、放射領域１１Ａ～１１Ｄのうちの少なくとも１つが放射した光をコリメートする。光学系１２は、レンズ及びミラーの少なくとも一方を含んでよい。
　例えば、図２に示すように、光学系１２は、放射領域１１Ｃが放射した光が、放射領域１１Ａ側へ偏向するように、コリメートする。ただし、光学系１２の態様は、図２に示す態様に限定されない。例えば、光学系１２の構成等に応じては、図３に示すように、光学系１２は、放射領域１１Ｃが放射した光が、放射領域１１Ｄ側へ偏向するように、コリメートし得る。
　図１に示す走査部２０は、制御部４１の制御に基づいて、放射部１０から放射された電磁波の向きを変える。走査部２０によって向きが変えられた電磁波は、対象２に向けて放射される。図４に示すように、本実施形態では、走査部２０は、制御部４１の制御に基づいて、放射領域１１から放射された電磁波の向きを、直線Ａと直交する方向Ｂに変える。
　走査部２０は、ＭＥＭＳミラー、ガルバノミラー及びポリゴンミラーの何れかを含んでよい。走査部２０が含む部材は、１つの方向のみに電磁波を偏光可能な部材であってよい。１つの方向のみに電磁波を偏光可能な部材の一例として、１軸のＭＥＭＳミラー、１軸のガルバノミラー及び１軸のポリゴンミラー等が挙げられる。
　図４に示すように、例えば走査部２０を固定した状態において、放射領域１１Ａ～１１Ｃが電磁波を順次放射することにより、電磁波で対象２上を直線Ａに平行な方向に沿って、走査することが可能になる。さらに、図４に示すように、放射領域１１から放射された電磁波の向きを、走査部２０が変えることにより、電磁波で対象２上を方向Ｂに沿って走査することが可能になる。このような構成によって、本実施形態では、直線Ａに平行な方向と方向Ｂとの２つの方向に沿って、電磁波で対象２上を走査することが可能になる。
　なお、本実施形態において、走査部２０は、放射領域１１から放射された電磁波の向きを、直線Ａと交差する方向に変えればよい。例えば、走査部２０は、放射領域１１から放射された電磁波の向きを、図４に示す直線Ａと交差する方向Ｃに沿って変えてよい。この構成においては、直線Ａに平行な方向と方向Ｃとの２つの方向に沿って、電磁波で対象２上を走査することが可能になる。
　走査部２０は、例えばエンコーダ等の角度センサを有してよい。この構成では、走査部２０は、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４１に通知してよい。このような構成において、制御部４１は、走査部２０から取得する方向情報に基づいて、対象２上の放射位置を算出し得る。また、制御部４１は、走査部２０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、対象２上の放射位置を算出し得る。
　図１に示すように、電磁波検出部３０は、前段光学系３１と、切替部３３と、後段光学系３４と、第１検出部３５とを有する。電磁波検出部３０は、分離部３２と、第２検出部３６とをさらに有してよい。
　前段光学系３１は、対象２の像を結像させる。前段光学系３１は、レンズ及びミラーの少なくとも一方を含んでよい。
　分離部３２は、前段光学系３１と、前段光学系３１から所定距離をおいて離れた対象２の前段光学系３１による結像位置である一次結像位置との間に、設けられている。分離部３２は、入射する電磁波を分離して、切替部３３に向かう進行方向ｄ１と、第２検出部３６に向かう進行方向ｄ２（第２方向）とに進行させる。
　一実施形態では、分離部３２は、入射する電磁波の一部を進行方向ｄ１に透過し、電磁波の別の一部を進行方向ｄ２に透過する。分離部３２は、入射する電磁波の一部を進行方向ｄ２に反射し、電磁波の別の一部を進行方向ｄ１に透過してよい。また、分離部３２は、入射する電磁波の一部を進行方向ｄ１に屈折させ、電磁波の別の一部を進行方向ｄ２に屈折させてよい。分離部３２は、ハーフミラー、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コールドミラー、ホットミラー、メタサーフェス、偏向素子及びプリズムの少なくとも何れかを含んでよい。
　切替部３３は、分離部３２から進行方向ｄ１に進行する電磁波の経路上に設けられている。さらに、切替部３３は、前段光学系３１から所定距離をおいて離れた対象２の像の、分離部３２から進行方向ｄ１における前段光学系３１による一次結像位置又は当該一次結像位置近傍に、設けられている。本実施形態では、切替部３３は、当該結像位置に設けられている。
　切替部３３は、前段光学系３１及び分離部３２を通過した電磁波が入射する基準面３３ｓを有する。基準面３３ｓは、二次元に並ぶ複数の切替素子３３ａを含む。基準面３３ｓは、後述する第１状態及び第２状態の少なくとも何れかにおいて、電磁波に、例えば、反射及び透過等の作用を生じさせる面である。
　切替部３３は、進行方向ｄ１に進行して基準面３３ｓに入射する電磁波を、オン方向ｄ３（第１方向）に進行させる第１状態と、オフ方向ｄ４（第３方向）に進行させる第２状態とに、切替素子３３ａ毎に切替可能である。本実施形態では、第１状態は、基準面３３ｓに入射する電磁波を、オン方向ｄ３に反射する第１反射状態である。また、第２状態は、基準面３３ｓに入射する電磁波を、オフ方向ｄ４に進行させる第２反射状態である。
　本実施形態では、切替部３３は、切替素子３３ａ毎に電磁波を反射する反射面を含む。切替部３３は、切替素子３３ａ毎の反射面の向きを変更することにより、切替素子３３ａ毎に、第１反射状態及び第２反射状態を切替る。
　切替部３３は、制御部４１の制御に基づいて、第１状態及び第２状態を、切替素子３３ａ毎に切替る。例えば、図１に示すように、切替部３３は、一部の切替素子３３ａ１を第１状態に切替ることにより、当該切替素子３３ａ１に入射する電磁波を、オン方向ｄ３に進行させ得る。これと同時に、切替部３３は、別の一部の切替素子３３ａ２を第２状態に切替ることにより当該切替素子３３ａ２に入射する電磁波をオフ方向ｄ４に進行させ得る。
　本実施形態では、切替部３３は、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３３ｓを構成する微小な反射面を駆動することにより、切替素子３３ａ毎に当該反射面を基準面３３ｓに対して＋１２°及び－１２°の何れかの傾斜状態に切替可能である。基準面３３ｓ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。ＤＭＤにおける微小な反射面は、微小鏡面（マイクロミラー）ともいう。換言すると、各切替素子３３ａは、微小鏡面（マイクロミラー）を含む。また、切替素子３３ａは、ＤＭＤが一般的に表示素子として用いられることにより、「画素」ともいう。
　複数の切替素子３３ａは、図５に示すように、基準面３３ｓ上に二次元に並ぶ。複数の切替素子３３ａは、正方格子状に並び得る。切替素子３３ａは、四角形の反射面を含む。切替素子３３ａは、回転軸３３ｂを含む。回転軸３３ｂは、四角形である反射面すなわち微小鏡面の対角線に沿う。切替素子３３ａは、回転軸３３ｂを中心に、基準面３３ｓに対して＋１２°及び－１２°の何れかの傾斜状態に切替る。切替素子３３ａの回転軸３３ｂが延在する方向は、図１に示す第１検出部３５の検出面の位置を考慮して、適宜決定されてよい。
　切替部３３には、図５に示すように、スポットＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤが形成され得る。スポットＳＡ～ＳＤは、図１に示す放射領域１１Ａ～１１Ｄの各々が放射する電磁波のうちの対象２で反射されて入射する電磁波が、切替部３３上に形成する電磁波のスポットである。本実施形態では、図４に示すように放射領域１１Ａ～１１Ｄが直線Ａに沿って並ぶことにより、図５に示すようにスポットＳＡ～ＳＤが並ぶ方向Ｄは、直線に沿う方向となる。また、スポットＳＡ～ＳＤの形状は、例えば放射領域１１が光を放射する部分の形状に依拠して、方向Ｄを長軸とする楕円形状、又は、方向Ｄに平行な長辺を有する長方形状となり得る。また、方向Ｄに直交する方向ＥにおけるスポットＳＡ～ＳＤの位置は、走査部２０の向きに応じて、変位し得る。例えば、走査部２０の向きを変えると、スポットＳＡ～ＳＤの位置は、方向Ｅに沿って破線で示す位置に変位する。
　上述のように、切替素子３３ａは、制御部４１の制御に基づいて、第１状態に切替る。例えば、図５に示す実線のスポットＳＡが切替部３３上に形成されるとき、４つの切替素子３３ａ３が第１状態に切替る。４つの切替素子３３ａ３の各々は、その内部にスポットＳＡの一部を含む。このような構成によって、スポットＳＡを形成した電磁波は、４つの切替素子３３ａ３によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み得る。以後の図面において、第１状態にある切替素子３３ａには、ハッチングを付す。
　切替素子３３ａの回転軸３３ｂが延在する方向は、図５に示すスポットＳＡ～ＳＤが並ぶ方向Ｄに沿ってよい。回転軸３３ｂが延在する方向が方向Ｄに沿うことで、切替部３３によって反射された電磁波は、基準面３３ｓに垂直に進み得る。この構成では、基準面３３ｓと第１検出部３５とを平行に位置させることにより、切替部３３によって反射された電磁波は、図１に示すオン方向ｄ３に進み、第１検出部３５に入射し得る。この構成では、基準面３３ｓと第１検出部３５とを平行に位置させることにより、電磁波検出装置１を小型化することができる。
　図１に示すように、後段光学系３４は、切替部３３からオン方向ｄ３に進行する電磁波の経路上に設けられている。後段光学系３４は、レンズ及びミラーの少なくとも一方を含んでよい。後段光学系３４は、切替部３３において進行方向を切替られた電磁波としての対象２の像を結像させる。
　第１検出部３５は、切替部３３によりオン方向ｄ３に進行した後に後段光学系３４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検出部３５は、後段光学系３４を経由した電磁波、すなわちオン方向ｄ３（第１方向）に進行した電磁波を検出する。
　本実施形態では、第１検出部３５は、放射部１０及び走査部２０によって対象２に向けて放射された電磁波のうち、対象２で反射された電磁波を検出するアクティブセンサである。
　本実施形態では、第１検出部３５は、測距センサを構成する素子を含む。例えば、第１検出部３５は、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）及び測距イメージセンサ等の単一の素子を含む。また、第１検出部３５は、ＡＰＤアレイ、ＰＤアレイ、測距イメージングアレイ及び測距イメージセンサ等の素子アレイを含むものであってよい。第１検出部３５は、後述のイメージセンサを含んでよいし、後述のサーモセンサを含んでよい。
　本実施形態では、第１検出部３５は、対象２で反射された電磁波を検出したことを示す検出情報を信号として制御部４１に送信する。第１検出部３５は、赤外線の帯域の電磁波を検出する。
　なお、第１検出部３５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い。つまり、第１検出部３５には、検出面において結像される必要はない。それ故、第１検出部３５は、後段光学系３４による結像位置である二次結像位置に設けられていなくてよい。換言すると、この構成において、第１検出部３５は、全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３３によりオン方向ｄ３に進行した後に後段光学系３４を経由して進行する電磁波の経路上の何処に配置されていてよい。
　第２検出部３６は、分離部３２から進行方向ｄ２に進行する電磁波の経路上に、設けられている。さらに、第２検出部３６は、前段光学系３１から所定距離をおいて離れた対象２の像の、分離部３２から進行方向ｄ２における前段光学系３１による結像位置又は当該結像位置近傍に、設けられている。第２検出部３６は、分離部３２から進行方向ｄ２に進行した電磁波を検出する。第２検出部３６は、第１検出部３５とは異種又は同種の電磁波を検出する。
　本実施形態では、第２検出部３６は、パッシブセンサである。第２検出部３６は、第１検出部３５と異種又は同種のセンサであってよい。第２検出部３６は、素子アレイを含んでよい。例えば、第２検出部３６は、イメージセンサ又はイメージングアレイ等の撮像素子を含み、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２に相当する画像情報を生成する。
　本実施形態では、第２検出部３６は、可視光の像を撮像する。第２検出部３６は、生成した画像情報を信号として制御部４１に送信する。
　第２検出部３６は、赤外線、紫外線及び電波の像等、可視光以外の像を撮像してよい。また、第２検出部３６は、測距センサを含んでよい。この構成において、電磁波検出装置１は、第２検出部３６により画像状の距離情報を取得し得る。また、第２検出部３６は、サーモセンサ等を含んでよい。この構成において、電磁波検出装置１は、第２検出部３６により画像状の温度情報を取得し得る。
　図１に示す記憶部４０は、１つ以上のメモリを含んでよい。記憶部４０は、一次記憶装置又は二次記憶装置として機能してよい。記憶部４０は、電磁波検出装置１の動作に用いられる任意の情報及びプログラムを記憶する。記憶部４０は、制御部４１に含まれてよい。
　例えば、記憶部４０は、放射領域１１の位置情報と、走査部２０の方向情報と、切替部３３に形成される電磁波のスポット（図５参照）の位置情報とを対応付けて記憶する。電磁波検出装置１が走査部２０を備えない構成では、記憶部４０は、放射領域１１の位置情報と、切替部３３に形成される電磁波のスポットの位置情報とを対応付けて記憶してよい。さらに、記憶部４０は、切替部３３に形成される電磁波のスポットの位置情報と、当該スポットの一部を内部に含む切替素子３３ａの位置情報とを対応付けて記憶する。記憶部４０は、当該スポットの一部を内部に含む切替素子３３ａの位置情報を、第１状態に切替る切替素子３３ａの位置情報として記憶する。
　図１に示す制御部４１は、１つ以上のプロセッサを含む。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、及び、特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくとも何れかを含んでよい。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４１は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）、及び、ＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎ　ａ　Ｐａｃｋａｇｅ）の少なくとも何れかを含んでよい。
　［電磁波の検出処理］
　制御部４１は、放射領域１１Ａ～１１Ｄの少なくとも１つに電磁波を放射させる。制御部４１は、当該電磁波によって切替部３３に形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、切替部３３に、複数の切替素子３３ａの一部を第１状態に切替させる。
　具体的には、まず、制御部４１は、電磁波を放射させる放射領域１１及び走査部２０の方向を決定する。次に、制御部４１は、記憶部４０から、当該放射領域１１の位置情報及び走査部２０の方向情報に対応付けられた、切替部３３に形成される電磁波のスポットの位置情報を取得する。例えば、制御部４１は、電磁波を放射させる放射領域１１を放射領域１１Ａと決定する場合、図５に示すスポットＳＡの位置情報を取得し得る。その後、制御部４１は、記憶部４０から、当該電磁波のスポットの位置情報に対応付けられた、第１状態に切替る切替素子３３ａの位置情報を取得する。例えば、制御部４１は、記憶部４０から、図５に示すスポットＳＡの位置情報に対応付けられた、４つの切替素子３３ａ３の位置情報を取得し得る。制御部４１は、切替部３３に、第１状態に切替る切替素子３３ａとして位置情報を取得した切替素子３３ａを、第１状態に切替させる。また、制御部４１は、切替部３３に、第１状態に切替る切替素子３３ａとして位置情報を取得しなかった切替素子３３ａを第２状態に維持（切替）させる。例えば、制御部４１は、切替部３３に、図５に示す４つの切替素子３３ａ３を第１状態に切替させ、図５に示す切替素子３３ａ３を除く切替素子３３ａを第２状態に維持させる。このような構成によって、図５に示すスポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ３によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。また、図５に示すように、切替素子３３ａ３を除く切替素子３３ａを第２状態に維持することにより、外乱光が図１に示す第１検出部３５に入射することを防ぐことができる。
　上述の制御には、多様なパターンがある。以下、この多様なパターンの一例について説明する。
　＜例１＞
　制御部４１は、放射領域１１Ａ～１１Ｄに順次電磁波を放射させてよい。さらに、制御部４１は、当該電磁波によって切替部３３に順次形成させる電磁波のスポットの位置情報に基づいて、切替部３３に一部の切替素子３３ａを第１状態に順次切替させてよい。上述のように放射領域１１Ａ～１１Ｄが順次電磁波を放射することにより、図４に示すように電磁波で対象２上を直線Ａに平行な方向に沿って走査することができる。さらに、制御部４１は、放射領域１１Ａ～１１Ｄに順次電磁波を放射させた後、走査部２０に、走査部２０の向きを変えさせてよい。上述のように走査部２０の向きが変わることにより、図４に示すように電磁波で対象２上を方向Ｂに沿って走査することができる。以下、この制御例について説明する。
　まず、制御部４１は、放射領域１１Ａに電磁波を放射させる。放射領域１１Ａが電磁波を放射すると、図６に示すようにスポットＳＡが形成される。この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図６に示す４つの切替素子３３ａ３を、第１状態に切替させる。４つの切替素子３３ａ３の各々は、その内部にスポットＳＡの一部を含む。また、この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図６に示す４つの切替素子３３ａ３を除く切替素子３３ａを、第２状態に切替させる。このような構成によって、スポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ３によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。また、切替素子３３ａ３を除く切替素子３３ａを第２状態にすることにより、外乱光が図１に示す第１検出部３５に入射することを防ぐことができる。
　次に、制御部４１は、放射領域１１Ｂに電磁波を放射させる。放射領域１１Ｂが電磁波を放射すると、図７に示すようにスポットＳＢが形成される。この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図７に示す４つの切替素子３３ａ４を、第１状態に切替させる。４つの切替素子３３ａ４の各々は、その内部にスポットＳＢの一部を含む。また、この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図７に示す４つの切替素子３３ａ４を除く切替素子３３ａを、第２状態に切替させる。このような構成によって、スポットＳＢを形成した電磁波は、切替素子３３ａ４によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。また、切替素子３３ａ４を除く切替素子３３ａを第２状態にすることにより、外乱光が図１に示す第１検出部３５に入射することを防ぐことができる。
　次に、制御部４１は、放射領域１１Ｃに電磁波を放射させる。放射領域１１Ｃが電磁波を放射すると、図８に示すようにスポットＳＣが形成される。この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図８に示す４つの切替素子３３ａ５を、第１状態に切替させる。４つの切替素子３３ａ５の各々は、その内部にスポットＳＣの一部を含む。また、この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図８に示す４つの切替素子３３ａ５を除く切替素子３３ａを、第２状態に切替させる。このような構成によって、スポットＳＣを形成した電磁波は、切替素子３３ａ５によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。また、切替素子３３ａ５を除く切替素子３３ａを第２状態にすることにより、外乱光が図１に示す第１検出部３５に入射することを防ぐことができる。
　次に、制御部４１は、放射領域１１Ｄに電磁波を放射させる。放射領域１１Ｄが電磁波を放射すると、図９に示すようにスポットＳＤが形成される。この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図９に示す４つの切替素子３３ａ６を、第１状態に切替させる。４つの切替素子３３ａ６の各々は、その内部にスポットＳＤの一部を含む。また、この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図９に示す４つの切替素子３３ａ６を除く切替素子３３ａを、第２状態に切替させる。このような構成によって、スポットＳＤを形成した電磁波は、切替素子３３ａ６によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。また、切替素子３３ａ６を除く切替素子３３ａを第２状態にすることにより、外乱光が図１に示す第１検出部３５に入射することを防ぐことができる。
　その後、制御部４１は、走査部２０に、走査部２０の向きを変えさせる。さらに、制御部４１は、再度、放射領域１１Ａ～１１Ｄに電磁波を順次放射させる。図６を参照して上述したのと同様に、まず、制御部４１は、放射領域１１Ａに電磁波を放射させる。放射領域１１Ａが電磁波を放射すると、図１０に示すようにスポットＳＡが形成される。図１０に示すスポットＳＡの位置は、図６に示すスポットＳＡの位置と比較すると、方向Ｅに沿って変位する。この構成では、制御部４１は、図１０に示す４つの切替素子３３ａ７を、第１状態に切替させる。４つの切替素子３３ａ７の各々は、その内部にスポットＳＡの一部を含む。また、この構成では、制御部４１は、切替部３３に、図１０に示す４つの切替素子３３ａ７を除く切替素子３３ａを、第２状態に切替させる。このような構成によって、スポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ７によって反射されてオン方向ｄ３に進み、第１検出部３５に入射し得る。また、切替素子３３ａ７を除く切替素子３３ａを第２状態にすることにより、外乱光が図１に示す第１検出部３５に入射することを防ぐことができる。その後、制御部４１は、図７から図９を参照して上述したのと同様に、放射領域１１Ｂ～１１Ｄに順次電磁波を放射させる。
　制御部４１は、上述の制御を繰り返し実行する。制御部４１が上述の制御を繰り返し実行することにより、図４に示すように、直線Ａに平行な方向と方向Ｂとの２つの方向に沿って、電磁波検出装置１は、電磁波で対象２上を走査することができる。
　＜例２＞
　制御部４１は、切替部３３上に形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、切替部３３に、複数の所定領域内の切替素子３３ａを、予め第１状態に切替させておいてよい。複数の所定領域は、方向Ｄに直交する方向Ｅに沿って位置してよい。例えば、制御部４１は、図１１に示すように、方向Ｅに沿って位置する、４つの切替素子３３ａ３と、４つの切替素子３３ａ８とを、第１状態に予め切替させておいてよい。
　図１１に示す構成において、まず、制御部４１は、放射領域１１Ａに電磁波を放射させる。放射領域１１Ａが電磁波を放射すると、図１１に示すように、スポットＳＡが形成される。スポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ３によって反射されてオン方向ｄ３に進み、第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ３を第２状態に速やか切替てよい。
　次に、制御部４１は、走査部２０に、放射領域１１Ａが放射した電磁波の向きを変えさせる。放射領域１１Ａが放射した電磁波の向きを走査部２０によって変えることにより、図１２に示すように、スポットＳＡは、方向Ｅに沿って変位する。図１２に示すスポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ８によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ８を第２状態に速やか切替てよい。
　このように、複数の所定領域内の切替素子３３ａを予め第１状態に切替させておくことで、走査部２０の向きを変える毎に、制御部４１は、切替部３３に、切替素子３３ａを第１状態又は第２状態に切替させなくてよい。このような構成により、図４に示すように電磁波で対象２上を方向Ｂに沿って効率良く走査することができる。
　＜例３＞
　制御部４１は、切替部３３上に形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、切替部３３に、複数の所定領域内の切替素子３３ａを、予め第１状態に切替させておいてよい。複数の所定領域は、方向Ｄに対して斜めの方向に沿って位置してよい。例えば、制御部４１は、図１３に示すように、方向Ｄに対して斜めの方向に沿って位置する、４つの切替素子３３ａ３と、４つの切替素子３３ａ９とを、第１状態に予め切替ておいてよい。
　図１３に示す構成において、まず、制御部４１は、放射領域１１Ａに電磁波を放射させ、図１３に示すように、スポットＳＡを形成させる。スポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ３によって反射されてオン方向ｄ３に進み、第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ３を第２状態に速やか切替てよい。
　次に、制御部４１は、走査部２０の向きを変え且つ放射領域１１Ｃに電磁波を放射させる。走査部２０の向きが変わり且つ放射領域１１Ｃが電磁波を放射することにより、図１４に示すような、スポットＳＣが形成される。図１４に示すスポットＳＣを形成した電磁波は、切替素子３３ａ９によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ９を第２状態に速やか切替てよい。
　このように、複数の所定領域内の切替素子３３ａを予め第１状態に切替させておくことで、走査部２０の向きを変え且つ電磁波を放射させる放射領域１１を変える毎に、制御部４１は、切替部３３に、切替素子３３ａを第１状態又は第２状態に切替させなくてよい。このような構成により、電磁波で対象２上を効率良く走査することができる。また、図１３及び図１４に示すように、異なる放射領域１１Ａ及び１１Ｃを用いながら、電磁波で対象２上を走査することができる。換言すると、同一の放射領域１１を連続して用いらなくても、電磁波で対象２上を走査することができる。このような構成によって、同一の放射領域１１を連続して用いることにより、当該放射領域１１が発熱してしまうことを防ぐことができる。
　＜例４＞
　制御部４１は、切替部３３上に形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、切替部３３に、複数の所定領域内の切替素子３３ａを、予め第１状態に切替させておいてよい。当該複数の所定領域の一部は、方向Ｄに沿って位置してよい。複数の所定領域の別の一部は、方向Ｅに沿って位置してよい。例えば、制御部４１は、図１５に示すように、４つの切替素子３３ａ３と、４つの切替素子３３ａ５と、４つの切替素子３３ａ８と、４つの切替素子３３ａ９とを、第１状態に予め切替ておいてよい。
　図１５に示す構成において、まず、制御部４１は、放射領域１１Ａに電磁波を放射させ、図１５に示すように、スポットＳＡを形成させる。スポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ３によって反射されてオン方向ｄ３に進み、第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ３を第２状態に速やか切替てよい。
　次に、制御部４１は、放射領域１１Ｃに電磁波を放射させ、図１６に示すようにスポットＳＣを形成させる。図１６に示すスポットＳＣを形成した電磁波は、切替素子３３ａ５によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ５を第２状態に速やか切替てよい。
　次に、制御部４１は、走査部２０の向きを変え且つ放射領域１１Ａに電磁波を放射させる。走査部２０の向きが変わり且つ放射領域１１Ａが電磁波を放射することにより、図１７に示すようなスポットＳＡが形成される。図１７に示すスポットＳＡを形成した電磁波は、切替素子３３ａ８によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ８を第２状態に速やか切替てよい。
　次に、制御部４１は、放射領域１１Ｃに電磁波を放射させる。放射領域１１Ｃが電磁波を放射することにより、図１８に示すようなスポットＳＣが形成される。図１８に示すスポットＳＣを形成した電磁波は、切替素子３３ａ９によって反射されて、図１に示すオン方向ｄ３に進み、図１に示す第１検出部３５に入射し得る。この後、制御部４１は、切替素子３３ａ９を第２状態に速やか切替てよい。
　このように、複数の所定領域内の切替素子３３ａを予め第１状態に切替させておくことで、走査部２０の向きを変える毎及び電磁波を放射させる放射領域１１を変える毎、制御部４１は、切替部３３に、切替素子３３ａを第１状態又は第２状態に切替させなくてよい。このような構成により、図４に示すように電磁波で対象２上を２つの方向（直線Ａに平行な方向及び方向Ｂ）に沿って効率良く走査することができる。
　［周囲に関する情報の取得処理］
　制御部４１は、第１検出部３５及び第２検出部３６の各々が検出した電磁波に基づいて、電磁波検出装置１の周囲に関する情報を取得する。例えば、周囲に関する情報は、画像情報、距離情報、及び、温度情報等である。制御部４１は、第２検出部３６によって、画像情報を取得する。また、制御部４１は、第１検出部３５によって、後述のように、距離情報を取得する。
　例えば、制御部４１は、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、距離情報を取得する。この構成において、制御部１４は、時間計測ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）を有してよい。時間計測ＬＳＩによって、制御部４１は、放射部１０に電磁波を放射させた時刻から、第１検出部３５によって検出情報を取得した時刻までの時間ΔＴを計測する。制御部４１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、対象２上の放射位置までの距離を算出する。制御部４１は、走査部２０から取得する方向情報、制御部４１が走査部２０に出力する駆動信号、又は、放射領域１１Ａ～１１Ｄの各々に出力する駆動信号に基づいて、電磁波の放射位置を算出する。制御部４１は、電磁波の放射位置を変えながら各放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。
　なお、本実施形態では、電磁波検出装置１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構成である。ただし、電磁波検出装置１の構成は、このような構成に限定されない。例えば、電磁波検出装置１は、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よい。また、電磁波検出装置１は、他のＴｏＦ方式、例えば、Ｐｈａｓｅｄ　ＴｏＦにより距離情報を取得してよい。
　以上のように、本実施形態に係る電磁波検出装置１は、複数の放射領域１１としての放射領域１１Ａ～１１Ｄを含む放射部１０と、切替部３３とを備える。このような構成により、放射領域１１Ａ～１１Ｄに電磁波を順次放射させることにより、例えば電磁波の向きを反射板等で偏向させなくても、電磁波で対象２上を走査することができる。換言すると、本実施形態に係る電磁波検出装置１では、電磁波で測定対象上を走査する機構の簡素化を図ることができる。
　また、本実施形態に係る電磁波検出装置１では、図４に示すように、放射領域１１Ａ～１１Ｄが直線Ａに沿って並び得る。さらに、本実施形態に係る電磁波検出装置１は、図４に示すように、放射領域１１Ａ～１１Ｄから放射された電磁波の向きを、直線Ａと直交する方向Ｂに変える走査部２０を備え得る。このような構成により、本実施形態に係る電磁波検出装置１は、直線Ａに沿う方向と方向Ｂとの２つの方向に沿って、電磁波で対象２上を走査することが可能になる。本実施形態に係る電磁波検出装置１は、電磁波で対象２上を２つの方向に沿って走査することにより、例えば１つの方向に走査する場合よりも、周囲に関するより詳細な情報を取得することができる。さらに、本実施形態に係る電磁波検出装置１では、走査部２０に、例えば１軸のＭＥＭＳミラーのような、１つの方向のみに電磁波を偏光可能な部材を用いて、２つの方向に沿って電磁波で対象２上を走査することができる。１つの方向のみに電磁波を変更可能な部材は、例えば２軸のＭＥＭＳミラーのような、２つの方向のみに電磁波を変更可能な部材よりも、低コストであり得る。従って、本実施形態では、低コストで、電磁波で対象２上を２つの方向に沿って走査する構成を実現することができる。
　また、本実施形態に係る電磁波検出装置１では、制御部４１が、切替部３３上に形成されるスポットの位置に基づいて、複数の所定領域内の切替素子３３ａを予め第１状態に切替させ得る。複数の所定領域内の切替素子３３ａを予め第１状態に切替させておくことで、切替部３３に形成されるスポットを変位させる毎に、制御部４１は、切替部３３に、当該スポットの位置に応じた切替素子３３ａを第１状態に切替させなくてよい。このような構成によって、本実施形態に係る電磁波検出装置１は、電磁波で対象２上を効率良くに走査することができる。
　本開示に係る実施形態を諸図面及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及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、これらの変形及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、本実施形態では、放射部１０、走査部２０、電磁波検出部３０、記憶部４０及び制御部４１が、電磁波検出装置１を構成するものとして説明した。ただし、放射部１０及び走査部２０を含む装置と、電磁波検出部３０を含む装置とによって、情報取得システムが構成されてよい。当該情報取得システムは、記憶部４０及び制御部４１をさらに備えてよい。
　また、本実施形態では、切替部３３は、基準面３３ｓに入射する電磁波の進行方向を、オン方向ｄ３及びオフ方向ｄ４の２方向に切替可能であるとして説明した。ただし、切替部３３は、２方向の何れかへの切替でなく、３つ以上の方向に切替可能であってよい。
　また、本実施形態では、切替部３３において、第１状態及び第２状態は、基準面３３ｓに入射する電磁波の各々を、オン方向ｄ３に反射する第１反射状態及びオフ方向ｄ４に反射する第２反射状態であるとして説明した。ただし、第１状態及び第２状態は、他の態様であってよい。
　例えば、図１９に示すように、第１状態は、基準面３３ｓに入射する電磁波を、透過させてオン方向ｄ３に進行させる透過状態であってよい。この構成において、切替部１３３は、切替素子３３ａ毎に電磁波をオフ方向ｄ４に反射する反射面を有するシャッタを含んでいてよい。このような構成の切替部１３３においては、切替素子３３ａ毎のシャッタを開閉することにより、第１状態としての透過状態及び第２状態としての反射状態を切替素子３３ａ毎に切替得る。
　このような構成の切替部１３３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１３３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切替部が挙げられる。このような構成の切替部１３３においては、切替素子３３ａ毎の液晶配向を切替えることにより、第１状態としての透過状態及び第２状態としての反射状態を切替素子３３ａ毎に切替得る。
　また、本実施形態では、電磁波検出装置１では、第１検出部３５がアクティブセンサであり、第２検出部３６がパッシブセンサであるものとして説明した。ただし、電磁波検出装置１は、このような構成に限られない。例えば、電磁波検出装置１において、第１検出部３５及び第２検出部３６が、共にアクティブセンサである構成でも、共にパッシブセンサである構成でも、本実施形態と類似の効果が得られる。第１検出部３５及び第２検出部３６が共にアクティブセンサである構成において、対象２に電磁波を放射する放射部１０は異なっていてよいし、同一であってよい。さらに、異なる放射部１０の各々は、異種又は同種の電磁波を放射してよい。
　１　電磁波検出装置
　１０　放射部
　１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ　放射領域
　１２　光学系
　２０　走査部
　３０　電磁波検出部
　３１　前段光学系
　３２　分離部
　３３，１３３　切替部
　３３ｓ　基準面
　３３ａ，３３ａ１，３３ａ２，３３ａ３，３３ａ４，３３ａ５，３３ａ６，３３ａ７，３３ａ８，３３ａ９　切替素子
　３４　後段光学系
　３５　第１検出部
　３６　第２検出部
　４０　記憶部
　４１　制御部
　ｄ１　進行方向（第１方向）
　ｄ２　進行方向
　ｄ３　オン方向（第２方向）
　ｄ４　オフ方向（第３方向）
　ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ　スポット
　Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ　方向

Claims (24)

  1. 　電磁波を放射可能な複数の放射領域を含む放射部と、
    　前記放射部から放射された電磁波のうち、対象で反射されて入射する電磁波を、第１方向に進行させる第１状態に切替可能な複数の切替素子を含む切替部と、
    　前記第１方向に進行した電磁波を検出する第１検出部と、を備える
    　電磁波検出装置。
  2. 　請求項１に記載の電磁波検出装置において、
    　前記複数の放射領域の少なくとも一部は、一次元に並ぶ
    　電磁波検出装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の電磁波検出装置において、
    　前記複数の放射領域の少なくとも一部は、二次元に並ぶ
    　電磁波検出装置。
  4. 　請求項１から３までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記複数の放射領域の少なくとも一部は、直線に沿って並び、
    　前記直線に沿って並ぶ前記放射領域から放射された電磁波の向きを、前記直線と交差する方向に変える走査部をさらに備える
    　電磁波検出装置。
  5. 　請求項４に記載の電磁波検出装置において、
    　前記走査部は、前記直線に沿って並ぶ前記放射領域から放射された電磁波の向きを、前記直線と直交する方向に変える
    電磁波検出装置。
  6. 　請求項４又は５に記載の電磁波検出装置において、
    　前記走査部は、ＭＥＭＳミラー、ガルバノミラー及びポリゴンミラーの何れかを含む
    　電磁波検出装置。
  7. 　請求項１から６までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記複数の放射領域のうちの少なくとも１つの放射領域に電磁波を放射させ、当該電磁波によって前記切替部に形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、前記切替部に前記複数の切替素子の一部を前記第１状態に切替させる制御部をさらに備える、
    　電磁波検出装置。
  8. 　請求項７に記載の電磁波検出装置において、
    　前記制御部は、前記複数の放射領域に電磁波を順次放射させ、前記切替部上に順次形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、前記切替部に前記複数の切替素子の一部を前記第１状態に順次切替させる
    　電磁波検出装置。
  9. 　請求項７に記載の電磁波検出装置において、
    　前記制御部は、前記切替部上に形成される電磁波のスポットの位置情報に基づいて、前記切替部に、複数の所定領域内の前記切替素子を予め前記第１状態に切替させる、電磁波検出装置。
  10. 　請求項１から９までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記放射領域は、レーザダイオード、発光ダイオード、垂直共振器面発光レーザ、フォトニック結晶レーザ、ガスレーザ及びファイバーレーザの少なくとも何れかを含む
    　電磁波検出装置。
  11. 　請求項１から１０までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　入射する電磁波を分離して、前記切替部に向かう方向と、第２方向とに進行させる分離部と、
    　前記第２方向に進行した電磁波を検出する第２検出部と、をさらに備える
    　電磁波検出装置。
  12. 　請求項１１に記載の電磁波検出装置において、
    　前記分離部は、ハーフミラー、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コールドミラー、ホットミラー及びメタサーフェスの少なくとも何れかを含む
    　電磁波検出装置。
  13. 　請求項１１又は１２に記載の電磁波検出装置において、
    　前記第１検出部及び前記第２検出部の各々は、測距センサ、イメージセンサ及びサーモセンサの少なくとも何れかを含む
    　電磁波検出装置。
  14. 　請求項１１から１３までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記第１検出部及び前記第２検出部は、異種又は同種の電磁波を検出する
    　電磁波検出装置。
  15. 　請求項１１から１４までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記第１検出部及び前記第２検出部の各々は、赤外線、可視光線、紫外線及び電波の少なくとも何れかを検出する
    　電磁波検出装置。
  16. 　請求項１から１５までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、前記対象で反射された入射する電磁波を、前記第１方向に反射する第１反射状態と、第３方向に反射する第２反射状態とに、前記切替素子毎に切替る
    　電磁波検出装置。
  17. 　請求項１６に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、電磁波を反射する反射面を前記切替素子毎に含み、前記反射面の向きを前記切替素子毎に偏向することにより、前記第１反射状態と前記第２反射状態とを切替る
    　電磁波検出装置。
  18. 　請求項１６又は１７に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む
    　電磁波検出装置。
  19. 　請求項１８に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替素子は、前記デジタルマイクロミラーデバイスのマイクロミラーを含み、
    　前記マイクロミラーの回転軸は、前記対象で反射されて入射する電磁波によって前記切替部に形成される電磁波のスポットが並ぶ方向に沿う
    　電磁波検出装置。
  20. 　請求項１から１８までの何れか一項に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、前記対象で反射された入射する電磁波を、前記第１方向に透過する透過状態と、第３方向に反射させる反射状態とに、前記切替素子毎に切替る
    　電磁波検出装置。
  21. 　請求項２０に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、電磁波を反射する反射面を有するシャッタを前記切替素子毎に含み、当該シャッタを前記切替素子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替る
    　電磁波検出装置。
  22. 　請求項２１に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、前記シャッタがアレイ状に並ぶＭＥＭＳシャッタを含む
    　電磁波検出装置。
  23. 　請求項２０又は２１に記載の電磁波検出装置において、
    　前記切替部は、電磁波を反射する反射状態及び電磁波を透過する透過状態を液晶配向に応じて前記切替素子毎に切替可能な液晶シャッタを含む
    　電磁波検出装置。
  24. 　電磁波を放射可能な複数の放射領域を含む放射部と、
    　前記放射部から放射された電磁波のうち、対象で反射されて入射する電磁波を、第１方向に進行させる第１状態に切替可能な複数の切替素子を含む切替部と、
    　前記第１方向に進行した電磁波を検出する第１検出部と、を備える
    情報取得システム。
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