CN110462437A - 光检测器 - Google Patents

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Abstract

受光阵列部(31)接受从照射部照射并被物体反射的反射光,并且并列地输出从多个受光部(80c)分别输出的脉冲信号。计时部(33c)计测从被输入表示照射部照射光的定时的照射定时信号起的经过时间。响应获取部(34)按照每个恒定周期的定时,获取多个受光部中的正在输出脉冲信号的受光部的数量亦即响应数,并且输出从响应数中减去或者除以偏差值而得到的调整响应数。存储器(6)将地址与由计时部计测的计时值建立对应关系。直方图生成部(52)累计调整响应数并储存至根据计时部中的计时值确定的存储器的地址,来作为该地址的数据。

Description

光检测器
相关申请的交叉引用
本国际申请主张基于在2017年3月29日向日本专利厅申请的日本专利申请第2017-065325号以及在2018年1月26日向日本专利厅申请的日本专利申请第2018-011556号的优先权,通过参照将日本专利申请第2017-065325号以及日本专利申请第2018-011556号的全部内容引用至本国际申请。
技术领域
本公开涉及检测到来的光的技术。
背景技术
已知有使用排列有多个SPAD的SPAD阵列,通过计数从被入射光子的各个SPAD输出的脉冲信号的数量(以下,响应数)来检测受光强度的光检测器。SPAD是Single PhotonAvalanche Diode(单光子雪崩二极管)的缩写。SPAD是以盖革模式动作并能够检测单个光子的入射的雪崩光电二极管。
在专利文献1中,记载有作为在照射光之后,在由光检测器检测的响应数为触发阈值以上的情况下接受到反射光的结构,计测从照射到受光为止的光的飞行时间(以下,TOF),根据该计测出的TOF求出到反射光的物体的距离的技术。TOF是Time Of Flight(飞行时间)的缩写。另外,为了除去入射至SPAD阵列的干扰光等的影响,进行反复实施TOF的计测,创建按照每个计测时间累计了响应数的直方图,并将根据直方图的极大值获得的时间用于距离的计算的处理。
专利文献1:日本特开2014-81254号公报
然而,根据发明人进行详细研究的结果,在专利文献1所记载的现有技术中,发现了以下的课题。即,在干扰光较强的情况下,通过各个计测检测的响应数增加,所以直方图中的累计值也增大。为了防止该累计值的溢出,作为存储累计值的存储器,需要准备数据区域的位宽充分大的存储器、即存储容量较大的存储器。
发明内容
本公开提供在对光的飞行时间的计算使用直方图的激光雷达中,与现有技术相比能够减少储存直方图的存储器的容量的技术。
作为本公开的一个方式的光检测器具备受光阵列部、计时部、响应获取部、存储器以及直方图生成部。
受光阵列部具有响应于光子的入射来输出脉冲信号的多个受光部,接受从照射部照射并被物体反射的反射光,并且并列地输出从多个受光部分别输出的脉冲信号。计时部计测从被输入表示照射部照射光的定时的照射定时信号起的经过时间。响应获取部按照每个恒定周期的定时,获取多个受光部中的正在输出脉冲信号的受光部的数量亦即响应数,并且输出从响应数中减去或者除以预先设定的偏差值而得到的调整响应数。存储器将地址与由计时部计测的计时值建立对应关系。直方图生成部累计调整响应数并储存至根据计时部中的计时值确定的存储器的地址,来作为该地址的数据。
根据这样的结构,在通过累计调整响应数生成直方图时,由于累计成为比响应数小的值的调整响应数,所以与直接累计响应数的情况相比,能够减少存储器的容量。
此外,权利要求书中所记载的括号内的附图标记表示与作为一个方式后述的实施方式中所记载的具体的单元的对应关系,并不是限定本公开的技术范围的内容。
附图说明
图1是表示第一实施方式的激光雷达的结构的框图。
图2是例示与计测出的时间建立对应关系地累计响应数而成的直方图的图。
图3是与响应获取部的动作相关的说明图。
图4是表示第二实施方式的激光雷达的结构的框图。
图5是表示干扰光监测部的结构的框图。
图6是表示由根据干扰光的强弱使触发阈值变化起到的效果的说明图。
图7是表示第三实施方式的激光雷达的结构的框图。
图8是表示第一~第三实施方式中的受光部的结构的电路图。
图9是表示第四实施方式的激光雷达的结构的框图。
图10是表示第四实施方式中的受光部的结构的电路图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开的实施方式进行说明。
[1.第一实施方式]
[1-1.结构]
本实施方式的激光雷达1搭载于车辆,检测存在于车辆的周边的各种物体,并生成与该物体相关的信息。如图1所示,激光雷达1具备照射部2、光检测部3、参数设定部4、信号处理部5以及存储器6。此外,光检测部3、信号处理部5以及存储器6相当于光检测器。光检测器中也可以包括照射部2以及参数设定部4中的至少一个。
照射部2以预先设定的间隔反复照射脉冲状的激光,并且将表示该照射定时的照射定时信号输入至光检测部3。以下,将照射激光的周期称为计测周期。
光检测部3接受从照射部2照射的激光的反射光,并且生成表示从照射到受光为止所需的光的飞行时间亦即TOF的时间信息Tp、以及表示受光时的光量的光量信息Cp。TOF是Time Of Flight的缩写。
光检测部3具备受光阵列部31、触发部32、计时部33以及响应获取部34。
受光阵列部31具有M个受光部80。M是2以上的整数。各受光部80具备SPAD。SPAD是Single Photon Avalanche Diode的缩写。SPAD是以施加高于击穿电压的电压作为反向偏压的盖革模式动作的雪崩光电二极管,是能够检测单个光子的入射的检测元件。M个受光部80各具有一个的合计M个SPAD二维排列而形成受光面。
如图8所示,各个受光部80具备SPAD81、猝熄电阻82、反转电路83、D触发器电路(以下,DFF电路)84、以及延迟电路85。SPAD81的阳极与负电源连接,阴极经由猝熄电阻82与正电源连接。猝熄电阻82对SPAD81施加反向偏压。另外,猝熄电阻82在光子入射至SPAD81而SPAD81击穿时,通过因流入SPAD81的电流而产生的电压降,使SPAD81的盖革放电停止。此外,猝熄电阻82使用具有规定的电阻值的电阻元件、或能够根据栅极电压来设定导通电阻的MOSFET等。
在SPAD81的阴极连接反转电路83。在SPAD81未击穿的状态下,反转电路83的输入为高电平。在SPAD81击穿的状态下,通过电流流过猝熄电阻82,从而反转电路83的输入变为低电平。在反转电路83的输出从低电平变为高电平的上升沿,DFF电路84的输出变为高电平。DFF电路84的输出经由延迟电路83与锁存电路84的复位端子连接。延迟电路83将DFF电路84的输出的信号电平反转,并且延迟预先设定的延迟时间τ再输入至复位端子。由此,DFF电路84的输出若在变为高电平后经过延迟时间τ,则DFF电路84被复位,从而变为低电平。
换句话说,对于受光部80而言,若光子入射至SPAD81,则响应于此,输出具有脉冲宽度τ的脉冲信号P。此外,将脉冲宽度τ设定为在向同一SPAD81连续地输入了光子的情况下,能够分别独立地检测这些光子的长度。以下,用P1~PM表示M个受光部80所输出的各脉冲信号。此外,并列地进行脉冲信号P1~PM的输出。
触发部32在从受光阵列部31同时输出的脉冲信号P1~PM的数量、即响应于光子而正在输出脉冲信号的受光部80的数量亦即响应数超过由阈值设定部4设定的触发阈值TH的定时,输出表示光的受光定时的触发信号TG。
计时部33是所谓的TDC,计测从被由照射部2输入照射定时信号到触发信号TG所表示的受光定时为止的时间,并作为时间信息Tp输出。TDC是Time to Digital Converter(时间数字转换器)的缩写。
响应获取部34在依据触发信号TG的定时获取从受光阵列部31同时输出的脉冲信号P1~PM的数量亦即响应数Cx,并将从该响应数Cx中减去偏差值Cb而得到的结果亦即调整响应数作为表示接受到的光信号的亮度的光量信息Cp来输出。换句话说,光量信息(即,调整响应数)Cp用(1)式来表示。
Cp=Cx-Cb (1)
依据触发信号TG的定时可以是输出触发信号TG的定时,也可以是将该定时延迟规定的延迟量后的定时。偏差值Cb是由参数设定部4设定的值。参数设定部4具有能够设定触发阈值TH以及偏差值Cb的机械开关、或者能够电写入触发阈值TH以及偏差值Cb的寄存器。在这里,仅任意地设定触发阈值TH。换句话说,触发阈值TH相当于对象值。而且,将偏差值Cb设定为从所设定的触发阈值TH中减去1而得到的值。换句话说,偏差值Cb用(2)式来表示。若将(2)式代入(1)式,则获得(3)式。
Cb=TH-1 (2)
Cp=Cx-TH+1 (3)
触发阈值TH是大于0的值即可,可以是整数,也可以不是整数。另外,参数设定部4也可以被构成为仅任意地设定偏差值Cb,触发阈值TH根据所设定的偏差值Cb来计算。在该情况下,偏差值Cb相当于对象值。另外,触发阈值TH以及偏差值Cb无需一定连动地设定成满足(2)式所示的关系。在该情况下,触发阈值TH以及偏差值Cb均相当于对象值。
存储器6使用可任意地读写的RAM。如图2所示,存储器6的地址与计时部33的时间仓建立对应关系。时间仓是指按照计时部33的时间分辨率划分出的各个时间区域。存储器6中储存的数据的位宽根据通过1次计测检测的响应数的期待值以及在信号处理部5生成直方图时反复进行累计的次数亦即累计次数X中的至少一方来适当地设定。累计次数X是1以上即可。
信号处理部5具有信息生成部51和直方图生成部52。
直方图生成部52按照每个计测周期进行动作,根据从光检测部3输出的时间信息Tp和光量信息Cp,来更新存储器6中存储的直方图的内容。具体而言,从与时间信息Tp建立对应关系的存储器6的地址读出数据,将对读出的数据加上光量信息Cp而得到的结果写入相同的地址。由此,对时间信息Tp所表示的时间仓,更新光量信息Cp的累计值。
信息生成部51按每X次的计测周期、即每当生成直方图进行动作,并基于由直方图生成部52生成的直方图,生成与反射光的物体相关的信息。具体而言,提取直方图的极大值作为亮度,并且按照每个所提取出的极大值,确定与获得该极大值的地址对应的时间仓。进一步,基于这些提取出的亮度和时间仓(即,TOF)的组合,生成包括到成为在直方图上产生极大值的原因的各物体的距离、该物体的信赖度等的物体信息。所生成的物体信息经由未图示的车载LAN提供给利用该物体信息的各种车载装置。
[1-2.动作]
如图3所示,对于响应获取部34而言,作为输出至信号处理部5的光量信息Cp,不直接使用响应数Cx,而使用减去偏差值Cb而得到的调整响应数。因此,在生成直方图时,抑制在各测定周期中累计的光量信息Cp的大小,进而抑制光量信息Cp的最终的累计值。
[1-3.效果]
根据以上详细叙述的第一实施方式,起到以下的效果。
(1a)根据激光雷达1,能够抑制直方图中的光量信息Cp的最终的累计值,所以若累计次数X相同,则与现有技术相比,能够减少储存直方图的存储器6的容量。另外,若存储器6的容量相同,则与现有技术相比,能够增加累计次数X,而提高检测精度。
(1b)根据激光雷达1,能够通过参数设定部4任意地设定触发阈值TH以及偏差值Cb,所以能够通过根据所使用的环境适当地改变设定值,来更有效地抑制上述累计值。
[2.第二实施方式]
[2-1.与第一实施方式的不同点]
对于第二实施方式而言,由于基本的结构与第一实施方式相同,所以以下对不同点进行说明。此外,与第一实施方式相同的附图标记表示相同的结构,参照前面的说明。
在上述的第一实施方式中,触发阈值TH以及偏差值Cb通过参数设定部4a手动设定。与此相对,在第二实施方式中,在自动地可变设定的点,与第一实施方式不同。
如图4所示,对于本实施方式的激光雷达1a而言,对第一实施方式的激光雷达1追加干扰光监测部7,参数设定部4a根据干扰光监测部7中的检测结果亦即干扰光信息Cm来设定触发阈值TH,进一步,根据上述的(1)式来设定偏差值Cb。
如图5所示,干扰光监测部7具备受光部71和计数器72。
受光部71具有与构成受光阵列部31的受光部80相同的结构。其中,受光部71的SPAD与由受光阵列部31所包括的M个SPAD81形成的受光面相邻配置。
计数器72对在未进行光检测部3的计测的定时从受光部71输出的脉冲信号进行计数,根据该计数结果生成干扰光信息Cm并输出。
参数设定部4a按照每个计测周期,在照射部2照射光之前,根据从干扰光监测部7获得的干扰光信息Cm,可变地设定触发阈值TH以及偏差值Cb。具体而言,干扰光信息Cm所表示的干扰光的光量越多,将触发阈值TH以及偏差值Cb设定为越大的值。参数设定部4a例如基于干扰光的平均水平或者对平均水平加上规定的差值而得到的大小来设定触发阈值TH以及偏差值Cb。此外,干扰光是指从照射部2照射并被物体反射而入射至光检测部3的反射光以外的光。
[2-2.动作]
根据激光雷达1a,在干扰光较弱时,如图6的上段所示,触发阈值TH也被设定为较小的值,在干扰光较强时,如图6的下段所示,触发阈值TH也被设定为较大的值。在任意一种情况下,均仅将响应数Cx中的超过被设定为干扰光的平均水平程度的触发阈值TH的量、即从响应数Cx中减去偏差值Cb而得到的相应量作为光量信息Cp输出。此外,在图3以及图6中,例示出作为减法结果的调整响应数Cp被钳位为零的情况,但并不限定于此。
[2-3.效果]
根据以上详细叙述的第二实施方式,起到上述的第一实施方式的效果(1a),进一步,起到以下的效果。
(2a)根据激光雷达1a,即使在干扰光的状况变化的情况下,也能够保持检测精度,抑制直方图的溢出。即,若根据干扰光最强的状况将触发阈值TH以及偏差值Cb固定在较大的值,则来自反射强度较弱的物体、远方的物体的反射光的检测精度降低。另一方面,若根据干扰光较弱的状况将触发阈值TH以及偏差值Cb固定为较小的值,则直方图的累计值增多,而需要增大存储器容量、或减少累计次数。但是,在激光雷达1a中,这些不便都能够被抑制。
(2b)根据激光雷达1a,根据干扰光来设定触发阈值TH,使用与该触发阈值TH连动地设定的偏差值Cb来求出光量信息(即,调整响应数)Cp,所以光量信息Cp成为除去了基于干扰光的噪声成分的信息。另外,根据激光雷达1a,使用这样的光量信息Cp来生成直方图,所以能够提取信噪比优异的信号光。
[3.第三实施方式]
[3-1.与第一实施方式的不同点]
对于第三实施方式而言,由于基本的结构与第一实施方式相同,所以以下对不同点进行说明。此外,与第一实施方式相同的附图标记表示相同的结构,参照前面的说明。
在上述的第一实施方式中,触发阈值TH以及偏差值Cb通过参数设定部4手动设定。与此相对,在第三实施方式中,在自动地可变设定触发阈值TH以及偏差值Cb的点,与第一实施方式不同。另外,在根据直方图中的亮度值的累计状况改变触发阈值TH以及偏差值Cb的设定的点,与第二实施方式不同。
如图7所示,本实施方式的激光雷达1b的响应获取部34b、参数设定部4b、信号处理部5b的结构与第一实施方式的激光雷达1不同。
响应获取部34b除了实现响应获取部34的功能的结构以外,还具备最大值监测部341。最大值监测部341监测从受光阵列部31输出的响应数Cx,并提取其最大值作为预测响应数B。预测响应数B的提取可以根据来自外部的指示进行,也可以周期性地进行,也可以在通过一些车载传感器检测出周围环境的变化的情况下进行。
信号处理部5b除了信息生成部51、直方图生成部52以外,还具备余量运算部53。
余量运算部53每当通过直方图生成部52进行直方图的更新,就求出表示存储器的余量度的余量值A。如图2所示,提取直方图的极大值中的具有最大的值的极大值,并将该值设为Pmax。将与构成存储器的数据区域的位宽相应的可储存的数据的上限值亦即累计上限值设为Dmax。余量值A可以通过(3)式来求出,也可以通过(4)式来求出。其中,α表示直到直方图的生成完成为止的剩余累计次数。图2中的A表示通过(3)式求出的余量值A。
A=Dmax-Pmax (3)
A=(Dmax-Pmax)/α (4)
参数设定部4b根据预测响应数B以及余量值A,对在该时刻已设定的触发阈值TH和A-B进行比较,并将较大的任意一方用作触发阈值TH。
参数设定部4b也可以仅在剩余累计次数α为规定值以下的情况下、或者余量值A为规定值以下的情况下,执行使用A、B的触发阈值TH的可变设定。
成为与A-B的比较的对象的触发阈值TH可以是固定值,也可以如第二实施方式中所示的那样为根据状况设定的可变值。另外,参数设定部4b也可以被构成为代替触发阈值TH而通过上述的方法来设定偏差值Cb,并且根据所设定的偏差值Cb使用(1)式的关系等来设定触发阈值TH。
[3-2.效果]
根据以上详细叙述的第二实施方式,起到上述的第一实施方式的效果(1a),并且起到以下的效果。
(3a)在激光雷达1b中,根据余量值A来设定触发阈值TH,进而设定偏差值Cb,所以能够进一步抑制在直方图中光量信息Cp的累计值溢出。换言之,通过具有该功能,能够进一步实现存储器容量的减少或由累计次数X的增加带来的检测精度的提高。
[4.第四实施方式]
[4-1.与第一实施方式的不同点]
对于第四实施方式而言,由于基本的结构与第一实施方式相同,所以以下对不同点进行说明。此外,与第一实施方式相同的附图标记表示相同的结构,参照前面的说明。
在上述的第一实施方式中,生成触发信号TG,并仅使用在触发信号TG的定时求出的光量信息Cp来更新直方图。与此相对,在第四实施方式中,在与时钟同步地反复生成光量信息Cp,并使用该全部的光量信息Cp来更新直方图的点,与第一实施方式不同。
如图9所示,本实施方式的激光雷达1c具备照射部2、光检测部3c、参数设定部4c、信号处理部5c以及存储器6。
光检测部3c具备受光阵列部31c、计时部33c以及响应获取部34c。
受光阵列部31c具有M个受光部80c。在M个受光部80c分别具有SPAD,并形成M个SPAD二维排列而成的受光面的点与第一实施方式相同。
如图10所示,各个受光部80c具备SPAD81、猝熄电阻82、反转电路83以及DFF电路84。换句话说,受光部80c与第一实施方式的受光部80相比,省略延迟电路85,并且DFF电路84的连接状态不同。
DFF电路84在时钟CK的上升沿的定时锁存反转电路83的输出,并将其作为脉冲信号P输出。另外,DFF电路84根据复位信号RS复位输出。
换句话说,若光子入射SPAD81,则受光部80c响应于此输出脉冲信号P。此时,反转电路83所输出的脉冲信号Pr的脉冲宽度持续到SPAD81的盖革放电因通过流过猝熄电阻82的电流产生的电压降而停止为止。该脉冲信号Pr被DFF电路84转换为与时钟CK同步的脉冲信号P。换句话说,DFF电路84所输出的脉冲信号P的脉冲宽度包括基于时钟CK的量化误差量的偏差。
返回到图9,计时部33c具有根据时钟CK动作的同步式计数器。计时部33c根据从照射部2输入的照射定时信号而开始计数,至少在光信号往复最大检测距离所需的时间的期间,持续计数动作,将计数值作为时间信息Tp输出。换句话说,时间信息Tp与时钟CK同步地变化。
响应获取部34c使用编码器等常时求出从受光阵列部31c同时输出的脉冲信号P1~PM的数量亦即响应数Cx。进一步,响应获取部34c按照每个时钟CK的定时反复计算从该响应数Cx减去偏差值Cb而得到的结果亦即调整响应数,并将计算结果作为表示接受到的光信号的亮度的光量信息Cp输出。换句话说,光量信息Cp与时间信息Tp相同地,与时钟CK同步地变化。
参数设定部4c按照每个计测周期,在照射部2照射光之前,根据从信号处理部5c输出的干扰光信息Cm,可变地设定偏差值Cb。具体而言,参数设定部4c与第二实施方式的参数设定部4a相同地,干扰光信息Cm所表示的干扰光的光量越多,将偏差值Cb设定为越大的值。
信号处理部5c具备信息生成部51、直方图生成部52以及干扰光监测部54。
直方图生成部52进行与第一实施方式相同的动作,但由于时间信息Tp以及光量信息Cp与钟CK同步地变化,所以每当时间信息Tp变化,就使用光量信息Cp更新与时间信息对应的存储器6的地址的存储值。
干扰光监测部54在从信息生成部51的信息生成结束到下一个测定周期开始为止的期间,换句话说,在未进行基于照射部2的光的照射的期间,在将偏差值设定为Cb=0的状态下,使直方图生成部52生成直方图。进一步,干扰光监测部54将所生成的直方图本身、或者从直方图提取出的干扰光的平均水平等,作为干扰光信息Cm输出。
[4-2.效果]
根据以上详细叙述的第四实施方式,起到上述的第一实施方式的效果(1a)以及第二实施方式的效果(2a),进一步,起到以下的效果。
(4a)根据激光雷达1c,在与时钟CK同步的定时,常时生成时间信息Tp以及光量信息Cp,所以无需生成触发信号TG,能够省略触发部32,所以能够使装置结构简单化。
(4b)根据激光雷达1c,利用计测所使用的受光阵列部31c生成干扰光信息Cm,所以不用为了生成干扰光信息Cm而追加新的传感器,所以能够实现高功能化。
[5.其它实施方式]
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但本公开并不限定于上述的实施方式,能够进行各种变形来实施。
(5a)在上述实施方式中,光量信息(即,调整响应数)Cp通过从响应数Cx中减去偏差值Cb来求出,但本公开并不限定于此。例如,光量信息Cp也可以通过从响应数Cx除以偏差值Cb来求出。在该情况下,作为偏差值Cb,也可以使用触发阈值TH本身。其中,需要将触发阈值TH设定为大于1的值,以使Cp<Cx/TH。
(5b)在上述实施方式中,触发阈值TH以及偏差值Cb通过手动基于干扰光信息Cm、余量值A以及预测响应数B来设定,但本公开并不限定于此。例如,也可以经由GPS装置、无线通信器等获取表示当前的日期和时间的日期和时间信息、表示当前位置的位置信息、表示当前的行进方向的方位信息、以及表示当前位置的气象的气象信息中的至少一个信息,基于根据这些获取信息推断出的干扰光的光量,来设定触发阈值TH以及偏差值Cb。
(5c)在上述第二实施方式中,关于干扰光信息Cm的生成,使用计测光的物理量的干扰光监测部7,但本公开并不限定于此。这里所说的干扰光是指自身产生的信号以外的响应,对于干扰光信息Cm而言,知道该干扰光的大小即可。因此,也可以代替干扰光监测部7、或在干扰光监测部7的基础上,例如使用反射特性监测部。反射特性监测部检测物体的反射特性,具体而言,检测反射率、反射强度分布、波长特性以及偏转特性中的至少一个,并根据该检测结果生成干扰光信息Cm。
(5d)在上述第二实施方式中,干扰光监测部7应用于单个的受光阵列部31,但本公开并不限定于此。例如,在通过多个像素形成受光面并利用多个SPAD构成各像素的情况下,按照每个像素,设置光检测部3(即,受光阵列部31、触发部32、计时部33、响应获取部34)。而且,也可以被构成为干扰光监测部7按照每个像素计测干扰光,阈值设定部4a按照每个像素改变触发阈值TH。在代替干扰光监测部7而使用反射特性监测部的情况下也相同。
(5e)在上述第三实施方式中,作为预测响应数B,使用观测到的响应数Cx的最大值,但本公开并不限定于此。例如,也可以将构成光检测部3的受光部311的数量M作为预测响应数B来使用。另外,对于触发阈值TH以及预测响应数B而言,也可以基于过去的直方图来设定,也可以基于触发阈值TH、偏差值Cb以及响应数Cx中的至少一个的历史记录来设定。在该情况下,例如,也可以使用前一次计测出的响应数,也可以使用最近规定次的平均响应数、最大响应数以及最频繁响应数中的任意一个。进一步,触发阈值TH、偏差值Cb以及预测响应数B也可以基于对过去的数据进行解析并除去异常值后的数据来设定。
(5f)在上述第一~第三实施方式中,偏差值Cb由参数设定部来设定,但偏差值也可以由响应获取部来设定。在该情况下,响应获取部获取偏差阈值TH,并基于获取到的偏差值TH来计算偏差值Cb即可。
(5g)第四实施方式的光检测部的结构与第一~第三实施方式不同,但也可以将上述第四实施方式中的干扰光监测部54应用于上述第一~第三实施方式,或相反地将第二实施方式中的干扰光监测部7、第三实施方式中的最大值监测部341以及余量运算部53应用于第四实施方式。
(5h)也可以通过多个构成要素来实现上述实施方式中的一个构成要素所具有的多个功能、或通过多个构成要素来实现一个构成要素所具有的一个功能。另外,也可以通过一个构成要素来实现多个构成要素所具有的多个功能、或通过一个构成要素来实现由多个构成要素实现的一个功能。另外,也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外,也可以对其它上述实施方式的结构附加或者置换上述实施方式的结构的至少一部分。此外,根据权利要求书所记载的文字确定的技术思想所包括的所有的方式都是本公开的实施方式。
(5i)除了上述的激光雷达以外,也能够以将该激光雷达作为构成要素的系统、光量信息的累计方法等各种方式来实现本公开。

Claims (24)

1.一种光检测器,具备:
受光阵列部(31),被构成为具有响应于光子的入射来输出脉冲信号的多个受光部(80c),接受从照射部照射并被物体反射的反射光,并且并列地输出从所述多个受光部分别输出的所述脉冲信号;
计时部(33c),被构成为计测从被输入照射定时信号起的经过时间,所述照射定时信号表示所述照射部照射光的定时;
响应获取部(34),被构成为按照每个恒定周期的定时,获取所述多个受光部中的正在输出所述脉冲信号的受光部的数量亦即响应数,并且输出从所述响应数中减去或者除以预先设定的偏差值而得到的调整响应数;
存储器(6),将地址与由所述计时部计测的计时值建立对应关系;以及
直方图生成部(52),被构成为累计所述调整响应数并储存至根据所述计时部中的计时值确定的所述存储器的地址,来作为该地址的数据。
2.一种光检测器,具备:
受光阵列部(31),被构成为具有响应于光子的入射来输出脉冲信号的多个受光部(80),接受从照射部照射并被物体反射的反射光,并且并列地输出从所述多个受光部分别输出的所述脉冲信号;
触发部(32),被构成为对所述多个受光部中的正在输出所述脉冲信号的受光部的数量亦即响应数与触发阈值进行比较,在所述响应数达到所述触发阈值的定时,输出触发信号;
计时部(33),被构成为按照依据所述触发信号的每个定时,计测从被输入照射定时信号到所述触发信号所表示的所述光信号的受光定时为止的时间,所述照射定时信号表示所述照射部照射光的定时;
响应获取部(34),被构成为按照依据所述触发信号的每个定时,获取所述响应数,并且输出从所述响应数中减去或者除以预先设定的偏差值而得到的调整响应数;
存储器(6),将地址与由所述计时部计测的计时值建立对应关系;以及
直方图生成部(52),被构成为累计所述调整响应数并储存至根据所述计时部中的计时值确定的所述存储器的地址,来作为该地址的数据。
3.根据权利要求1所述的光检测器,其中,
还具备参数设定部(4),所述参数设定部被构成为将所述偏差值设为对象值,并可变地设定该对象值。
4.根据权利要求2所述的光检测器,其中,
还具备参数设定部(4),所述参数设定部被构成为将所述触发阈值以及所述偏差值中的至少一方设为对象值,并可变地设定该对象值。
5.根据权利要求4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为将所述触发阈值设为所述对象值,
所述响应获取部被构成为将从所述触发阈值中减去1而得到的值设为所述偏差值,并通过减法运算来求出所述调整响应数。
6.根据权利要求4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为将所述触发阈值以及所述偏差值均设为所述对象值,并连动地设定所述偏差值和所述触发阈值,以使所述偏差值成为从所述触发阈值减去1而得到的值,
所述响应获取部被构成为通过减法运算来求出所述调整响应数。
7.根据权利要求3或6所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为获取表示干扰光的光量的干扰光信息,并且所述干扰光信息所表示的光量越大,将所述对象值设定为越大的值。
8.根据权利要求7所述的光检测器,其中,
还具备干扰光监测部(7),所述干扰光监测部被构成为计测入射至所述受光阵列部的干扰光,
所述参数设定部被构成为获取所述干扰光监测部中的计测值作为所述干扰光信息。
9.根据权利要求8所述的光检测器,其中,
所述干扰光监测部被构成为将在所述响应获取部的偏差值被设定为零的状态下不实施所述照射部的照射而使所述直方图生成部进行所述调整响应数的累计所得到的结果设为所述干扰光的计测结果。
10.根据权利要求8或9所述的光检测器,其中,
具有接受所述反射光的多个像素,
按照每个所述像素,至少设置所述受光阵列部以及所述响应获取部,
所述干扰光监测部被构成为按照每个所述像素计测所述干扰光,
所述参数设定部被构成为按照每个所述像素使所述对象值变化。
11.根据权利要求3或4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为获取表示物体的反射量的反射特性信息,并且所述反射特性信息所表示的反射量越大,将所述对象值设定为越大的值。
12.根据权利要求11所述的光检测器,其中,
还具备反射特性监测部,该反射特性监测部被构成为对作为入射至所述受光阵列部的反射光的基础的物体的反射特性进行计测,
所述参数设定部被构成为获取所述反射特性监测部中的计测值作为所述反射特性信息。
13.根据权利要求12所述的光检测器,其中,
具有接受所述反射光的多个像素,
按照每个所述像素,至少设置所述受光阵列部以及所述响应获取部,
所述反射特性监测部被构成为按照每个所述像素计测所述反射特性,
所述参数设定部被构成为按照每个所述像素使所述对象值变化。
14.根据权利要求3或4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为使用日期和时间信息、地图信息、方位信息来设定所述对象值。
15.根据权利要求3或4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为使用由该参数设定部设定的过去的设定值来设定所述对象值。
16.根据权利要求3或4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为使用由所述直方图生成部在过去生成的所述调整响应数的累计结果来设定所述对象值。
17.根据权利要求3或4所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为将所述对象值设定为从所述受光阵列部的预测响应数中减去所述存储器中能够累计的余量值而得到的值。
18.根据权利要求17所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为将所述存储器能够储存的数据的最大值与所述存储器中正储存有的所述直方图中的极大值之差设为所述余量值。
19.根据权利要求17所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为将用所述存储器能够储存的数据的最大值与所述存储器中正储存有的所述调整响应数的累计结果中的极大值之差除以剩余累计次数而得到的值设为所述余量值。
20.根据权利要求17~19中任一项所述的光检测器,其中,
所述参数设定部被构成为将所述受光阵列部所包括的所述受光部的数量设为所述预测响应数。
21.根据权利要求17~19中任一项所述的光检测器,其中,
所述响应获取部被构成为观测所述响应数的最大值亦即最大响应数,
所述参数设定部被构成为将所述最大响应数设为所述预测响应数。
22.根据权利要求1~21中任一项所述的光检测器,其中,
还具备距离运算部(51),所述距离运算部被构成为基于由所述直方图生成部生成的所述调整响应数的累计结果来求出到反射光的物体的距离。
23.根据权利要求1~22中任一项所述的光检测器,其中,
还具备所述照射部。
24.根据权利要求1~23中任一项所述的光检测器,其中,
所述响应数是正同时输出所述脉冲信号的所述受光部的数量。
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