CN116338711A - 光学测量装置 - Google Patents

Abstract

多个光检测器(31)形成受光组，且多个受光组形成一个像素。受光阵列部(3)具备一个以上这样的像素。光检测器通过光子的入射而输出脉冲信号。测量部(4)设置于多个受光组中的每一个受光组。测量部根据从受光组输出的脉冲信号，生成表示从由外部输入的照射定时开始的经过时间的时间信息、以及在根据时间信息确定出的一个以上的定时中的每一个定时获取的光量信息。作为光量信息，使用属于受光组的多个光检测器中的输出脉冲信号的光检测器的数量。

Description

光学测量装置

本申请是申请号为201880024047.8、申请日为2018年4月6日、申请人为株式会社电装、发明名称为“光学测量装置”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本国际申请主张基于在2017年4月10日向日本专利厅申请的日本专利申请第2017－077484号以及在2018年3月16日向日本专利厅申请的日本专利申请第2018－049416号的优先权，并通过参照将日本专利申请第2017－077484号以及日本专利申请第2018－049416号的全部内容引用至本国际申请。

技术领域

本公开涉及求出光的飞行时间的技术。

背景技术

已知有通过使用排列有多个SPAD的SPAD阵列，并对从入射有光子的各个SPAD输出的脉冲信号的数量(以下，响应数)进行计数来检测受光强度的光检测器。SPAD是SinglePhoton Avalanche 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，记载有假设在照射光后由光检测器检测出的响应数为触发阈值以上的情况下接收到反射光，从而测量从照射到受光的光的飞行时间(以下，TOF)，并根据该测量出的TOF求出到反射出光的物体的距离的技术。TOF是Time Of Flight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的测量，创建按测量时间累计响应数的直方图，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，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，在现有技术中，为了提高检测性能，在使SPAD阵列所包含的SPAD的数量增加的情况下，光检测器中的响应数增加，伴随于此，测量TOF的后段的计时电路的处理负荷增大。若该处理负荷超过计时电路的处理能力，则反而使检测性能降低。

对于此，考虑通过抑制SPAD的灵敏度来抑制响应数。但是，在该情况下，无法检测强度较弱的来自远距离的反射光、来自反射率较低的物体的反射光。

发明内容

本公开的一个方面在于提供一种能够不使检测灵敏度降低地减少计时电路的处理的技术。

作为本公开的一个方式的光检测装置具备受光阵列部、多个测量部、以及信号处理部。

受光阵列部构成为通过光子的入射输出脉冲信号的多个光检测器形成受光组，多个受光组形成一个像素，该受光阵列部具备一个以上这样的像素。

测量部设置于多个受光组中的每一个受光组。测量部根据从受光组输出的脉冲信号，生成表示从由外部输入的照射定时开始的经过时间的时间信息、以及在根据上述时间信息确定出的一个以上的定时中的每一个定时获取的光量信息。此外，作为光量信息，使用属于受光组的多个光检测器中的输出脉冲信号的光检测器的数量。

信号处理部根据由与一个像素对应的多个测量部测量出的时间信息或者光量信息的至少一方，求出光的飞行时间。

根据这样的结构，能够抑制使各个测量部处理的脉冲信号的数量，而不使光检测器的灵敏度降低。

此外，权利要求书中记载的括弧内的附图标记表示与作为一个方式后述的实施方式中记载的具体单元的对应关系，并不限定本公开的技术范围。

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是例示个别存储器的内容的说明图。

图3是与直方图相关的说明图。

图4是表示直方图生成部52的结构的框图。

图5是对直方图生成部52的动作进行说明的状态机图。

图6是表示第二实施方式的激光雷达的结构的框图。

图7是例示针对测量部的受光组的分配方法的说明图。

图8是表示第三实施方式的激光雷达的结构的框图。

图9是例示针对直方图生成部的受光组的分配方法的说明图。

图10是表示第一～第三实施方式中的光检测器的结构的电路图。

图11是表示第四实施方式的激光雷达的结构的框图。

图12是表示第四实施方式中的光检测器的结构的电路图。

图13是表示第二实施方式的变形例的结构的框图。

图14是表示第三实施方式的变形例的结构的框图。

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安装于车辆，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、受光阵列部3、多个测量部4、信号处理部5、以及直方图存储部6。此外，从激光雷达1中除去照射部2的结构相当于光学测量装置。

照射部2以预先设定的间隔反复照射脉冲状的激光，并且将其照射定时分别通知给多个测量部4。以下，将照射激光的周期称为测量周期。

受光阵列部3具有多个受光组G1～Gx。x是2以上的整数。各受光组Gi分别具备Mi个光检测器31。i是1到x的值中的任意一个值。各个光检测器31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置电压的盖革模式动作的雪崩光电二极管，能够检测单个光子的入射。受光阵列部3包含有合计M1+M2+…+Mx个SPAD。这些SPAD排列为形成二维矩阵，形成受光面。在这里，受光组G1～Gx中分别分配有SPAD的矩阵中的多行的SPAD。

若向SPAD入射光子，则受光电路输出具有预先设定的脉冲宽度的脉冲信号P。以下，用P₁～P _Mi表示受光组Gi所包含的Mi个光检测器31所输出的各脉冲信号。

如图10所示，各个光检测器31具备SPAD81、猝灭电阻82、反相电路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，阴极经由猝灭电阻82与正电源连接。猝灭电阻82对SPAD81施加反向偏置电压。另外，猝灭电阻82在光子入射至SPAD81而SPAD81击穿时，通过因流过SPAD81的电流产生的电压降，来使SPAD81的盖革放电停止。此外，猝灭电阻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设定导通电阻的MOSFET等。

SPAD81的阴极连接反相电路83。在SPAD81未击穿的状态下，反相电路83的输入为高电平。在SPAD81击穿的状态下，电流流过猝灭电阻82，从而反相电路83的输入变为低电平。DFF电路84在反相电路83的输出从低电平变为高电平的上升沿输出变为高电平。DFF电路84的输出经由延迟电路85与DFF电路84的复位端子连接。延迟电路85使DFF电路84的输出的信号电平反相，并且使输出延迟预先设定的延迟时间τ后输入至复位端子。由此，对于DFF电路84的输出而言，若从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。

多个测量部4具备与受光组G1～Gx相同的数量x。各测量部4与受光组G1～Gx的任意一个一对一地建立对应关系。由于多个测量部4均被相同地构成，所以以下对与受光组Gi建立有对应关系的一个测量部4进行说明。

测量部4基于从受光组Gi并列地输出的脉冲信号P₁～P _Mi、和从照射部2供给的照射定时，生成表示从照射到受光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。测量部4具备触发部41、计时部42、计数部43、以及临时存储部44。

触发部41在从受光组Gi同时输出的脉冲信号P₁～P _Mi的数量，即，响应于光子输出脉冲信号的光检测器31的数量为触发阈值TH以上的情况下，输出表示受光定时的具有规定的脉冲宽度的触发信号TG。在受光组Gi接收到来自位于不同的距离的多个物体的反射波的情况下，触发部41输出多个触发信号TG。触发阈值TH可以是固定值，也可以是根据状况变化的可变值。

计时部42是所谓的TDC，测量从由照射部2通知的照射定时到触发信号TG所表示的受光定时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。TDC其整体由数字电路构成。

计数部43在依据触发信号TG的定时对从受光组Gi同时输出的脉冲信号P₁～P _Mi的数量亦即响应数Cx进行计数，并将从该响应数Cx减去偏差值Cb所得的结果亦即调整响应数作为表示接收到的光的强度的光量信息Cp输出。所谓的依据触发信号TG的定时可以是触发信号TG被输出的定时，也可以是将其延迟规定的延迟量后的定时。另外，偏差值Cb可以是固定值，也可以是根据状况变化的可变值。偏差值Cb在为固定值的情况下，也可以为0。另外，偏差值Cb在为可变值的情况下，可以与触发阈值TH连动地设定，也可以根据周围的亮度以及直方图存储部6的可用空间中的任意一方或者两方来设定。

临时存储部44具有可任意地读写的存储器亦即RAM。如图2所示，在临时存储部44中，将由计数部43生成的光量信息Cp储存至与由计时部42生成的时间信息Tp建立有对应关系的地址。时间信息Tp为将以计时部42的时间分辨率划分出的时间区域(以下，时间仓)作为单位表示的值。因此，表示地址越大则TOF越长，进而到物体的距离越远。临时存储部44中储存的数据的位宽有能够表示受光组Gi所包含的SPAD的数Mi的最小限度的大小即可。

直方图存储部6具有可任意地读写的存储器亦即RAM。如图3所示，直方图存储部6的地址与临时存储部44相同地，与时间信息Tp建立对应关系。直方图存储部6中储存的数据的位宽根据通过1次的测量检测出的响应数的期待值、在信号处理部5生成直方图时反复累计的次数亦即累计次数X等，适当地设定为累计值不会溢出。累计次数X为1以上即可。

信号处理部5具备信息生成部51和直方图生成部52。

信息生成部51每隔X次的测量周期，即每当生成直方图就动作，并基于由直方图生成部52生成的直方图，来生成与反射出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，并且对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。进一步，基于这些提取出的亮度与时间仓(即，TOF)的组合，生成包含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被提供给利用该物体信息的各种车载装置。

直方图生成部52每隔测量周期动作，并根据多个测量部4中的每一个测量部4所具有的各临时存储部44中储存的信息，对直方图存储部6中存储的直方图的内容进行更新。

如图4所示，直方图生成部52具备比较部521和存储器控制部522。此外，临时存储部44构成为输出在初始状态下写入有数据的地址中最小的地址以及该地址中储存的数据。另外，临时存储部44构成为根据来自存储器控制部522的更新指示acq，依次输出写入有数据的地址中下一个较小的地址以及该地址中储存的数据。

比较部521对来自多个临时存储部44的输入进行比较，并选择输出最小的地址的受光组G，并将该选择出的受光组(以下，选择组)SG、从选择组的临时存储部44输入的地址(以下，选择地址)SA、以及数据(以下，选择数据)SD供给至存储器控制部522。此外，在存在多个输出最小的地址的受光组G的情况下，仅将该多个受光组G中识别受光组的标识符最小的一个受光组设为选择组SG。并不局限于此，也可以将多个受光组全部设为选择组SG1、SG2…。在该情况下，选择数据SD也可以为从选择组SG1、SG2、…输入的所有数据的合计值。

存储器控制部522使用从比较部521供给的选择地址SA和选择数据SD，对直方图存储部6中储存的直方图的值进行更新。具体而言，从直方图存储部6读出选择地址SA的数据，并对读出的数据加上选择数据SD，然后写入选择地址SA。另外，存储器控制部522通过将指定了选择组SG的更新指示acq输出至临时存储部44，来对属于选择组SG的临时存储部44的输出进行更新。

此外，信号处理部5的各功能通过作为硬件的电子电路来实现。该电子电路也可以通过数字电路、或模拟电路、或者它们的组合来实现。另外，也可以通过CPU执行这些功能的一部分的处理来实现。

[1－2.动作]

在这里，根据图5的状态机图对直方图生成部52的整体动作进行说明。直方图生成部52具有IDLE状态、SET状态、READ状态、SUM状态、以及WRITE状态，适当地迁移这些状态，并执行与各状态相应的动作。其中，根据状况，SUM状态与SET状态、以及WRITE状态与READ状态能够并存。另外，在图中，emp意味着在多个临时存储部44(以下，读取寄存器组)的任意一个中都不存在数据，din意味着在读取寄存器组中存在数据。

直方图生成部52每当信息生成部51执行使用直方图的信息生成处理就被复位。若信号处理部5被复位则成为IDLE状态。此时，直方图存储部6中储存的直方图也被重置。

IDLE状态是等待向读取寄存器组写入数据的状态。在为IDLE状态时，若向读取寄存器组写入数据，则读取寄存器组成为din，直方图生成部52迁移至SET状态。

在SET状态下，比较部521动作，将选择组SG、选择地址SA以及选择数据SD输出至存储器控制部522。之后，直方图生成部52迁移至READ状态。

在READ状态下，存储器控制部522从直方图存储部6中读出选择地址SA的数据。此时，若读取寄存器组为emp，则直方图生成部52迁移至SUM状态。

在SUM状态下，存储器控制部522生成对在READ状态时读出的数据加上选择数据所得的累计值。之后，直方图生成部52迁移至WRITE状态。

在WRITE状态下，存储器控制部522将在SUM状态时生成的累计值写入直方图存储部6的选择地址SA，并且将指定了选择组SG的更新指示acq输出至读取寄存器组。根据更新指示acq对读取寄存器组的状况进行了更新的结果，若读取寄存器组为emp，则直方图生成部52迁移至IDLE状态。另一方面，若读取寄存器组为din，则直方图生成部52迁移至SET状态。

若在之前的READ状态下读取寄存器组为din，则直方图生成部52迁移至SUM+SET状态。

在SUM+SET状态下，并列地执行由存储器控制部522进行的SUM状态的动作、和由比较部521进行的SET状态的动作。之后，直方图生成部52迁移至WRITE+READ状态。

在WRITE+READ状态下，并列地执行由存储器控制部522进行的WRITE状态的动作和READ状态的动作。之后，若读取寄存器组的状况为din则直方图生成部52迁移至SUM+SET状态，若读取寄存器组的状态为emp，则直方图生成部52迁移至SUM状态。

[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)在激光雷达1中，将构成一个像素的多个光检测器31分割为多个受光组G1～Gx，并分散为对受光组G1～Gx的每一个设置的多个测量部4来执行脉冲信号P的处理，再综合其处理结果来生成直方图。因此，根据激光雷达1，能够不使光检测器31的灵敏度降低，即，不使检测性能降低地减少各个测量部4的处理负荷。即，在一个像素具备一个测量部的以往装置中，测量部需要对将图2中的全部的曲线图加在一起所成的曲线图所示的全部的脉冲信号执行处理。与此相对，在一个像素具有多个测量部4的激光雷达1中，测量部4分别仅对图2中的曲线图的任意一个所示的脉冲信号执行处理即可，可减少处理负荷。

(1b)在激光雷达1中，在测量部4设置有存储作为测量结果的时间信息Tp以及光量信息Cp的临时存储部44。因此，信号处理部5无需在脉冲信号P的产生定时实时地进行处理，能够利用下一次发光之前的时间执行处理，所以能够不遗漏地利用测量结果。

[2.第二实施方式]

[2－1.与第一实施方式的不同点]

第二实施方式由于基本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，参照之前的说明。

在上述的第一实施方式中，受光组G1～Gx与多个测量部4一对一地建立对应关系。与此相对，在第二实施方式中，在能够适当地变更两者的对应关系的点上，与第一实施方式不同。

如图6所示，本实施方式的激光雷达1a除了第一实施方式的激光雷达1的结构以外，还具备连接部7以及连接控制部8。其中，将测量部4的数量设定为受光组G1～Gx的数量x以下。以下，假设测量部4的数量为2个来进行说明。另外，连接部7相当于前置连接部，连接控制部8相当于前置控制部。

连接部7根据来自连接控制部8的指示，对两个测量部4中的每一个测量部4分配受光组G1～Gx。换句话说，将一个像素分割为上下两个区域，第一测量部4对来自属于上侧区域的受光组的脉冲信号P进行处理，第二测量部4对来自属于下侧区域的受光组的脉冲信号P进行处理。换句话说，连接部7适当地变更使各测量部4负责处理的受光组的组成。

连接控制部8获取表示激光雷达1a被使用的状况的状况信息，并根据获取到的状况信息，变更连接部7的设定，即，像素的上侧区域与下侧区域的边界。

在这里，连接控制部8从监视入射至受光阵列部3的干扰光的强度的传感器等获取信息作为状况信息。而且，连接控制部8也可以如图7的上栏所示那样，根据状况信息，干扰光越强，越减少属于上侧区域的受光组数m，并增加属于下侧区域的受光组的数n。

换句话说，在干扰光较强的情况下，成为测量对象的对象物的亮度呈容易成为自上而下从亮变暗的渐变的趋势。通过减少入射有较强的干扰光的上侧区域的SPAD数，可减少对上侧区域进行处理的测量部4的负荷。此外，该上下关系有根据透镜上下反转的情况。

另外，连接控制部8也可以从监视路面的状况的传感器等获取信息作为状况信息。在该情况下，连接控制部8也可以在根据状况信息检测为是雪道的情况下，如图7的下栏所示那样，使属于上侧区域的受光组数m增加，并使属于下侧区域的受光组的数n减少。

换句话说，在雪道上，由于路面反射增强，所以成为测量对象的对象物的亮度呈容易成为自上而下从暗变亮的渐变的趋势。通过减少路面反射较强的下侧区域的SPAD数，可减少对下侧区域进行处理的测量部4的负荷。此外，该上下关系有根据透镜上下反转的情况。

[2－2.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)(1b)，进一步，起到以下的效果。

(2a)根据激光雷达1a，由于根据状况，使对各测量部4分配的受光组的数量变化，所以能够进一步抑制各测量部4的负荷过大。

[3.第三实施方式]

[3－1.与第一实施方式的不同点]

第三实施方式由于基本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，参照之前的说明。

在上述的第一实施方式中，利用一个信号处理部5对多个测量部4中的测量结果进行处理。与此相对，在第三实施方式中，在具有多个信号处理部5，并且能够适当地变更与测量部4的对应关系的点上，与第一实施方式不同。

如图8所示，本实施方式的激光雷达1b除了第一实施方式的激光雷达1的结构以外，还具备连接部9以及连接控制部10。另外，激光雷达1b具备两个信号处理部5以及两个直方图存储部6。信号处理部5以及直方图存储部6的数量也可以是3个以上。此外，连接部9相当于后置连接部，连接控制部10相当于后置控制部。

连接部9根据来自连接控制部10的指示，对两个信号处理部5的每一个分配测量部4、进而分配受光组G1～Gx。换句话说，将一个像素分割为上下两个区域，第一信号处理部5基于对来自属于上侧区域的受光组的脉冲信号P进行处理的多个测量部4中的测量结果创建直方图。另外，第二信号处理部5基于对来自属于下侧区域的受光组的脉冲信号P进行处理的多个测量部4中的测量结果创建直方图。

连接控制部10获取表示激光雷达1b被使用的状况的状况信息，并根据获取到的状况信息，变更连接部9的设定，即，像素的上侧区域与下侧区域的边界。

在这里，连接控制部10从监视车辆的姿势的传感器等获取信息作为状况信息。此外，在本实施方式中，激光雷达1b被设定为朝向路面照射激光。而且，如图9所示，连接控制部10基本上设定为增加属于上侧区域的受光组的数m，并减少属于下侧区域的受光组的数n，并根据车辆的姿势，使m、n的比例变化。

换句话说，在朝向路面照射激光的情况下，在上侧区域，检测来自更远的反射波，在下侧区域，检测来自更近的反射波。此外，该上下关系有根据透镜上下反转的情况。通过增大对上部区域分配的受光组的数m，虽然分辨率变粗，但能够检测来自远距离的较弱的信号。另外，通过减少对下部区域分配的受光组的数n，能够代替牺牲较弱的信号的检测而提高分辨率。另外，也可以根据车辆的姿势对每个受光组推断到激光所到达的路面的距离，并根据该推断出的距离使m、n的比例变化。

[3－2.效果]

根据以上详细叙述的第三实施方式，起到上述的第一实施方式的效果(1a)(1b)，进一步，起到以下的效果。

(3a)根据激光雷达1b，能够根据状况，适当地变更生成直方图的区域的大小，进而适当地变更检测精度。

[4.第四实施方式]

[4－1.与第一实施方式的不同点]

第四实施方式由于基本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，参照之前的说明。

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对直方图进行更新。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对直方图进行更新的点上，与第一实施方式不同。

如图11所示，本实施方式的激光雷达1c具备照射部2、受光阵列部3c、多个测量部4c、信号处理部5、以及直方图存储部6。

受光阵列部3c具有多个受光组G1～Gx。各受光组Gi分别具有Mi个光检测器31c。M1+M2+…+Mx个光检测器31c分别具有SPAD，这些SPAD排列为形成二维矩阵，形成受光面的点与第一实施方式相同。

如图12所示，各个光检测器31c具备SPAD81、猝灭电阻82、反相电路83、以及DFF电路84。换句话说，光检测器31c与第一实施方式的光检测器31进行比较，省略延迟电路85，DFF电路84的连接状态不同。

DFF电路84在时钟CK的上升沿的定时锁定反相电路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，若光子入射至SPAD81，则光检测器31c响应于此而输出脉冲信号P。此时，反相电路83所输出的脉冲信号Pr的脉冲宽度根据通过电流流过猝灭电阻82而产生的电压降，持续到SPAD81的盖革放电停止为止。该脉冲信号Pr通过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的脉冲宽度包含由时钟CK引起的量化误差的量的偏差。

返回到图11，测量部4c具备计时部42c、计数部43c、以及临时存储部44c。

计时部42c具有根据时钟CK动作的同步计数器。计时部42c根据从照射部2通知的照射定时开始计数，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。而且，计时部42c将同步计数器的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，表示从照射定时开始的经过时间。

计数部43c使用编码器等常时地求出从光检测器31c同时输出的脉冲信号P₁～P _Mi的数量亦即响应数Cx。进一步，计数部43c在每个时钟CK的定时，即每当时间信息Tp发生变化就反复计算从该响应数Cx减去偏差值Cb所得的结果亦即调整响应数，并将计算结果作为表示接收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。

临时存储部44c除了代替触发信号TG在时钟CK的定时进行光量信息Cp的储存以外，与临时存储部44相同。由此，在临时存储部44c中，在根据时间信息Tp识别出的全部的时间仓储存光量信息Cp。

[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)(1b)，进一步，起到以下的效果。

(4a)根据激光雷达1c，由于在与时钟CK同步的定时常时地生成时间信息Tp以及光量信息Cp，所以无需生成触发信号TG，由于能够省略触发部41，所以能够使装置结构简单化。

[5.其它实施方式]

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限于上述的实施方式，能够进行各种变形并实施。

(5a)在上述实施方式中，以SPAD的二维矩阵中的行为单位构成受光组，但本公开并不限定于此。例如，受光组也可以以SPAD的二维矩阵中的列为单位构成，也可以以任意形状的块为单位构成。

(5b)在上述第二实施方式中，连接部7以受光组为单位切换连接，但本公开并不限定于此。例如，连接部7也可以构成为以各个光检测器31为单位切换连接。

(5c)在上述第二实施方式中，连接控制部8基于状况信息，变更像素的上侧区域与下侧区域的边界，但本公开并不限定于此。基于状况信息的变更的对象例如也可以包含形成受光组的光检测器的数量、由受光组形成的像素的大小、以及像素的形状中的至少一个。

(5d)在上述第三实施方式中，多个信号处理部5分别对一个像素中的部分区域进行处理，并对一个像素生成多个直方图，但本公开并不限定于此。例如，也可以构成为多个信号处理部5分别生成一个像素的直方图，连接部9通过切换与各像素建立对应关系的受光组G1～Gx，适当地变更各像素的大小、各像素的形状、各像素所包含的光检测器的数量中的至少一个。

(5e)在上述第三实施方式中，假设将与信号处理部5的每一个对应的像素中的区域或者与信号处理部5的每一个对应的像素称为区域等，连接控制部10也可以构成为变更由连接部9进行的连接，以使形成各区域等的光检测器31的数量、或者各区域等的大小或者各区域等的形状相同。另外，连接控制部10也可以构成为变更由连接部9进行的连接，以使形成各区域等的光检测器31的数量、或者各区域等的大小或者各区域等的形状的至少一个根据像素而不同。

(5f)在上述第二以及第三实施方式中，基于连接控制部8、10获取的状况信息使连接数变化，但本公开并不限定于此。例如，也可以基于受光透镜的特性(例如，视角、形变等)、照射部2的光照射范围，预先设定连接数。

(5g)在上述第二以及第三实施方式中，作为连接控制部8、10获取的状况信息，使用了干扰光的强度、路面状况、车辆的姿势，但本公开并不限于此。例如，作为状况信息，也可以使用时刻或者天气等与干扰光具有相关关系的各种信息。另外，作为状况信息，也可以使用示有车辆的加速度或者道路的倾斜角度的地图等与车辆的姿势具有相关关系的各种信息。进一步，作为状况信息，也可以使用过去的状况信息等。

(5h)在上述第二以及第三实施方式中，在多个测量部4的输入侧或者输出侧的任意一方具备连接部7、9，但也可以同时具备连接部7、9。

(5i)在上述实施方式中，作为临时存储部44使用的RAM的地址与时间信息Tp建立有对应关系，但本公开并不限定于此。例如，作为临时存储部44使用的RAM也可以对时间信息Tp和光量信息Cp建立对应关系，均作为数据来储存。由此，由于作为临时存储部44使用的RAM无需准备全部的时间仓地址，所以特别是在来自受光组的脉冲信号频度较低的情况下，能够减少RAM的容量。另外，在该情况下，直方图生成部52构成为代替对地址进行比较，而对时间信息Tp本身进行比较即可。

(5j)在上述第四实施方式的激光雷达1c中，示出了将第一实施方式的激光雷达1中的受光阵列部3以及测量部4置换为受光阵列部3c以及测量部4c的结构，但本公开并不限定于此。例如，如图13所示的激光雷达1d那样，也可以为将第二实施方式中的形态的激光雷达1a的受光阵列部3以及测量部4置换为受光阵列部3c以及测量部4c的结构。另外，如图14所示的激光雷达1e那样，也可以为将第三实施方式中的形态的激光雷达1b的受光阵列部3以及测量部4置换为受光阵列部3c以及测量部4c的结构。

(5k)也可以通过多个构成要素实现上述实施方式中的一个构成要素所具有的多个功能、或也可以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，也可以将上述实施方式的结构的至少一部分附加于或置换到其它的上述实施方式的结构。此外，根据权利要求所记载的文字确定出的技术思想所包含的所有方式是本公开的实施方式。

(5l)除了上述的光学测量装置以外，也能够以将该光学测量装置作为构成要素的系统、光信号的测量方法等各种方式来实现本公开。

Claims (20)

1.一种光学测量装置，具备：

照射部；

受光阵列部，构成为通过光子的入射输出脉冲信号的多个光检测器形成受光组，多个上述受光组形成一个像素，该受光阵列部具备一个以上的上述像素；

测量部，设置于多个上述受光组中的每一个受光组，构成为根据从上述受光组输出的上述脉冲信号，生成表示从由上述照射部输入的照射定时开始的经过时间的时间信息、以及在根据上述时间信息确定出的一个以上的定时中的每一个定时获取的光量信息；以及

信号处理部，构成为根据由与上述一个像素对应的多个测量部测量出的上述时间信息或者上述光量信息中的至少一方，求出光的飞行时间，

上述光学测量装置使用属于上述受光组的多个光检测器中的输出上述脉冲信号的光检测器的数量作为上述光量信息。

2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中，

具备多个上述信号处理部，

上述光学测量装置还具备：

后置连接部，构成为将多个上述测量部中的每一个测量部与多个上述信号处理部的任意一个信号处理部连接；以及

后置控制部，构成为通过变更由上述后置连接部进行的连接，来变更多个上述信号处理部负责处理的像素中的区域。

3.根据权利要求2所述的光学测量装置，其中，

上述后置控制部构成为获取表示该光学测量装置被使用的状况的状况信息，并根据获取到的上述状况信息来变更上述后置连接部中的连接。

4.根据权利要求3所述的光学测量装置，其中，

上述后置控制部构成为根据上述状况信息来推断到测量对象的距离，并基于到上述测量对象的推断距离，来变更针对多个上述信号处理部中的每一个信号处理部的上述测量部的连接数。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学测量装置，其中，还具备：

前置连接部，构成为将上述一个像素所包含的多个上述光检测器中的每一个光检测器与多个上述测量部的任意一个测量部连接；以及

前置控制部，构成为通过变更由上述前置连接部进行的连接，来变更上述受光组的组成。

6.一种光学测量装置，具备：

受光阵列部，构成为通过光子的入射输出脉冲信号的多个光检测器形成受光组，多个上述受光组形成一个像素，该受光阵列部具备一个以上的上述像素；

测量部，设置于多个上述受光组中的每一个受光组，构成为根据从上述受光组输出的上述脉冲信号，生成表示从由外部输入的照射定时开始的经过时间的时间信息、以及在根据上述时间信息确定出的一个以上的定时中的每一个定时获取的光量信息；

多个信号处理部，构成为根据由多个上述测量部测量出的上述时间信息或者上述光量信息的至少一方，求出光的飞行时间；

后置连接部，构成为将与多个上述像素对应的多个上述测量部中的每一个测量部与多个上述信号处理部的任意一个信号处理部连接；以及

后置控制部，构成为通过变更由上述后置连接部进行的连接，来变更与每个上述信号处理部对应的上述光检测器的数量、或者与每个上述信号处理部对应的像素的大小或者像素的形状的至少一个，

上述光学测量装置使用属于上述受光组的多个光检测器中的输出上述脉冲信号的光检测器的数量作为上述光量信息。

7.根据权利要求6所述的光学测量装置，其中，

上述后置控制部构成为变更由上述后置连接部进行的连接，以使形成与每个上述信号处理部对应的各像素的上述光检测器的数量、或者各像素的大小或者各像素的形状相同。

8.根据权利要求6所述的光学测量装置，其中，

上述后置控制部构成为变更由上述后置连接部进行的连接，以使形成与每个上述信号处理部对应的各像素的上述光检测器的数量、或者各像素的大小或者各像素的形状的至少一个根据像素而不同。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的光学测量装置，其中，

上述后置控制部构成为获取表示该光学测量装置被使用的状况的状况信息，并根据获取到的上述状况信息来变更上述后置连接部中的连接。

10.根据权利要求9所述的光学测量装置，其中，

上述后置控制部构成为根据上述状况信息推断到测量对象的距离，并基于到上述测量对象的推断距离，来变更针对多个上述信号处理部的每一个信号处理部的上述测量部的连接数。

11.根据权利要求6～10中任一项所述的光学测量装置，其中，还具备：

前置连接部，构成为将上述受光阵列部所包含的多个上述光检测器中的每一个光检测器与多个上述测量部的任意一个测量部连接；以及

前置控制部，构成为通过变更由上述前置连接部进行的连接，来变更上述受光组的组成。

12.根据权利要求5或11所述的光学测量装置，其中，

上述前置控制部构成为获取表示该光学测量装置被使用的状况的状况信息，并根据获取到的上述状况信息来变更上述前置连接部中的连接。

13.根据权利要求12所述的光学测量装置，其中，

上述前置控制部构成为根据上述状况信息推断测量对象中的亮度的趋势，并基于上述亮度的趋势来变更形成上述受光组的光检测器的数量、或者由上述受光组形成的像素的大小或者像素的形状的至少一个。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的光学测量装置，其中，

上述信号处理部具备直方图生成部，该直方图生成部构成为通过根据由多个上述测量部测量出的上述时间信息以及上述光量信息，按上述时间信息所表示的时间累计上述光量信息所表示的值来生成直方图。

15.根据权利要求14所述的光学测量装置，其中，

多个上述测量部分别具备临时存储部，上述临时存储部构成为存储所生成的上述光量信息以及上述时间信息，

上述直方图生成部构成为根据分别设置于多个上述测量部的上述临时存储部中存储的信息生成上述直方图。

16.根据权利要求15所述的光学测量装置，其中，

上述直方图生成部具备：

比较部，构成为对设置于多个上述测量部中的每一个测量部的上述临时存储部中存储的上述时间信息进行比较，按上述时间信息的值从小到大的顺序，读出该时间信息以及与该时间信息建立有对应关系的上述光量信息；以及

存储器控制部，构成为根据由上述比较部读出的上述时间信息以及上述光量信息，更新储存有上述直方图的存储器的内容。

17.根据权利要求16所述的光学测量装置，其中，

上述比较部构成为在从不同的上述临时存储部中读出上述时间信息相同的多个上述光量信息的情况下，将多个上述光量信息相加所得的结果供给至上述存储器控制部。

18.根据权利要求15～17中任一项所述的光学测量装置，其中，

上述临时存储部构成为将上述光量信息储存到与上述时间信息建立有对应关系的地址。

19.根据权利要求1～18中任一项所述的光学测量装置，其中，

上述测量部具备：

计时部，构成为将根据时钟对从上述照射定时开始的经过时间进行计数所得的计数值作为上述时间信息输出；以及

计数部，构成为每当上述时间信息变化，就生成上述光量信息。

20.根据权利要求1～18中任一项所述的光学测量装置，其中，

上述测量部具备：

触发部，构成为在从上述受光组同时输出的上述脉冲信号的数量为触发阈值以上的情况下，输出表示入射至上述受光组的光信号的受光定时的触发信号；

计时部，构成为将从上述照射定时到上述受光定时的时间作为上述时间信息输出；以及

计数部，构成为每当输出上述触发信号，就生成上述光量信息。

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