电磁波检测装置以及信息获取系统的制作方法

文档序号:25037781发布日期:2021-05-11 17:10阅读:198来源:国知局
电磁波检测装置以及信息获取系统的制作方法

相关申请的相互参照

本申请主张2018年10月5日在日本申请的日本特愿2018-190463的优先权,并将该在先申请的全部公开内容引入本申请用于参照。

本发明涉及一种电磁波检测装置以及信息获取系统。



背景技术:

近年来,开发了一种根据电磁波的检测结果来获得与周围相关的信息的装置。例如,已知一种使用激光雷达来测定利用红外线照相机拍摄到的图像中的物体的位置的装置(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-220732号公报



技术实现要素:

为了解决上述的各个课题,第一技术方案的电磁波检测装置具有切换部、控制部以及第一检测部。所述切换部包括多个部分区域,多个所述部分区域配置于基准面,能够切换为使入射的电磁波沿第一方向行进的第一状态。所述控制部使多个所述部分区域中的沿着所述基准面的至少一个方向分离地配置的一部分的多个部分区域同时变为所述第一状态。所述第一检测部检测沿所述第一方向行进的电磁波。

另外,第二技术方案的信息获取系统具有切换部、控制部以及第一检测部。所述切换部包括多个部分区域,多个所述部分区域配置于基准面,能够切换为使入射的电磁波沿第一方向行进的第一状态。所述控制部使多个所述部分区域中的沿着所述基准面的至少一个方向分离地配置的一部分的多个部分区域同时变为所述第一状态。所述第一检测部检测沿所述第一方向行进的电磁波。

如上所述,将本发明的解决方案作为装置以及系统进行了说明,但本发明也可以实现为包含这些的实施方式,另外,可以理解为,也可以实现为与这些实质上相当的方法、程序以及记录程序的存储介质,本发明的范围将这些包含在内。

附图说明

图1是示出一个实施方式的电磁波检测装置的概略结构的图。

图2是说明图1所示的扫描部的操作的一例的图。

图3是说明图1所示的扫描部的操作的另一例的图。

图4是示出图1所示的切换部的概略结构的图。

图5是示出图1所示的切换部的状态的一例的图。

图6是示出图1所示的切换部的状态的另一例的图。

图7是示出图1所示的切换部的状态的另一例的图。

图8是示出图1所示的切换部的状态的另一例的图。

图9是示出图1所示的切换部的状态的另一例的图。

图10是示出一个实施方式的电磁波检测装置的变形例的概略结构的图。

具体实施方式

电磁波检测装置通过利用电磁波扫描测定对象,与例如在向测定对象上的一点放射电磁波的情况相比,能够获取关于测定对象的更详细的信息。因此,在电磁波检测装置中,利用电磁波扫描测定对象是有益的。

电磁波检测装置可以通过改变放射电磁波的方向来利用电磁波扫描测定对象。在此,当改变放射电磁波的方向时,测定对象上的反射电磁波的位置(照射位置)可以发生位移。当测定对象上的反射电磁波的位置发生位移时,电磁波检测装置中电磁波到来的方向可以发生改变。因此,在电磁波检测装置中,为了防止误测,例如使用dmd(digitalmicromirrordevice:数字微镜器件)来选择性地检测从与放射电磁波的方向对应的方向到来的电磁波。dmd包括二维地排列的多个微小的反射面。在电磁波检测装置中,通过使dmd所包括的多个微小的反射面中的与放射电磁波的方向对应的微小的反射面切换为规定的倾斜状态,选择性地检测从与放射电磁波的方向对应的方向到来的电磁波。在利用电磁波扫描测定对象的情况下,在电磁波检测装置中,当每次改变放射电磁波的方向时,通过使与所述方向对应的dmd的微小的反射面切换为规定的倾斜状态,能够防止误测。

但是,在利用电磁波扫描测定对象的情况下,在每次改变放射电磁波的方向时,若使与所述方向对应的dmd的微小的反射面切换为规定的倾斜状态,则无法利用电磁波高效地扫描测定对象。

因此,本发明的电磁波检测装置通过构成为利用电磁波高效地扫描测定对象,能够利用电磁波高效地扫描测定对象。以下,将参照附图说明本发明的实施方式。

如图1所示,电磁波检测装置1具有电磁波检测部30、存储部40以及控制部41。电磁波检测装置1还可以具有放射部10和扫描部20。

在图1中,连结各功能块的虚线表示控制信号或者信息的流动。另外,从各功能块突出的实线表示电磁波的流动。

放射部10基于控制部41的控制来放射电磁波。放射部10可以放射红外线、可见光线、紫外线以及电波中的至少一种。在本实施方式中,放射部10放射红外线。从放射部10放射的电磁波经由扫描部20朝向对象2放射。

放射部10可以包括激光二极管(ld:laserdiode)、发光二极管(led:lightemittingdiode)、垂直腔面发射激光器(vcsel:verticalcavitysurfaceemittinglaser)、光子晶体激光器、气体激光器以及纤维激光器中的至少一种。在本实施方式中,放射部10包括激光二极管。作为激光二极管的一个例子,可以举例法布里珀罗型激光二极管(fabry-perotlaserdiode)等。

扫描部20基于控制部41的控制,来改变从放射部10放射的电磁波的朝向。被扫描部20改变了朝向的电磁波朝向对象2放射。扫描部20可以包括mems(microelectromechanicalsystems:微机电系统)反射镜、电流镜以及多面镜中的任意一种。在本实施方式中,扫描部20包括双轴mems反射镜。

扫描部20通过反射由放射部10放射的电磁波,来改变所述电磁波的朝向。如图2和图3所示,扫描部20能够以相互正交的轴21和轴22为中心进行旋转。

如图2所示,扫描部20通过以轴21为中心进行旋转,来改变电磁波反射的方向。通过这样的结构,电磁波检测装置1可以沿着与轴21正交的方向a利用电磁波扫描对象2。

如图3所示,扫描部20通过以轴22为中心进行旋转,来改变电磁波反射的方向。通过这样的结构,电磁波检测装置1可以沿着与轴22正交的方向b利用电磁波扫描对象2。

对象2上的电磁波的照射位置根据由扫描部20改变的电磁波的朝向而位移。例如,当扫描部20如图2所示那样改变电磁波的朝向时,对象2上的电磁波的照射位置可以位移至位置p1、位置p2以及位置p3。当对象2上的电磁波的照射位置位移时,在电磁波检测部30中电磁波到来的方向可以发生改变。例如,如图2所示,在电磁波检测部30中,被位置p1反射的电磁波到来的方向、被位置p2反射的电磁波到来的方向、以及被位置p3反射的电磁波到来的方向各不相同。

扫描部20可以具有例如编码器等角度传感器。在该结构中,扫描部20可以将角度传感器所检测的角度作为反射电磁波的方向信息,向控制部41通知。在这样的结构中,控制部41基于从扫描部20获取的方向信息,能够计算对象2上的照射位置。另外,控制部41基于为了改变反射电磁波的朝向而向扫描部20输入的驱动信号,能够计算对象2上的照射位置。

如图1所示,电磁波检测部30具有前级光学系统31、切换部33、后级光学系统34以及第一检测部35。电磁波检测部30还可以具有分离部32和第二检测部36。

前级光学系统31使对象2的像成像。前级光学系统31可以包括透镜和反光镜中的至少一方。

分离部32设置在前级光学系统31与一次成像位置之间,所述一次成像位置是通过前级光学系统31对与前级光学系统31隔开规定距离的对象2进行成像的成像位置。分离部32使入射的电磁波分离,并使其沿着朝向切换部33的行进方向d1和朝向第二检测部36的行进方向d2(第三方向)行进。

在一个实施方式中,分离部32使入射的电磁波的一部分向行进方向d2反射,并使电磁波的另一部分向行进方向d1透过。分离部32可以使入射的电磁波的一部分向行进方向d1透过,并使电磁波的另一部分向行进方向d2透过。另外,分离部32可以使入射的电磁波的一部分向行进方向d1折射,并使电磁波的另一部分向行进方向d2折射。分离部32可以包括半反射镜、分束器、分色镜、冷镜、热镜、超表面、偏转元件以及棱镜中的至少一个。

切换部33设置在从分离部32沿行进方向d1行进的电磁波的路径上。而且,切换部33设置在,通过前级光学系统31对与前级光学系统31隔开规定距离的对象2的像进行成像的从分离部32在行进方向d1上的一次成像位置或所述一次成像位置附近。在本实施方式中,切换部33设置于所述成像位置。

切换部33具有供通过了前级光学系统31和分离部32的电磁波入射的基准面33s。基准面33s包括二维地排列的多个切换元件33a。基准面33s是在后述的第一状态和第二状态中的至少一个状态下,使电磁波产生例如反射和透过等作用的面。

切换部33能够使每个切换元件33a在使沿行进方向d1行进并入射至基准面33s的电磁波沿打开方向d3(第一方向)行进的第一状态和沿关闭方向d4(第二方向)行进的第二状态之间进行切换。在本实施方式中,第一状态是使入射至基准面33s的电磁波向打开方向d3反射的第一反射状态。另外,第二状态是使入射至基准面33s的电磁波向关闭方向d4行进的第二反射状态。

在本实施方式中,切换部33在每个切换元件33a上具有反射电磁波的反射面。切换部33通过改变每个切换元件33a的反射面的朝向,来使每个切换元件33a在第一反射状态和第二反射状态之间进行切换。

切换部33基于控制部41的控制,使每个切换元件33a在第一状态和第二状态之间进行切换。例如,如图1所示,切换部33通过将一部分的切换元件33a1切换为第一状态,能够使入射至所述切换元件33a1的电磁波沿打开方向d3行进。与此同时,切换部33通过将另一部分的切换元件33a2切换为第二状态,来能够使入射至所述切换元件33a2的电磁波沿关闭方向d4行进。

在本实施方式中,切换部33包括dmd。dmd通过驱动构成基准面33s的微小的反射面,能够将每个切换元件33a的所述反射面切换为相对于基准面33s倾斜+12°和-12°中的任一倾斜状态。基准面33s与载置dmd中的微小的反射面的基板的板面平行。dmd中的微小的反射面也称为微小镜面(微镜)。换言之,各切换元件33a包括微小镜面(微镜)。

如图4所示,多个切换元件33a正方格子状地排列在基准面33s上。切换元件33a包括方形的反射面。切换元件33a包括旋转轴33b。旋转轴33b沿着方形的反射面即微小镜面的对角线设置。切换元件33a以旋转轴33b为中心切换为相对于基准面33s倾斜+12°和-12°中的任一倾斜状态。可以考虑图1所示的第一检测部35的检测面的位置,来适当地确定切换元件33a的旋转轴33b延伸的方向。

如图4所示,在切换部33可以形成有光点s0。光点s0是,由图1所示的放射部10放射的电磁波中的被对象2反射而入射的电磁波形成在切换部33上的电磁波的光点。切换部33中的光点s0的位置可以根据电磁波检测部30中电磁波到来的方向而发生位移。在此,如参照图2和图3所述,当通过扫描部20改变电磁波反射的方向时,对象2上的电磁波的照射位置可以发生位移,电磁波检测部30中电磁波到来的方向可以发生改变。即,切换部33中的光点s0的位置可以根据对象2上的电磁波的照射位置发生位移。例如,如图2所示,当对象2上的电磁波的照射位置沿方向a位移时,光点s0沿着图4所示的方向d位移。例如,如图3所示,当对象2上的电磁波的照射位置沿方向b位移时,光点s0的位置沿着图4所示的方向c位移。

光点s0的形状例如可以根据放射部10放射光的部分的形状形成为椭圆形。在另一实施方式中,光点s0的形状可以形成为长方形。在本实施方式中,椭圆形的光点s0的长轴方向沿着方向c。另外,椭圆形的光点s0的短轴方向沿着方向d。

如上所述,切换元件33a基于控制部41的控制而切换为第一状态。例如,在形成图4所示的光点s0之前,四个切换元件33a基于控制部41的控制切换为第一状态。四个切换元件33a分别在其内部包含光点s0的一部分。通过这样的结构,形成光点s0的电磁波可以被四个切换元件33a反射而向图1所示的打开方向d3行进。在之后的附图中,将对处于第一状态的切换元件33a赋予阴影。

切换元件33a的旋转轴33b延伸的方向可以沿着与图4所示的光点s0的长轴方向对应的方向d。

如图1所示,后级光学系统34设置在从切换部33沿打开方向d3行进的电磁波的路径上。后级光学系统34可以包括透镜和反光镜中的至少一方。后级光学系统34使作为在切换部33中切换了行进方向的电磁波的对象2的像成像。

第一检测部35设置在通过切换部33而沿打开方向d3行进之后经由后级光学系统34行进的电磁波的路径上。第一检测部35检测经由后级光学系统34的电磁波即沿打开方向d3(第一方向)行进的电磁波。

在本实施方式中,第一检测部35是检测通过放射部10和扫描部20朝向对象2放射的电磁波中的被对象2反射的电磁波(反射波)的有源传感器。

在本实施方式中,第一检测部35包括构成测距传感器的元件。例如,第一检测部35包括apd(avalanchephotodiode:雪崩光电二极管)、pd(photodiode:光电二极管)、sipm(siliconphotomultiplier:硅光电倍增管)、spad(singlephotonavaranchediode:单光子雪崩二极管)以及测距图像传感器等单一元件。另外,第一检测部35可以包括apd阵列、pd阵列、测距成像阵列以及测距图像传感器等元件阵列。第一检测部35可以包括后述的图像传感器,也可以包括后述的热传感器。

在本实施方式中,第一检测部35将表示检测到被对象2反射的电磁波的检测信息作为信号发送至控制部41。第一检测部35检测红外线的频带的电磁波。

此外,在第一检测部35是构成上述的测距传感器的单一元件的结构中,能够检测电磁波即可。即,第一检测部35不需要在检测面成像。因此,第一检测部35可以不设置在通过后级光学系统34进行成像的成像位置即二次成像位置。换言之,在该结构中,第一检测部35可以配置在通过切换部33沿打开方向d3行进后经由后级光学系统34行进的电磁波的路径上的任意位置,只要是能够使来自全部视角的电磁波入射到检测面上的位置即可。

第二检测部36设置在从分离部32沿行进方向d2行进的电磁波的路径上。而且,第二检测部36设置在,通过前级光学系统31对与前级光学系统31隔开规定距离的对象2的像进行成像的从分离部32在行进方向d2上的成像位置或所述成像位置附近。第二检测部36检测从分离部32沿行进方向d2行进的电磁波。第二检测部36检测与第一检测部35检测的电磁波不同种类或相同种类的电磁波。

在本实施方式中,第二检测部36是无源传感器。第二检测部36可以是与第一检测部35不同种类或相同种类的传感器。第二检测部36可以包括元件阵列。例如,第二检测部36包括图像传感器或成像阵列等拍摄元件,对在检测面成像的电磁波的像进行拍摄,并生成相当于拍摄的对象2的图像信息。

在本实施方式中,第二检测部36对可见光的像进行拍摄。第二检测部36将所生成的图像信息作为信号向控制部41发送。

第二检测部36可以对红外线、紫外线以及电波的像等可见光以外的像进行拍摄。另外,第二检测部36可以包括测距传感器。在该结构中,电磁波检测装置1能够通过第二检测部36来获取图像状的距离信息。另外,第二检测部36可以包括热传感器等。在该结构中,电磁波检测装置1能够通过第二检测部36来获取图像状的温度信息。

图1所示的存储部40可以包括一个以上的存储器。存储部40可以作为一次存储装置或二次存储装置发挥功能。存储部40存储用于电磁波检测装置1的动作的任意的信息和程序。存储部40可以包含于控制部41。

例如,存储部40存储偏向模式和放射模式。偏向模式包括在扫描部20改变由放射部10放射的电磁波的朝向时,扫描部20反射电磁波的方向的信息。放射模式包括使放射部10放射电磁波的时机信息。另外,存储部40将偏向模式以及放射模式与后述的部分区域33u的位置信息对应关联地存储。

图1所示的控制部41包括一个以上的处理器。处理器可以包括读取特定的程序并执行特定的功能的通用的处理器和专门进行特定的处理的专用的处理器中的至少一个。专用的处理器可以包括面向特定用途ic(asic:applicationspecificintegratedcircuit)。处理器可以包括可编程逻辑设备(pld:programmablelogicdevice)。pld可以包括fpga(field-programmablegatearray:现场可编程门阵列)。控制部41可以包括一个或多个处理器协同动作的soc(system-on-a-chip:片上系统)和sip(systeminapackage:系统级封装)中的至少一个。

[电磁波的检测处理]

首先,控制部41从存储部40获取偏向模式和放射模式。如图2所示,所述偏向模式是通过扫描部20以轴21为中心进行旋转,来使放射部10放射的电磁波沿着图2所示的方向a偏向的模式。所述放射模式是使放射部10以规定间隔放射三次放射电磁波的模式。当控制部41根据所述偏向模式和所述放射模式来控制放射部10和扫描部20时,电磁波以图2所示的位置p1、p2、p3的顺序照射到对象2上的位置p1~p3。位置p1、p2、p3在对象2上直线状地沿着方向a分离地配置。被图2所示的位置p1反射的电磁波形成图5所示的光点s1。同样地,被图2所示的位置p2、p3反射的电磁波分别形成图5所示的光点s2、s3。图5所示的光点s1形成于,图2所示的位置p1通过前级光学系统31在基准面33s上成像的成像位置。同样地,图5所示的光点s2、s3分别形成于,图2所示的位置p2、p3分别通过前级光学系统31在基准面33s上成像的成像位置。如上所述,由于电磁波以图2所示的位置p1、p2、p3的顺序照射,因此,在切换部33以图5所示的光点s1、s2、s3的顺序形成。另外,由于图2所示的位置p1、p2、p3位于同一直线上,因此,光点s1、s2、s3在方向c上的位置相同。在本实施方式中,形成在切换部33的光点s1~s3等为相同形状。

接着,控制部41从存储部40获取与所述偏向模式和放射模式对应关联的多个部分区域33u的位置信息。而且,控制部41使切换部33将一部分的多个部分区域33u同时变为第一状态。在该结构中,一部分的多个部分区域33u是图5所示的部分区域33u1、33u2、33u3。部分区域33u1~33u3沿着作为基准面33s的至少一个方向的方向d分离地配置。部分区域33u1~33u3在切换部33中分别位于各个光点s1~s3所形成的部位。包含于部分区域33u1的切换元件33a,以包括可以形成在部分区域33u1的电磁波的光点s1的方式排列。换言之,包含于部分区域33u1的四个切换元件33a分别包括形成于切换部33的光点s1的一部分。同样地,包含于部分区域33u2、33u3彼此的切换元件33a以分别包括形成于部分区域33u2、33u3彼此的电磁波的光点s2、s3的方式排列。换言之,包含于部分区域33u2、33u3的四个切换元件33a分别包括可以形成于切换部33的各个光点s2、s3的一部分。

然后,控制部41通过控制放射部10和扫描部20,来向图2所示的对象2的位置p1放射电磁波。被图2所示的位置p1反射的电磁波形成图5所示的光点s1。形成光点s1的电磁波可以被包含于部分区域33u1的四个切换元件33a反射而向图1所示的打开方向d3行进,并入射到图1所示的第一检测部35。另外,通过使部分区域33u1的周围的切换元件33a变为第二状态,能够防止干扰光入射到图1所示的第一检测部35。此后,控制部41可以将包含于部分区域33u1的切换元件33a迅速地切换为第二状态。

而且,控制部41通过控制放射部10和扫描部20,来向图2所示的对象2的位置p2放射电磁波。被图2所示的位置p2反射的电磁波形成图5所示的光点s2。形成光点s2的电磁波可以被包含于部分区域33u2的四个切换元件33a反射而向图1所示的打开方向d3行进,并入射到图1所示的第一检测部35。另外,通过使部分区域33u2的周围的切换元件33a变为第二状态,能够防止干扰光入射到图1所示的第一检测部35。此后,控制部41可以将包含于部分区域33u2的切换元件33a迅速地切换为第二状态。

而且,控制部41通过控制放射部10和扫描部20,来向图2所示的对象2的位置p3放射电磁波。被图2所示的位置p3反射的电磁波形成图5所示的光点s3。形成光点s3的电磁波可以被包含于部分区域33u3的四个切换元件33a反射而向图1所示的打开方向d3行进,并入射到图1所示的第一检测部35。另外,通过使部分区域33u3的周围的切换元件33a变为第二状态,能够防止干扰光入射到图1所示的第一检测部35。此后,控制部41可以将包含于部分区域33u3的切换元件33a迅速地切换为第二状态。

这样,在本实施方式中,控制部41使切换部33中的位于形成光点s1~s3的部位的部分区域33u1~33u3预先同时变为第一状态。通过这样的结构,在本实施方式中,在每次改变放射电磁波的方向时,控制部41可以不必使切换元件33a切换为第一状态或第二状态。因此,本实施方式的电磁波检测装置1能够利用电磁波高效地扫描对象2。

此外,如图5所示,在方向d上,部分区域33u1与部分区域33u2之间的间隔、以及部分区域33u2与部分区域33u3之间的间隔可以在光点s1的沿方向d的长度以上。通过这样的结构,能够更可靠地防止干扰光入射到图1所示的第一检测部35。

另外,控制部41可以减少或增加预先同时变为第一状态的部分区域33u的数量。例如,在因测定环境而担心干扰光的影响的情况下,控制部41可以基于形成在切换部33的光点的顺序,减少同时变为第一状态的部分区域33u的数量。在图5所示的结构中,光点s1~s3按顺序形成于切换部33。在该结构中,控制部41可以使部分区域33u1、33u2预先同时变为第一状态,使部分区域33u3变为第二状态。而且,例如在向图2所示的位置p1照射电磁波而在切换部33形成光点s1之后,控制部41可以将部分区域33u3切换为第一状态。通过这样的结构,能够更可靠地防止干扰光入射到图1所示的第一检测部35。

上述的控制具有多样的模式。以下,对所述多样的模式的其他例子进行说明。

<例一>

在例一中,如图6所示,从电磁波检测装置1向对象2放射电磁波,以在切换部33形成光点s1、s2、s3、s4、s5、s6。光点s4~s6沿着方向d分离地配置。光点s4~s6的方向c上的位置相同。光点s1和光点s4的方向d上的位置相同。光点s2和光点s5的方向d上的位置相同。光点s3和光点s6的方向d上的位置相同。沿着方向d排列的光点s1~s3与沿着方向d排列的光点s4~s6之间的间隔小于方向d上的光点s1与光点s2之间的间隔。

在例一中,如图6所示,控制部41可以使部分区域33u1、33u2、33u3、33u4、33u5、33u6同时变为第一状态。

如图6所示,部分区域33u4包括彼此相邻的四个切换元件33a。包含于部分区域33u4的四个切换元件33a分别包括光点s4的一部分。方向d上的部分区域33u3的位置和部分区域33u4的位置相同。在方向c上,部分区域33u3与部分区域33u4之间的间隔可以在光点s1的沿方向c的长度以上。

如图6所示,部分区域33u5包括彼此相邻的四个切换元件33a。包含于部分区域33u5的四个切换元件33a分别包括光点s5的一部分。方向d上的部分区域33u2的位置和部分区域33u5的位置相同。在方向c上,部分区域33u2与部分区域33u5之间的间隔可以在光点s1的沿方向c的长度以上。

如图6所示,部分区域33u5包括彼此相邻的四个切换元件33a。包含于部分区域33u6的四个切换元件33a分别包括光点s6的一部分。方向d上的部分区域33u1的位置和部分区域33u6的位置相同。在方向c上,部分区域33u1与部分区域33u6之间的间隔可以在光点s1的沿方向c的长度以上。

控制部41可以通过控制放射部10和扫描部20,使光点s1~s6按照光点s1~s6的顺序形成于切换部33。具体而言,控制部41可以使放射部10以规定间隔放射三次电磁波,同时使扫描部20如图2所示那样以轴21为中心进行旋转。通过这样的结构,可以在切换部33上形成光点s1~s3。然后,控制部41使扫描部20如图3所示那样以轴22为中心进行旋转。而且,控制部41使放射部10以规定间隔放射三次电磁波,同时使扫描部20如图2所示那样以轴21为中心进行旋转。通过这样的结构,可以在切换部33上形成光点s4~s6。

如参照图5所述,在图6所示的结构中,控制部41也可以减少或增加同时变为第一状态的部分区域33u的数量。

<例二>

在例二中,如图7所示,从电磁波检测装置1向对象2放射电磁波,以在切换部33形成光点s1、s2、s3、s7、s8。光点s7和光点s8在方向d上分离地配置。方向c上的光点s7、s8的位置相同。在方向d上,光点s7位于光点s2与光点s3之间。在方向d上,光点s8位于光点s1与光点s2之间。

在例二中,控制部41可以使部分区域33u1、33u2、33u3、33u7、33u8同时变为第一状态。

如图7所示,部分区域33u7包括彼此相邻的四个切换元件33a。包含于部分区域33u7的四个切换元件33a分别包括光点s7的一部分。在方向d上,部分区域33u7位于部分区域33u2与部分区域33u3之间。在方向c上,部分区域33u7的一部分可以与部分区域33u2的一部分以及部分区域33u3的一部分重叠。

如图7所示,部分区域33u8包括彼此相邻的四个切换元件33a。包含于部分区域33u8的四个切换元件33a分别包括光点s8的一部分。在方向d上,部分区域33u8位于部分区域33u1与部分区域33u2之间。在方向c上,部分区域33u8的一部分可以与部分区域33u1的一部分以及部分区域33u2的一部分重叠。

在图7所示的结构中,控制部41可以通过控制放射部10和扫描部20,来使光点s1~s3、s7、s8按照光点s1~s3、s7、s8的顺序形成于切换部33。具体而言,控制部41可以使放射部10以规定间隔放射三次电磁波,同时使扫描部20如图2所示那样以轴21为中心进行旋转。通过这样的结构,可以在切换部33上形成光点s1~s3。然后,控制部41使扫描部20如图3所示那样以轴22为中心进行旋转。而且,控制部41使放射部10以规定间隔放射两次电磁波,同时使扫描部20如图2所示那样以轴21为中心进行旋转。通过这样的结构,可以在切换部33上形成光点s7、s8。

如参照图5所述,在图7所示的结构中,控制部41也可以减少或增加同时变为第一状态的部分区域33u的数量。

<例三>

在例三中,如图8所示,从电磁波检测装置1向对象2放射电磁波,以在切换部33形成光点s1、s9。光点s1和光点s9沿着相对于方向d倾斜的方向分离地配置。

在例三中,如图8所示,控制部41可以使部分区域33u1、33u9同时变为第一状态。

如图8所示,部分区域33u9包括彼此相邻的四个切换元件33a。包含于部分区域33u9的四个切换元件33a分别包括光点s9的一部分。部分区域33u1和部分区域33u9沿着相对于作为基准面33s的至少一个方向的方向d倾斜的方向分离地配置。

在图8所示的结构中,控制部41可以通过控制放射部10和扫描部20,使光点s1、s9按照光点s1、s9的顺序形成于切换部33。具体而言,控制部41使放射部10放射一次电磁波。通过这样的结构,在切换部33形成光点s1。而且,控制部41使扫描部20如图2和图3所示那样以轴21和轴22为中心进行旋转。此外,控制部41使放射部10放射一次电磁波。通过这样的结构,在切换部33形成光点s9。

如参照图5所述,在图8所示的结构中,控制部41也可以减少或增加同时变为第一状态的部分区域33u的数量。

[与周围相关的信息的获取处理]

控制部41基于第一检测部35和第二检测部36分别检测出的电磁波即基于第一检测部35和第二检测部36的检测结果,获取与电磁波检测装置1的周围相关的信息。与周围相关的信息例如是图像信息、距离信息以及温度信息等。控制部41通过第二检测部36获取图像信息。另外,如后所述,控制部41通过第一检测部35获取距离信息。

例如,控制部41通过tof(time-of-flight:飞行时间)方式,获取距离信息。在该结构中,控制部14可以具有时间测量lsi(largescaleintegratedcircuit:大规模集成电路)。控制部41通过时间测量lsi,来测量从使放射部10放射电磁波的时刻开始到通过第一检测部35获取到检测信息的时刻为止的时间δt。控制部41通过将光速乘以测量到的时间δt并除以2,来计算出到对象2上的照射位置为止的距离。控制部41基于从扫描部20获取的方向信息、控制部41向扫描部20输出的驱动信号、或者向放射部10输出的驱动信号,来计算电磁波的照射位置。控制部41通过一边改变电磁波的照射位置一边计算到各照射位置为止的距离,来获取图像状的距离信息。

此外,在本实施方式中,电磁波检测装置1是通过直接测量从放射电磁波到返回为止的时间的directtof方式来获取距离信息的结构。但是,电磁波检测装置1的结构并不限于这样的结构。例如,电磁波检测装置1可以通过以恒定的周期放射电磁波,并根据放射的电磁波与返回的电磁波之间的相位差,间接地测量电磁波返回为止的时间的flashtof(闪光飞行时间)方式,来获取距离信息。另外,电磁波检测装置1可以通过其他的tof方式,例如phasedtof(分阶段飞行时间)方式来获取距离信息。

在此,利用电磁波扫描对象2所需的时间可以受到如下时间(1)~(3)的限制:(1)从放射部10放射的电磁波被对象2反射而入射到第一检测部35为止所需的时间;(2)为了改变从放射部10放射的电磁波的朝向,扫描部20以图2所示的轴21或图3所示的轴22为中心进行旋转所需要的时间;(3)将切换部33的切换元件33a切换为第一状态或第二状态所需要的时间。在利用电磁波扫描对象2所需要的时间中,时间(1)~(3)中因时间(3)而受到的限制最大。

在本实施方式的电磁波检测装置1中,控制部41使沿着基准面33s的至少一个方向(例如方向d)分离地配置的多个部分区域33u同时变为第一状态。通过这样的结构,在本实施方式中,在每次改变放射电磁波的方向时,控制部41可以不必使切换元件33a切换为第一状态或第二状态。换言之,在本实施方式中,能够减少因所述时间(3)而受到的限制。通过这样的结构,本实施方式的电磁波检测装置1能够利用电磁波高效地扫描对象2。本实施方式的电磁波检测装置1通过利用电磁波高效地扫描对象2,能够使例如每单位时间内可获取的信息量增加。

虽然基于各附图以及实施例对本发明的实施方式进行了说明,但是应该注意的是,本领域技术人员基于本发明能够容易地进行各种的变形以及修改。从而,需要注意的是,此类的变形以及修改均包含于本发明的范围。

例如,在本实施方式中,说明了电磁波检测装置1由放射部10、扫描部20、电磁波检测部30、存储部40以及控制部41构成。但是,也可以由包括放射部10和扫描部20的装置、和包括电磁波检测部30的装置构成信息获取系统。所述信息获取系统还可以具有存储部40和控制部41。

另外,在本实施方式中,如图1所示,说明了电磁波检测装置1具有放射部10和扫描部20。但是,电磁波检测装置1所包括的构件并不限于放射部10和扫描部20。例如,电磁波检测装置1可以包括相位阵列,以代替放射部10和扫描部20。在该结构中,电磁波检测装置1可以通过相位阵列进行光栅扫描。

另外,在本实施方式中,如图5所示,说明了部分区域33u包括彼此相邻的四个切换元件33a。但是,部分区域33u所包括的切换元件33a数量并不限于四个。部分区域33u可以包括单一的切换元件33a。

另外,在本实施方式中,如图5所示,说明了多个部分区域33u所包括的切换元件33a的数量相同。但是,多个部分区域33u所包括的切换元件33a的数量可以不同。

另外,在本实施方式中,说明了形成于切换部33的光点s1等是相同形状。但是,形成于切换部33的光点可以不是相同形状。例如,如图9所示,可以形成不同大小的两个光点s1、s10。图9示出的光点s10的面积是光点s1的面积的2.5倍左右。在图9所示的结构中,控制部41可以使部分区域33u1和部分区域33u10同时变为第一状态。部分区域33u10包括彼此相邻的十个切换元件33a。

另外,在本实施方式中,说明了切换部33可以将入射到基准面33s的电磁波的行进方向在打开方向d3和关闭方向d4这两个方向上进行切换。但是,切换部33可以不切换为两个方向中的任意一个方向,而在三个以上方向上进行切换。

另外,在本实施方式中,说明了在切换部33中,第一状态和第二状态分别是使入射到基准面33s的电磁波彼此向打开方向d3反射的第一反射状态和向关闭方向d4反射的第二反射状态。但是,第一状态和第二状态可以是其他方式。

例如,如图10所示,第一状态可以是使入射到基准面33s的电磁波透过而沿打开方向d3行进的透过状态。在该结构中,切换部133可以在每个切换元件33a上具有快门,该快门具有使电磁波向关闭方向d4反射的反射面。在这样的结构的切换部133中,通过针对每个切换元件33a开闭快门,能够使每个切换元件33a在作为第一状态的透过状态和作为第二状态的反射状态之间进行切换。

作为这样的结构的切换部133,例如可举例包括能够开闭的多个快门阵列状地排列的mems快门的切换部。另外,作为切换部133可举例包括液晶快门的切换部,该液晶快门能够根据液晶取向在反射电磁波的反射状态和使电磁波透过的透过状态之间进行切换。在这样的结构的切换部133中,通过切换每个切换元件33a的液晶取向,能够使每个切换元件33a在作为第一状态的透过状态和作为第二状态的反射状态之间进行切换。

另外,在本实施方式中,说明了电磁波检测装置1具有通过使扫描部20改变从放射部10放射的电磁波的朝向,来使第一检测部35和扫描部20协同作为扫描型的有源传感器发挥作用的结构。但是,电磁波检测装置1并不限于这样的结构。例如,在具有能够放射放射状的电磁波的多个放射源的放射部10中,通过一边错开放射时间一边从各放射源放射电磁波的相位扫描方式,来作为扫描型的有源传感器发挥功能的结构,即使不具备扫描部20,也能够获得与本实施方式类似的效果。另外,例如,电磁波检测装置1即使是不具备扫描部20,而使放射状的电磁波从放射部10放射,以不进行扫描的方式获取信息的结构,也能够获得与本实施方式类似的效果。

另外,在本实施方式中,说明了电磁波检测装置1中的第一检测部35是有源传感器,第二检测部36是无源传感器。但是,电磁波检测装置1并不限于上述结构。例如,在电磁波检测装置1中,即使第一检测部35和第二检测部36均为有源传感器的结构,或者均为无源传感器的结构,也能够获得与本实施方式类似的效果。在第一检测部35和第二检测部36均为有源传感器的结构中,向对象2放射电磁波的放射部10可以不同,也可以相同。而且,不同的放射部10可以分别放射不同种类或者相同种类的电磁波。

附图标记的说明:

1:电磁波检测装置

10:放射部

12:光学系统

20:扫描部

30:电磁波检测部

31:前级光学系统

32:分离部

33、133:切换部

33s:基准面

33a、33a1、33a2:切换元件

33u、33u1、33u2、33u3、33u4、33u5、33u6、33u7、33u8、33u9、33u10:部分区域

34:后级光学系统

35:第一检测部

36:第二检测部

40:存储部

41:控制部

d1:行进方向

d2:行进方向(第三方向)

d3:打开方向(第一方向)

d4:关闭方向(第二方向)

s0、s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9、s10:光点

a、b、c、d:方向

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