JP2002077666A - 撮像装置、測距装置、撮像方法、および測距方法 - Google Patents
撮像装置、測距装置、撮像方法、および測距方法Info
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- JP2002077666A JP2002077666A JP2000253969A JP2000253969A JP2002077666A JP 2002077666 A JP2002077666 A JP 2002077666A JP 2000253969 A JP2000253969 A JP 2000253969A JP 2000253969 A JP2000253969 A JP 2000253969A JP 2002077666 A JP2002077666 A JP 2002077666A
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力信号にゲインをかけると、暗電流にも同
様にゲインがかかって大きくなってしまうため、たとえ
常温では影響が無い程度の暗電流でも、高倍ゲインを使
用し、かつ温度が高い時には出力信号の飽和が発生する
危険がある。そのため従来は、ゲインの最大倍率は測距
装置が保証する最も高い温度の時の暗電流の程度で決め
られてしまっていた。 【解決手段】 撮像装置は、入力される光に伴って信号
を発生する信号発生部と、前記信号発生部により発生し
た信号を転送する転送部と、温度を測定する温度測定手
段と、 前記転送部により転送される信号の増幅を行な
う増幅手段と、前記温度測定手段による測定に応じて、
第１の温度における前記増幅手段の増幅度を前記第１の
温度よりも低い第２の温度における前記増幅手段の増幅
度よりも小さくなるように制御する制御手段と、を有す
る。
様にゲインがかかって大きくなってしまうため、たとえ
常温では影響が無い程度の暗電流でも、高倍ゲインを使
用し、かつ温度が高い時には出力信号の飽和が発生する
危険がある。そのため従来は、ゲインの最大倍率は測距
装置が保証する最も高い温度の時の暗電流の程度で決め
られてしまっていた。 【解決手段】 撮像装置は、入力される光に伴って信号
を発生する信号発生部と、前記信号発生部により発生し
た信号を転送する転送部と、温度を測定する温度測定手
段と、 前記転送部により転送される信号の増幅を行な
う増幅手段と、前記温度測定手段による測定に応じて、
第１の温度における前記増幅手段の増幅度を前記第１の
温度よりも低い第２の温度における前記増幅手段の増幅
度よりも小さくなるように制御する制御手段と、を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受光信号を光電変
換した電気信号を転送させる機構を有する撮像装置、測
距装置、撮像方法、及び測距方法に関する。
換した電気信号を転送させる機構を有する撮像装置、測
距装置、撮像方法、及び測距方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、センサアレイ等の受光手段からの
信号電荷を蓄積して、その出力信号より距離を算出する
測距装置としては、パッシブ型測距装置が知られてい
る。このような測距装置としては、受光手段からの信号
電荷を読み出す手段としてＣＣＤ等の電荷転送手段を持
つものがある。
信号電荷を蓄積して、その出力信号より距離を算出する
測距装置としては、パッシブ型測距装置が知られてい
る。このような測距装置としては、受光手段からの信号
電荷を読み出す手段としてＣＣＤ等の電荷転送手段を持
つものがある。
【０００３】また、測定したい測距対象物にスポット投
光し、その反射光を受光して三角測距する測距装置であ
る、いわゆるアクティブ型測距装置に用いられる受光手
段としてもＣＣＤ等のセンサアレイを受光手段とする測
距装置がある。
光し、その反射光を受光して三角測距する測距装置であ
る、いわゆるアクティブ型測距装置に用いられる受光手
段としてもＣＣＤ等のセンサアレイを受光手段とする測
距装置がある。
【０００４】さて、上記のようなＣＣＤの電荷転送手段
を有する測距装置においては、受光信号量の大小によら
ず正確な測距動作を行なえるように、出力信号にゲイン
をかける機能を有しているものが多い。構成例として
は、ＣＣＤセンサの出力段にゲインアンプを有するもの
もあれば、ＣＣＤセンサからの信号を演算処理するＣＰ
Ｕ内部のＡ／Ｄ変換後にディジタル信号にゲインをかけ
る構成のものもある。このような構成をもつ測距装置に
おいて、受光信号量が小さい時には信頼度の高い測距演
算を実現させるために出力のゲインを大きくし、受光信
号量が大きい時には信号が飽和しないようにゲインを小
さくするような制御が行われる。
を有する測距装置においては、受光信号量の大小によら
ず正確な測距動作を行なえるように、出力信号にゲイン
をかける機能を有しているものが多い。構成例として
は、ＣＣＤセンサの出力段にゲインアンプを有するもの
もあれば、ＣＣＤセンサからの信号を演算処理するＣＰ
Ｕ内部のＡ／Ｄ変換後にディジタル信号にゲインをかけ
る構成のものもある。このような構成をもつ測距装置に
おいて、受光信号量が小さい時には信頼度の高い測距演
算を実現させるために出力のゲインを大きくし、受光信
号量が大きい時には信号が飽和しないようにゲインを小
さくするような制御が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記で説明
した測距装置に限らず、画像を形成するための機能を有
するものも含めた撮像装置では、温度上昇に伴って暗電
流が多量に発生するという現象がある。そして、この暗
電流の発生に伴い、受光部からの信号に対して、高倍ゲ
インを使用すると信号が飽和してしまい、その後の処理
に支障をきたす。特に前述のように電荷転送手段を有す
る測距装置の場合、電荷転送部において受光信号電荷以
外の暗電流が発生するという現象が生じる。また、この
暗電流は図１１に示すように温度が高くなるに従い急激
に増加し、その程度は10℃の上昇で約2倍になることが
知られている。更に、従来例で示したように出力信号に
ゲインをかけると、暗電流にも同様にゲインがかかって
大きくなってしまうため、たとえ常温では影響が無い程
度の暗電流でも、高倍ゲインを使用し、かつ温度が高い
時には出力信号の飽和が発生する危険がある。そのため
従来は、ゲインの最大倍率は測距装置が保証する最も高
い温度の時の暗電流の程度で決められてしまっていた。
した測距装置に限らず、画像を形成するための機能を有
するものも含めた撮像装置では、温度上昇に伴って暗電
流が多量に発生するという現象がある。そして、この暗
電流の発生に伴い、受光部からの信号に対して、高倍ゲ
インを使用すると信号が飽和してしまい、その後の処理
に支障をきたす。特に前述のように電荷転送手段を有す
る測距装置の場合、電荷転送部において受光信号電荷以
外の暗電流が発生するという現象が生じる。また、この
暗電流は図１１に示すように温度が高くなるに従い急激
に増加し、その程度は10℃の上昇で約2倍になることが
知られている。更に、従来例で示したように出力信号に
ゲインをかけると、暗電流にも同様にゲインがかかって
大きくなってしまうため、たとえ常温では影響が無い程
度の暗電流でも、高倍ゲインを使用し、かつ温度が高い
時には出力信号の飽和が発生する危険がある。そのため
従来は、ゲインの最大倍率は測距装置が保証する最も高
い温度の時の暗電流の程度で決められてしまっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を鑑みてなされたもので、請求項１に記載の撮像装置
は、入力される光に伴って信号を発生する信号発生部
と、前記信号発生部により発生した信号を転送する転送
部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転送部によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度
測定手段による測定に応じて、第１の温度における前記
増幅手段の増幅度を前記第１の温度よりも低い第２の温
度における前記増幅手段の増幅度よりも小さくなるよう
に制御する制御手段と、を有する。
題を鑑みてなされたもので、請求項１に記載の撮像装置
は、入力される光に伴って信号を発生する信号発生部
と、前記信号発生部により発生した信号を転送する転送
部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転送部によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度
測定手段による測定に応じて、第１の温度における前記
増幅手段の増幅度を前記第１の温度よりも低い第２の温
度における前記増幅手段の増幅度よりも小さくなるよう
に制御する制御手段と、を有する。
【０００７】また、請求項２に記載される撮像装置は、
入力される光に伴って信号を発生する信号発生部と、前
記信号発生部により発生した信号を転送する転送部と、
温度を測定する温度測定手段と、前記転送部により転送
される信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度測定手
段により測定される温度が所定の温度より高い場合には
前記増幅度を下げる一方、所定の温度より低い場合には
前記増幅度を上げるよう制御する制御手段と、を有す
る。
入力される光に伴って信号を発生する信号発生部と、前
記信号発生部により発生した信号を転送する転送部と、
温度を測定する温度測定手段と、前記転送部により転送
される信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度測定手
段により測定される温度が所定の温度より高い場合には
前記増幅度を下げる一方、所定の温度より低い場合には
前記増幅度を上げるよう制御する制御手段と、を有す
る。
【０００８】また、請求項３に記載の撮像装置は、入力
される光に伴って信号を発生する信号発生部と、前記信
号発生部により発生した信号を転送する転送部と、温度
を測定する温度測定手段と、前記転送部により転送され
る信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度測定手段に
より測定される温度が所定の温度以上の場合に前記増幅
手段の増幅度を所定の値以上にしないように制御する制
御手段と、を有する。
される光に伴って信号を発生する信号発生部と、前記信
号発生部により発生した信号を転送する転送部と、温度
を測定する温度測定手段と、前記転送部により転送され
る信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度測定手段に
より測定される温度が所定の温度以上の場合に前記増幅
手段の増幅度を所定の値以上にしないように制御する制
御手段と、を有する。
【０００９】また、請求項１０に記載の測距装置は、被
写体からの反射光に伴って信号を発生する信号発生部
と、前記信号発生部により発生した信号を転送する転送
部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転送部によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度
測定手段における測定に応じて、前記増幅手段の増幅度
を変化させる制御手段と、前記増幅手段により増幅され
る信号に基づき距離を算出する距離算出手段と、を有す
る。
写体からの反射光に伴って信号を発生する信号発生部
と、前記信号発生部により発生した信号を転送する転送
部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転送部によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、前記温度
測定手段における測定に応じて、前記増幅手段の増幅度
を変化させる制御手段と、前記増幅手段により増幅され
る信号に基づき距離を算出する距離算出手段と、を有す
る。
【００１０】また、請求項２０に記載の撮像方法は、入
力される光に伴って信号を発生する信号発生工程と、前
記信号発生工程により発生した信号を転送する転送工程
と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工程によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅工程と、前記温度
測定工程による測定に応じて、第１の温度における前記
増幅工程の増幅度を前記第１の温度よりも低い第２の温
度における前記増幅工程の増幅度よりも小さくなるよう
に制御する制御工程と、を有する。
力される光に伴って信号を発生する信号発生工程と、前
記信号発生工程により発生した信号を転送する転送工程
と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工程によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅工程と、前記温度
測定工程による測定に応じて、第１の温度における前記
増幅工程の増幅度を前記第１の温度よりも低い第２の温
度における前記増幅工程の増幅度よりも小さくなるよう
に制御する制御工程と、を有する。
【００１１】また、請求項２１に記載の撮像方法は、入
力される光に伴って信号を発生する信号発生工程と、前
記信号発生工程により発生する信号を転送する転送工程
と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工程によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅工程と、前記温度
測定工程により測定される温度が所定の温度より高い場
合には前記増幅度を下げる一方、所定の温度より低い場
合には前記増幅度を上げるよう制御する制御工程と、を
有する。
力される光に伴って信号を発生する信号発生工程と、前
記信号発生工程により発生する信号を転送する転送工程
と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工程によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅工程と、前記温度
測定工程により測定される温度が所定の温度より高い場
合には前記増幅度を下げる一方、所定の温度より低い場
合には前記増幅度を上げるよう制御する制御工程と、を
有する。
【００１２】また、請求項２２に記載の撮像方法は、入
力される光に伴って信号を発生する信号発工程と、前記
信号発生工程により発生した信号を転送する転送工程
と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工程によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅工程と、前記温度
測定工程により測定される温度が所定の温度以上の場合
に前記増幅工程の増幅度を所定の値以上にしないように
制御する制御工程と、を有する。
力される光に伴って信号を発生する信号発工程と、前記
信号発生工程により発生した信号を転送する転送工程
と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工程によ
り転送される信号の増幅を行なう増幅工程と、前記温度
測定工程により測定される温度が所定の温度以上の場合
に前記増幅工程の増幅度を所定の値以上にしないように
制御する制御工程と、を有する。
【００１３】また、請求項２９に記載の測距方法は、被
写体からの反射光に伴って信号を発生する信号発生工程
と、前記信号発生工程により発生した信号を転送する転
送工程と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工
程により転送される信号の増幅を前記温度測定工程によ
り測定した温度に応じた増幅度で行なう増幅工程と、前
記温度測定における測定に応じて、前記増幅工程の増幅
度を変化させる制御工程と、前記増幅手段により増幅さ
れる信号に基づき距離を算出する距離算出工程と、を有
する。
写体からの反射光に伴って信号を発生する信号発生工程
と、前記信号発生工程により発生した信号を転送する転
送工程と、温度を測定する温度測定工程と、前記転送工
程により転送される信号の増幅を前記温度測定工程によ
り測定した温度に応じた増幅度で行なう増幅工程と、前
記温度測定における測定に応じて、前記増幅工程の増幅
度を変化させる制御工程と、前記増幅手段により増幅さ
れる信号に基づき距離を算出する距離算出工程と、を有
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００１５】まず、本実施形態における測距装置につい
て説明する。本実施例の形態における測距装置では、投
光がオンとオフのペアで等価な直流信号成分をそのＣＣ
Ｄから排除するいわゆるスキム（ＳＫＩＭ） 機能を有
している。このスキム機能は、投光がオフの期間の信号
電荷量をモニタし、所定の電荷量に達した時点でスキム
動作を行なう。そしてこの測距装置は、外光成分を除い
た投光手段からのスポット光の反射光の成分のみを表す
信号、すなわち投光がオンの期間の信号電荷量とオフの
期間の信号電荷量の差分信号により距離を算出する。
また、本実施の形態における測距装置は、上記のような
アクティブ型測距装置として用いるだけでなく、投光手
段を用いないことでパッシブ型測距装置として用いるこ
とも可能であり、これによりアクティブＡＦ、パッシブ
ＡＦそれぞれの苦手な測距条件を補い合うハイブリッド
タイプの測距装置として用いることが可能である。
て説明する。本実施例の形態における測距装置では、投
光がオンとオフのペアで等価な直流信号成分をそのＣＣ
Ｄから排除するいわゆるスキム（ＳＫＩＭ） 機能を有
している。このスキム機能は、投光がオフの期間の信号
電荷量をモニタし、所定の電荷量に達した時点でスキム
動作を行なう。そしてこの測距装置は、外光成分を除い
た投光手段からのスポット光の反射光の成分のみを表す
信号、すなわち投光がオンの期間の信号電荷量とオフの
期間の信号電荷量の差分信号により距離を算出する。
また、本実施の形態における測距装置は、上記のような
アクティブ型測距装置として用いるだけでなく、投光手
段を用いないことでパッシブ型測距装置として用いるこ
とも可能であり、これによりアクティブＡＦ、パッシブ
ＡＦそれぞれの苦手な測距条件を補い合うハイブリッド
タイプの測距装置として用いることが可能である。
【００１６】本実施の形態における測距装置の基本構成
について図２〜図３を参照して説明する。
について図２〜図３を参照して説明する。
【００１７】［アクティブ型測距］先ず本測距装置をア
クティブ型測距装置として用いる場合について図２を用
いて説明する。図２において、コントロール回路２２は
ＩＲＥＤ制御クロック信号ＩＲＣＬＫを出力し、ＩＲＥ
Ｄ（赤外ＬＥＤ／Infrared LED）１１を点灯させる。
このときＩＲＥＤ１１からの投射光は、投光レンズ１２
を通して測距対象１３に当たって反射され、受光レンズ
１４Ｒ及び１４Ｌを通ってそれぞれ別の半導体基板上に
形成された受光部１５Ｒ、１５Ｌ上に受光像が形成され
る。また、本実施の形態では、別の半導体基板上に受光
部１５Ｒ，１５Ｌを形成したが、同一基板上に複数の受
光部を形成しても構わない。ここでＩＲＥＤ１１の点灯
時には受光部１５Ｒ、１５Ｌ上に受光像が現れ、この信
号光と外光が光電変換素子によって電荷に変換される。
すなわち、前記受光部１５Ｒ，１５Ｌは複数のフォトダ
イオードといった光電変換素子により構成され、かかる
光電変換素子で光信号に起因する電気信号を発生する。
またＩＲＥＤ１１の消灯時には受光部１５Ｒ、１５Ｌに
は外光のみが当たり、光電変換素子によって外光が電荷
に変換される。電荷は受光部１５Ｒ、１５ＬのＣＣＤが
リング状に繋げられている部分を廻り、蓄積される。リ
ング内にあるスキム動作部１６Ｒ、１６Ｌ及び外光量判
定コンパレータ１７Ｒ、１７Ｌは、転送されている電荷
のうちＩＲＥＤ非投光時の信号をモニタし、予め定めら
れた所定量もしくはＣＰＵ２１において設定された量以
上の電荷が転送されてきたら、そのＩＲＥＤ非投光時の
信号電荷及び対を成すＩＲＥＤ投光時の信号電荷からそ
れぞれ同じ電荷量だけ排除する。転送されてくる電荷
は、出力アンプ部フローティングゲート１８Ｒ及び１８
Ｌより出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌを介して差分演算部２
０Ｒ，２０Ｌに伝えられ、差分演算部２０Ｒ，２０Ｌに
おいて対を成すＩＲＥＤ投7光時と非投光時の信号の差
分信号に変換される。ここで出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌ
はゲインを切り換えて設定することが可能であり、ＣＰ
Ｕ２１からの制御信号によりゲインを切り換える。本実
施の形態では１倍と４倍の２種類のゲインから選択する
ことになる。ここでいう、ゲイン４倍とは、従来高温時
の暗電流量が大きいために使えなかった高倍ゲインであ
り、後述するように暗電流量が許容値を越えない温度下
では選択可能とするものである。なお、本実施の形態で
は１倍と４倍の２種類のゲインから選択するものとする
が、特に１倍と、４倍に拘泥するものではなく、ゲイン
の選択が可能であることで足りる。したがって、１倍、
３倍、５倍のように複数種があっても同様のことであ
る。このことは、後述するパッシブ型測距でも同様であ
る。
クティブ型測距装置として用いる場合について図２を用
いて説明する。図２において、コントロール回路２２は
ＩＲＥＤ制御クロック信号ＩＲＣＬＫを出力し、ＩＲＥ
Ｄ（赤外ＬＥＤ／Infrared LED）１１を点灯させる。
このときＩＲＥＤ１１からの投射光は、投光レンズ１２
を通して測距対象１３に当たって反射され、受光レンズ
１４Ｒ及び１４Ｌを通ってそれぞれ別の半導体基板上に
形成された受光部１５Ｒ、１５Ｌ上に受光像が形成され
る。また、本実施の形態では、別の半導体基板上に受光
部１５Ｒ，１５Ｌを形成したが、同一基板上に複数の受
光部を形成しても構わない。ここでＩＲＥＤ１１の点灯
時には受光部１５Ｒ、１５Ｌ上に受光像が現れ、この信
号光と外光が光電変換素子によって電荷に変換される。
すなわち、前記受光部１５Ｒ，１５Ｌは複数のフォトダ
イオードといった光電変換素子により構成され、かかる
光電変換素子で光信号に起因する電気信号を発生する。
またＩＲＥＤ１１の消灯時には受光部１５Ｒ、１５Ｌに
は外光のみが当たり、光電変換素子によって外光が電荷
に変換される。電荷は受光部１５Ｒ、１５ＬのＣＣＤが
リング状に繋げられている部分を廻り、蓄積される。リ
ング内にあるスキム動作部１６Ｒ、１６Ｌ及び外光量判
定コンパレータ１７Ｒ、１７Ｌは、転送されている電荷
のうちＩＲＥＤ非投光時の信号をモニタし、予め定めら
れた所定量もしくはＣＰＵ２１において設定された量以
上の電荷が転送されてきたら、そのＩＲＥＤ非投光時の
信号電荷及び対を成すＩＲＥＤ投光時の信号電荷からそ
れぞれ同じ電荷量だけ排除する。転送されてくる電荷
は、出力アンプ部フローティングゲート１８Ｒ及び１８
Ｌより出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌを介して差分演算部２
０Ｒ，２０Ｌに伝えられ、差分演算部２０Ｒ，２０Ｌに
おいて対を成すＩＲＥＤ投7光時と非投光時の信号の差
分信号に変換される。ここで出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌ
はゲインを切り換えて設定することが可能であり、ＣＰ
Ｕ２１からの制御信号によりゲインを切り換える。本実
施の形態では１倍と４倍の２種類のゲインから選択する
ことになる。ここでいう、ゲイン４倍とは、従来高温時
の暗電流量が大きいために使えなかった高倍ゲインであ
り、後述するように暗電流量が許容値を越えない温度下
では選択可能とするものである。なお、本実施の形態で
は１倍と４倍の２種類のゲインから選択するものとする
が、特に１倍と、４倍に拘泥するものではなく、ゲイン
の選択が可能であることで足りる。したがって、１倍、
３倍、５倍のように複数種があっても同様のことであ
る。このことは、後述するパッシブ型測距でも同様であ
る。
【００１８】ＣＰＵ２１は差分演算部２０Ｒ，２０Ｌの
出力信号をモニタし、信号量が小さい時にはゲインを４
倍にし、信号量が大きい時にはゲインを１倍に切り換え
る。ここでも、特に１倍と、４倍に拘泥するものではな
く、ゲインの選択が可能であることで足りる。このこと
も、後述するパッシブ型測距で同様である。
出力信号をモニタし、信号量が小さい時にはゲインを４
倍にし、信号量が大きい時にはゲインを１倍に切り換え
る。ここでも、特に１倍と、４倍に拘泥するものではな
く、ゲインの選択が可能であることで足りる。このこと
も、後述するパッシブ型測距で同様である。
【００１９】但しこの時、図１に示すように、温度判定
部２３の出力が予め定められたゲイン切換温度よりも高
温の場合には信号量が小さい場合でもゲインは１倍に設
定する。このゲイン切換温度は総暗電流量がシステムの
定める所定値（許容暗電流量）を越えないような値に設
定する。なお、ゲインは許容暗電流を考慮して決定され
れば足り、したがって温度判定部２３の出力に対応して
線形的に、あるいは非線形的に決定されても構わない。
このことは、後述するパッシブ型測距でも同様である。
部２３の出力が予め定められたゲイン切換温度よりも高
温の場合には信号量が小さい場合でもゲインは１倍に設
定する。このゲイン切換温度は総暗電流量がシステムの
定める所定値（許容暗電流量）を越えないような値に設
定する。なお、ゲインは許容暗電流を考慮して決定され
れば足り、したがって温度判定部２３の出力に対応して
線形的に、あるいは非線形的に決定されても構わない。
このことは、後述するパッシブ型測距でも同様である。
【００２０】その後の蓄積後、ＣＰＵ２１は測距演算を
行なうのに十分な所定レベルに達したと判断すると、信
号蓄積を終了させる制御信号をコントロール回路２２を
介してＩＲＥＤ１１及び受光部１５Ｒ，１５Ｌに出力す
る。またＣＰＵ２１は差分演算部２０Ｒ，２０Ｌの出力
により、受光部１５Ｒ、１５Ｌの各センサに入射したＩ
ＲＥＤ１１による投光の測距対象１３による反射光に相
当する電荷量を得る。この得られた像データから相関演
算（位相差検出）を実施し、２つの受光像の相対的な位
置関係を得、その結果より三角測量の原理を利用して、
測距対象１３までの距離を算出する。
行なうのに十分な所定レベルに達したと判断すると、信
号蓄積を終了させる制御信号をコントロール回路２２を
介してＩＲＥＤ１１及び受光部１５Ｒ，１５Ｌに出力す
る。またＣＰＵ２１は差分演算部２０Ｒ，２０Ｌの出力
により、受光部１５Ｒ、１５Ｌの各センサに入射したＩ
ＲＥＤ１１による投光の測距対象１３による反射光に相
当する電荷量を得る。この得られた像データから相関演
算（位相差検出）を実施し、２つの受光像の相対的な位
置関係を得、その結果より三角測量の原理を利用して、
測距対象１３までの距離を算出する。
【００２１】次にスキム動作部１６Ｒ，１６Ｌにおける
スキム動作について、図５を用いて説明する。図５
（ａ）は外光が少ない場合のスキム動作を説明するモデ
ル図である。転送段５１から計量用転送段５２ａに転送
された電荷は、転送段５２ａの所定容量よりも多い電荷
が転送されると、溢れた電荷は転送段５２ｂに移る。そ
の後転送段５２ａ、５２ｂの電荷はそれぞれ転送段５３
ａ、５３ｂに転送される。外光量判定コンパレータ１７
により転送段５３ｂの電荷が所定量以下であると判定さ
れると、転送段５３ａ、５３ｂの電荷は共にそのまま転
送段５４に転送され、更なる転送段へと転送されていく
ことになる。
スキム動作について、図５を用いて説明する。図５
（ａ）は外光が少ない場合のスキム動作を説明するモデ
ル図である。転送段５１から計量用転送段５２ａに転送
された電荷は、転送段５２ａの所定容量よりも多い電荷
が転送されると、溢れた電荷は転送段５２ｂに移る。そ
の後転送段５２ａ、５２ｂの電荷はそれぞれ転送段５３
ａ、５３ｂに転送される。外光量判定コンパレータ１７
により転送段５３ｂの電荷が所定量以下であると判定さ
れると、転送段５３ａ、５３ｂの電荷は共にそのまま転
送段５４に転送され、更なる転送段へと転送されていく
ことになる。
【００２２】図５（ｂ）は外光が多い場合のスキム動作
を説明するモデル図である。図５（ａ）の外光が少ない
場合と同様に、電荷が転送段５３ａ、５３ｂにそれぞれ
転送され、外光量判定コンパレータ１７により転送段５
３ｂの電荷が所定量以上であると判定されると、転送段
５３ａの電荷はクリアゲート５５を介して除去される。
そして転送段５３ｂの電荷のみが転送段５４に転送さ
れ、更なる転送段へと転送されていく。すなわち、５１
に転送された電荷が転送段５２ａの容量＋外光量判定コ
ンパレータ１７の判定レベルより多い場合には、転送段
５２ａの容量分の電荷が除去されることとなる。
を説明するモデル図である。図５（ａ）の外光が少ない
場合と同様に、電荷が転送段５３ａ、５３ｂにそれぞれ
転送され、外光量判定コンパレータ１７により転送段５
３ｂの電荷が所定量以上であると判定されると、転送段
５３ａの電荷はクリアゲート５５を介して除去される。
そして転送段５３ｂの電荷のみが転送段５４に転送さ
れ、更なる転送段へと転送されていく。すなわち、５１
に転送された電荷が転送段５２ａの容量＋外光量判定コ
ンパレータ１７の判定レベルより多い場合には、転送段
５２ａの容量分の電荷が除去されることとなる。
【００２３】［パッシブ型測距］次に本測距装置をパッ
シブ型測距装置として用いる場合について図３を用いて
説明する。図３において、自然光の反射光などによる測
距対象物１３からの光により、受光レンズ１４Ｒ及び１
４Ｌを通って受光部１５Ｒ、１５Ｌ上に受光像が形成さ
れ、この信号が光電変換素子によって電荷に変換され
る。 電荷は受光部１５Ｒ及び１５ＬのＣＣＤがリング
状に繋げられている部分を廻り、蓄積される。但し、パ
ッシブ測距時には外光量判定コンパレータ１７Ｒ，１７
Ｌが反転してもスキム動作は行なわない。転送されてく
る電荷は、出力アンプ部フローティングゲート１８Ｒ及
び１８Ｌより出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌを介して差分演
算部２０Ｒ，２０Ｌに伝えられるが、パッシブ測距時に
はＣＰＵ２１による制御信号により差分演算は行なわ
ず、入力信号をそのまま出力するような設定としてお
く。また、出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌはアクティブ測距
時同様に受光信号量に応じてゲインを１倍と４倍に切り
換え、同じくアクティブ測距時同様に温度判定部２３の
出力がゲイン切換温度以上のときはゲイン４倍への切換
を禁止する。ＣＰＵ２１により差分演算部２０Ｒ，２０
Ｌの出力信号が測距演算を行なうのに十分な所定レベル
に達したと判断されると出力を反転する。ＣＰＵ２１は
外光量判定コンパレータ１７Ｒ及び１７Ｌの出力が反転
したら、信号蓄積を終了させる制御信号をコントロール
回路２２を介して受光部１５Ｒ，１５Ｌに出力する。ま
たＣＰＵ２１は差分演算部２０Ｒ，２０Ｌの出力によ
り、受光部１５Ｒ、１５Ｌの各センサに当たった測距対
象物１３からの光による電荷量を得る。この得られた像
データから相関演算を実施し、２つの受光像の相対的な
位置関係を得、その結果より三角測量の原理を利用し
て、測距対象１３までの距離を算出することができる。
なお、本測距装置をパッシブ型測距装置として用いる場
合は、ＩＲＥＤ１１、スキム動作部１６Ｒ，１６Ｌは使
用しない。
シブ型測距装置として用いる場合について図３を用いて
説明する。図３において、自然光の反射光などによる測
距対象物１３からの光により、受光レンズ１４Ｒ及び１
４Ｌを通って受光部１５Ｒ、１５Ｌ上に受光像が形成さ
れ、この信号が光電変換素子によって電荷に変換され
る。 電荷は受光部１５Ｒ及び１５ＬのＣＣＤがリング
状に繋げられている部分を廻り、蓄積される。但し、パ
ッシブ測距時には外光量判定コンパレータ１７Ｒ，１７
Ｌが反転してもスキム動作は行なわない。転送されてく
る電荷は、出力アンプ部フローティングゲート１８Ｒ及
び１８Ｌより出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌを介して差分演
算部２０Ｒ，２０Ｌに伝えられるが、パッシブ測距時に
はＣＰＵ２１による制御信号により差分演算は行なわ
ず、入力信号をそのまま出力するような設定としてお
く。また、出力アンプ１９Ｒ、１９Ｌはアクティブ測距
時同様に受光信号量に応じてゲインを１倍と４倍に切り
換え、同じくアクティブ測距時同様に温度判定部２３の
出力がゲイン切換温度以上のときはゲイン４倍への切換
を禁止する。ＣＰＵ２１により差分演算部２０Ｒ，２０
Ｌの出力信号が測距演算を行なうのに十分な所定レベル
に達したと判断されると出力を反転する。ＣＰＵ２１は
外光量判定コンパレータ１７Ｒ及び１７Ｌの出力が反転
したら、信号蓄積を終了させる制御信号をコントロール
回路２２を介して受光部１５Ｒ，１５Ｌに出力する。ま
たＣＰＵ２１は差分演算部２０Ｒ，２０Ｌの出力によ
り、受光部１５Ｒ、１５Ｌの各センサに当たった測距対
象物１３からの光による電荷量を得る。この得られた像
データから相関演算を実施し、２つの受光像の相対的な
位置関係を得、その結果より三角測量の原理を利用し
て、測距対象１３までの距離を算出することができる。
なお、本測距装置をパッシブ型測距装置として用いる場
合は、ＩＲＥＤ１１、スキム動作部１６Ｒ，１６Ｌは使
用しない。
【００２４】次に本測距装置の電荷転送部付近の構成に
ついて図４を用いて詳細に説明する。この本測距装置の
電荷転送部付近とは、図２及び図３における受光部１５
Ｒ，１５Ｌに相当する。
ついて図４を用いて詳細に説明する。この本測距装置の
電荷転送部付近とは、図２及び図３における受光部１５
Ｒ，１５Ｌに相当する。
【００２５】図４は本実施の形態における測距装置の電
荷転送部付近での構成例を表す図である。本測距装置で
はセンサアレイ４１はＳ１〜Ｓ５の５個のセンサ画素か
らなる。各センサ画素で光電変換された信号電荷は電荷
積分部４２で積分される。電荷積分部４２はセンサアレ
イ４１に並行して配列されており、電荷を一時的に蓄積
保持する役割を持つ。電荷積分部４２に蓄積された電荷
は、この測距装置をアクティブ測距装置として用いる場
合には、投光手段（例えばＩＲＥＤ）点灯時の信号電荷
は第２の電荷蓄積部４４へ、ＩＲＥＤ消灯時の信号電荷
は第１の電荷蓄積部４３へ転送される。また、この測距
装置をパッシブ測距装置として用いる場合には、電荷積
分部４２に蓄積された電荷は、一定の蓄積時間の後に第
１の電荷蓄積部４３及び第２の電荷蓄積部４４へ交互に
転送される。また蓄積を禁止している期間には、電荷積
分部４２に蓄積された電荷は信号ＩＣＧによりクリア部
４５へと転送され、クリアされる。
荷転送部付近での構成例を表す図である。本測距装置で
はセンサアレイ４１はＳ１〜Ｓ５の５個のセンサ画素か
らなる。各センサ画素で光電変換された信号電荷は電荷
積分部４２で積分される。電荷積分部４２はセンサアレ
イ４１に並行して配列されており、電荷を一時的に蓄積
保持する役割を持つ。電荷積分部４２に蓄積された電荷
は、この測距装置をアクティブ測距装置として用いる場
合には、投光手段（例えばＩＲＥＤ）点灯時の信号電荷
は第２の電荷蓄積部４４へ、ＩＲＥＤ消灯時の信号電荷
は第１の電荷蓄積部４３へ転送される。また、この測距
装置をパッシブ測距装置として用いる場合には、電荷積
分部４２に蓄積された電荷は、一定の蓄積時間の後に第
１の電荷蓄積部４３及び第２の電荷蓄積部４４へ交互に
転送される。また蓄積を禁止している期間には、電荷積
分部４２に蓄積された電荷は信号ＩＣＧによりクリア部
４５へと転送され、クリアされる。
【００２６】信号ＳＨで駆動されるシフト部４６は第１
の電荷蓄積部４３及び第２の電荷蓄積部４４に蓄積され
た電荷を電荷転送手段の第１の電荷転送部であるリニア
ＣＣＤ４７に転送する役割を持つ。リニアＣＣＤ４７
は、電荷転送手段の第２の電荷転送部であるリングＣＣ
Ｄ４８に結合している。これらのリニアＣＣＤ４７及び
リングＣＣＤ４８は、各段が、２相クロックで駆動され
る２相ＣＣＤで構成されている。なお、各段は、３相Ｃ
ＣＤ、４相ＣＣＤ等で構成されてもよい。リニアＣＣＤ
４７は転送クロック信号ＣＫ１Ａ、ＣＫ２Ａ、リングＣ
ＣＤ４８は転送クロック信号ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２Ｂによっ
て電荷転送される。また、各電荷転送部の転送段数は、
リニアＣＣＤ４７は電荷蓄積部４３，４４の総数の２倍
である２０段とリングＣＣＤ４８とのつなぎの部分の４
段をあわせた計２４段、リングＣＣＤ４８も同数の２４
段とする。このような各転送段数の関係により、リング
ＣＣＤ４８内の各転送段には常に同一のセンサ画素から
の信号電荷が転送され加算されてゆく。スキム部１６に
ついての説明は上で図５を用いて説明したので、ここで
は割愛する。
の電荷蓄積部４３及び第２の電荷蓄積部４４に蓄積され
た電荷を電荷転送手段の第１の電荷転送部であるリニア
ＣＣＤ４７に転送する役割を持つ。リニアＣＣＤ４７
は、電荷転送手段の第２の電荷転送部であるリングＣＣ
Ｄ４８に結合している。これらのリニアＣＣＤ４７及び
リングＣＣＤ４８は、各段が、２相クロックで駆動され
る２相ＣＣＤで構成されている。なお、各段は、３相Ｃ
ＣＤ、４相ＣＣＤ等で構成されてもよい。リニアＣＣＤ
４７は転送クロック信号ＣＫ１Ａ、ＣＫ２Ａ、リングＣ
ＣＤ４８は転送クロック信号ＣＫ１Ｂ、ＣＫ２Ｂによっ
て電荷転送される。また、各電荷転送部の転送段数は、
リニアＣＣＤ４７は電荷蓄積部４３，４４の総数の２倍
である２０段とリングＣＣＤ４８とのつなぎの部分の４
段をあわせた計２４段、リングＣＣＤ４８も同数の２４
段とする。このような各転送段数の関係により、リング
ＣＣＤ４８内の各転送段には常に同一のセンサ画素から
の信号電荷が転送され加算されてゆく。スキム部１６に
ついての説明は上で図５を用いて説明したので、ここで
は割愛する。
【００２７】次に図６〜図１０のフローチャートを用い
て、本発明の実施例における測距装置の測距動作を説明
する。
て、本発明の実施例における測距装置の測距動作を説明
する。
【００２８】図６は本発明の実施例におけるゲイン設定
の手順を説明するフローチャートである。先ず温度判定
部２３においてセンサの周囲温度を計測する（Ｓ６０
１）。その測定結果の温度を予め定められたゲイン切換
温度と比較し（Ｓ６０２）、周囲温度がゲイン切換温度
よりも高い場合は出力アンプ１９のゲインを１倍に設定
する（Ｓ６０５）。周囲温度がゲイン切換温度よりも低
い場合には、続けてＣＰＵ２１において信号量を予め定
められた設定値と比較する（Ｓ６０３）。信号量が設定
値よりも小さい場合には出力アンプ１９のゲインを4倍
に設定し（Ｓ６０４）、設定値よりも大きい場合には出
力アンプ１９のゲインを１倍に設定する（Ｓ６０５）。
なお、本実施形態では、ステップＳ６０２で、ゲイン切
換温度を基準に判断するが、ゲインは許容暗電流を考慮
して決定されれば足り、したがって温度判定部２３の出
力に対応して線形的に、あるいは非線形的に決定されて
も構わない。
の手順を説明するフローチャートである。先ず温度判定
部２３においてセンサの周囲温度を計測する（Ｓ６０
１）。その測定結果の温度を予め定められたゲイン切換
温度と比較し（Ｓ６０２）、周囲温度がゲイン切換温度
よりも高い場合は出力アンプ１９のゲインを１倍に設定
する（Ｓ６０５）。周囲温度がゲイン切換温度よりも低
い場合には、続けてＣＰＵ２１において信号量を予め定
められた設定値と比較する（Ｓ６０３）。信号量が設定
値よりも小さい場合には出力アンプ１９のゲインを4倍
に設定し（Ｓ６０４）、設定値よりも大きい場合には出
力アンプ１９のゲインを１倍に設定する（Ｓ６０５）。
なお、本実施形態では、ステップＳ６０２で、ゲイン切
換温度を基準に判断するが、ゲインは許容暗電流を考慮
して決定されれば足り、したがって温度判定部２３の出
力に対応して線形的に、あるいは非線形的に決定されて
も構わない。
【００２９】図７は本発明の１つの実施形態におけるア
クティブ測距動作を説明するフローチャートである。ア
クティブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算
部２０の出力が差分出力となるように設定し（Ｓ７０
１）、次にＩＲＥＤの点滅をスタートさせる（Ｓ７０
２）。続けて予備蓄積を行い受光信号量をモニタし（Ｓ
７０３）、モニタした受光信号量に従い、図６で説明し
たゲイン設定を行なう（Ｓ７０４）。その後で、改めて
信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ７０５）。信号量が測距
演算に必要な量だけ積分されるか、所定時間が経過した
ら、信号電荷の蓄積を止め、ＩＲＥＤの点滅を終了し
（Ｓ７０６）、積分した信号電荷の読出を行なう（Ｓ７
０７）。ＣＰＵ２１は読み出した信号より測距演算を行
い（Ｓ７０８）、測距対象物までの距離を算出する。こ
こで、ＣＰＵ２１では、受光部１５Ｒ，１５Ｌで受光し
た光に依拠する信号を、１５Ｒ，１５Ｌそれぞれ交互に
読み出すので、本実施の形態においては、一の転送部に
より転送される信号をアンプ１９Ｒ，１９Ｌのどちらか
で増幅し、ＣＰＵ２１へと読み出している間は、他の転
送部により転送される信号の増幅及び読み出しは行なわ
ないことになる。すなわち、一の信号を増幅、読み出し
ている間、他の信号は受光部１５Ｒ，１５Ｌ中のリング
ＣＣＤ４８内で転送を繰り返すことになる。この場合、
転送を繰り返した信号と、そうでない信号とでは最終的
にＣＰＵ２１に読み出した段階では、暗電流の量に差が
生じることなるが、本実施の形態においては、暗電流が
多く発生するような高温状態での測距の場合にはゲイン
が低く設定されるため、暗電流の量の差に起因する測距
の不安定は軽減されることになる。
クティブ測距動作を説明するフローチャートである。ア
クティブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算
部２０の出力が差分出力となるように設定し（Ｓ７０
１）、次にＩＲＥＤの点滅をスタートさせる（Ｓ７０
２）。続けて予備蓄積を行い受光信号量をモニタし（Ｓ
７０３）、モニタした受光信号量に従い、図６で説明し
たゲイン設定を行なう（Ｓ７０４）。その後で、改めて
信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ７０５）。信号量が測距
演算に必要な量だけ積分されるか、所定時間が経過した
ら、信号電荷の蓄積を止め、ＩＲＥＤの点滅を終了し
（Ｓ７０６）、積分した信号電荷の読出を行なう（Ｓ７
０７）。ＣＰＵ２１は読み出した信号より測距演算を行
い（Ｓ７０８）、測距対象物までの距離を算出する。こ
こで、ＣＰＵ２１では、受光部１５Ｒ，１５Ｌで受光し
た光に依拠する信号を、１５Ｒ，１５Ｌそれぞれ交互に
読み出すので、本実施の形態においては、一の転送部に
より転送される信号をアンプ１９Ｒ，１９Ｌのどちらか
で増幅し、ＣＰＵ２１へと読み出している間は、他の転
送部により転送される信号の増幅及び読み出しは行なわ
ないことになる。すなわち、一の信号を増幅、読み出し
ている間、他の信号は受光部１５Ｒ，１５Ｌ中のリング
ＣＣＤ４８内で転送を繰り返すことになる。この場合、
転送を繰り返した信号と、そうでない信号とでは最終的
にＣＰＵ２１に読み出した段階では、暗電流の量に差が
生じることなるが、本実施の形態においては、暗電流が
多く発生するような高温状態での測距の場合にはゲイン
が低く設定されるため、暗電流の量の差に起因する測距
の不安定は軽減されることになる。
【００３０】図８は本発明の１つの実施形態におけるパ
ッシブ測距動作を説明するフローチャートである。パッ
シブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算部２
０の出力が通常出力となるように設定する（Ｓ８０
１）。続けて予備蓄積を行い受光信号量をモニタし（Ｓ
８０２）、モニタした受光信号量に従い、図６で説明し
たゲイン設定を行なう（Ｓ８０３）。その後で、改めて
信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ８０４）。信号量が測距
演算に必要な量だけ積分されるか、所定時間が経過した
ら、信号電荷の蓄積を止め、 積分した信号電荷の読出
を行なう（Ｓ８０５）。ＣＰＵ２１は読み出した信号よ
り測距演算を行い（Ｓ８０６）、測距対象物までの距離
を算出する。
ッシブ測距動作を説明するフローチャートである。パッ
シブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算部２
０の出力が通常出力となるように設定する（Ｓ８０
１）。続けて予備蓄積を行い受光信号量をモニタし（Ｓ
８０２）、モニタした受光信号量に従い、図６で説明し
たゲイン設定を行なう（Ｓ８０３）。その後で、改めて
信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ８０４）。信号量が測距
演算に必要な量だけ積分されるか、所定時間が経過した
ら、信号電荷の蓄積を止め、 積分した信号電荷の読出
を行なう（Ｓ８０５）。ＣＰＵ２１は読み出した信号よ
り測距演算を行い（Ｓ８０６）、測距対象物までの距離
を算出する。
【００３１】図９は本発明の別の実施形態におけるアク
ティブ測距動作を説明するフローチャートである。アク
ティブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算部
２０の出力が差分出力となるように設定し（Ｓ９０
１）、次にＩＲＥＤの点滅をスタートさせ（Ｓ９０
２）、続けて信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ９０３）。
信号量が測距演算に必要な量だけ積分されるか、所定時
間が経過したら、信号電荷の蓄積を止め、ＩＲＥＤの点
滅を終了し（Ｓ９０４）、積分した信号電荷の読出を行
なう（Ｓ９０５）。その後信号量及び周囲温度に応じて
図６で説明したゲイン設定を行なう（Ｓ９０６）。ＣＰ
Ｕ２１は読み出した信号より測距演算を行い（Ｓ９０
７）、測距対象物までの距離を算出する。
ティブ測距動作を説明するフローチャートである。アク
ティブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算部
２０の出力が差分出力となるように設定し（Ｓ９０
１）、次にＩＲＥＤの点滅をスタートさせ（Ｓ９０
２）、続けて信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ９０３）。
信号量が測距演算に必要な量だけ積分されるか、所定時
間が経過したら、信号電荷の蓄積を止め、ＩＲＥＤの点
滅を終了し（Ｓ９０４）、積分した信号電荷の読出を行
なう（Ｓ９０５）。その後信号量及び周囲温度に応じて
図６で説明したゲイン設定を行なう（Ｓ９０６）。ＣＰ
Ｕ２１は読み出した信号より測距演算を行い（Ｓ９０
７）、測距対象物までの距離を算出する。
【００３２】図１０は本発明の別の実施例におけるパッ
シブ測距動作を説明するフローチャートである。パッシ
ブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算部２０
の出力が通常出力となるように設定し（Ｓ１００１）、
信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ１００２）。信号量が測
距演算に必要な量だけ積分されるか、所定時間が経過し
たら、信号電荷の蓄積を止め、 積分した信号電荷の読
出を行なう（Ｓ１００３）。その後信号量及び周囲温度
に応じて図６で説明したゲイン設定を行い（Ｓ１００
４）、ＣＰＵ２１は読み出した信号より測距演算を行い
（Ｓ１００５）、測距対象物までの距離を算出する。
シブ測距動作を説明するフローチャートである。パッシ
ブ測距を行なう命令が出されたら、先ず差分演算部２０
の出力が通常出力となるように設定し（Ｓ１００１）、
信号電荷の蓄積を開始する（Ｓ１００２）。信号量が測
距演算に必要な量だけ積分されるか、所定時間が経過し
たら、信号電荷の蓄積を止め、 積分した信号電荷の読
出を行なう（Ｓ１００３）。その後信号量及び周囲温度
に応じて図６で説明したゲイン設定を行い（Ｓ１００
４）、ＣＰＵ２１は読み出した信号より測距演算を行い
（Ｓ１００５）、測距対象物までの距離を算出する。
【００３３】以上のような動作を行なう実施形態によれ
ば、従来高温時の暗電流量が大きいために使えなかった
高倍ゲイン（本実施例ではゲイン４倍設定）を、暗電流
量が許容値を越えない温度下では選択可能とすること
で、従来では測距できなかった低信号時も所定温度以下
では測距可能とし、総合的な測距能力を向上させる測距
装置の実現が可能となる。
ば、従来高温時の暗電流量が大きいために使えなかった
高倍ゲイン（本実施例ではゲイン４倍設定）を、暗電流
量が許容値を越えない温度下では選択可能とすること
で、従来では測距できなかった低信号時も所定温度以下
では測距可能とし、総合的な測距能力を向上させる測距
装置の実現が可能となる。
【００３４】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されず、様々な改良が可能
である。例えば本実施例においてはアクティブ測距とパ
ッシブ測距の両方の測距方式を１つの測距装置で行なう
ハイブリッドタイプの測距装置を用いているが、当然ど
ちらか一方しかおこなわない測距装置に適応することも
可能である。具体的には、受光部を1つにし、受光像の
重心位置により三角測距で距離を算出するアクティブ測
距装置に適用することも可能であるし、また、本実施例
においては２つあった電荷蓄積部を１つにし、パッシブ
測距のみを行なう測距装置や、同じく電荷蓄積部は１つ
で、アクティブ測距時には投光手段を点灯時と消灯時を
それぞれ別々のタイミングでリング部へ転送するような
測距装置に適用することも可能である。
きたが、本発明はこれに限定されず、様々な改良が可能
である。例えば本実施例においてはアクティブ測距とパ
ッシブ測距の両方の測距方式を１つの測距装置で行なう
ハイブリッドタイプの測距装置を用いているが、当然ど
ちらか一方しかおこなわない測距装置に適応することも
可能である。具体的には、受光部を1つにし、受光像の
重心位置により三角測距で距離を算出するアクティブ測
距装置に適用することも可能であるし、また、本実施例
においては２つあった電荷蓄積部を１つにし、パッシブ
測距のみを行なう測距装置や、同じく電荷蓄積部は１つ
で、アクティブ測距時には投光手段を点灯時と消灯時を
それぞれ別々のタイミングでリング部へ転送するような
測距装置に適用することも可能である。
【００３５】また、本実施の形態では選択可能なゲイン
の値は２種類だけであったが、３種類以上のゲインを選
択可能で、それぞれのゲイン値に対応する切換温度を設
定する構成にすることも可能である。同様に、測定温度
に応じてゲインを算出するような構成をとっても同様な
効果を得ることができる。
の値は２種類だけであったが、３種類以上のゲインを選
択可能で、それぞれのゲイン値に対応する切換温度を設
定する構成にすることも可能である。同様に、測定温度
に応じてゲインを算出するような構成をとっても同様な
効果を得ることができる。
【００３６】また、本実施の形態では、受光部、スキム
動作部等を二つづつで構成したが、三つづつ以上で構成
しても同様の効果を得ることができる。
動作部等を二つづつで構成したが、三つづつ以上で構成
しても同様の効果を得ることができる。
【００３７】また、本実施の形態ではゲインの切換はセ
ンサの出力段のアンプ部で行っているが、センサの出力
はそのままで、ＣＰＵ内部で入力信号に対するゲインを
切り換えるような構成にすることも可能である。
ンサの出力段のアンプ部で行っているが、センサの出力
はそのままで、ＣＰＵ内部で入力信号に対するゲインを
切り換えるような構成にすることも可能である。
【００３８】また、本実施の形態の温度に応じて増幅度
を制御させる構成は、測距装置のみでなく、例えば、マ
トリクス上にフォトダイオードを配列した受光部と、受
光部からの信号に対してディジタル信号に変換し、画像
を形成するために、ホワイトバランス処理、色処理等の
処理を行なう画像処理部を有する構成のものも含む撮像
装置に適用可能である。そして、上記のようなゲイン制
御を行なうことによって、暗電流の増大によって、受光
部からの信号レベルが増大し、Ａ／Ｄ変換回路の許容信
号レベルを超える不具合を防ぐことが可能となる。
を制御させる構成は、測距装置のみでなく、例えば、マ
トリクス上にフォトダイオードを配列した受光部と、受
光部からの信号に対してディジタル信号に変換し、画像
を形成するために、ホワイトバランス処理、色処理等の
処理を行なう画像処理部を有する構成のものも含む撮像
装置に適用可能である。そして、上記のようなゲイン制
御を行なうことによって、暗電流の増大によって、受光
部からの信号レベルが増大し、Ａ／Ｄ変換回路の許容信
号レベルを超える不具合を防ぐことが可能となる。
【００３９】また、本実施形態では、転送部として受光
部で発生した電荷を電荷として転送するＣＣＤを用いた
が、例えば、電荷を電圧や電流に変換し、電圧や電流の
状態で転送するＭＯＳ型の固体撮像素子であっても良
い。
部で発生した電荷を電荷として転送するＣＣＤを用いた
が、例えば、電荷を電圧や電流に変換し、電圧や電流の
状態で転送するＭＯＳ型の固体撮像素子であっても良
い。
【００４０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、受光信号を光電変換した電荷をＣＣＤ等の電荷転送
手段を用いて転送させる機構を有し、受光信号量に応じ
て受光センサの出力信号のゲインもしくはマイコンの入
力アンプゲイン等を切り換える測距装置において、測距
装置まわりの温度により上記各ゲインを切り換え、より
具体的には、高温時にはゲインの高倍設定を禁止するこ
とで、 ＣＣＤで発生するの暗電流の影響を受けずに、
特に低温下においては信号量が小さい条件下でも高いゲ
イン設定を可能にし、したがって測距能力を向上させる
測距装置の実現を可能とする。
ば、受光信号を光電変換した電荷をＣＣＤ等の電荷転送
手段を用いて転送させる機構を有し、受光信号量に応じ
て受光センサの出力信号のゲインもしくはマイコンの入
力アンプゲイン等を切り換える測距装置において、測距
装置まわりの温度により上記各ゲインを切り換え、より
具体的には、高温時にはゲインの高倍設定を禁止するこ
とで、 ＣＣＤで発生するの暗電流の影響を受けずに、
特に低温下においては信号量が小さい条件下でも高いゲ
イン設定を可能にし、したがって測距能力を向上させる
測距装置の実現を可能とする。
【００４１】また、上記の測距装置のように電荷転送部
の一部がリング状に形成され、リング部を循環しながら
信号電荷を積分していくような構成の場合、リング部及
び画素とリング部をつなぐリニア部で発生した暗電流も
信号電荷と同時にリング部で徐々に積分されるため、例
えばリング部で積分電荷量をモニタする際、信号電荷が
必要量積分されていなくても暗時出力電荷をみて蓄積を
停止させてしまうことを効果的に回避することが可能と
なる。
の一部がリング状に形成され、リング部を循環しながら
信号電荷を積分していくような構成の場合、リング部及
び画素とリング部をつなぐリニア部で発生した暗電流も
信号電荷と同時にリング部で徐々に積分されるため、例
えばリング部で積分電荷量をモニタする際、信号電荷が
必要量積分されていなくても暗時出力電荷をみて蓄積を
停止させてしまうことを効果的に回避することが可能と
なる。
【００４２】
【発明の効果】本発明は上述の如く、撮像装置、測距装
置、撮像方法および測距方法において、暗電流の影響を
軽減する効果を有する。
置、撮像方法および測距方法において、暗電流の影響を
軽減する効果を有する。
【図１】本発明の実施例に係る測距装置における温度と
暗電流の関係及びゲイン切換温度をあらわす図である。
暗電流の関係及びゲイン切換温度をあらわす図である。
【図２】本発明の実施例に係る測距装置をアクティブ型
測距装置として使用する際の構成例をあらわすブロック
図である。
測距装置として使用する際の構成例をあらわすブロック
図である。
【図３】本発明の実施例に係る測距装置をパッシブ型測
距装置として使用する際の構成例をあらわすブロック図
である。
距装置として使用する際の構成例をあらわすブロック図
である。
【図４】本発明の実施例に係る測距装置の電荷転送部付
近の構成例をあらわす概要図である。
近の構成例をあらわす概要図である。
【図５】本発明の実施例に係る測距装置における「スキ
ム動作」を説明するモデル図である。
ム動作」を説明するモデル図である。
【図６】本発明の実施例に係る測距装置におけるゲイン
設定の手順を説明するフローチャートである。
設定の手順を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の１つの実施例に係る測距装置における
アクティブ測距動作を説明するフローチャートである。
アクティブ測距動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の１つの実施例に係る測距装置における
パッシブ測距動作を説明するフローチャートである。
パッシブ測距動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の別の実施例に係る測距装置におけるア
クティブ測距動作を説明するフローチャートである。
クティブ測距動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の別の実施例に係る測距装置における
パッシブ測距動作を説明するフローチャートである。
パッシブ測距動作を説明するフローチャートである。
【図１１】ＣＣＤにおける温度と暗電流の関係をあらわ
す概略のグラフである。
す概略のグラフである。
１１ ＩＲＥＤ（投光素子） １２ ＡＦ投光レンズ １３ 測距対象物 １４ ＡＦ受光レンズ １５ 受光部 １６ スキム動作部 １７ 外光量判定コンパレータ １８ 出力アンプ部フローティングゲート １９ 出力アンプ ２０ 差分演算部 ２１ ＣＰＵ ２２ コントロール回路 ２３ 温度判定部 ４１ センサアレイ ４２ 電荷積分部 ４３ 第１の電荷蓄積部 ４４ 第２の電荷蓄積部 ４５ クリア部 ４６ シフト部 ４７ リニアＣＣＤ ４８ リングＣＣＤ ４９ ＣＣＤＣＬＲ部 ５０ 外光クリア部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/32 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ａ 7/34 Ｂ Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｃ Ｆターム(参考） 2F112 AA08 AC03 BA07 CA12 DA26 DA28 FA03 FA33 FA45 FA50 2H051 BB07 BB09 BB20 CB17 CB24 CD02 CD07 CD21 CE07 CE13 CE16 DA02 5C021 PA02 PA17 PA72 PA92 RC06 XA03 5C022 AB20 AB24 AC00
Claims (38)
- 【請求項１】 入力される光に伴って信号を発生する信
号発生部と、前記信号発生部により発生した信号を転送
する転送部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転
送部により転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、
前記温度測定手段による測定に応じて、第１の温度にお
ける前記増幅手段の増幅度を前記第１の温度よりも低い
第２の温度における前記増幅手段の増幅度よりも小さく
なるように制御する制御手段と、を有することを特徴と
する撮像装置。 - 【請求項２】 入力される光に伴って信号を発生する信
号発生部と、前記信号発生部により発生した信号を転送
する転送部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転
送部により転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、
前記温度測定手段により測定される温度が所定の温度よ
り高い場合には前記増幅度を下げる一方、所定の温度よ
り低い場合には前記増幅度を上げるよう制御する制御手
段と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項３】 入力される光に伴って信号を発生する信
号発生部と、前記信号発生部により発生した信号を転送
する転送部と、温度を測定する温度測定手段と、前記転
送部により転送される信号の増幅を行なう増幅手段と、
前記温度測定手段により測定される温度が所定の温度以
上の場合に前記増幅手段の増幅度を所定の値以上にしな
いように制御する制御手段と、を有することを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項４】 演算手段を更に有し、前記演算手段は、
前記増幅手段により増幅された二以上の信号の相関演算
をすることを特徴とする請求項１及至３のいずれか１に
記載の撮像装置。 - 【請求項５】 前記信号発生部は、被写体像を受光する
複数の受光部を有し、前記二以上の信号を発生すること
を特徴とする請求項４に記載の撮像装置。 - 【請求項６】 前記転送部は２以上あり、前記増幅手段
は、一の転送部により転送される信号を増幅している間
は、他の転送部により転送される信号を増幅しないこと
を特徴とする請求項１及至５のいずれか１に記載の撮像
装置。 - 【請求項７】 被写体に投光する投光手段を更に有し、
前記信号発生部は前記投光手段のオンオフに伴い、被写
体の反射光を入力し信号を発生することを特徴とする請
求項１及至５のいずれか１に記載の撮像装置。 - 【請求項８】 前記転送部により転送される電荷から所
定量の電荷を除去するスキム手段を更に有することを特
徴とする請求項１及至５のいずれか１に記載の撮像装
置。 - 【請求項９】 前記転送部は、少なくとも一部がリング
状に結合された電荷転送手段を備えることを特徴とする
請求項1及至５のいずれか1に記載の撮像装置。 - 【請求項１０】 被写体からの反射光に伴って信号を発
生する信号発生部と、前記信号発生部により発生した信
号を転送する転送部と、温度を測定する温度測定手段
と、前記転送部により転送される信号の増幅を行なう増
幅手段と、前記温度測定手段における測定に応じて、前
記増幅手段の増幅度を変化させる制御手段と、前記増幅
手段により増幅される信号に基づき距離を算出する距離
算出手段と、を有することを特徴とする測距装置。 - 【請求項１１】 前記制御手段は、第１の温度における
前記増幅度を前記第１の温度よりも低い第２の温度にお
ける前記増幅度よりも小さくなるように制御する制御手
段であることを特徴とする請求項１０に記載の測距装
置。 - 【請求項１２】 前記制御手段は、前記温度測定手段に
より測定される温度が所定の温度より高い場合には前記
増幅度を下げる一方、所定の温度より低い場合には増幅
度を上げるよう制御する制御手段であることを特徴とす
る請求項１０に記載の測距装置。 - 【請求項１３】 前記制御手段は、前記温度測定手段に
より測定される温度が所定の温度以上の場合に前記増幅
手段の増幅度を所定値以上にしないように制御する制御
手段であることを特徴とする請求項１０に記載の測距装
置。 - 【請求項１４】 前記転送部は２以上あり、前記増幅手
段は、一の転送部により転送される信号を増幅している
間は、他の転送部により転送される信号を増幅しないこ
とを特徴とする請求項１０及至１３のいずれか１に記載
の測距装置。 - 【請求項１５】 被写体に投光する投光手段を更に有
し、前記信号発生部は前記投光手段のオンオフに伴い、
被写体の反射光を入力し信号を発生することを特徴とす
る請求項１０及至１３のいずれか１に記載の測距装置。 - 【請求項１６】 前記転送部により転送される電荷から
所定量の電荷を除去するスキム手段を更に有することを
特徴とする請求項１０及至１３のいずれか１に記載の測
距装置。 - 【請求項１７】 前記転送部は、少なくとも一部がリン
グ状に結合された電荷転送手段を備えることを特徴とす
る請求項１０及至１３のいずれか１に記載の測距装置。 - 【請求項１８】 前記信号発生部は、被写体像を受光す
る複数の受光部を有する請求項１０及至１７のいずれか
１に記載の測距装置。 - 【請求項１９】 前記受光部は複数であり、該複数の受
光部は、それぞれ別の半導体基板上に形成されているこ
とを特徴とする請求項１８に記載の測距装置。 - 【請求項２０】 入力される光に伴って信号を発生する
信号発生工程と、前記信号発生工程により発生した信号
を転送する転送工程と、温度を測定する温度測定工程
と、前記転送工程により転送される信号の増幅を行なう
増幅工程と、前記温度測定工程による測定に応じて、第
１の温度における前記増幅工程の増幅度を前記第１の温
度よりも低い第２の温度における前記増幅工程の増幅度
よりも小さくなるように制御する制御工程と、を有する
ことを特徴とする撮像方法。 - 【請求項２１】 入力される光に伴って信号を発生する
信号発生工程と、前記信号発生工程により発生する信号
を転送する転送工程と、温度を測定する温度測定工程
と、前記転送工程により転送される信号の増幅を行なう
増幅工程と、前記温度測定工程により測定される温度が
所定の温度より高い場合には前記増幅度を下げる一方、
所定の温度より低い場合には前記増幅度を上げるよう制
御する制御工程と、を有することを特徴とする撮像方
法。 - 【請求項２２】 入力される光に伴って信号を発生する
信号発生工程と、前記信号発生工程により発生した信号
を転送する転送工程と、温度を測定する温度測定工程
と、前記転送工程により転送される信号の増幅を行なう
増幅工程と、前記温度測定工程により測定される温度が
所定の温度以上の場合に前記増幅工程の増幅度を所定の
値以上にしないように制御する制御工程と、を有するこ
とを特徴とする撮像方法。 - 【請求項２３】 演算工程を更に有し、前記演算手段
は、前記増幅手段により増幅された二以上の信号の相関
演算をすることを特徴とする請求項２０及至２２のいず
れか１に記載の撮像方法。 - 【請求項２４】 前記信号発生工程は、被写体像を受光
する複数の受光部により行なわれ、前記二以上の信号を
発生することを特徴とする請求項２３に記載の撮像方
法。 - 【請求項２５】 前記転送工程は２以上の転送部により
行なわれ、前記増幅工程は、一の転送部により転送され
る信号を増幅している間は、他の転送部により転送され
る信号を増幅しないことを特徴とする請求項２０及至２
４のいずれか１に記載の撮像方法。 - 【請求項２６】 投光部による被写体に投光する投光工
程を更に有し、前記信号発生工程は前記投光部のオンオ
フに伴い、被写体の反射光を入力し信号を発生すること
を特徴とする請求項２０及至２４のいずれか１に記載の
撮像方法。 - 【請求項２７】 前記転送工程により転送される電荷か
ら所定量の電荷を除去するスキム工程を更に有すること
を特徴とする請求項２０及至２４のいずれか１に記載の
撮像方法。 - 【請求項２８】 前記転送工程は転送部により行なわ
れ、該転送部は少なくとも一部がリング状に結合された
電荷転送手段を備えることを特徴とする請求項２０及至
２４のいずれか1に記載の撮像方法。 - 【請求項２９】 被写体からの反射光に伴って信号を発
生する信号発生工程と、前記信号発生工程により発生し
た信号を転送する転送工程と、温度を測定する温度測定
工程と、前記転送工程により転送される信号の増幅を前
記温度測定工程により測定した温度に応じた増幅度で行
なう増幅工程と、前記温度測定における測定に応じて、
前記増幅工程の増幅度を変化させる制御工程と、前記増
幅手段により増幅される信号に基づき距離を算出する距
離算出工程と、を有することを特徴とする測距方法。 - 【請求項３０】 前記制御工程は、第１の温度における
前記増幅度を前記第１の温度よりも低い第２の温度にお
ける前記増幅度よりも小さくなるように制御する制御工
程であることを特徴とする請求項２９に記載の測距方
法。 - 【請求項３１】 前記制御工程は、前記温度測定工程に
より測定される温度が所定の温度より高い場合には前記
増幅度を下げる一方、所定の温度より低い場合には増幅
度を上げるよう制御する制御工程であることを特徴とす
る請求項２９に記載の測距方法。 - 【請求項３２】 前記制御工程は、前記温度測定工程に
より測定された温度が所定の温度以上の場合に前記増幅
工程の増幅度を所定値以上にしないように制御する制御
工程であることを特徴とする請求項２９に記載の測距方
法。 - 【請求項３３】 前記転送工程は２以上の転送部により
行なわれ、前記増幅工程は、一の転送部により転送され
る信号を増幅している間は、他の転送部により転送され
る信号を増幅しないことを特徴とする請求２９及至３２
のいずれか１に記載の測距方法。 - 【請求項３４】 投光部による被写体に投光する投光工
程を更に有し、前記信号発生工程は、前記投光部のオン
オフに伴い、被写体の反射光を入力し信号を発生するこ
とを特徴とする請求項２９及至３２のいずれか１に記載
の測距方法。 - 【請求項３５】 前記転送工程により転送される電荷か
ら所定量の電荷を除去するスキム工程を更に有すること
を特徴とする請求項２９及至３２のいずれか１に記載の
測距装置。 - 【請求項３６】 前記転送工程は転送部により行なわ
れ、該転送部は、少なくとも一部がリング状に結合され
た電荷転送手段を備えることを特徴とする請求項２９及
至３２のいずれか１に記載の測距方法。 - 【請求項３７】 前記信号発生工程は、被写体像を受光
する複数の受光部により行なわれることを特徴とする請
求項２９及至３６のいずれか１に記載の測距方法。 - 【請求項３８】 前記受光部は複数であり、該複数の受
光部は、それぞれ別の半導体基板上に形成されているこ
とを特徴とする請求項３７に記載の測距方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2000253969A JP2002077666A (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 撮像装置、測距装置、撮像方法、および測距方法 |
| US09/938,250 US7042503B2 (en) | 2000-08-24 | 2001-08-23 | Image sensing apparatus, method and program for distance measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253969A JP2002077666A (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 撮像装置、測距装置、撮像方法、および測距方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002077666A true JP2002077666A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18742993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000253969A Withdrawn JP2002077666A (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 撮像装置、測距装置、撮像方法、および測距方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7042503B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002077666A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018131522A1 (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置、および撮像方法、電子機器、並びに信号処理装置 |
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-
2000
- 2000-08-24 JP JP2000253969A patent/JP2002077666A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-08-23 US US09/938,250 patent/US7042503B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2018131522A1 (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置、および撮像方法、電子機器、並びに信号処理装置 |
| US11134190B2 (en) | 2017-01-12 | 2021-09-28 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging device, imaging method, electronic device, and signal processing device |
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|---|---|
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| US7042503B2 (en) | 2006-05-09 |
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