WO2019159933A1 - Electromagnetic wave detection device and information acquisition system - Google Patents
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
Definitions
- This disclosure relates to an electromagnetic wave detection device and an information acquisition system.
- an apparatus including an element that switches a traveling direction of an electromagnetic wave incident on each pixel, such as a DMD (Digital Micromirror Device).
- a DMD Digital Micromirror Device
- an apparatus is known in which an image of an object is first temporarily formed on a DMD surface, and then the image primarily formed on the DMD surface is further formed on a CCD (Charge-Coupled Device) surface through a lens (patent).
- CCD Charge-Coupled Device
- the electromagnetic wave detection device is: A first imaging unit that images an incident electromagnetic wave; A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel; A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction; A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit, An angle formed by a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit and the principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value.
- An information acquisition system is A plurality of pixels are arranged along a reference plane and a first imaging unit that forms an incident electromagnetic wave, and an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is provided for each pixel.
- a traveling portion that travels in the direction, a second imaging portion that images the electromagnetic waves traveling in the first direction, a first detection portion that detects the electromagnetic waves incident from the second imaging portion,
- An electromagnetic wave detection device wherein an angle formed by a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit and a principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value; And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the first detection unit.
- An information acquisition system is A plurality of pixels are arranged along a reference plane and a first imaging unit that forms an incident electromagnetic wave, and an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is provided for each pixel.
- a traveling portion that travels in the direction, a second imaging portion that images the electromagnetic waves traveling in the first direction, a first detection portion that detects the electromagnetic waves incident from the second imaging portion,
- a third imaging unit that forms an image of the electromagnetic wave traveling in the second direction; and a second detection unit that detects the electromagnetic wave incident from the third imaging unit.
- An electromagnetic wave detection device in which an angle formed between a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the imaging unit and the principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value; And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the second detection unit.
- An information acquisition system is A plurality of pixels are arranged along a reference plane and a first imaging unit that forms an incident electromagnetic wave, and an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is provided for each pixel.
- a traveling portion that travels in the direction, a second imaging portion that images the electromagnetic waves traveling in the first direction, a first detection portion that detects the electromagnetic waves incident from the second imaging portion,
- a third detection unit that detects the electromagnetic wave traveling in the third direction, and a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit, and the first imaging unit
- An electromagnetic wave detection device having an angle with the main axis within a predetermined value; And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the third detection unit.
- the solution of the present disclosure has been described as an apparatus and a system.
- the present disclosure can also be realized as an embodiment including these, and a method, a program, It should be understood that the present invention can also be realized as a storage medium storing a program, and these are also included in the scope of the present disclosure.
- FIG. 1 In the electromagnetic wave detection device that does not provide a stop near the front focal point of the primary imaging optical system, a configuration that allows the electromagnetic wave propagating along the traveling direction that the traveling portion travels to enter the secondary imaging optical system without omission FIG.
- an electromagnetic wave detection device that does not have a stop near the front focal point of the primary imaging optical system along the traveling direction in which the traveling unit advances while avoiding interference between the primary imaging optical system and the secondary imaging optical system.
- FIG. 1 In an electromagnetic wave detection device that does not have a stop near the front focal point of the primary imaging optical system, along the traveling direction in which the traveling unit advances while avoiding interference between the primary imaging optical system and the secondary imaging optical system.
- schematic structure of the information acquisition system containing the electromagnetic wave detection apparatus which concerns on 1st Embodiment It is
- FIG. 4 is a timing chart showing electromagnetic wave emission timing and detection timing for explaining the principle of distance measurement by a distance measuring sensor formed by the irradiation unit, the second detection unit, and the control unit of FIG. 3.
- FIG. 4 is an optical path diagram for explaining the spread of electromagnetic waves propagating in a first direction and a second direction advanced by a traveling portion in the electromagnetic wave detection device of FIG. 3.
- the main surface of the primary imaging optical system, the reference surface of the traveling unit, the main surface of the secondary imaging optical system, and the detection surface of the detection unit are parallel, It is a figure which shows the field angle range of a next imaging optical system.
- FIG. 4 shows the modification of the 1st image formation part of FIG.
- FIG. 4 is a timing chart showing electromagnetic wave emission timing and detection timing for explaining the principle of distance measurement by a distance measuring sensor formed by the irradiation unit, the second detection unit, and the control unit of FIG. 3.
- FIG. 4 is an optical path diagram for explaining the spread of electromagnetic waves propagating in a first direction
- FIG. 5 is a diagram illustrating a field angle range of a second image forming unit of an image formed on a first detection surface in the electromagnetic wave detection device of FIG. 4. It is a block diagram which shows schematic structure of the electromagnetic wave detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment.
- the present disclosure relates to homogenizing the intensity of a secondary imaged electromagnetic wave without increasing the size of the entire apparatus. According to the present disclosure, it is possible to homogenize the intensity of the electromagnetic wave that has undergone secondary imaging without increasing the size of the entire apparatus.
- a primary imaging optical system that forms an image of incident electromagnetic waves, an electromagnetic wave propagated from the primary imaging optical system and incident on the reference plane, which can travel in a direction different from the incident direction for each pixel, and is connected to the reference plane by the traveling section.
- the secondary imaging optical system that forms the imaged electromagnetic wave on the detection unit, and the electromagnetic wave detection device in which the detection unit is arranged can detect the electromagnetic wave that has undergone secondary imaging in the detection unit.
- the traveling part does not refract the incident electromagnetic wave like a relay lens
- the electromagnetic wave image formed on the reference plane travels in the traveling direction while spreading. Therefore, in order to make the electromagnetic wave incident on the traveling portion incident on the secondary imaging optical system without omission, it is necessary to apply a large secondary imaging optical system 19 'as shown in FIG. It becomes difficult to reduce the size.
- use of a large secondary imaging optical system 19 ′ may cause interference with the primary imaging optical system 15 ′, which may make actual manufacture difficult.
- the primary imaging optical system 15 ′′ and the secondary imaging optical system 15 ′′ are reduced by shortening the back flange length of the primary imaging optical system 15 ′′ and reducing the size of the secondary imaging optical system 19 ′′.
- the interference of the imaging optical system 19 '' can be avoided and the apparatus can be miniaturized.
- vignetting may occur in the electromagnetic waves reflected by some pixels, and the intensity of the secondary image may be biased. Therefore, the electromagnetic wave detection device to which the present disclosure is applied generates vignetting in some pixels without using a large secondary imaging optical system by reducing the spread of the electromagnetic wave traveling in the traveling direction from the reference plane. The possibility of this can be reduced.
- the information acquisition system 11 including the electromagnetic wave detection device 10 according to the first embodiment of the present disclosure includes the electromagnetic wave detection device 10, the irradiation unit 12, the reflection unit 13, and the control device 14. Has been.
- the broken lines connecting the functional blocks indicate the flow of control signals or information to be communicated.
- the communication indicated by the broken line may be wired communication or wireless communication.
- a solid line protruding from each functional block indicates a beam-like electromagnetic wave.
- the electromagnetic wave detection device 10 includes a first opening 23, a first imaging unit 15, a separation unit 16, a traveling unit 18, a second imaging unit 19, and a first detection unit 20. , A third imaging unit 21, a second detection unit 22, and a third detection unit 17.
- the first opening 23 defines, for example, an opening and allows a part of the electromagnetic wave incident on the opening to pass therethrough.
- the first opening 23 may be an aperture stop, for example, and may function as a stop of the first imaging unit 15 that adjusts the amount of electromagnetic waves that pass through.
- the first opening 23 may be disposed in the vicinity of the position of the front focal point by the first imaging unit 15.
- the vicinity of the position of the front focal point is the position of the stop that makes the angle formed by the principal ray on the image side of each field angle of the first imaging unit 15 and the principal axis of the first imaging unit 15 within a predetermined value.
- the vicinity of the position of the front focal point means that the angle between the principal ray on the image side with the maximum field angle of the first imaging unit 15 and the principal axis of the first imaging unit 15 falls within a predetermined value.
- the predetermined value may be 15 °, for example.
- the first opening 23 may be disposed at the position of the front focal point of the first imaging unit 15 and may form an image side telecentric optical system together with the first imaging unit 15. As shown in FIG. 5, the first opening 23 is formed on the image side together with the first imaging unit 15 when the traveling axes of the electromagnetic waves passing through the first imaging unit 15 are substantially parallel to each other.
- the telecentric optical system need not be configured.
- the first image forming unit 15 forms an image of the electromagnetic wave incident from the first opening 23.
- the angle formed by the traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit 15 and the principal axis of the first imaging unit 15 is within the above-described predetermined value.
- the first imaging unit 15 may be arranged so that the traveling axis and the main axis are parallel to each other. For example, as shown in FIG. 5, the first imaging unit 15 causes the traveling axis of the electromagnetic wave incident from each angle of view to pass through the center of the imaging unit in the previous stage and then pass to the imaging unit in the subsequent stage. May be arranged.
- the first imaging unit 15 may be arranged so that the axis of the opening ap and the main axis are parallel to each other at a position facing the opening ap formed in the housing of the electromagnetic wave detection device 10.
- the axis of the opening ap is the axis of the cylinder in a configuration in which the opening ap is defined by a cylinder such as a lens barrel, and in the configuration formed in the casing itself, the axis of the casing around the opening ap. It is a line perpendicular to the wall surface and passing through the center of the opening ap.
- the opening ap is different from the opening defined by the first opening 23, but may be the same.
- the first imaging unit 15 includes, for example, at least one of a lens and a mirror.
- the first imaging unit 15 forms an image of an incident electromagnetic wave that passes through the first opening 23 from the object ob that is a subject.
- the first imaging unit 15 may be a retrofocus type lens system.
- the separating unit 16 is provided between the first imaging unit 15 and the primary imaging position that is the imaging position of the object ob by the first imaging unit 15.
- the separating unit 16 separates the electromagnetic wave incident from the first imaging unit 15 so as to travel in the traveling unit direction da toward the traveling unit 18 and in the third direction d3 toward the third detecting unit 17.
- the separation unit 16 may separate the incident electromagnetic wave so that the first frequency electromagnetic wave travels in the traveling direction da and the second frequency electromagnetic wave travels in the third direction d3.
- the separating unit 16 separates the incident electromagnetic wave so as to travel in the third direction d3 and the traveling unit direction da by at least one of reflection, separation, and refraction.
- the separation unit 16 reflects a part of the incident electromagnetic wave in the third direction d3 and transmits another part of the electromagnetic wave in the traveling part direction da.
- the separation unit 16 may transmit a part of the incident electromagnetic wave in the third direction d3 and reflect another part of the electromagnetic wave in the traveling part direction da.
- the separation unit 16 may refract part of the incident electromagnetic wave in the third direction d3 and transmit another part of the electromagnetic wave in the traveling part direction da.
- the separation unit 16 may transmit a part of the incident electromagnetic wave in the third direction d3 and refract another part of the electromagnetic wave in the traveling part direction da. Further, for example, the separation unit 16 may refract part of the incident electromagnetic wave in the third direction d3 and refract another part of the electromagnetic wave in the traveling part direction da.
- the separation unit 16 may include, for example, at least one of a half mirror, a beam splitter, a dichroic mirror, a cold mirror, a hot mirror, a metasurface, a deflection element, and a prism.
- the traveling unit 18 is provided on the path of electromagnetic waves traveling from the separating unit 16 in the traveling unit direction da. Further, the traveling unit 18 is provided in the primary imaging position of the object ob by the first imaging unit 15 in the traveling unit direction da or in the vicinity of the primary imaging position.
- the advancing portion 18 is provided at the primary imaging position.
- the traveling unit 18 has a reference surface ss on which the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit 15 and the separation unit 16 is incident.
- the reference plane ss is composed of a plurality of pixels px arranged along a two-dimensional shape.
- the reference surface ss is a surface that causes an action such as reflection and transmission on the electromagnetic wave in at least one of a first state and a second state to be described later.
- the reference plane ss may be perpendicular to the central axis of the electromagnetic wave traveling in the traveling section direction da from the separation section 16.
- the advancing unit 18 can be switched for each pixel px between a first state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface ss is advanced in the first direction d1 and a second state in which the electromagnetic wave is advanced in the second direction d2. is there.
- the first state is a first reflection state in which an electromagnetic wave incident on the reference surface ss is reflected in the first direction d1.
- the second state is a second reflection state in which the electromagnetic wave incident on the reference surface ss is reflected in the second direction d2.
- the advancing unit 18 includes a reflecting surface that reflects electromagnetic waves for each pixel px.
- the advancing unit 18 switches the first reflection state and the second reflection state for each pixel px by changing the direction of the reflection surface for each pixel px.
- the progression unit 18 includes, for example, a DMD (Digital Micromirror Device).
- the DMD can switch the reflective surface to either the + 12 ° or ⁇ 12 ° inclination state with respect to the reference surface ss for each pixel px by driving a minute reflecting surface constituting the reference surface ss.
- the reference surface ss is parallel to the plate surface of the substrate on which the minute reflecting surface of the DMD is placed.
- the progression unit 18 switches between the first state and the second state for each pixel px based on the control of the control device 14 to be described later.
- the advancing unit 18 can simultaneously advance an electromagnetic wave incident on the pixel px in the first direction d1 by switching a part of the pixels px to the first state, and set another part of the pixels px to the first state.
- the electromagnetic wave incident on the pixel px can be advanced in the second direction d2.
- the second imaging unit 19 is disposed in the first direction d1 from the traveling unit 18.
- the second imaging unit 19 includes, for example, at least one of a lens and a mirror.
- the second imaging unit 19 may be arranged such that the main surface is inclined with respect to the reference plane ss of the traveling unit 18. Further, the second imaging unit 19 may be arranged so that the main axis passes within the range of the reference plane ss of the traveling unit 18. Furthermore, the second imaging unit 19 may be arranged such that the principal axis passes through the center pixel px, that is, the center pixel px.
- the second imaging unit 19 forms an image of the object ob as an electromagnetic wave whose traveling direction is switched in the traveling unit 18.
- the first detection unit 20 is disposed on the path of the electromagnetic wave that travels in the first direction d1 by the traveling unit 18 and then travels through the second imaging unit 19.
- the first detection unit 20 is disposed at or near the secondary imaging position by the second imaging unit 19 of the electromagnetic wave image formed on the reference plane ss of the traveling unit 18.
- the first detection unit 20 may be arranged so that the detection surface is inclined with respect to the reference surface ss, that is, the extended surfaces of the detection surface and the reference surface ss intersect each other. Further, the first detection unit 20 may be arranged so as to be inclined with respect to the main surface of the second imaging unit 19.
- the first detection unit 20 may be arranged so that the main axis of the second imaging unit 19 passes within the range of the detection surface of the first detection unit 20. Furthermore, the first detection unit 20 may be arranged so that the main axis of the second imaging unit 19 passes through the center of the detection surface of the first detection unit 20.
- the first detection unit 20 may be arranged such that the extension surface of the detection surface intersects the extension surfaces of the reference surface ss and the main surface of the second imaging unit 19 on a single straight line. Accordingly, the reference surface ss, the main surface of the second imaging unit 19, and the detection surface of the first detection unit 20 may be arranged so as to satisfy the Scheinproof principle.
- the first detection unit 20 detects an electromagnetic wave that has passed through the second imaging unit 19, that is, an electromagnetic wave that has traveled in the first direction d1.
- the first detection unit 20 is a passive sensor.
- the first detection unit 20 includes an element array.
- the first detection unit 20 includes an image sensor such as an image sensor or an imaging array, captures an image of an electromagnetic wave formed on the detection surface, and generates image information corresponding to the captured object ob.
- the first detection unit 20 captures an image of visible light.
- the first detection unit 20 transmits the generated image information as a signal to the control device 14.
- the first detection unit 20 may capture images other than visible light, such as infrared, ultraviolet, and radio wave images.
- the first detection unit 20 may include a distance measuring sensor. In this configuration, the electromagnetic wave detection device 10 can acquire image-like distance information by the first detection unit 20.
- the first detection unit 20 may include a thermosensor. In this configuration, the electromagnetic wave detection device 10 can acquire image-like temperature information by the first detection unit 20.
- the third imaging unit 21 is disposed in the second direction d2 from the traveling unit 18.
- the third imaging unit 21 includes, for example, at least one of a lens and a mirror.
- the third imaging unit 21 may be arranged such that the main surface is inclined with respect to the reference plane ss of the traveling unit 18. Further, the third imaging unit 21 may be arranged such that the main axis passes within the range of the reference plane ss of the traveling unit 18. Furthermore, the third imaging unit 21 may be arranged so that the principal axis passes through the center pixel px, that is, the center of the reference plane ss.
- the third imaging unit 21 forms an image of the object ob as an electromagnetic wave whose traveling direction is switched in the traveling unit 18.
- the second detection unit 22 is disposed on the path of the electromagnetic wave that travels in the second direction d2 by the traveling unit 18 and then travels through the third imaging unit 21.
- the second detection unit 22 is disposed at or near the secondary imaging position of the third imaging unit 21 of the electromagnetic wave image formed on the reference plane ss of the traveling unit 18. Further, the second detection unit 22 may be arranged such that the detection surface is inclined with respect to the reference surface ss, that is, the extended surfaces of the detection surface and the reference surface ss intersect each other.
- the second detection unit 22 may be arranged so as to be inclined with respect to the main surface of the third imaging unit 21.
- the second detection unit 22 may be arranged so that the main axis of the third imaging unit 21 passes within the range of the detection surface of the second detection unit 22. Furthermore, the second detection unit 22 may be arranged so that the main axis of the third imaging unit 21 passes through the center of the detection surface of the second detection unit 22.
- the second detection unit 22 may be arranged such that the extension surface of the detection surface intersects the extension surfaces of the reference surface ss and the main surface of the third imaging unit 21 on a single straight line. Accordingly, the reference surface ss, the main surface of the third imaging unit 21, and the detection surface of the second detection unit 22 may be arranged so as to satisfy the Scheinproof principle.
- the second detection unit 22 detects the electromagnetic wave that has passed through the third imaging unit 21, that is, the electromagnetic wave that has traveled in the second direction d2.
- the second detection unit 22 is an active sensor that detects a reflected wave from the target ob of the electromagnetic wave irradiated from the irradiation unit 12 toward the target ob.
- the second detection unit 22 reflects the electromagnetic wave irradiated from the irradiation unit 12 and reflected toward the target ob by being reflected by the reflection unit 13 from the target ob. Is detected.
- the electromagnetic wave irradiated from the irradiation unit 12 is at least one of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and radio waves, and the second detection unit 22 is different from or similar to the first detection unit 20. It is a sensor and detects different types or similar types of electromagnetic waves.
- the second detection unit 22 includes elements constituting a distance measuring sensor.
- the second detection unit 22 includes a single element such as an APD (Avalanche PhotoDiode), PD (PhotoDiode), SPAD (Single Photon Avalanche Diode), a millimeter wave sensor, a submillimeter wave sensor, and a ranging image sensor.
- the second detection unit 22 may include an element array such as an APD array, a PD array, an MPPC (Multi-Photon-Pixel-Counter), a ranging imaging array, and a ranging image sensor.
- the second detection unit 22 transmits detection information indicating that a reflected wave from the subject has been detected to the control device 14 as a signal. More specifically, the second detection unit 22 is an infrared sensor that detects electromagnetic waves in the infrared band.
- the 2nd detection part 22 should just be able to detect electromagnetic waves in the structure which is a single element which comprises the distance sensor mentioned above, and does not need to be imaged on a detection surface. Therefore, the second detection unit 22 does not necessarily have to be provided in the secondary imaging position or the vicinity of the secondary imaging position, which is the imaging position by the third imaging unit 21. That is, in this configuration, the second detection unit 22 has a third connection after traveling in the traveling unit direction da by the traveling unit 18 at a position where electromagnetic waves from all angles of view can enter the detection surface. It may be arranged anywhere on the path of the electromagnetic wave traveling through the image unit 21.
- the third detection unit 17 is provided on the path of the electromagnetic wave that travels from the separation unit 16 in the third direction d3. Further, the third detection unit 17 is provided at or near the imaging position of the object ob by the first imaging unit 15 in the third direction d3 from the separation unit 16. The third detection unit 17 detects electromagnetic waves that have traveled from the separation unit 16 in the third direction d3.
- the third detection unit 17 is a passive sensor. In the first embodiment, more specifically, the third detection unit 17 includes an element array.
- the third detection unit 17 includes an image sensor such as an image sensor or an imaging array, captures an image of an electromagnetic wave formed on the detection surface, and generates image information corresponding to the captured object ob.
- the third detector 17 captures a visible light image more specifically.
- the third detection unit 17 transmits the generated image information as a signal to the control device 14.
- the third detection unit 17 may capture images other than visible light, such as infrared, ultraviolet, and radio wave images.
- the third detection unit 17 may include a distance measuring sensor. In this configuration, the electromagnetic wave detection device 10 can acquire image-like distance information by the third detection unit 17.
- the third detection unit 17 may include a distance measuring sensor or a thermo sensor. In this configuration, the electromagnetic wave detection device 10 can acquire image-like temperature information by the third detection unit 17.
- the irradiation unit 12 emits at least one of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and radio waves. In the first embodiment, the irradiation unit 12 emits infrared rays. The irradiation unit 12 irradiates the radiated electromagnetic wave directly or indirectly through the reflection unit 13 toward the object ob. In 1st Embodiment, the irradiation part 12 irradiates the electromagnetic wave to radiate
- the irradiation unit 12 emits a narrow electromagnetic wave in the form of a beam, for example, 0.5 °.
- the irradiation unit 12 can emit electromagnetic waves in a pulsed manner.
- the irradiation unit 12 includes an LED (Light Emitting Diode) and an LD (Laser Diode). The irradiation unit 12 switches between emission and stop of electromagnetic waves based on the control of the control device 14 described later.
- the reflection unit 13 changes the irradiation position of the electromagnetic wave irradiated to the object ob by reflecting the electromagnetic wave radiated from the irradiation unit 12 while changing the direction. That is, the reflection unit 13 scans the object ob with the electromagnetic wave radiated from the irradiation unit 12. Therefore, in the first embodiment, the second detection unit 22 forms a scanning distance measuring sensor in cooperation with the reflection unit 13. Note that the reflection unit 13 scans the object ob in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction. In the first embodiment, the reflecting unit 13 scans the object ob in the two-dimensional direction.
- the reflection unit 13 is configured such that at least a part of the irradiation region of the electromagnetic wave radiated and reflected from the irradiation unit 12 is included in the electromagnetic wave detection range in the electromagnetic wave detection device 10. Therefore, at least a part of the electromagnetic wave irradiated to the object ob through the reflection unit 13 can be detected by the electromagnetic wave detection device 10.
- the reflection unit 13 includes at least a part of the irradiation region of the electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 and reflected by the reflection unit 13 in the detection range of the second detection unit 22. It is configured. Therefore, in the first embodiment, at least a part of the electromagnetic wave irradiated to the object ob via the reflection unit 13 can be detected by the second detection unit 22.
- the reflection unit 13 includes, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror, a polygon mirror, and a galvano mirror.
- the reflection unit 13 includes a MEMS mirror.
- the reflection unit 13 changes the direction in which the electromagnetic wave is reflected based on the control of the control device 14 to be described later.
- the reflection part 13 may have angle sensors, such as an encoder, for example, and may notify the angle which an angle sensor detects to the control apparatus 14 as direction information which reflects electromagnetic waves.
- the control device 14 can calculate the irradiation position based on the direction information acquired from the reflection unit 13.
- the control apparatus 14 can calculate an irradiation position based on the drive signal input in order to make the reflection part 13 change the direction which reflects electromagnetic waves.
- the control device 14 includes one or more processors and a memory.
- the processor may include at least one of a general-purpose processor that reads a specific program and executes a specific function, and a dedicated processor specialized for a specific process.
- the dedicated processor may include an application specific integrated circuit (ASIC).
- the processor may include a programmable logic device (PLD).
- the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
- the control device 14 may include at least one of SoC (System-on-a-Chip) and SiP (System-in-a-Package) in which one or a plurality of processors cooperate.
- the control device 14 acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device 10 based on the electromagnetic waves detected by the first detection unit 20, the second detection unit 22, and the third detection unit 17, respectively.
- the information about the surroundings is, for example, image information, distance information, temperature information, and the like.
- the control device 14 acquires the electromagnetic wave detected as an image by the first detection unit 20 or the third detection unit 17 as image information.
- the control device 14 uses the ToF (Time-of-Flight) method to irradiate the irradiation unit 12 based on detection information detected by the second detection unit 22 as described below.
- the distance information of the irradiation position irradiated on is acquired.
- the control device 14 causes the irradiation unit 12 to emit a pulsed electromagnetic wave by inputting the electromagnetic wave emission signal to the irradiation unit 12 (see the “electromagnetic wave emission signal” column).
- the irradiation unit 12 irradiates an electromagnetic wave based on the input electromagnetic wave radiation signal (see the “irradiation unit radiation amount” column).
- An electromagnetic wave emitted from the irradiation unit 12 and reflected from the reflection unit 13 and irradiated to an arbitrary irradiation region is reflected in the irradiation region.
- the control device 14 switches at least a part of the pixels px in the imaging region in the traveling unit 18 by the first imaging unit 15 of the reflected wave of the irradiation region to the first state, and sets the other pixels px to the first state. Switch to state 2. Then, when the first detection unit 20 detects the electromagnetic wave reflected in the irradiation region (see the “electromagnetic wave detection amount” column), the first detection unit 20 notifies the control device 14 of the detection information as described above.
- the control device 14 includes, for example, a time measurement LSI (Large Scale Integrated Circuit), and the time when the detection information is acquired (see the “detection information acquisition” column) from the time T1 when the irradiation unit 12 radiates the electromagnetic wave. The time ⁇ T until T2 is measured.
- the control device 14 calculates the distance to the irradiation position by multiplying the time ⁇ T by the speed of light and dividing by 2.
- the control apparatus 14 calculates an irradiation position based on the direction information acquired from the reflection part 13 or the drive signal which self outputs to the reflection part 13 as mentioned above.
- the control device 14 creates image-like distance information by calculating the distance to each irradiation position while changing the irradiation position.
- the information acquisition system 11 is configured to create distance information by Direct ToF that directly measures the time until the electromagnetic wave is irradiated and returned.
- the information acquisition system 11 is not limited to such a configuration.
- the information acquisition system 11 irradiates an electromagnetic wave with a fixed period, and distance information is obtained by Flash ToF that indirectly measures the time until it returns from the phase difference between the irradiated electromagnetic wave and the returned electromagnetic wave. You may create it.
- the information acquisition system 11 may create distance information by another ToF method, for example, Phased ToF.
- the first imaging unit 15 is configured so that the electromagnetic wave incident on the first imaging unit 15 is incident on the reference plane ss of the traveling unit 18.
- the angle formed between the advancing axis at each angle of view and the principal axis of the first imaging unit 15 is within a predetermined value.
- the first image forming unit 15 has a relatively small spread from the principal axis of the principal ray at each field angle. Therefore, the electromagnetic wave detection device 10 can reduce the spread of electromagnetic waves that travel from the reference plane ss toward the second imaging unit 19 and the third imaging unit 21.
- the electromagnetic wave detection device 10 can avoid an increase in the size of the second imaging unit 19 and the third imaging unit 21 that cause the electromagnetic wave incident on the traveling unit 18 to enter without causing vignetting. Therefore, the electromagnetic wave detection device 10 can homogenize the intensity of the electromagnetic waves of the secondary image formed on the second imaging unit 19 and the third imaging unit 21 without increasing the size of the whole. In addition, such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the first opening 23 and the first imaging unit 15 are arranged so as to constitute an image side telecentric optical system.
- the electromagnetic wave detection device 10 can minimize the spread of the electromagnetic wave traveling in the traveling portion direction da from the reference plane ss. Therefore, the electromagnetic wave detection device 10 can homogenize the intensity of the electromagnetic wave of the image that is secondarily imaged on the second image forming unit 19 and the third image forming unit 21 while further preventing the entire size from increasing.
- such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the advancing part 18, the 2nd image formation part 19, and the 1st detection part 20 are respectively the reference plane ss and the detection surface of the 1st detection part 20.
- the extension surfaces intersect with each other, and the main axis of the second imaging unit 19 is disposed so as to pass through the reference surface ss and the detection surface of the first detection unit 20.
- the main surface of the primary imaging optical system 15 ′ ′′ that forms an image of the electromagnetic wave on the reference surface of the traveling portion 18 ′ ′′ A configuration in which the reference surface of the traveling portion 18 ′ ′′, the main surface of the secondary imaging optical system 19 ′ ′′, and the detection surface of the detection portion 20 ′ ′′ are all arranged in parallel is conceivable.
- the field angle range away from the main axis is used for detection in the field angle range of the secondary imaging optical system 19 '' '.
- the resolution is lower in the field angle range away from the main axis of the imaging system than in the vicinity of the main axis.
- the first embodiment with the configuration as described above, as shown in FIG.
- the reference surface ss of the advancing unit 18, the main surface of the second imaging unit 19, and the first detection unit 20 The detection surface can be arranged to satisfy the conditions of the Scheinproof principle. Accordingly, the electromagnetic wave detection device 10 disposes the second image forming unit 19 from the position facing the traveling unit 18 while arranging the second image of the image by the first image forming unit 15 on the reference plane ss. An electromagnetic wave image near the main axis of the image unit 19 may be included in the detection surface of the first detection unit 20 to form an image. Thereby, the electromagnetic wave detection device 10 can improve the resolution of the image of the electromagnetic wave detected by the first detection unit 20. In addition, such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the main axis of the second imaging unit 19 passes through the center of the reference surface ss and the center of the detection surface of the first detection unit 20.
- the electromagnetic wave detection device 10 can preferentially include an electromagnetic wave image in a range closer to the principal axis of the second imaging unit 19 on the detection surface of the first detection unit 20 to form an image. . Therefore, the electromagnetic wave detection device 10 can maximize the resolution of the electromagnetic wave image detected by the first detection unit 20.
- such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the extended surfaces of the reference plane ss, the main surface of the second imaging unit 19 and the detection surface of the first detection unit 20 are all on the same straight line. Crossed.
- the reference surface ss of the traveling unit 18, the main surface of the second imaging unit 19, and the detection surface of the first detection unit 20 satisfy the conditions of the Scheinproof principle. Fulfill. Accordingly, the electromagnetic wave detection device 10 reliably improves the resolution of the electromagnetic wave image detected by the first detection unit 20.
- such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment can switch the electromagnetic wave between the first state and the second state for each pixel px.
- the electromagnetic wave detection device 10 has the main axis of the first imaging unit 15 as the main axis of the second imaging unit 19 in the first direction d1 in which the electromagnetic wave travels in the first state, and In the second state, it is possible to match the main axis of the third imaging unit 21 in the second direction d2 in which the electromagnetic wave travels. Therefore, the electromagnetic wave detection device 10 shifts the main axes of the first detection unit 20 and the second detection unit 22 by switching the pixel px of the traveling unit 18 to either the first state or the second state. It can be reduced.
- the electromagnetic wave detection apparatus 10 can reduce the shift
- FIG. such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment has a third imaging unit 21 and a second detection unit 22.
- the electromagnetic wave detection device 10 can cause the second detection unit 22 to detect information based on the electromagnetic wave for each portion of the target ob that emits the electromagnetic wave incident on each pixel px.
- such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the traveling unit 18, the third imaging unit 21, and the second detection unit 22 include the reference plane ss, the main surface of the third imaging unit 21, And the detection surface of the 2nd detection part 22 and each extended surface are arrange
- the reference surface ss of the advancing unit 18, the main surface of the third imaging unit 21, and the detection surface of the second detection unit 22 can be arranged so as to satisfy the Scheinproof principle. . Therefore, in the electromagnetic wave detection device 10, the third image forming unit 21 is shifted from the position facing the traveling unit 18, and an electromagnetic wave image near the main axis of the third image forming unit 21 is second detected. It can be detected on the detection surface of the unit 22. Thereby, the electromagnetic wave detection device 10 can improve the resolution of the image of the electromagnetic wave detected by the second detection unit 22.
- the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment separates the electromagnetic wave incident from the first imaging unit 15 so as to travel in the traveling direction da and the third direction d3.
- the electromagnetic wave detection device 10 is configured such that the main axis of the first imaging unit 15 is the central axis of the electromagnetic wave that has traveled in the traveling portion direction da and the central axis of the electromagnetic wave that has traveled in the third direction d3. It becomes possible to match. Therefore, the electromagnetic wave detection device 10 can reduce the shift of the coordinate system between the first detection unit 20 and the second detection unit 22 and the third detection unit 17. In addition, such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the electromagnetic wave detection device 10 of the first embodiment includes a third detection unit 17.
- the electromagnetic wave detection device 10 can separately detect an electromagnetic wave that is the same image as the image formed on the first detection unit 20.
- such a structure and effect are the same also about the electromagnetic wave detection apparatus of 2nd Embodiment mentioned later.
- the first imaging unit 15 is a retrofocus type lens system.
- the electromagnetic wave detection device 10 has a short focal length and a long back flange length of the first imaging unit 15, so that the traveling unit 18 adopts the first imaging unit 15 having a wide angle. , The possibility of interference between the electromagnetic waves traveling in the first direction d1 and the second direction d2 and the first imaging unit 15 can be reduced.
- the control device 14 is based on the electromagnetic waves detected by the first detection unit 20, the second detection unit 22, and the third detection unit 17, respectively. Information about the periphery of the electromagnetic wave detection device 10 is acquired. With such a configuration, the information acquisition system 11 can provide useful information based on the detected electromagnetic waves.
- the first implementation is performed in the attitudes of the advancing unit and the third detection unit with respect to the first imaging unit and the positions and orientations of the third imaging unit and the second detection unit with respect to the progression unit. It is different from the form.
- the second embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
- symbol is attached
- the electromagnetic wave detection device 100 includes a first opening 23, a first imaging unit 150, a separation unit 16, a traveling unit 180, and a second imaging unit 19. , First detection unit 20, third imaging unit 210, second detection unit 220, and third detection unit 170.
- the configuration of the information acquisition system 11 according to the second embodiment other than the electromagnetic wave detection device 100 is the same as that of the first embodiment.
- the configurations and functions of the first opening 23, the separation unit 16, the second imaging unit 19, and the first detection unit 20 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.
- the first imaging unit 150 may be arranged such that the main axis is inclined with respect to the axis of the opening ap and the main axis passes through the opening ap. .
- the structure and function of the first image forming unit 150 are the same as those of the first image forming unit 150 of the first embodiment.
- the progression unit 180 is configured such that the reference plane ss is inclined with respect to a virtual plane vp through which the principal axis of the first imaging unit 150 passes, that is, the virtual unit 180 You may arrange
- the virtual plane vp may be a plane that is separated from the first imaging unit 150 by a predetermined distance and perpendicular to the axis of the opening ap.
- the predetermined distance is a distance from the first imaging unit 150 to the object plane, the interval of which is determined with respect to the traveling unit 180 and the reference plane ss is the image plane.
- the advancing unit 180 is configured so that the main surface of the first imaging unit 150 and the extended surfaces of the reference surface ss of the advancing unit 180 intersect, that is, the reference surface ss is the main surface of the first imaging unit 150. It may be arranged so as to be inclined with respect to.
- the inclined arrangement of the reference plane ss with respect to the main surface of the first imaging unit 150 is (incident angle) when the separation in the traveling unit direction da by the separation unit 16 is refraction.
- the inclined arrangement of the reference surface ss with respect to the main surface of the first imaging unit 150 is such that the separation in the advancing unit direction da by the separation unit 16 is reflection.
- the reference surface ss is inclined with respect to the main surface of the first imaging unit 150 in a plane-symmetrical posture on the reflecting surface.
- the advancing unit 180 may be arranged so that the main axis of the first imaging unit 150 passes through the range of the reference plane ss of the advancing unit 180.
- the traveling unit 180 may be arranged so that the main axis of the first imaging unit 150 passes through the center of the reference plane ss of the traveling unit 180.
- the advancing unit 180 may be arranged so that the extended surface of the reference surface ss intersects the main surface of the first imaging unit 150 and the virtual plane vp on a single straight line. Accordingly, the main surface, the reference surface ss, and the virtual plane vp of the first imaging unit 150 are arranged so as to satisfy the conditions of the Scheinproof principle.
- the advancing unit 180 may be arranged so that the second direction d2 that the advancing unit 180 advances is perpendicular to the reference plane ss. Except for the above-described posture, the structure and function of the progression unit 180 are the same as those of the progression unit 18 of the first embodiment.
- the second imaging unit 19 is inclined in the first direction d1 traveled by the traveling unit 180 and the main surface is inclined to the reference plane ss of the traveling unit 180. May be arranged as follows. Other arrangement conditions, structures, and functions of the second imaging unit 19 in the second embodiment are the same as those of the second imaging unit 19 in the first embodiment.
- the first detection unit 20 uses the second imaging unit 19 to obtain a secondary image of the electromagnetic wave image formed on the reference surface ss of the traveling unit 180. It is arranged in the vicinity of the image position or the secondary image formation position.
- the first detection unit 20 includes an extension surface of the detection surface that is an extension surface of each of the reference surface ss and the main surface of the second imaging unit 19. You may arrange
- the third imaging unit 210 may be arranged such that the main surface is parallel to the reference surface ss of the advancing unit 180.
- Other arrangement conditions, structures, and functions of the third imaging unit 210 in the second embodiment are the same as those of the third imaging unit 21 in the first embodiment.
- the second detection unit 220 may be arranged such that the detection surface is perpendicular to the main axis of the third imaging unit 210.
- Other arrangement conditions, structures, and functions of the second detection unit 220 in the second embodiment are the same as those of the second detection unit 22 in the first embodiment.
- the third detection unit 170 differs from the first embodiment in that the main surface of the first imaging unit 150 and the extended surfaces of the detection surfaces of the third detection unit 170 intersect each other.
- the detection surface may be arranged so as to be inclined with respect to the main surface of the first imaging unit 150.
- the inclined arrangement of the detection surface with respect to the main surface of the first imaging unit 150 is (incident angle) when the separation in the third direction d3 by the separation unit 16 is refraction.
- the inclined arrangement of the detection surface with respect to the main surface of the first imaging unit 150 is performed when the separation in the third direction d3 by the separation unit 16 is reflection.
- the extension surfaces of the main surface of the first imaging unit 150 and the detection surface of the third detection unit 170 are on a virtual plane vp. , May be arranged to intersect. Therefore, the main surface of the first imaging unit 150, the detection surface of the third detection unit 170, and the virtual plane vp may be arranged so as to satisfy the conditions of the Scheinproof principle.
- Other arrangement conditions, structures, and functions of the third detection unit 170 in the second embodiment are the same as those of the third detection unit 17 in the first embodiment.
- the first imaging unit 150 and the progression unit 180 are spaced apart from the progression unit 180 and have the reference plane ss as the image plane.
- the virtual plane vp that is the object plane of the imaging unit 150 and the extension planes of the reference plane ss of the traveling unit 180 intersect each other, and the main axis of the first imaging unit 150 is arranged to pass through the reference plane ss. .
- the 19 main surfaces and the detection surface of the first detection unit 20 can be arranged to satisfy the conditions of the Scheinproof principle.
- the electromagnetic wave detection device 100 even in a configuration in which the first imaging unit 150 is not disposed at a position facing the traveling unit 180, the object on the virtual plane vp through which the main axis of the first imaging unit 150 passes,
- the image of the electromagnetic wave near the main axis by the first imaging unit 150 may be included in the reference plane ss of the traveling unit 180 to form an image.
- the third imaging unit 210 can be disposed at a position facing the traveling unit 180.
- the main axis of the third imaging unit 210 passes through the reference plane ss of the traveling unit 180 while the reference surface ss of the traveling unit 180 and the main surface of the third imaging unit 210 are parallel.
- the third imaging unit 210 can be arranged. With such an arrangement, the electromagnetic wave detection device 100 can form an image in the field angle range near the principal axis of the third imaging unit 210 on the second detection unit 220, so that the second detection unit 220 detects the image. It is possible to improve the resolution of the electromagnetic wave image.
- the main axis of the first image forming unit 150 passes through the center of the reference plane ss.
- the electromagnetic wave detection device 100 can preferentially cause an electromagnetic wave image in a range close to the principal axis of the first imaging unit 150 to be incident on the reference surface ss of the traveling unit 180. Therefore, the electromagnetic wave detection device 100 can propagate an electromagnetic wave image in a range close to the principal axis of the first imaging unit 150 to the first detection unit 20 and the second detection unit 220. Therefore, the electromagnetic wave detection device 100 can maximize the resolution of the electromagnetic wave image detected by the first detection unit 20 and the second detection unit 220.
- the reference plane ss of the traveling unit 180 and the extended surfaces of the main surfaces of the first imaging unit 150 all intersect on the same straight line.
- the reference surface ss of the traveling unit 180 and the main surface of the first imaging unit 150 can be arranged so as to satisfy the conditions of the Scheinproof principle. Therefore, the electromagnetic wave detection device 100 can further improve the resolution of the electromagnetic wave image detected by the first detection unit 20 and the second detection unit 220.
- the irradiation unit 12, the reflection unit 13, and the control device 14 constitute the information acquisition system 11 together with the electromagnetic wave detection devices 10 and 100.
- 10, 100 may be configured to include at least one of these, for example, using the control device 14 as a control unit.
- the traveling units 18 and 180 can switch the traveling direction of the electromagnetic wave incident on the reference surface ss to two directions of the first direction d1 and the second direction d2. However, it may be possible to switch to three or more directions instead of switching to one of the two directions.
- the first state and the second state reflect the electromagnetic wave incident on the reference plane ss in the first direction d1, respectively.
- the first reflection state and the second reflection state in which the light is reflected in the second direction d2 may be other forms.
- the first state may be a passing state in which an electromagnetic wave incident on the reference surface ss is allowed to pass and travel in the first direction d1.
- the progression units 18 and 180 may include a shutter having a reflection surface that reflects the electromagnetic wave in the second direction d2 for each pixel px.
- the passing state or the transmitting state as the first state and the reflecting state as the second state are switched for each pixel px by opening and closing the shutter for each pixel px. obtain.
- Examples of the advancing units 18 and 180 having such a configuration include a MEMS shutter in which a plurality of shutters that can be opened and closed are arranged in an array on a plane.
- the advancing portions 18 and 181 may include a liquid crystal shutter capable of switching 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 alignment.
- the transmission state as the first state and the reflection state as the second state can be switched for each pixel px by switching the liquid crystal alignment for each pixel px.
- the information acquisition system 11 causes the reflection unit 13 to scan the beam-shaped electromagnetic wave radiated from the irradiation unit 12, thereby causing the second detection units 22 and 220 to be scanned.
- the information acquisition system 11 is not limited to such a configuration. For example, even if the information acquisition system 11 does not include the reflection unit 13 and radiates a radial electromagnetic wave from the irradiation unit 12 and acquires information without scanning, an effect similar to that of the first embodiment can be obtained.
- the first detection unit 20 and the third detection units 17 and 170 are passive sensors, and the second detection unit 220 is active. It has the structure which is a sensor.
- the information acquisition system 11 is not limited to such a configuration.
- the first detection unit 20, the second detection unit 22, 220, and the third detection unit 17, 170 are all active sensors or passive sensors. Even if any one of them is a passive sensor, an effect similar to that of the first and second embodiments can be obtained.
- An electromagnetic wave detection device is: A first opening through which a portion of incident electromagnetic waves passes; A first imaging unit that images an electromagnetic wave incident from the first opening; A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel; A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction; A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit, The first opening is disposed in the vicinity of the position of the front focal point by the first imaging unit.
- An electromagnetic wave detection device is: A first imaging unit that images an incident electromagnetic wave; A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel; A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction; A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit, The principal ray on the image side of each angle of view of the first imaging unit and the angle formed by the principal axis of the first imaging unit are within 15 °.
- the first opening and the first imaging unit are arranged so as to constitute an image side telecentric optical system.
- each of the reference surface and the detection surface of the first detection unit intersects, and a main axis of the second imaging unit passes through the reference surface and the detection surface of the first detection unit;
- the object plane of the first imaging unit having an interval with respect to the advancing unit and the reference plane as an image plane intersects the extended plane of the reference plane, and the principal axis of the first imaging unit is An arrangement passing through the reference plane; At least one of the is satisfied.
- the advancing unit has, for each pixel, a first state in which an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is advanced in the first direction and a second state in which the electromagnetic wave is advanced in the second direction. Can be switched to.
- the electromagnetic wave detecting device is A third imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the second direction; And a second detection unit that detects an electromagnetic wave incident from the third imaging unit.
- the reference plane, the main surface of the third imaging unit, and the detection surface of the second detection unit are arranged such that the extended surfaces all intersect on the same straight line.
- the reference surface, the main surface of the third imaging unit, and the detection surface of the second detection unit are arranged to satisfy the Scheinproof principle.
- the progression unit includes a reflection surface for each pixel, and the direction of the reflection surface can be changed for each pixel.
- the progression unit switches the first state and the second state for each pixel by changing the direction of the reflection surface for each pixel.
- the advancing unit includes a digital micromirror device in which a plurality of mirrors are arranged in a plane, and changes the direction of each mirror of the digital micromirror device for each pixel, so that the first state for each pixel And switching the second state.
- the advancing portion includes a reflection surface for each pixel, and the reflection surface can be opened and closed for each pixel.
- the advancing unit switches the first state and the second state for each pixel by opening and closing the reflection surface for each pixel.
- the advancing unit includes a MEMS shutter in which a plurality of shutters capable of opening and closing the reflection surface for each pixel are arranged in a plane, and opening and closing each shutter of the MEMS shutter, thereby the first shutter for each pixel. And the second state are switched.
- the advancing unit can switch a reflection state of reflecting an electromagnetic wave and a transmission state of transmitting an electromagnetic wave for each pixel according to liquid crystal alignment.
- the progression unit switches the first state and the second state for each pixel by switching the reflection state and the transmission state for each pixel according to the liquid crystal alignment.
- the advancing unit includes a liquid crystal shutter that can switch between the reflective state and the transmissive state according to the liquid crystal alignment, and switching the liquid crystal alignment of the liquid crystal shutter allows the first state and the The second state is switched.
- the first detection unit includes at least one of PD, APD, SPAD, MPPC, image sensor, infrared sensor, millimeter wave sensor, submillimeter wave sensor, ranging image sensor, ranging sensor, and thermo sensor.
- the first detection unit detects at least one of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and radio waves.
- the second detection unit includes a sensor of the same type or a different type from that of the first detection unit.
- the electromagnetic wave detecting device is The apparatus further includes a separation unit that separates the electromagnetic wave incident from the first imaging unit so as to travel in the traveling direction and the third direction.
- the separating unit separates the electromagnetic wave having the first frequency from the electromagnetic wave incident from the first imaging unit to the traveling unit and the second frequency electromagnetic wave to travel in the third direction.
- the separation unit separates an incident electromagnetic wave so as to travel in the traveling direction and the third direction by at least one of reflection, transmission, and refraction.
- the separating unit transmits a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and reflects another part of the electromagnetic wave in the third direction.
- the separation unit reflects a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and transmits another part of the electromagnetic wave in the third direction.
- the separating unit transmits a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and refracts another part of the electromagnetic wave in the third direction.
- the separating unit refracts a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and transmits another part of the electromagnetic wave in the third direction.
- the separation unit refracts a part of the incident electromagnetic wave to the traveling part and refracts another part of the electromagnetic wave in the third direction.
- the separation unit includes at least one of a half mirror, a beam splitter, a dichroic mirror, a cold mirror, a hot mirror, a metasurface, a deflection element, and a prism.
- the electromagnetic wave detecting device is A third detector for detecting the electromagnetic wave traveling in the third direction is further provided.
- the first imaging unit is a retrofocus type lens system.
- the electromagnetic wave detecting device is The apparatus further includes a control unit that acquires information related to the surroundings based on the electromagnetic waves detected by the first detection unit.
- the electromagnetic wave detecting device is The apparatus further includes a control unit that acquires information related to the surroundings based on the electromagnetic waves detected by the second detection unit.
- the electromagnetic wave detecting device is The apparatus further includes a control unit that acquires information about the surroundings based on the electromagnetic waves detected by the third detection unit.
- An information acquisition system includes: The electromagnetic wave detection device; And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the first detection unit.
- An information acquisition system includes: The electromagnetic wave detection device; And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the second detection unit.
- An information acquisition system includes: The electromagnetic wave detection device; And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the third detection unit.
- Electromagnetic wave detection apparatus 10
- Information acquisition system 12
- Irradiation part 13
- Reflection part 14
- Control part 15
- 1st image formation part 15 ', 15'',15''' Primary image formation optical system 16
- Separation part 17
- 3rd detection Unit 18, 180, 18 ', 18''' progression unit 19
- second imaging unit 19 ', 19'',19''' secondary imaging optical system
- first detection unit 20 ''detection unit 21
- 2nd detection part 23
- Progressing part direction d1, d2, d3 1st direction, 2nd direction, 3rd direction ob
Landscapes
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Abstract
Description
本出願は、2018年2月19日に日本国において提出された特願2018-027323号、および2018年6月7日に日本国において提出された特願2018-109593号の優先権を主張するものであり、これらの先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。 This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2018-027323 filed in Japan on February 19, 2018 and Japanese Patent Application No. 2018-109593 filed in Japan on June 7, 2018. The entire disclosures of these earlier applications are incorporated herein by reference.
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ものである。 This disclosure relates to an electromagnetic wave detection device and an information acquisition system.
DMD(Digital Micro mirror Device:デジタルマイクロミラーデバイス)のような、画素毎に入射する電磁波の進行方向を切替える素子を備える装置が知られている。例えば、DMD表面に物体の像をいったん一次結像させ、そのDMD表面に一次結像した像をさらにレンズを通してCCD(Charge-Coupled Device)表面に二次結像させる装置が知られている(特許文献1参照)。 There is known an apparatus including an element that switches a traveling direction of an electromagnetic wave incident on each pixel, such as a DMD (Digital Micromirror Device). For example, an apparatus is known in which an image of an object is first temporarily formed on a DMD surface, and then the image primarily formed on the DMD surface is further formed on a CCD (Charge-Coupled Device) surface through a lens (patent). Reference 1).
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、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、
前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、
前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、を備え、
前記第1の結像部を通過した電磁波の各画角における進行軸と前記第1の結像部の主軸とのなす角度が所定値以内である。
The electromagnetic wave detection device according to the first aspect is:
A first imaging unit that images an incident electromagnetic wave;
A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel;
A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction;
A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit,
An angle formed by a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit and the principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value.
また、第2の観点による情報取得システムは、
入射する電磁波を結像する第1の結像部と、基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、を有し、前記第1の結像部を通過した電磁波の各画角における進行軸と前記第1の結像部の主軸とのなす角度が所定値以内である、電磁波検出装置と、
前記第1の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える。
An information acquisition system according to the second aspect is
A plurality of pixels are arranged along a reference plane and a first imaging unit that forms an incident electromagnetic wave, and an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is provided for each pixel. A traveling portion that travels in the direction, a second imaging portion that images the electromagnetic waves traveling in the first direction, a first detection portion that detects the electromagnetic waves incident from the second imaging portion, An electromagnetic wave detection device, wherein an angle formed by a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit and a principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value;
And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the first detection unit.
また、第3の観点による情報取得システムは、
入射する電磁波を結像する第1の結像部と、基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、前記第2の方向に進行した電磁波を結像する第3の結像部と、前記第3の結像部から入射する電磁波を検出する第2の検出部と、を有し、前記第1の結像部を通過した電磁波の各画角における進行軸と前記第1の結像部の主軸とのなす角度が所定値以内である、電磁波検出装置と、
前記第2の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える。
An information acquisition system according to the third aspect is
A plurality of pixels are arranged along a reference plane and a first imaging unit that forms an incident electromagnetic wave, and an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is provided for each pixel. A traveling portion that travels in the direction, a second imaging portion that images the electromagnetic waves traveling in the first direction, a first detection portion that detects the electromagnetic waves incident from the second imaging portion, A third imaging unit that forms an image of the electromagnetic wave traveling in the second direction; and a second detection unit that detects the electromagnetic wave incident from the third imaging unit. An electromagnetic wave detection device in which an angle formed between a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the imaging unit and the principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value;
And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the second detection unit.
また、第4の観点による情報取得システムは、
入射する電磁波を結像する第1の結像部と、基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、前記第3の方向に進行した電磁波を検出する第3の検出部と、を有し、前記第1の結像部を通過した電磁波の各画角における進行軸と前記第1の結像部の主軸とのなす角度が所定値以内である、電磁波検出装置と、
前記第3の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える。
An information acquisition system according to the fourth aspect is
A plurality of pixels are arranged along a reference plane and a first imaging unit that forms an incident electromagnetic wave, and an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is provided for each pixel. A traveling portion that travels in the direction, a second imaging portion that images the electromagnetic waves traveling in the first direction, a first detection portion that detects the electromagnetic waves incident from the second imaging portion, A third detection unit that detects the electromagnetic wave traveling in the third direction, and a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit, and the first imaging unit An electromagnetic wave detection device having an angle with the main axis within a predetermined value;
And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the third detection unit.
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。 As described above, the solution of the present disclosure has been described as an apparatus and a system. However, the present disclosure can also be realized as an embodiment including these, and a method, a program, It should be understood that the present invention can also be realized as a storage medium storing a program, and these are also included in the scope of the present disclosure.
装置全体を小型化しながら、二次結像した電磁波の強度を均質化することは有益である。本開示は、装置全体を大型化することなく、二次結像した電磁波の強度を均質化することに関する。本開示によれば、装置全体を大型化することなく、二次結像した電磁波の強度を均質化することができる。以下、本開示を適用した電磁波検出装置の実施形態について、図面を参照して説明する。入射する電磁波を結像させる一次結像光学系、一次結像光学系から伝播され基準面に入射する電磁波を画素毎に入射方向と異なる方向に進行させ得る進行部、進行部により基準面に結像した電磁波を検出部に結像させる二次結像光学系、および検出部を配置した電磁波検出装置は、検出部において二次結像した電磁波を検出し得る。しかし、進行部は、入射する電磁波を、リレーレンズのように屈折させるわけではないので、基準面に結像させた電磁波の像は、広がりながら進行方向に進行する。それゆえ、進行部に入射した電磁波を二次結像光学系に漏れなく入射させるためには、図1に示すように、大型の二次結像光学系19’の適用が必要となり、装置全体の小型化が困難となる。さらに、進行部に、DMDを適用する構成においては、大型の二次結像光学系19’を用いることにより、一次結像光学系15’との干渉を生じ得、実際の製造が困難となり得る。これは、DMDの切替角度が比較的小さいため、一次結像光学系15’からDMDに向かう方向と、DMDが進行させる方向との間の角度も小さいことに起因する。また、図2に示すように、一次結像光学系15’’のバックフランジ長の短縮化および二次結像光学系19’’の小型化により、一次結像光学系15’’および二次結像光学系19’’の干渉を回避し、且つ装置の小型化が可能である。しかし、一部の画素により反射した電磁波にケラレが生じ得、二次結像した像の強度に偏りが生じ得る。そこで、本開示を適用した電磁波検出装置は、基準面から進行方向に進行する電磁波の広がりを低減することにより、大型の二次結像光学系を用いること無く、一部の画素におけるケラレの発生の可能性を低減し得る。
It is beneficial to homogenize the intensity of the secondary imaged electromagnetic wave while downsizing the entire device. The present disclosure relates to homogenizing the intensity of a secondary imaged electromagnetic wave without increasing the size of the entire apparatus. According to the present disclosure, it is possible to homogenize the intensity of the electromagnetic wave that has undergone secondary imaging without increasing the size of the entire apparatus. Hereinafter, embodiments of an electromagnetic wave detection device to which the present disclosure is applied will be described with reference to the drawings. A primary imaging optical system that forms an image of incident electromagnetic waves, an electromagnetic wave propagated from the primary imaging optical system and incident on the reference plane, which can travel in a direction different from the incident direction for each pixel, and is connected to the reference plane by the traveling section. The secondary imaging optical system that forms the imaged electromagnetic wave on the detection unit, and the electromagnetic wave detection device in which the detection unit is arranged can detect the electromagnetic wave that has undergone secondary imaging in the detection unit. However, since the traveling part does not refract the incident electromagnetic wave like a relay lens, the electromagnetic wave image formed on the reference plane travels in the traveling direction while spreading. Therefore, in order to make the electromagnetic wave incident on the traveling portion incident on the secondary imaging optical system without omission, it is necessary to apply a large secondary imaging optical system 19 'as shown in FIG. It becomes difficult to reduce the size. Furthermore, in a configuration in which DMD is applied to the advancing portion, use of a large secondary imaging
図3に示すように、本開示の第1の実施形態に係る電磁波検出装置10を含む情報取得システム11は、電磁波検出装置10、照射部12、反射部13、および制御装置14を含んで構成されている。
As illustrated in FIG. 3, the
以後の図において、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを示す。破線が示す通信は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。また、各機能ブロックから突出する実線は、ビーム状の電磁波を示す。 In the following figures, the broken lines connecting the functional blocks indicate the flow of control signals or information to be communicated. The communication indicated by the broken line may be wired communication or wireless communication. A solid line protruding from each functional block indicates a beam-like electromagnetic wave.
図4に示すように、電磁波検出装置10は、第1の開口部23、第1の結像部15、分離部16、進行部18、第2の結像部19、第1の検出部20、第3の結像部21、第2の検出部22、および第3の検出部17を有している。
As illustrated in FIG. 4, the electromagnetic
第1の開口部23は、例えば、開口を画定し、当該開口に入射する電磁波の一部を通過させる。第1の開口部23は、例えば、開口絞りであって、通過する電磁波の量を調整する第1の結像部15の絞りとして機能してよい。
The
第1の開口部23は、第1の結像部15による前側焦点の位置近傍に配置されていてよい。前側焦点の位置近傍とは、第1の結像部15の各画角の像側の主光線と、第1の結像部15の主軸のなす角度を所定値以内にさせる絞りの位置である。言い換えると、前側焦点の位置近傍とは、第1の結像部15の最大画角の像側の主光線と、第1の結像部15の主軸のなす角度を所定値以内にさせる絞りの位置である。所定値は、例えば15°であってよい。さらに、第1の開口部23は第1の結像部15の前側焦点の位置に配置されて、第1の結像部15とともに、像側テレセントリック光学系を構成してよい。第1の開口部23は、図5に示すように、第1の結像部15を通過する電磁波の各画角における進行軸が略平行となれば、第1の結像部15とともに像側テレセントリック光学系を構成しなくてよい。
The
第1の結像部15は、第1の開口部23から入射する電磁波を結像する。第1の結像部15は、第1の結像部15を通過した電磁波の各画角における進行軸と第1の結像部15の主軸とのなす角度が、前述の所定値以内となるように配置されている。第1の結像部15は、当該進行軸と当該主軸とが平行となるように、配置されていてよい。例えば、第1の結像部15は、図5に示すように、各画角から入射する電磁波の進行軸が、前段にある結像部の中心を通った後に後段の結像部に通るように、配置されてよい。
The first
第1の結像部15は、電磁波検出装置10の筐体に形成される開口apに対向する位置において、開口apの軸と主軸とが平行となるように配置されてよい。なお、開口apの軸とは、開口apを鏡筒などの筒により画定されている構成においては筒の軸であり、筐体そのものに形成されている構成においては当該開口ap周囲の筐体の壁面に垂直で開口apの中心を通る線である。なお、第1の実施形態において、開口apは、第1の開口部23が画定する開口と異なっているが、同一であってよい。
The
第1の結像部15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15は、被写体となる対象obから第1の開口部23を通過して、入射する電磁波の像を結像させる。第1の結像部15は、レトロフォーカスタイプのレンズ系であってよい。
The
分離部16は、第1の結像部15と、第1の結像部15による対象obの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16は、第1の結像部15から入射した電磁波を、進行部18に向かう進行部方向da、および第3の検出部17に向かう第3の方向d3に進行するように分離する。分離部16は、入射する電磁波のうち第1の周波数の電磁波を進行部方向daに、第2の周波数の電磁波を第3の方向d3に進行するように分離してもよい。
The separating
分離部16は、反射、分離、および屈折の少なくともいずれかにより、入射する電磁波を第3の方向d3および進行部方向daに進行するように分離する。第1の実施形態においては、分離部16は、例えば、入射する電磁波の一部を第3の方向d3に反射し、電磁波の別の一部を進行部方向daに透過する。また、例えば、分離部16は、入射する電磁波の一部を第3の方向d3に透過し、電磁波の別の一部を進行部方向daに反射してもよい。また、例えば、分離部16は、入射する電磁波の一部を第3の方向d3に屈折させ、電磁波の別の一部を進行部方向daに透過させてもよい。また、例えば、分離部16は、入射する電磁波の一部を第3の方向d3に透過させ、電磁波の別の一部を進行部方向daに屈折させてもよい。また、例えば、分離部16は、入射する電磁波の一部を第3の方向d3に屈折させ、電磁波の別の一部を進行部方向daに屈折させてもよい。
The separating
分離部16は、例えば、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、およびプリズムなどの少なくともいずれかを含んでよい。
The
進行部18は、分離部16から進行部方向daに進行する電磁波の経路上に設けられている。さらに、進行部18は、進行部方向daにおける第1の結像部15による対象obの一次結像位置または当該一次結像位置近傍に、設けられている。
The traveling
第1の実施形態においては、進行部18は、当該一次結像位置に設けられている。進行部18は、第1の結像部15および分離部16を通過した電磁波が入射する基準面ssを有している。基準面ssは、2次元状に沿って配置される複数の画素pxによって構成されている。基準面ssは、後述する第1の状態および第2の状態の少なくともいずれかにおいて、電磁波に、例えば、反射および透過などの作用を生じさせる面である。基準面ssは、分離部16から進行部方向daに進行する電磁波の中心軸に垂直であってよい。
In the first embodiment, the advancing
進行部18は、基準面ssに入射する電磁波を、第1の方向d1に進行させる第1の状態と、第2の方向d2に進行させる第2の状態とに、画素px毎に切替可能である。第1の実施形態において、第1の状態は、基準面ssに入射する電磁波を、第1の方向d1に反射する第1の反射状態である。また、第2の状態は、基準面ssに入射する電磁波を、第2の方向d2に反射する第2の反射状態である。
The advancing
第1の実施形態において、進行部18は、さらに具体的には、画素px毎に電磁波を反射する反射面を含んでいる。進行部18は、画素px毎の反射面の向きを変更することにより、第1の反射状態および第2の反射状態を画素px毎に切替える。
In the first embodiment, more specifically, the advancing
第1の実施形態において、進行部18は、例えばDMD(Digital Micro mirror Device:デジタルマイクロミラーデバイス)を含む。DMDは、基準面ssを構成する微小な反射面を駆動することにより、画素px毎に当該反射面を基準面ssに対して+12°および-12°のいずれかの傾斜状態に切替可能である。なお、基準面ssは、DMDにおける微小な反射面を載置する基板の板面に平行である。
In the first embodiment, the
進行部18は、後述する制御装置14の制御に基づいて、第1の状態および第2の状態を、画素px毎に切替える。例えば、進行部18は、同時に、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の方向d1に進行させ得、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の方向d2に進行させ得る。
The
第2の結像部19は、進行部18から第1の方向d1に配置されている。第2の結像部19は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。また、第2の結像部19は、主面が進行部18の基準面ssに対して傾斜するように、配置されてよい。また、第2の結像部19は、主軸が進行部18の基準面ssの範囲内を通るように配置されてよい。さらには、第2の結像部19は、主軸が基準面ssの中心、すなわち中央の画素pxを通るように配置されてよい。第2の結像部19は、進行部18において進行方向を切替えられた電磁波としての対象obの像を結像させる。
The
第1の検出部20は、進行部18により第1の方向d1に進行した後に第2の結像部19を経由して進行する電磁波の経路上に配置されている。第1の検出部20は、進行部18の基準面ssに形成される電磁波の像の、第2の結像部19による二次結像位置または二次結像位置近傍に配置されている。また、第1の検出部20は、検出面が基準面ssに対して傾斜するように、すなわち検出面および基準面ssそれぞれの延長面が交差するように、配置されてよい。また、第1の検出部20は、第2の結像部19の主面に対して傾斜するように、配置されてよい。また、第1の検出部20は、第2の結像部19の主軸が第1の検出部20の検出面の範囲内を通るように配置されてよい。さらには、第1の検出部20は、第2の結像部19の主軸が第1の検出部20の検出面の中心を通るように配置されてよい。
The
第1の検出部20は、検出面の延長面が、基準面ssおよび第2の結像部19の主面それぞれの延長面と、単一の直線上で交差するように配置されてよい。したがって、基準面ss、第2の結像部19の主面、および第1の検出部20の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように、配置されてよい。第1の検出部20は、第2の結像部19を経由した電磁波、すなわち第1の方向d1に進行した電磁波を検出する。
The
第1の実施形態において、第1の検出部20は、パッシブセンサである。第1の実施形態において、第1の検出部20は、さらに具体的には、素子アレイを含む。例えば、第1の検出部20は、イメージセンサまたはイメージングアレイなどの撮像素子を含み、検出面において結像した電磁波による像を撮像して、撮像した対象obに相当する画像情報を生成する。
In the first embodiment, the
なお、第1の実施形態において、第1の検出部20は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第1の検出部20は、生成した画像情報を信号として制御装置14に送信する。
In the first embodiment, more specifically, the
なお、第1の検出部20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。また、第1の検出部20は測距センサを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置10は、第1の検出部20により画像状の距離情報を取得し得る。また、第1の検出部20はサーモセンサなどを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置10は、第1の検出部20により画像状の温度情報を取得し得る。
Note that the
第3の結像部21は、進行部18から第2の方向d2に配置されている。第3の結像部21は、例えば、レンズおよびミラーの少なくとも一方を含む。また、第3の結像部21は、主面が進行部18の基準面ssに対して傾斜するように、配置されてよい。また、第3の結像部21は、主軸が進行部18の基準面ssの範囲内を通るように配置されてよい。さらには、第3の結像部21は、主軸が基準面ssの中心、すなわち中央の画素pxを通るように配置されてよい。第3の結像部21は、進行部18において進行方向を切替えられた電磁波としての対象obの像を結像させる。
The
第2の検出部22は、進行部18により第2の方向d2に進行した後に第3の結像部21を経由して進行する電磁波の経路上に配置されている。第2の検出部22は、進行部18の基準面ssに形成される電磁波の像の、第3の結像部21による二次結像位置または二次結像位置近傍に配置されている。また、第2の検出部22は、検出面が基準面ssに対して傾斜するように、すなわち検出面および基準面ssそれぞれの延長面が交差するように、配置されてよい。また、第2の検出部22は、第3の結像部21の主面に対して傾斜するように、配置されてよい。また、第2の検出部22は、第3の結像部21の主軸が第2の検出部22の検出面の範囲内を通るように配置されてよい。さらには、第2の検出部22は、第3の結像部21の主軸が第2の検出部22の検出面の中心を通るように配置されてよい。
The
第2の検出部22は、検出面の延長面が、基準面ssおよび第3の結像部21の主面それぞれの延長面と、単一の直線上で交差するように配置されてよい。したがって、基準面ss、第3の結像部21の主面、および第2の検出部22の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように、配置されてよい。第2の検出部22は、第3の結像部21を経由した電磁波、すなわち第2の方向d2に進行した電磁波を検出する。
The
第1の実施形態において、第2の検出部22は、照射部12から対象obに向けて照射された電磁波の当該対象obからの反射波を検出するアクティブセンサである。なお、第1の実施形態において、第2の検出部22は、照射部12から照射され且つ反射部13により反射されることにより対象obに向けて照射された電磁波の当該対象obからの反射波を検出する。後述するように、照射部12から照射される電磁波は赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかであり、第2の検出部22は、第1の検出部20とは異種または同種のセンサであり、異種または同種の電磁波を検出する。
In the first embodiment, the
第1の実施形態において、第2の検出部22は、さらに具体的には、測距センサを構成する素子を含む。例えば、第2の検出部22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。また、第2の検出部22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。
In the first embodiment, more specifically, the
第1の実施形態において、第2の検出部22は、被写体からの反射波を検出したことを示す検出情報を信号として制御装置14に送信する。第2の検出部22は、さらに具体的には、赤外線の帯域の電磁波を検出する赤外線センサである。
In the first embodiment, the
なお、第2の検出部22は、上述した測距センサを構成する単一の素子である構成において、電磁波を検出できればよく、検出面において結像される必要はない。それゆえ、第2の検出部22は、第3の結像部21による結像位置である二次結像位置または二次結像位置近傍に必ずしも設けられなくてもよい。すなわち、この構成において、第2の検出部22は、すべての画角からの電磁波が検出面上に入射可能な位置であれば、進行部18により進行部方向daに進行した後に第3の結像部21を経由して進行する電磁波の経路上のどこに配置されてもよい。
In addition, the
第3の検出部17は、分離部16から第3の方向d3に進行する電磁波の経路上に、設けられている。さらに、第3の検出部17は、分離部16から第3の方向d3における第1の結像部15による対象obの結像位置または当該結像位置近傍に、設けられている。第3の検出部17は、分離部16から第3の方向d3に進行した電磁波を検出する。
The
第1の実施形態において、第3の検出部17は、パッシブセンサである。第1の実施形態において、第3の検出部17は、さらに具体的には、素子アレイを含む。例えば、第3の検出部17は、イメージセンサまたはイメージングアレイなどの撮像素子を含み、検出面において結像した電磁波による像を撮像して、撮像した対象obに相当する画像情報を生成する。
In the first embodiment, the
なお、第1の実施形態において、第3の検出部17は、さらに具体的には可視光の像を撮像する。第3の検出部17は、生成した画像情報を信号として制御装置14に送信する。
In the first embodiment, the
なお、第3の検出部17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。また、第3の検出部17は測距センサを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置10は、第3の検出部17により画像状の距離情報を取得し得る。また、第3の検出部17は測距センサまたはサーモセンサなどを含んでいてもよい。この構成において、電磁波検出装置10は、第3の検出部17により画像状の温度情報を取得し得る。
Note that the
照射部12は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを放射する。第1の実施形態において、照射部12は、赤外線を放射する。照射部12は、放射する電磁波を、対象obに向けて、直接または反射部13を介して間接的に、照射する。第1の実施形態においては、照射部12は、放射する電磁波を、対象obに向けて、反射部13を介して間接的に照射する。
The
第1の実施形態においては、照射部12は、幅の細い、例えば0.5°のビーム状の電磁波を放射する。また、第1の実施形態において、照射部12は電磁波をパルス状に放射可能である。例えば、照射部12は、LED(Light Emitting Diode)およびLD(Laser Diode)などを含む。照射部12は、後述する制御装置14の制御に基づいて、電磁波の放射および停止を切替える。
In the first embodiment, the
反射部13は、照射部12から放射された電磁波を、向きを変えながら反射することにより、対象obに照射される電磁波の照射位置を変更する。すなわち、反射部13は、照射部12から放射される電磁波により、対象obを走査する。したがって、第1の実施形態において、第2の検出部22は、反射部13と協同して、走査型の測距センサを構成する。なお、反射部13は、一次元方向または二次元方向に対象obを走査する。第1の実施形態においては、反射部13は、二次元方向に対象obを走査する。
The
反射部13は、照射部12から放射されて反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、電磁波検出装置10における電磁波の検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、反射部13を介して対象obに照射される電磁波の少なくとも一部は、電磁波検出装置10において検出され得る。
The
なお、第1の実施形態において、反射部13は、照射部12から放射され且つ反射部13に反射した電磁波の照射領域の少なくとも一部が、第2の検出部22における検出範囲に含まれるように、構成されている。したがって、第1の実施形態において、反射部13を介して対象obに照射される電磁波の少なくとも一部は、第2の検出部22により検出され得る。
In the first embodiment, the
反射部13は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー、ポリゴンミラー、およびガルバノミラーなどを含む。第1の実施形態においては、反射部13は、MEMSミラーを含む。
The
反射部13は、後述する制御装置14の制御に基づいて、電磁波を反射する向きを変える。また、反射部13は、例えばエンコーダなどの角度センサを有してもよく、角度センサが検出する角度を、電磁波を反射する方向情報として、制御装置14に通知してもよい。このような構成において、制御装置14は、反射部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、制御装置14は、反射部13に電磁波を反射する向きを変えさせるために入力する駆動信号に基づいて照射位置を算出し得る。
The
制御装置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。制御装置14は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、およびSiP(System in a Package)の少なくともいずれかを含んでもよい。
The
制御装置14は、第1の検出部20、第2の検出部22、および第3の検出部17がそれぞれ検出した電磁波に基づいて、電磁波検出装置10の周囲に関する情報を取得する。周囲に関する情報は、例えば画像情報、距離情報、および温度情報などである。第1の実施形態において、制御装置14は、前述のように、第1の検出部20または第3の検出部17が画像として検出した電磁波を画像情報として取得する。また、第1の実施形態において、制御装置14は、第2の検出部22が検出する検出情報に基づいて、以下に説明するように、ToF(Time-of-Flight)方式により、照射部12に照射される照射位置の距離情報を取得する。
The
図6に示すように、制御装置14は、照射部12に電磁波放射信号を入力することにより、照射部12にパルス状の電磁波を放射させる(“電磁波放射信号”欄参照)。照射部12は、入力された当該電磁波放射信号に基づいて電磁波を照射する(“照射部放射量”欄参照)。照射部12が放射し且つ反射部13が反射して任意の照射領域に照射された電磁波は、当該照射領域において反射する。制御装置14は、当該照射領域の反射波の第1の結像部15による進行部18における結像領域の中の少なくとも一部の画素pxを第1の状態に切替え、他の画素pxを第2の状態に切替える。そして、第1の検出部20は、当該照射領域において反射された電磁波を検出するとき(“電磁波検出量”欄参照)、前述のように、検出情報を制御装置14に通知する。
As shown in FIG. 6, the
制御装置14は、例えば、時間計測LSI(Large Scale Integrated circuit)を有しており、照射部12に電磁波を放射させた時期T1から、検出情報を取得(“検出情報取得”欄参照)した時期T2までの時間ΔTを計測する。制御装置14は、当該時間ΔTに、光速を乗算し、且つ2で除算することにより、照射位置までの距離を算出する。なお、制御装置14は、上述のように、反射部13から取得する方向情報、または自身が反射部13に出力する駆動信号に基づいて、照射位置を算出する。制御装置14は、照射位置を変えながら、各照射位置までの距離を算出することにより、画像状の距離情報を作成する。
The
なお、第1の実施形態において、情報取得システム11は、上述のように、電磁波を照射して、返ってくるまでの時間を直接測定するDirect ToFにより距離情報を作成する構成である。しかし、情報取得システム11は、このような構成に限られない。例えば、情報取得システム11は、電磁波を一定の周期で照射し、照射された電磁波と返ってきた電磁波との位相差から、返ってくるまでの時間を間接的に測定するFlash ToFにより距離情報を作成しても良い。また、情報取得システム11は、他のToF方式、例えば、Phased ToFにより距離情報を作成しても良い。
In the first embodiment, as described above, the
以上のような構成の第1の実施形態の電磁波検出装置10では、第1の結像部15に入射する電磁波を進行部18の基準面ssに入射させる構成において、第1の結像部15の各画角における進行軸と第1の結像部15の主軸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、図7に示すように、電磁波検出装置10では、第1の結像部15において各画角の主光線の主軸からの広がりが比較的小さい。それゆえ、電磁波検出装置10は、基準面ssから第2の結像部19および第3の結像部21に向かって進行する電磁波の広がりを低減し得る。それゆえ、電磁波検出装置10は、進行部18に入射する電磁波を、ケラレを発生させること無く入射させる第2の結像部19および第3の結像部21の大型化を回避し得る。したがって、電磁波検出装置10は、全体を大型化すること無く、第2の結像部19および第3の結像部21に二次結像させた像の電磁波の強度を均質化させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
In the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、第1の開口部23および第1の結像部15は、像側テレセントリック光学系を構成するように配置されている。このような構成により、電磁波検出装置10は、基準面ssから進行部方向daに進行する電磁波の広がりを最小化し得る。したがって、電磁波検出装置10は、全体の大型化をより防ぎながら、第2の結像部19および第3の結像部21に二次結像させた像の電磁波の強度を均質化させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
Further, in the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、進行部18、第2の結像部19、および第1の検出部20は、基準面ssおよび第1の検出部20の検出面それぞれの延長面が交差し、第2の結像部19の主軸が基準面ssおよび第1の検出部20の検出面を通るように配置されている。第1の実施形態の電磁波検出装置10とは異なる構成として、図8に示すように、電磁波を進行部18’’’の基準面に結像させる一次結像光学系15’’’の主面、進行部18’’’の基準面、二次結像光学系19’’’の主面、および検出部20’’’の検出面をすべて平行に配置する構成が考えられる。このような構成においては、二次結像光学系19’’’の画角範囲のうち主軸から離れた画角範囲が検出に用いられる。一般的に、結像系の主軸から離れた画角範囲では主軸近傍に比べて解像度が低い。一方、第1の実施形態では、上述のような構成により、図9に示すように、進行部18の基準面ss、第2の結像部19の主面、および第1の検出部20の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように配置され得る。したがって、電磁波検出装置10は、第2の結像部19を進行部18に対向する位置からずらして配置しながらも、基準面ssにおける第1の結像部15による像の、第2の結像部19の主軸近傍の電磁波の像を第1の検出部20の検出面に含ませて、結像させ得る。これにより、電磁波検出装置10は、第1の検出部20において検出する電磁波の像の解像度を向上し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
Moreover, in the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、第2の結像部19の主軸が、基準面ssの中心および第1の検出部20の検出面の中心を通る。このような構成により、電磁波検出装置10は、第2の結像部19の主軸により近い範囲の電磁波の像を優先的に第1の検出部20の検出面に含ませて、結像させ得る。したがって、電磁波検出装置10は、第1の検出部20において検出する電磁波の像の解像度を最大化し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
In the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、基準面ss、第2の結像部19の主面、および第1の検出部20の検出面それぞれの延長面が同一の直線上ですべて交差している。このような構成により、電磁波検出装置10では、進行部18の基準面ss、第2の結像部19の主面、および第1の検出部20の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たす。したがって、電磁波検出装置10は、第1の検出部20において検出する電磁波の像の解像度を、確実に向上させる。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
Further, in the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、画素px毎に、電磁波を第1の状態および第2の状態に切替え可能である。このような構成により、電磁波検出装置10は、第1の結像部15の主軸を、第1の状態において電磁波を進行させる第1の方向d1における第2の結像部19の主軸に、かつ第2の状態において電磁波を進行させる第2の方向d2における第3の結像部21の主軸に合わせることが可能となる。したがって、電磁波検出装置10は、進行部18の画素pxを第1の状態および第2の状態のいずれかに切替えることにより、第1の検出部20および第2の検出部22の主軸のズレを低減し得る。これにより、電磁波検出装置10は、第1の検出部20および第2の検出部22による検出結果における座標系のズレを低減し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
Also, the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第3の結像部21および第2の検出部22を有している。このような構成により、電磁波検出装置10は、各画素pxに入射する電磁波を出射する対象obの部分毎の電磁波に基づく情報を第2の検出部22に検出させ得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
In addition, the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、進行部18、第3の結像部21、および第2の検出部22は、基準面ss、第3の結像部21の主面、および第2の検出部22の検出面、それぞれの延長面がすべて同一の直線上で交差するように配置されている。このような構成により、進行部18の基準面ss、第3の結像部21の主面、および第2の検出部22の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように配置され得る。したがって、電磁波検出装置10では、第3の結像部21を進行部18に対向する位置からずらして配置しながらも、第3の結像部21の主軸近傍の電磁波の像を第2の検出部22の検出面に検出し得る。これにより、電磁波検出装置10は、第2の検出部22において検出する電磁波の像の解像度を向上し得る。
In the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第1の結像部15から入射した電磁波を進行部方向daおよび第3の方向d3に進行するように分離する。このような構成により、電磁波検出装置10は、第1の結像部15の主軸を、進行部方向daに進行させた電磁波の中心軸、および第3の方向d3に進行させた電磁波の中心軸に合わせることが可能となる。したがって、電磁波検出装置10は、第1の検出部20および第2の検出部22と、第3の検出部17との座標系のズレを低減し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
Further, the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10は、第3の検出部17を有している。このような構成により、電磁波検出装置10は、第1の検出部20に結像する像と同じ像である電磁波を別に検出し得る。なお、このような構成および効果は、後述する第2の実施形態の電磁波検出装置についても同じである。
In addition, the electromagnetic
また、第1の実施形態の電磁波検出装置10では、第1の結像部15は、レトロフォーカスタイプのレンズ系である。このような構成により、電磁波検出装置10は、第1の結像部15の焦点距離が短く且つバックフランジ長が長いので、広角である第1の結像部15を採用しながら、進行部18において第1の方向d1および第2の方向d2に進行する電磁波と第1の結像部15との干渉の可能性を低減し得る。
Further, in the electromagnetic
また、第1の実施形態の情報取得システム11では、制御装置14が、第1の検出部20、第2の検出部22、および第3の検出部17それぞれにより検出された電磁波に基づいて、電磁波検出装置10の周囲に関する情報を取得する。このような構成により、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。
Further, in the
次に、本開示の第2の実施形態に係る電磁波検出装置について説明する。第2の実施形態では、第1の結像部に対する進行部および第3の検出部の姿勢、ならびに進行部に対する第3の結像部および第2の検出部の位置および姿勢において第1の実施形態と異なっている。以下に、第1の実施形態と異なる点を中心に第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。 Next, an electromagnetic wave detection device according to the second embodiment of the present disclosure will be described. In the second embodiment, the first implementation is performed in the attitudes of the advancing unit and the third detection unit with respect to the first imaging unit and the positions and orientations of the third imaging unit and the second detection unit with respect to the progression unit. It is different from the form. The second embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same structure as 1st Embodiment.
図10に示すように、第2の実施形態に係る電磁波検出装置100は、第1の開口部23、第1の結像部150、分離部16、進行部180、第2の結像部19、第1の検出部20、第3の結像部210、第2の検出部220、および第3の検出部170を有している。なお、第2の実施形態に係る情報取得システム11における、電磁波検出装置100以外の構成は、第1の実施形態と同じである。第2の実施形態における第1の開口部23、分離部16、第2の結像部19、および第1の検出部20の構成および機能は、第1の実施形態と同じである。
As illustrated in FIG. 10, the electromagnetic
第2の実施形態において、第1の結像部150は、第1の実施形態と異なり、主軸が開口apの軸に対して傾斜し、かつ主軸が開口apを通過するように配置されてよい。第1の結像部150の構造および機能は第1の実施形態の第1の結像部150と同じである。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the
第2の実施形態において、進行部180は、第1の実施形態と異なり、基準面ssが第1の結像部150の主軸が通る仮想の平面vpに対して傾斜するように、すなわち仮想の平面vpおよび基準面ssそれぞれの延長面が交差するように、配置されてよい。なお、仮想の平面vpは、第1の結像部150から所定の距離だけ離れ、開口apの軸に垂直な平面であってよい。なお、所定の距離は、進行部180に対する間隔が定められ且つ基準面ssを像面とする第1の結像部150からの、物体面までの距離である。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the
また、進行部180は、第1の結像部150の主面および進行部180の基準面ssそれぞれの延長面が交差するように、すなわち基準面ssが第1の結像部150の主面に対して傾斜するように配置されてよい。なお、第2の実施形態において、基準面ssの第1の結像部150の主面に対する傾斜配置は、分離部16による進行部方向daへの分離が屈折である場合には、(入射角-屈折角)だけ分離部16の位置を軸に屈折の反対方向に回転させた進行部180の基準面ssの第1の結像部150の主面に対する傾斜配置を意味する。また、第2の実施形態において、基準面ssの第1の結像部150の主面に対する傾斜配置は、分離部16による進行部方向daへの分離が反射である場合には、分離部16の反射面における面対称な姿勢における基準面ssの第1の結像部150の主面に対する傾斜配置を意味する。
Further, the advancing
また、進行部180は、第1の結像部150の主軸が進行部180の基準面ssの範囲内を通るように配置されてよい。さらには、進行部180は、第1の結像部150の主軸が進行部180の基準面ssの中心を通るように配置されてよい。
Further, the advancing
また、進行部180は、基準面ssの延長面が、第1の結像部150の主面および仮想の平面vpと、単一の直線上で、交差するように、配置されてよい。したがって、第1の結像部150の主面、基準面ss、および仮想の平面vpは、シャインプルーフの原理の条件を満たすように、配置されている。
Further, the advancing
さらに、第2の実施形態では、進行部180は、進行部180が進行させる第2の方向d2が、基準面ssに垂直となるように、配置されてよい。上述の姿勢以外の、進行部180の構造および機能は、第1の実施形態の進行部18と同じである。
Furthermore, in the second embodiment, the advancing
第2の実施形態において、第2の結像部19は、第1の実施形態と同じく、進行部180が進行させる第1の方向d1に、主面が進行部180の基準面ssに傾斜するように配置されてよい。第2の実施形態における第2の結像部19の他の配置条件、構造、および機能は第1の実施形態の第2の結像部19と同じである。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
第2の実施形態において、第1の検出部20は、第1の実施形態と同じく、進行部180の基準面ssに形成される電磁波の像の、第2の結像部19による二次結像位置または二次結像位置近傍に配置されている。第2の実施形態において、第1の検出部20は、第1の実施形態と同じく、検出面の延長面が、基準面ssおよび第2の結像部19の主面それぞれの延長面と、単一の直線上で交差するように配置されてよい。したがって、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同じく、基準面ss、第2の結像部19の主面、および第1の検出部20の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように、配置されてよい。第2の実施形態における第1の検出部20の他の配置条件、構造、および機能は第1の実施形態の第1の検出部20と同じである。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
第2の実施形態において、第3の結像部210は、第1の実施形態と異なり、主面が進行部180の基準面ssに対して平行になるように、配置されてよい。第2の実施形態における第3の結像部210の他の配置条件、構造、および機能は第1の実施形態の第3の結像部21と同じである。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the
第2の実施形態において、第2の検出部220は、第1の実施形態と異なり、検出面が第3の結像部210の主軸に垂直となるように、配置されてよい。第2の実施形態における第2の検出部220の他の配置条件、構造、および機能は第1の実施形態の第2の検出部22と同じである。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the
第2の実施形態において、第3の検出部170は、第1の実施形態と異なり、第1の結像部150の主面および第3の検出部170の検出面それぞれの延長面が交差してよい、すなわち検出面が第1の結像部150の主面に対して傾斜するように配置されてよい。なお、第2の実施形態において、検出面の第1の結像部150の主面に対する傾斜配置は、分離部16による第3の方向d3への分離が屈折である場合には、(入射角-屈折角)だけ分離部16の位置を軸に屈折の反対方向に回転させた第3の検出部170の検出面の第1の結像部150の主面に対する傾斜配置を意味する。また、第2の実施形態において、検出面の第1の結像部150の主面に対する傾斜配置は、分離部16による第3の方向d3への分離が反射である場合には、分離部16の反射面における面対称な姿勢における検出面の第1の結像部150の主面に対する傾斜配置を意味する。
In the second embodiment, the
また、第3の検出部170および第1の結像部150は、第1の結像部150の主面および第3の検出部170の検出面それぞれの延長面が、仮想の平面vp上で、交差するように、配置されてよい。したがって、第1の結像部150の主面、第3の検出部170の検出面、および仮想の平面vpは、シャインプルーフの原理の条件を満たすように、配置されてよい。第2の実施形態における第3の検出部170の他の配置条件、構造、および機能は第1の実施形態の第3の検出部17と同じである。
Further, in the
以上のように、第2の実施形態の電磁波検出装置100では、第1の結像部150および進行部180は、進行部180に対する間隔が定められ且つ基準面ssを像面とする第1の結像部150の物体面である仮想の平面vpおよび進行部180の基準面ssそれぞれの延長面が交差し、第1の結像部150の主軸が基準面ssを通るように配置されている。このような構成により、第1の結像部150から所定の距離だけ離れた当該物体面、第1の結像部150の主面、および進行部180の基準面ss、第2の結像部19の主面、および第1の検出部20の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように配置され得る。したがって、電磁波検出装置100では、進行部180に対向する位置に第1の結像部150を配置しない構成でも、第1の結像部150の主軸が通る仮想の平面vp上の対象物の、第1の結像部150による主軸近傍の電磁波の像を進行部180の基準面ssに含ませて、結像させ得る。これにより、電磁波検出装置100では、第3の結像部210を進行部180に対向する位置に配置し得る。その結果、進行部180の基準面ssと第3の結像部210の主面とが平行でありながら、第3の結像部210の主軸が進行部180の基準面ss内を通るように、第3の結像部210を配置し得る。このような配置により、電磁波検出装置100は、第3の結像部210の主軸近傍の画角範囲の像を第2の検出部220に結像し得るので、第2の検出部220において検出する電磁波の像の解像度を向上し得る。
As described above, in the electromagnetic
また、第2の実施形態の電磁波検出装置100では、第1の結像部150の主軸が、基準面ssの中心を通る。このような構成により、電磁波検出装置100は、第1の結像部150の主軸に近い範囲の電磁波の像を優先的に進行部180の基準面ssに入射させ得る。したがって、電磁波検出装置100は、第1の結像部150の主軸に近い範囲の電磁波の像を第1の検出部20および第2の検出部220に伝播し得る。それゆえ、電磁波検出装置100は、第1の検出部20および第2の検出部220において検出する電磁波の像の解像度を最大化し得る。
In the electromagnetic
また、第2の実施形態の電磁波検出装置100では、進行部180の基準面ss、および第1の結像部150の主面それぞれの延長面が同一の直線上ですべて交差している。このような構成により、電磁波検出装置100では、進行部180の基準面ss、および第1の結像部150の主面は、シャインプルーフの原理の条件を満たすように、配置し得る。したがって、電磁波検出装置100は、第1の検出部20および第2の検出部220において検出する電磁波の像の解像度を、より向上させ得る。
Further, in the electromagnetic
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。 Although the present disclosure has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Accordingly, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present disclosure.
例えば、第1の実施形態および第2の実施形態において、照射部12、反射部13、および制御装置14が、電磁波検出装置10、100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10、100は、これらの少なくとも1つを、例えば、制御装置14を制御部として、含んで構成されてよい。
For example, in the first embodiment and the second embodiment, the
また、第1の実施形態および第2の実施形態において、進行部18、180は、基準面ssに入射する電磁波の進行方向を第1の方向d1および第2の方向d2の2方向に切替可能であるが、2方向のいずれかへの切替えでなく、3以上の方向に切替可能であってよい。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the traveling
また、第1の実施形態および第2の実施形態の進行部18、180において、第1の状態および第2の状態は、基準面ssに入射する電磁波を、それぞれ、第1の方向d1に反射する第1の反射状態、および第2の方向d2に反射する第2の反射状態であるが、他の態様であってもよい。
In the advancing
例えば、第1の状態が、基準面ssに入射する電磁波を、通過させて第1の方向d1に進行させる通過状態であってもよい。進行部18、180は、さらに具体的には、画素px毎に電磁波を第2の方向d2に反射する反射面を有するシャッタを含んでいてもよい。このような構成の進行部18、180においては、画素px毎のシャッタを開閉することにより、第1の状態としての通過状態または透過状態および第2の状態としての反射状態を画素px毎に切替え得る。このような構成の進行部18、180として、例えば、開閉可能な複数のシャッタが平面にアレイ状に配列されたMEMSシャッタが挙げられる。
For example, the first state may be a passing state in which an electromagnetic wave incident on the reference surface ss is allowed to pass and travel in the first direction d1. More specifically, the
また、進行部18、181は、電磁波を反射する反射状態と電磁波を透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能な液晶シャッタを含んでもよい。このような構成の進行部18、180においては、画素px毎の液晶配向を切替えることにより、第1の状態としての透過状態および第2の状態としての反射状態を画素px毎に切替え得る。
Further, the advancing
また、第1の実施形態および第2の実施形態において、情報取得システム11は、照射部12から放射されるビーム状の電磁波を反射部13に走査させることにより、第2の検出部22、220を反射部13と協同させて走査型のアクティブセンサとして機能させる構成を有する。しかし、情報取得システム11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、反射部13を備えず、照射部12から放射状の電磁波を放射させ、走査なしで情報を取得する構成でも、第1の実施形態と類似の効果が得られる。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the
また、第1の実施形態および第2の実施形態において、情報取得システム11は、第1の検出部20および第3の検出部17、170がパッシブセンサであり、第2の検出部220がアクティ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において、第1の検出部20、第2の検出部22、220、および第3の検出部17、170のすべてがアクティブセンサである構成でも、パッシブセンサである構成でも、いずれか1つがパッシブセンサである構成でも第1の実施形態および第2の実施形態と類似の効果が得られる。
In the first embodiment and the second embodiment, in the
本開示の一実施形態に係る電磁波検出装置は、
入射する電磁波の一部が通過する第1の開口部と、
前記第1の開口部から入射する電磁波を結像する第1の結像部と、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、
前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、
前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、を備え、
前記第1の開口部は、前記第1の結像部による前側焦点の位置近傍に配置されている。
An electromagnetic wave detection device according to an embodiment of the present disclosure is:
A first opening through which a portion of incident electromagnetic waves passes;
A first imaging unit that images an electromagnetic wave incident from the first opening;
A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel;
A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction;
A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit,
The first opening is disposed in the vicinity of the position of the front focal point by the first imaging unit.
本開示の別の実施形態に係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、
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、
前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、
前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、を備え、
前記第1の結像部の各画角の像側の主光線、および前記第1の結像部の主軸のなす角度が15°以内である。
An electromagnetic wave detection device according to another embodiment of the present disclosure is:
A first imaging unit that images an incident electromagnetic wave;
A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel;
A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction;
A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit,
The principal ray on the image side of each angle of view of the first imaging unit and the angle formed by the principal axis of the first imaging unit are within 15 °.
前記第1の開口部および前記第1の結像部は、像側テレセントリック光学系を構成するように配置されている。 The first opening and the first imaging unit are arranged so as to constitute an image side telecentric optical system.
前記基準面および前記第1の検出部の検出面それぞれの延長面が交差し、前記第2の結像部の主軸が前記基準面および前記第1の検出部の検出面を通る配置と、
前記進行部に対する間隔が定められ且つ前記基準面を像面とする前記第1の結像部の物体面と前記基準面とそれぞれの延長面が交差し、前記第1の結像部の主軸が前記基準面を通る配置と、
の少なくとも一方が満たされている。
An extension surface of each of the reference surface and the detection surface of the first detection unit intersects, and a main axis of the second imaging unit passes through the reference surface and the detection surface of the first detection unit;
The object plane of the first imaging unit having an interval with respect to the advancing unit and the reference plane as an image plane intersects the extended plane of the reference plane, and the principal axis of the first imaging unit is An arrangement passing through the reference plane;
At least one of the is satisfied.
前記第2の結像部の主軸が前記基準面の中心と前記第1の検出部の検出面の中心を通る配置と、
前記第1の結像部の主軸が前記基準面の中心を通る配置と、
の少なくとも一方が満たされている。
An arrangement in which the principal axis of the second imaging unit passes through the center of the reference surface and the center of the detection surface of the first detection unit;
An arrangement in which the principal axis of the first imaging unit passes through the center of the reference plane;
At least one of the is satisfied.
前記基準面、前記第2の結像部の主面、および前記第1の検出部の検出面それぞれの延長面が同一の直線上ですべて交差する配置と、
前記基準面および前記第1の結像部の主面それぞれの延長面が交差する配置と、
の少なくとも一方が満たされている。
An arrangement in which the extended surfaces of the reference surface, the main surface of the second imaging unit, and the detection surface of the first detection unit all intersect on the same straight line;
An arrangement in which the extended surfaces of the main surface of the reference surface and the first imaging portion intersect,
At least one of the is satisfied.
前記基準面、前記第2の結像部の主面、および、前記第1の検出部の検出面がシャインプルーフの原理の条件を満たす配置と、
前記第1の結像部の主面、および、前記基準面がシャインプルーフの原理の条件を満たす配置と、
の少なくとも一方が満たされている。
An arrangement in which the reference surface, the main surface of the second imaging unit, and the detection surface of the first detection unit satisfy the Sineproof principle,
An arrangement in which the main surface of the first imaging unit and the reference surface satisfy the Sineproof principle;
At least one of the is satisfied.
前記進行部は、前記画素毎に、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記第1の方向に進行させる第1の状態および第2の方向に進行させる第2の状態に切替え可能である。 The advancing unit has, for each pixel, a first state in which an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is advanced in the first direction and a second state in which the electromagnetic wave is advanced in the second direction. Can be switched to.
前記電磁波検出装置は、
前記第2の方向に進行した電磁波を結像する第3の結像部と、
前記第3の結像部から入射する電磁波を検出する第2の検出部と、をさらに備える。
The electromagnetic wave detecting device is
A third imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the second direction;
And a second detection unit that detects an electromagnetic wave incident from the third imaging unit.
前記基準面、前記第3の結像部の主面、および、前記第2の検出部の検出面は、それぞれの延長面が同一の直線上ですべて交差する配置である。 The reference plane, the main surface of the third imaging unit, and the detection surface of the second detection unit are arranged such that the extended surfaces all intersect on the same straight line.
前記基準面、前記第3の結像部の主面、および、前記第2の検出部の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たす配置である。 The reference surface, the main surface of the third imaging unit, and the detection surface of the second detection unit are arranged to satisfy the Scheinproof principle.
前記進行部は、前記画素毎に反射面を含み、前記反射面の向きを前記画素毎に変更可能である。 The progression unit includes a reflection surface for each pixel, and the direction of the reflection surface can be changed for each pixel.
前記進行部は、前記反射面の向きを前記画素毎に変更することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える。 The progression unit switches the first state and the second state for each pixel by changing the direction of the reflection surface for each pixel.
前記進行部は、複数のミラーが平面に配列されたデジタルマイクロミラーデバイスを含み、前記デジタルマイクロミラーデバイスの各ミラーの向きを前記画素毎に変更することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える。 The advancing unit includes a digital micromirror device in which a plurality of mirrors are arranged in a plane, and changes the direction of each mirror of the digital micromirror device for each pixel, so that the first state for each pixel And switching the second state.
前記進行部は、前記画素毎に反射面を含み、前記反射面を前記画素毎に開閉可能である。 The advancing portion includes a reflection surface for each pixel, and the reflection surface can be opened and closed for each pixel.
前記進行部は、前記反射面を前記画素毎に開閉することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える。 The advancing unit switches the first state and the second state for each pixel by opening and closing the reflection surface for each pixel.
前記進行部は、前記反射面を前記画素毎に開閉可能である複数のシャッタが平面に配列されたMEMSシャッタを含み、前記MEMSシャッタの各シャッタを開閉することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える。 The advancing unit includes a MEMS shutter in which a plurality of shutters capable of opening and closing the reflection surface for each pixel are arranged in a plane, and opening and closing each shutter of the MEMS shutter, thereby the first shutter for each pixel. And the second state are switched.
前記進行部は、前記画素毎に電磁波を反射する反射状態と透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能である。 The advancing unit can switch a reflection state of reflecting an electromagnetic wave and a transmission state of transmitting an electromagnetic wave for each pixel according to liquid crystal alignment.
前記進行部は、前記液晶配向に応じて前記反射状態と前記透過状態とを前記画素毎に切替えることで、前記画素毎に前記第1の状態と前記第2の状態とを切替える。 The progression unit switches the first state and the second state for each pixel by switching the reflection state and the transmission state for each pixel according to the liquid crystal alignment.
前記進行部は、前記反射状態と前記透過状態とを前記液晶配向に応じて切替え可能である液晶シャッタを含み、前記液晶シャッタの液晶配向を切替えることで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える。 The advancing unit includes a liquid crystal shutter that can switch between the reflective state and the transmissive state according to the liquid crystal alignment, and switching the liquid crystal alignment of the liquid crystal shutter allows the first state and the The second state is switched.
前記第1の検出部は、PD、APD、SPAD、MPPC、イメージセンサ、赤外線センサ、ミリ波センサ、サブミリ波センサ、測距イメージセンサ、測距センサ、およびサーモセンサの少なくともいずれかを含む。 The first detection unit includes at least one of PD, APD, SPAD, MPPC, image sensor, infrared sensor, millimeter wave sensor, submillimeter wave sensor, ranging image sensor, ranging sensor, and thermo sensor.
前記第1の検出部は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを検出する。 The first detection unit detects at least one of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and radio waves.
前記第2の検出部は、前記第1の検出部と同種、又は、異種のセンサを含む。 The second detection unit includes a sensor of the same type or a different type from that of the first detection unit.
前記電磁波検出装置は、
前記第1の結像部から入射した電磁波を前記進行部および第3の方向に進行するように分離する分離部を、さらに備える。
The electromagnetic wave detecting device is
The apparatus further includes a separation unit that separates the electromagnetic wave incident from the first imaging unit so as to travel in the traveling direction and the third direction.
前記分離部は、前記第1の結像部から入射した電磁波のうち第1の周波数の電磁波を前記進行部に、第2の周波数の電磁波を前記第3の方向に進行するように分離する。 The separating unit separates the electromagnetic wave having the first frequency from the electromagnetic wave incident from the first imaging unit to the traveling unit and the second frequency electromagnetic wave to travel in the third direction.
前記分離部は、反射、透過および屈折の少なくともいずれかにより、入射する電磁波を前記進行部および第3の方向に進行するように分離する。 The separation unit separates an incident electromagnetic wave so as to travel in the traveling direction and the third direction by at least one of reflection, transmission, and refraction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に透過し、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に反射する。 The separating unit transmits a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and reflects another part of the electromagnetic wave in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に反射し、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に透過する。 The separation unit reflects a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and transmits another part of the electromagnetic wave in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に透過し、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に屈折させる。 The separating unit transmits a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and refracts another part of the electromagnetic wave in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に屈折させ、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に透過する。 The separating unit refracts a part of the incident electromagnetic wave to the traveling unit and transmits another part of the electromagnetic wave in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に屈折させ、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に屈折させる。 The separation unit refracts a part of the incident electromagnetic wave to the traveling part and refracts another part of the electromagnetic wave in the third direction.
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、メタサーフェス、偏向素子、およびプリズムの少なくともいずれかを含む。 The separation unit includes at least one of a half mirror, a beam splitter, a dichroic mirror, a cold mirror, a hot mirror, a metasurface, a deflection element, and a prism.
前記電磁波検出装置は、
前記第3の方向に進行した電磁波を検出する第3の検出部を、さらに備える。
The electromagnetic wave detecting device is
A third detector for detecting the electromagnetic wave traveling in the third direction is further provided.
前記第1の結像部は、レトロフォーカスタイプのレンズ系である。 The first imaging unit is a retrofocus type lens system.
前記電磁波検出装置は、
前記第1の検出部により検出された電磁波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。
The electromagnetic wave detecting device is
The apparatus further includes a control unit that acquires information related to the surroundings based on the electromagnetic waves detected by the first detection unit.
前記電磁波検出装置は、
前記第2の検出部により検出された電磁波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。
The electromagnetic wave detecting device is
The apparatus further includes a control unit that acquires information related to the surroundings based on the electromagnetic waves detected by the second detection unit.
前記電磁波検出装置は、
前記第3の検出部により検出された電磁波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。
The electromagnetic wave detecting device is
The apparatus further includes a control unit that acquires information about the surroundings based on the electromagnetic waves detected by the third detection unit.
本開示の一実施形態に係る情報取得システムは、
前記電磁波検出装置と、
前記第1の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える。
An information acquisition system according to an embodiment of the present disclosure includes:
The electromagnetic wave detection device;
And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the first detection unit.
本開示の別の実施形態に係る情報取得システムは、
前記電磁波検出装置と、
前記第2の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える。
An information acquisition system according to another embodiment of the present disclosure includes:
The electromagnetic wave detection device;
And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the second detection unit.
本開示の別の実施形態に係る情報取得システムは、
前記電磁波検出装置と、
前記第3の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える。
An information acquisition system according to another embodiment of the present disclosure includes:
The electromagnetic wave detection device;
And a control device that acquires information about the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the third detection unit.
10、100 電磁波検出装置
11 情報取得システム
12 照射部
13 反射部
14 制御部
15 第1の結像部
15’、15’’、15’’’ 一次結像光学系
16 分離部
17 第3の検出部
18、180、18’、18’’’ 進行部
19 第2の結像部
19’、19’’、19’’’ 二次結像光学系
20 第1の検出部
20’’’ 検出部
21 第3の結像部
22 第2の検出部
23 第1の開口部
ap 開口
da 進行部方向
d1、d2、d3 第1の方向、第2の方向、第3の方向
ob 対象
px 画素
ss 作用面
vp 仮想の平面
DESCRIPTION OF
Claims (42)
基準面に沿って複数の画素が配置され、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記画素毎に第1の方向に進行させる進行部と、
前記第1の方向に進行した電磁波を結像する第2の結像部と、
前記第2の結像部から入射する電磁波を検出する第1の検出部と、を備え、
前記第1の結像部を通過した電磁波の各画角における進行軸と前記第1の結像部の主軸とのなす角度が所定値以内である
電磁波検出装置。 A first imaging unit that images an incident electromagnetic wave;
A plurality of pixels are arranged along a reference plane, and an advancing unit that advances an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit in a first direction for each pixel;
A second imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the first direction;
A first detector that detects electromagnetic waves incident from the second imaging unit,
An electromagnetic wave detection device, wherein an angle formed by a traveling axis at each angle of view of the electromagnetic wave that has passed through the first imaging unit and a principal axis of the first imaging unit is within a predetermined value.
前記第1の結像部による前側焦点の位置近傍に配置され、入射する電磁波の一部が通過する第1の開口部を、さらに備え、
前記第1の結像部は、前記第1の開口部から入射する電磁波を結像する
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 1,
A first opening disposed near the position of the front focal point by the first imaging unit, through which a part of the incident electromagnetic wave passes,
The first image forming unit forms an image of an electromagnetic wave incident from the first opening.
前記第1の開口部および前記第1の結像部は、像側テレセントリック光学系を構成する 電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 2,
The first opening and the first imaging unit constitute an image side telecentric optical system.
前記所定値は、15°である
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 3,
The predetermined value is 15 °.
前記進行軸と前記主軸とは、平行である
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 4,
The traveling axis and the main axis are parallel to each other.
前記基準面および前記第1の検出部の検出面それぞれの延長面が交差し、前記第2の結像部の主軸が前記基準面および前記第1の検出部の検出面を通る配置と、
前記進行部に対する間隔が定められ且つ前記基準面を像面とする前記第1の結像部の物体面と前記基準面とそれぞれの延長面が交差し、前記第1の結像部の主軸が前記基準面を通る配置と、
の少なくとも一方が満たされている
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 5,
An extension surface of each of the reference surface and the detection surface of the first detection unit intersects, and a main axis of the second imaging unit passes through the reference surface and the detection surface of the first detection unit;
The object plane of the first imaging unit having an interval with respect to the advancing unit and the reference plane as an image plane intersects the extended plane of the reference plane, and the principal axis of the first imaging unit is An arrangement passing through the reference plane;
At least one of the electromagnetic wave detection devices is satisfied.
前記第2の結像部の主軸が前記基準面の中心と前記第1の検出部の検出面の中心を通る配置と、
前記第1の結像部の主軸が前記基準面の中心を通る配置と、
の少なくとも一方が満たされている、
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 6,
An arrangement in which the principal axis of the second imaging unit passes through the center of the reference surface and the center of the detection surface of the first detection unit;
An arrangement in which the principal axis of the first imaging unit passes through the center of the reference plane;
At least one of
Electromagnetic wave detection device.
前記基準面、前記第2の結像部の主面、および前記第1の検出部の検出面それぞれの延長面が同一の直線上ですべて交差する配置と、
前記基準面および前記第1の結像部の主面それぞれの延長面が交差する配置と、
の少なくとも一方が満たされている、
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to claim 6 or 7,
An arrangement in which the extended surfaces of the reference surface, the main surface of the second imaging unit, and the detection surface of the first detection unit all intersect on the same straight line;
An arrangement in which the extended surfaces of the main surface of the reference surface and the first imaging portion intersect,
At least one of
Electromagnetic wave detection device.
前記基準面、前記第2の結像部の主面、および、前記第1の検出部の検出面がシャインプルーフの原理の条件を満たす配置と、
前記第1の結像部の主面、および、前記基準面がシャインプルーフの原理の条件を満たす配置と、
の少なくとも一方が満たされている、
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 6 to 8,
An arrangement in which the reference surface, the main surface of the second imaging unit, and the detection surface of the first detection unit satisfy the Sineproof principle,
An arrangement in which the main surface of the first imaging unit and the reference surface satisfy the Sineproof principle;
At least one of
Electromagnetic wave detection device.
前記進行部は、前記画素毎に、前記第1の結像部から前記基準面に入射する電磁波を前記第1の方向に進行させる第1の状態および第2の方向に進行させる第2の状態に切替え可能である
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 9,
The advancing unit has, for each pixel, a first state in which an electromagnetic wave incident on the reference plane from the first imaging unit is advanced in the first direction and a second state in which the electromagnetic wave is advanced in the second direction. Electromagnetic wave detection device that can be switched to.
前記第2の方向に進行した電磁波を結像する第3の結像部と、
前記第3の結像部から入射する電磁波を検出する第2の検出部と、をさらに備える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 10,
A third imaging unit that images the electromagnetic wave traveling in the second direction;
An electromagnetic wave detection apparatus further comprising: a second detection unit that detects an electromagnetic wave incident from the third imaging unit.
前記基準面、前記第3の結像部の主面、および、前記第2の検出部の検出面は、それぞれの延長面が同一の直線上ですべて交差する配置である
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 11,
The electromagnetic wave detection device, wherein the reference plane, the main surface of the third imaging unit, and the detection surface of the second detection unit are arranged such that their extended surfaces all intersect on the same straight line.
前記基準面、前記第3の結像部の主面、および、前記第2の検出部の検出面は、シャインプルーフの原理の条件を満たす配置である
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 11 or 12,
The electromagnetic wave detection device, wherein the reference surface, the main surface of the third imaging unit, and the detection surface of the second detection unit are arranged to satisfy the conditions of the Scheinproof principle.
前記進行部は、前記画素毎に反射面を含み、前記反射面の向きを前記画素毎に変更可能である
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 10 to 13,
The advancing unit includes a reflection surface for each pixel, and the direction of the reflection surface can be changed for each pixel.
前記進行部は、前記反射面の向きを前記画素毎に変更することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 14,
The advancing unit switches the first state and the second state for each pixel by changing the direction of the reflecting surface for each pixel.
前記進行部は、複数のミラーが平面に配列されたデジタルマイクロミラーデバイスを含み、前記デジタルマイクロミラーデバイスの各ミラーの向きを前記画素毎に変更することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 15,
The advancing unit includes a digital micromirror device in which a plurality of mirrors are arranged in a plane, and changes the direction of each mirror of the digital micromirror device for each pixel, so that the first state for each pixel And an electromagnetic wave detection device for switching the second state.
前記進行部は、前記画素毎に反射面を含み、前記反射面を前記画素毎に開閉可能である 電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 10 to 13,
The advancing unit includes a reflection surface for each pixel, and the reflection surface can be opened and closed for each pixel.
前記進行部は、前記反射面を前記画素毎に開閉することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 17,
The advancing unit switches the first state and the second state for each pixel by opening and closing the reflection surface for each pixel.
前記進行部は、前記反射面を前記画素毎に開閉可能である複数のシャッタが平面に配列されたMEMSシャッタを含み、前記MEMSシャッタの各シャッタを開閉することで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 18,
The advancing unit includes a MEMS shutter in which a plurality of shutters capable of opening and closing the reflection surface for each pixel are arranged in a plane, and opening and closing each shutter of the MEMS shutter, thereby the first shutter for each pixel. An electromagnetic wave detection device that switches between the second state and the second state.
前記進行部は、前記画素毎に電磁波を反射する反射状態と透過する透過状態とを液晶配向に応じて切替え可能である
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 10 to 13,
The advancing unit is capable of switching a reflection state of reflecting an electromagnetic wave and a transmission state of transmitting an electromagnetic wave for each pixel according to liquid crystal alignment.
前記進行部は、前記液晶配向に応じて前記反射状態と前記透過状態とを前記画素毎に切替えることで、前記画素毎に前記第1の状態と前記第2の状態とを切替える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 20,
The advancing unit switches the first state and the second state for each pixel by switching the reflection state and the transmission state for each pixel in accordance with the liquid crystal alignment.
前記進行部は、前記反射状態と前記透過状態とを前記液晶配向に応じて切替え可能である液晶シャッタを含み、前記液晶シャッタの液晶配向を切替えることで、前記画素毎に前記第1の状態および前記第2の状態を切替える
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 21,
The advancing unit includes a liquid crystal shutter that can switch between the reflective state and the transmissive state according to the liquid crystal alignment, and switching the liquid crystal alignment of the liquid crystal shutter allows the first state and the An electromagnetic wave detection device for switching the second state.
前記第1の検出部は、PD、APD、SPAD、MPPC、イメージセンサ、赤外線センサ、ミリ波センサ、サブミリ波センサ、測距イメージセンサ、測距センサ、およびサーモセンサの少なくともいずれかを含む
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 22,
The first detection unit includes at least one of PD, APD, SPAD, MPPC, image sensor, infrared sensor, millimeter wave sensor, submillimeter wave sensor, ranging image sensor, ranging sensor, and thermo sensor. apparatus.
前記第1の検出部は、赤外線、可視光線、紫外線、および電波の少なくともいずれかを検出する
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 22,
The first detection unit is an electromagnetic wave detection device that detects at least one of infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and radio waves.
前記第2の検出部は、前記第1の検出部と同種、又は、異種のセンサを含む
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 11,
The second detection unit includes an electromagnetic sensor of the same type or a different type from the first detection unit.
前記第1の結像部から入射した電磁波を前記進行部および第3の方向に進行するように分離する分離部を、さらに備える
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 25,
An electromagnetic wave detection apparatus further comprising: a separation unit that separates the electromagnetic wave incident from the first imaging unit so as to travel in the traveling unit and the third direction.
前記分離部は、前記第1の結像部から入射した電磁波のうち第1の周波数の電磁波を前記進行部に、第2の周波数の電磁波を前記第3の方向に進行するように分離する、
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 26,
The separation unit separates an electromagnetic wave having a first frequency from the electromagnetic wave incident from the first imaging unit to the traveling unit and an electromagnetic wave having a second frequency to travel in the third direction.
Electromagnetic wave detection device.
前記分離部は、反射、透過および屈折の少なくともいずれかにより、入射する電磁波を前記進行部および第3の方向に進行するように分離する
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 26 or 27,
The separation unit separates an incident electromagnetic wave so as to travel in the traveling direction and the third direction by at least one of reflection, transmission, and refraction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に透過し、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に反射する
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 28,
The separation unit is configured to transmit a part of incident electromagnetic waves to the traveling unit and reflect another part of the electromagnetic waves in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に反射し、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に透過する
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 28,
The separating unit reflects a part of incident electromagnetic waves to the traveling unit and transmits another part of the electromagnetic waves in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に透過し、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に屈折させる
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 28,
The separation unit transmits a part of incident electromagnetic waves to the advancing unit and refracts another part of the electromagnetic waves in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に屈折させ、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に透過する
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 28,
The separation unit refracts a part of an incident electromagnetic wave to the traveling part and transmits another part of the electromagnetic wave in the third direction.
前記分離部は、入射する電磁波の一部を前記進行部に屈折させ、該電磁波の別の一部を前記第3の方向に屈折させる
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 28,
The separation unit refracts a part of an incident electromagnetic wave to the traveling part and refracts another part of the electromagnetic wave in the third direction.
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、メタサーフェス、偏向素子、およびプリズムの少なくともいずれかを含む
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 33,
The separation unit includes at least one of a half mirror, a beam splitter, a dichroic mirror, a cold mirror, a hot mirror, a metasurface, a deflection element, and a prism.
前記第3の方向に進行した電磁波を検出する第3の検出部を、さらに備える
電磁波検出装置。 In the electromagnetic wave detection device according to any one of claims 26 to 34,
An electromagnetic wave detection apparatus further comprising a third detection unit that detects an electromagnetic wave traveling in the third direction.
前記第1の結像部は、レトロフォーカスタイプのレンズ系である
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 35,
The first image forming unit is a retrofocus type lens system.
前記第1の検出部により検出された電磁波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
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 36,
An electromagnetic wave detection apparatus, further comprising: a control unit that acquires information related to surroundings based on the electromagnetic wave detected by the first detection unit.
前記第2の検出部により検出された電磁波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
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 11,
An electromagnetic wave detection apparatus further comprising a control unit that acquires information related to the surroundings based on the electromagnetic wave detected by the second detection unit.
前記第3の検出部により検出された電磁波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
電磁波検出装置。 The electromagnetic wave detection device according to claim 35,
An electromagnetic wave detection device further comprising: a control unit that acquires information related to surroundings based on the electromagnetic wave detected by the third detection unit.
前記第1の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える
情報取得システム。 An electromagnetic wave detection device according to any one of claims 1 to 36;
A control device that acquires information related to the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the first detection unit.
前記第2の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える
情報取得システム。 An electromagnetic wave detection device according to claim 11,
A control device that acquires information related to the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the second detection unit.
前記第3の検出部により検出された電磁波に基づいて前記電磁波検出装置の周囲に関する情報を取得する制御装置と、を備える
情報取得システム。 An electromagnetic wave detection device according to claim 35;
A control device that acquires information related to the periphery of the electromagnetic wave detection device based on the electromagnetic wave detected by the third detection unit.
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