JP2004271291A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外来ノイズ光に起因する漏れ電荷の影響による測距精度の低下をなくす。
【解決手段】複数の光電変換手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段（＃１０２，＃１０３）と、蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段からの信号をＡ／Ｄ変換し、測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段（＃１０７）と、信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定し、この蓄積信号を読み出すまでの時間と予め記憶している補正係数に基づいて前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正する補正手段（＃１０４〜＃１０６）とを有する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象までの距離を測定するための複数の光電変換素子からなる光電変換手段を具備した測距装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電荷蓄積型の光電変換装置について種々の提案がなされており、またこれを適用した測距装置についての提案（例えば特許文献１）も既になされている。なお、上記測距装置は、距離情報もしくはデフォーカス情報から測距対象物までの距離に関する情報を測定する装置を意味するものとする。この種の測距装置において、一般的に光電変換装置は複数の光電変換素子が所定の画素ピッチで配列され、それぞれの光電変換素子に対応した電荷蓄積部、電荷蓄積を制御する回路、光電出力を読み出す回路が一つの半導体チップ上に形成されている。
【０００３】
上記のような測距装置の概略図を図５に示す。
【０００４】
図５において、４０１は第１の光路を形成する第１の受光レンズ、４０２は第２の光路を形成する第２の受光レンズである。４００は半導体チップ上に形成される光電変換装置であり、後述するセンサーアレイ、信号蓄積部、ピーク検出部、信号出力部で構成される。
【０００５】
上記光電変換装置４００内において、４０３は複数の光電変換素子（画素）が直線状に配列される第１のセンサーアレイ、４０４は同じく複数の光電変換素子が直線状に配列される第２のセンサーアレイである。４０５は第１の信号蓄積部であり、ＳＴパルスにより、前記第１のセンサーアレイ４０３で光電変換された電荷を電圧に変換し、各画素ごとに蓄積する。また、前記第１の信号蓄積部４０５で蓄積された信号はＲＥＳパルスによりクリアされる。４０６は第２の信号蓄積部であり、前記第１の信号蓄積部４０５と同様に、前記第２のセンサーアレイ４０４で光電変換された電荷を電圧に変換し、各画素ごとに蓄積する。
【０００６】
４０７はピーク検出部であり、前記第１の信号蓄積部４０５および第２の信号蓄積部４０６の各画素の信号蓄積レベルのＭＡＸ値を検出し、ＰＫＭＯＮ信号として出力する。４０８は第１の信号出力部であり、前記第１の信号蓄積部４０５の各画素に対応した信号をＣＬＫ１パルスにより順次ＯＵＴ信号として出力する。４０９は第２の信号出力部であり、前記第１の信号出力部４０８と同様に、第２の信号蓄積部４０６の各画素に対応した信号をＣＬＫ２パルスにより順次ＯＵＴ信号として出力する。
【０００７】
図６は、図５の測距装置の蓄積動作と信号読み出し動作を示すタイミングチャートである。
【０００８】
まず、ＲＥＳパルスのＬ（ローレベルを意味する）からＨ（ハイレベルを意味する）により、第１の信号蓄積部４０５と第２の信号蓄積部４０６内の信号をクリアする。そして、所定時間後にＲＥＳパルスをＨからＬにし、今度はＳＴパルスをＨからＬにして信号蓄積を許可することで蓄積動作を開始させる。
【０００９】
蓄積動作中は、センサーアレイの各画素の入射光量に応じた傾きで信号蓄積部の電圧レベルが降下してゆく。画素のピークレベルを示す出力は各画素に対応した信号蓄積レベルのうち最も低い出力、すなわち信号蓄積レベルのＭＡＸ値に追従して出力がモニタ信号としてＰＫＭＯＮ信号から出力される。ＰＫＭＯＮ信号レベルを不図示の制御部に内蔵しているＡ／Ｄ変換コンバータでＡ／Ｄ変換し、そのレベルをチェックする。そして、蓄積量が適正なレベルになると、ＳＴパルスをＬからＨにして、第１の信号蓄積部４０５および第２の信号蓄積部４０６での蓄積動作を終了し、同時に各画素の蓄積信号レベルを保持する。
【００１０】
蓄積動作終了後、蓄積信号の読み出しを行う。ここで、読み出しクロックとして、まずＣＬＫ１パルスを入力すると、第１のセンサーアレイ４０３の各画素信号が順次ＯＵＴに出力される。第１のセンサーアレイ４０３の全ての画素信号の出力が終了すると、次にＣＬＫ２パルスを入力することで第２のセンサーアレイ４０４の各画素信号が順次ＯＵＴに出力される。
【００１１】
また、不図示のマイコンは前記ＣＬＫパルスに同期して前記出力信号をＡ／Ｄ変換して内部のメモリに格納していき、全ての画素についての蓄積信号の読み出しが完了したところでその読み出し動作を終了する。
【００１２】
以上のように第１のセンサーアレイ４０３上で得られた測距対象物の像信号と第２のセンサーアレイ４０４上で得られた測距対象物の像信号の相対値に基づいて、公知の三角測距の原理により測距対象物までの距離が求められる。
【００１３】
なお、図５では１０画素で構成されたものとして説明されているが、実際には任意の画素数で構成されていて、測距範囲と要求される測距精度とにより、一般には４０個以上の光電変換素子で構成することが好ましい。
【００１４】
【特許文献１】
特開平６−２１４１４８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図５の測距装置における第１、第２のセンサーアレイ４０３，４０４上の輝度分布を、図７に示す。同図では、受光される輝度の強度が強くなるほど信号が高くなるものとする。また、上記のように第１のセンサーアレイ４０３はＡ１〜Ａ１０の、第２のセンサーアレイ４０４はＢ１〜Ｂ１０の、それぞれ１０個の画素（光電変換素子）からなるものとする。
【００１６】
図７は第１のセンサーアレイ４０３上の像信号と第２のセンサーアレイ４０４上の像信号を示す図であり、第１のセンサーアレイ４０３上では、画素Ａ３〜Ａ７にまたがって受光像が結像されており、第２のセンサーアレイ４０４上では、画素Ｂ４〜Ｂ８にまたがって受光象が結像されている。
【００１７】
図７に示すような信号を蓄積した後、各画素出力を取り込むタイミング、および信号出力波形を、図８（ａ），（ｂ）および（ａ’），（ｂ’）に示す。なお、図８（ａ），（ｂ）は理想的な像信号波形であり、図８（ａ’），（ｂ’）は光電変換装置が形成される半導体チップの側面から光が入射することにより発生した電荷が信号蓄積部に漏れ込んだときの波形である。
【００１８】
通常、光電変換装置は半導体チップ上に形成され、該チップ表面にはセンサーアレイ以外には光が入射しないように、アルミニウム等の遮光材料で遮光されているが、チップ側面は遮光されていない。
【００１９】
この場合、測距対象物やその周辺の輝度が高いほど、さらに蓄積動作終了後からＡ／Ｄ変換する時間的タイミングが遅いほど、不要な電荷を蓄積してしまう。また、チップ側面からの外来ノイズ光に起因する電荷の漏れ込みのため、チップ側面に近い画素ほど不要な電荷の影響を受け易い。
【００２０】
図８（ａ’）と（ｂ’）において電荷の漏れ込み量が異なるのは、第１のセンサーアレイ４０３は画素Ａ１側、第２のセンサーアレイ４０４は画素Ｂ１０側がチップ側面に近く、電荷が漏れ込み易いが、第１のセンサーアレイ４０３の画素Ａ１０側と第２のセンサーアレイ４０４の画素Ｂ１側は電荷の漏れ込みにくく、また、信号出力（Ａ／Ｄ変換）順は第１のセンサーアレイ４０３の画素Ａ１から第２のセンサーアレイ４０４の画素Ｂ１０の順で行っているので、蓄積終了時からＡ／Ｄ変換までの時間が短いＡ１側の画素には電荷の漏れ込みは殆どないが、逆に第２のセンサーアレイ４０４の画素Ｂ１０は蓄積終了時からＡ／Ｄ変換するまでに時間がかかってしまうため、電荷の漏れ込み量が多くなるからである。なお、前記電荷の漏れ込みは信号蓄積中にも発生するが、漏れ込み量が信号に影響を及ぼすような輝度においては、一般的に蓄積時間が短いため、信号蓄積中の漏れ込みは無視できる。
【００２１】
以上のように、外来ノイズ光に起因する電荷の漏れ込みの影響により、測距精度が低下してしまうといった問題があった。なお、このようなチップ側面からの外来ノイズ光による電荷の漏れ込みの影響を少なくするため、信号蓄積部からチップ端までの距離を十分離して構成する方法もあるが、チップ面積が大きくなり、コストが高くなることから採用し難い。
【００２２】
（発明の目的）
本発明の目的は、外来ノイズ光に起因する漏れ電荷の影響による測距精度の低下をなくすことのできる測距装置を提供しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、測距対象物からの信号光を受光する複数の光電変換素子を配列した受光手段と、該受光手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段と、該信号蓄積手段にて蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段にてＡ／Ｄ変換された信号に基づいて前記測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段とを有する測距装置において、前記信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定し、この蓄積信号を読み出すまでの時間と予め記憶している補正係数に基づいて前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正する補正手段を有する測距装置とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
（実施の第１の形態）
図１は本発明の実施の第１の形態に係る測距装置を示す構成図である。
【００２６】
同図において、１０１は第１の光路を形成する第１の受光レンズ、１０２は第２の光路を形成する第２の受光レンズである。１００は半導体チップ上に形成された光電変換装置であり、後述するセンサーアレイ、信号蓄積部、ピーク検出部、信号出力部で構成される。
【００２７】
上記光電変換装置１００内において、１０３は複数の光電変換素子（画素）が直線状に配列される第１のセンサーアレイ、１０４は同じく複数の光電変換素子（画素）が直線状に配列される第２のセンサーアレイである。前記第１、第２のセンサーアレイ１０３，１０４は、後述のようにそれぞれ三つの領域（領域ＲＡ，ＣＡ，ＬＡと、領域ＲＢ，ＣＢ，ＬＢ）に分かれている。
【００２８】
上記図１における第１のセンサーアレイ１０３と第２のセンサーアレイ１０４のそれぞれの領域と画素の対応について、図２を用いて説明する。
【００２９】
図２において、第１のセンサーアレイ１０３の画素ＲＡ１〜ＲＡ１０（領域ＲＡ）と第２のセンサーアレイ１０４の画素ＲＢ１〜ＲＢ１０（領域ＲＢ）においては、第１、第２の受光レンズ１０１，１０２により右方向にある測距対象物からの受光像をそれぞれ受光し、第１のセンサーアレイ１０３の画素ＣＡ１〜ＣＡ１０（領域ＣＡ）と第２のセンサーアレイ１０４の画素ＣＢ１〜ＣＢ１０（領域ＣＢ）においては、同様に中央方向にある測距対象物からの受光像をそれぞれ受光し、第１のセンサーアレイ１０３の画素ＬＡ１〜ＬＡ１０（領域ＬＡ）と第２のセンサーアレイ１０４の画素ＬＢ１〜ＬＢ１０（領域ＬＢ）においては、同様に左方向にある測距対象物からの受光像をそれぞれ受光する。
【００３０】
図１に戻り、１０５は第１の信号蓄積部であり、１０６は第２の信号蓄積部であり、これらは、ＳＴパルス１により、第１のセンサーアレイ１０３の領域ＲＡと第２のセンサーアレイ１０４の領域ＲＢの、又ＳＴパルス２により、第１のセンサーアレイ１０３の領域ＣＡと第２のセンサーアレイ１０４の領域ＣＢの、又ＳＴパルス３により、第１のセンサーアレイ１０３の領域ＬＡと第２のセンサーアレイ１０４の領域ＬＢの、各領域で光電変換された電荷を電圧に変換し、それぞれの画素ごとに蓄積する。また、第１、第２の信号蓄積部１０５，１０６で蓄積された信号はＲＥＳパルスによりクリアされる。
【００３１】
１０７はピーク検出部であり、前記第１の信号蓄積部１０５および第２の信号蓄積部１０６の各画素の信号蓄積レベルのＭＡＸ値を検出し、ＰＫＭＯＮ信号として出力する。１０８は第１の信号出力部であり、前記第１の信号蓄積部１０５により蓄積された前記第１のセンサーアレイ１０３の各画素に対応した信号をＣＬＫ１〜３パルスにより順次ＯＵＴ信号として出力する。１０９は第２の信号出力部であり、前記第２の信号蓄積部１０６により蓄積された前記第２のセンサーアレイ１０４の各画素に対応した信号をＣＬＫ４〜６パルスにより順次ＯＵＴ信号として出力する。
【００３２】
詳しくは、前記ＣＬＫ１パルスにより、前記第１のセンサーアレイ１０３の画素ＲＡ１〜ＲＡ１０に、前記ＣＬＫ２パルスにより、前記画素ＣＡ１〜ＣＡ１０に、前記ＣＬＫ３パルスにより、前記画素ＬＡ１〜ＬＡ１０に、それぞれ対応した信号を出力するように回路を構成している。また、前記ＣＬＫ４パルスにより、前記第２のセンサーアレイ１０４の画素ＲＢ１〜ＲＢ１０に、前記ＣＬＫ５パルスにより、前記画素ＣＢ１〜ＣＢ１０に、前記ＣＬＫ６パルスにより、画素ＬＢ１〜ＬＢ１０に、それぞれ対応した信号を出力するように回路を構成している。
【００３３】
上記のように構成された光電変換装置を有する測距装置は、不図示の制御部であるマイコンにより制御される。ここで該マイコンには、記憶装置であるＲＡＭやタイマ機能、Ａ／Ｄ機能が含まれ、不図示の不揮発性メモリに記憶されている調整データ（後述の各種の補正係数）等を用いて前記測距装置の制御を行う。
【００３４】
次に、図３（ａ）のタイミングチャートを用いて、図１の測距装置における信号読み出しの動作について説明する。
【００３５】
まず、ＲＥＳパルスのＬからＨにより、第１の信号蓄積部１０５と第２の信号蓄積部１０６内の信号をクリアする。そして、所定時間後にＲＥＳパルスをＨからＬにし、次いでＳＴ１およびＳＴ２，ＳＴ３パルス全てをＨからＬにすることで、第１、第２センサーアレイ１０３，１０４の全画素の信号蓄積を許可し、蓄積動作を開始する。
【００３６】
蓄積動作中はピーク検出部１０７から出力されるＰＫＭＯＮ信号レベルをマイコンに内蔵しているＡ／Ｄ変換コンバータでＡ／Ｄ変換し、そのレベルをチェックすることで、蓄積量が所定レベルになるまで蓄積を継続させる。蓄積量が適正なレベルになった領域からＳＴパルスをＬからＨにすることで、各領域の蓄積動作を終了する。最終的にはすべての領域の第１の信号蓄積部１０５および第２の信号蓄積部１０６での蓄積動作を終了し、各画素の蓄積信号レベルを保持する。また、各領域の蓄積が終了すると、各領域それぞれの蓄積信号の読み出しまでの時間を判定するためにマイコンは時間の計測を開始する。そして、全領域の蓄積動作終了後、以下の蓄積信号の読み出し動作を開始する。
【００３７】
まず、読み出しクロックとしてＣＬＫ１が入力すると、第１のセンサーアレイ１０３の画素ＲＡ１〜ＲＡ１０の信号を順次ＯＵＴに出力する。このとき、マイコンではＣＬＫ１パルスに同期してＡ／Ｄ変換して内部のＲＡＭに格納していき、画素ＲＡ１〜ＲＡ１０についての蓄積信号の読み出しを行う。また、ＳＴ１パルスがＬからＨになって領域ＲＡの蓄積終了時点からＣＬＫ１が信号出力部に入力して該領域ＲＡの読み出し動作開始までの時間ＴＲＡを計測し、内部のＲＡＭに格納する。
【００３８】
以下、読み出しクロック切り換えながら同様に蓄積信号の読み出しを行うとともに、第１、第２のセンサーアレイ１０３，１０４の各領域に対応して蓄積終了から読み出し開始までの時間を計測する。
【００３９】
詳しくは、ＣＬＫ２が入力すると、第１のセンサーアレイ１０３の画素ＣＡ１〜ＣＡ１０の蓄積信号読み出しと領域ＣＡでの蓄積終了から前記蓄積信号の読み出し開始までの時間ＴＣＡの計測を、ＣＬＫ３が入力すると、第１のセンサーアレイ１０３の画素ＬＡ１〜ＬＡ１０の蓄積信号読み出しと領域ＬＡでの前記蓄積終了から蓄積信号の読み出し開始までの時間ＴＬＡの計測を、ＣＬＫ４が入力すると、第２のセンサーアレイ１０４の画素ＲＢ１〜ＲＢ１０の蓄積信号読み出しと領域ＲＢでの蓄積終了から前記蓄積信号の読み出し開始までの時間ＴＲＢの計測を、ＣＬＫ５が入力すると、第２のセンサーアレイ１０４の画素ＣＢ１〜ＣＢ１０の蓄積信号読み出しと領域ＣＢでの蓄積終了から前記蓄積信号の読み出し開始までの時間ＴＣＢの計測を、ＣＬＫ６が入力すると、第２のセンサーアレイ１０４の画素ＬＢ１〜ＬＢ１０の蓄積信号読み出しと領域ＬＢでの蓄積終了から前記蓄積信号の読み出し開始までの時間ＴＬＢの計測を、それぞれ行う。なお、各領域の蓄積時間は、測距対象物の状態に応じ変化することは言うまでもない。
図３（ｂ）に、図３（ａ）と異なる対象物に対するタイミングチャートを示している。
【００４０】
上記のように蓄積時間は測距対象物の輝度の状態により変化するため、各領域の蓄積信号読み出し開始までの時間も測距毎に異なることになる。
【００４１】
ここで、ＲＡＭに格納された蓄積信号には、蓄積終了から蓄積信号読み出し開始までの時間とともに、センサーアレイの各領域の配置の位置等に応じた漏れ電荷も含まれているため、漏れ電荷の補正を行う必要がある。前記漏れ電荷は、蓄積終了から蓄積信号読み出しまでの時間に比例し、また、センサーアレイの各領域のうち、チップ側面に近いほど大きくなる。
【００４２】
本実施の第１の形態では、例えば領域ａでの漏れ電荷を補正するための補正値を△Ｖａ、補正係数をαａ、蓄積終了から蓄積信号読み出し開始までの時間をＴａとすると、領域ａに対する補正値△Ｖａは
△Ｖａ＝αａ＊Ｔａ ………………（１）
で表されるものとする。
【００４３】
上記のように漏れ電荷はチップ側面に近い領域ほど大きいので、各領域の補正係数αａは、
αＲＡ＞αＣＡ＞αＬＡ
αＬＢ＞αＣＢ＞αＲＢ
の関係が成り立つ。
【００４４】
なお、上記の補正係数αａは予め記憶されているものであり、その値は輝度により補正される、あるいは、輝度毎（通常と高輝度で別の係数など）に備えられているものである。また、前記補正係数αａは、測距装置１台毎に記憶される場合、全ての測距装置で同じ値が記憶されている場合、が考えられる。
【００４５】
ところで、各領域内でも各画素によって漏れ電荷の量は異なる。領域ＬＢにおいては、画素ＬＢ１よりチップ側面に近い画素ＬＢ１０の方が漏れ電荷は大きくなる。よって、補正係数αａは、領域内において画素ごとに異なる。すると画素に係る係数ｎを引数とする関数をもちいた補正係数をαａ（ｎ）とすると、領域ａ内における画素ｎに対する補正値△Ｖａｎは
△Ｖａｎ＝αａ（ｎ）＊Ｔａ ………………（２）
で表される。
【００４６】
上記式（２）において、補正係数αａ（ｎ）は、画素ｎごとの補正係数であり、画素ｎごとに漏れ電荷を補正する補正値△Ｖａｎが算出される。
なお、チップの中央付近にあるセンサーアレイの領域ＬＡ，ＲＢでは漏れ電荷はわずかであるので、補正係数αＬＡ＝αＲＢ＝０とすれば、領域ＬＡ，ＲＢの画素に対しては漏れ電荷を補償するために必要な演算処理時間を省くことが可能であり、その分だけ測距演算に要する時間を短縮することが可能である。
【００４７】
上記式（２）により算出された補正値を用いて各画素信号の補正を行った後、各領域（ここではＬＡ，ＬＢ）に対応する像信号を形成し、その像信号の相対値に基づいて三角測距の原理により右方向にある測距対象物までの距離を求める。
【００４８】
本実施の第１の形態では、領域ＲＡとＲＢの像信号の相対値、領域ＣＡとＣＢの像信号の相対値、領域ＬＡとＬＢの像信号の相対値より、右方向、中央、左方向にある測距対象物までの距離を求め、一連の測距動作を終了する。
【００４９】
ここで、図４に、不図示のマイコンにて行われる一連の処理について、簡単にまとめて説明する。
【００５０】
上記マイコンは、まず、各領域での信号の蓄積を行わせ（＃１０１〜＃１０３）、次いで蓄積信号の読み出しを開始すると共に、蓄積終了から蓄積信号の読み出し開始までの計測時間を行う（＃１０４）。そして、全領域の蓄積信号の読み出しが終了すると（＃１０５）、前記蓄積終了から蓄積信号の読み出し開始までの計測時間と予め記憶している補正係数（該補正係数はその時の輝度に応じて適切に正規化されるものである）とに基づいて補正値△Ｖａ（又は△Ｖａｎ）を算出し、該補正値△Ｖａを用いてＡ／Ｄ変換された各領域の像信号の補正（漏れ電荷の補正）を行い（＃１０６）、補正された一対の像信号に基づいて各領域の測距情報を算出する（＃１０７）。
上記図４のステップ＃１０４〜＃１０６での処理が、本発明の補正手段での処理に相当する。
【００５１】
上記のようにして、蓄積終了からの蓄積信号の読み出し開始までの時間を基に、蓄積終了後にチップ側面からの入射光（外来ノイズ光）により発生する電荷の信号蓄積部への漏れの影響を補償することが可能である。
【００５２】
なお、本実施の第１の形態では、漏れ電荷の補正として上記式（２）に示すように、補正係数αａ（ｎ）、時間Ｔａを引数とする一次式を用いているが、これに限るわけでなく、光電変換装置を組み込む測距装置の特性に合わせて適宜設計されるものである。また、補正係数を、画素係数ｎを引数と関数にて算出した値としているが、画素ごとに補正係数を不揮発性メモリにあらかじめ記憶しておいて漏れ電荷の補正値を算出するように構成してもよい。
【００５３】
（実施の第２の形態）
本発明の実施の第２の形態による測距装置の構成は、図１と同じであり、その説明は省略する。
【００５４】
光電変換素子は、蓄積時間が長くするほど暗電流が増え、そのため、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう。この暗電流を補正する方法は既に提案されており、詳しい説明は省略するが、例えばあらかじめセンサーを遮光した状態で暗電流の増減率を求め、それを記憶しておき、測距時に蓄積時間に応じて各画素の暗電流を求める。
【００５５】
本発明の実施の第２の形態は、上記実施の第１の形態に対して、この暗電流の補正を加えるようにしたものであり、領域ａにおける補正値を△Ｖａ、補正係数をαａ、蓄積終了から蓄積信号読み出しまでの時間Ｔａｒ、暗電流の補正係数をβａ、蓄積時間をＴａｉとすると、領域ａの各画素ｎに対する補正値
△Ｖａｎは△Ｖａｎ＝αａ（ｎ）＊Ｔａｒ＋βａｎ＊Ｔａ ……………（３）
で表される。
【００５６】
このように蓄積終了からの蓄積信号の読み出し開始までの時間を基に、蓄積終了後にチップ側面からの入射光により発生するの電荷の信号蓄積部への漏れの影響と暗電流を補償することが可能である。
【００５７】
なお、漏れ電荷や上記暗電流は、温度変化による測距装置自体の変形やチップ自体の温度特性により増減する。この温度特性の関数を求めて温度補正係数とし測距時の温度に応じて補正するように構成してもよい。
【００５８】
上記実施の各形態によれば、複数の測距対象物までの距離を測距することのできる多点測距装置（一点測距を行う装置でも良い）において、蓄積終了から読み出しまでの時間に応じて、光電変換装置（図１の１０３〜１０９の回路より成る）が形成される半導体チップの側面からの入射光（外来ノイズ光）により発生し信号蓄積部に漏れ込む電荷量を補償して、上記補償した信号電荷量に基づいて測距演算を行うようにしたので、半導体チップとして形成される光電変換装置の小型化、低コスト化を損なうことなく、例えば野外などの高輝度下でも、漏れ電荷の影響を少なくして正確な測距を行うことができる。
【００５９】
また、半導体チップに生じる暗電流や温度による該チップを含む測距装置の特性の変化も補償するように構成したので、より正確な測距を行うことができる。
【００６０】
以下、上記請求項１に記載の構成以外の本発明に係る測距装置の実施態様について列挙する。
【００６１】
（実施態様１） 測距対象物からの信号光を受光する複数の光電変換素子を配列した光電変換手段と、該光電変換手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段と、該信号蓄積手段にて蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段にてＡ／Ｄ変換された信号に基づいて前記測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段とを有し、前記光電変換手段、前記信号蓄積手段及び前記信号出力手段が半導体チップ上に形成されて成る測距装置において、前記信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定し、この蓄積信号を読み出すまでの時間と予め記憶している補正係数に基づいて前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正する補正手段を有することを特徴とする測距装置。
【００６２】
（実施態様２） 前記補正係数は、外来ノイズ光に起因する漏れ電荷の影響をなくす為の補正係数であり、前記補正手段は、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記補正係数とにより、前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正することを特徴とする請求項１又は実施態様１に記載の測距装置。
【００６３】
（実施態様３） 前記記補正係数は、外来ノイズ光に起因する漏れ電荷の影響をなくす為の第１の補正係数と、前記各光電変換素子ごとの暗電流の第２の補正係数とよりなり、前記補正手段は、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記第１，２の補正係数により、前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正することを特徴とする請求項１又は実施態様１に記載の測距装置。
【００６４】
（実施態様４） 前記記補正係数は、外来ノイズ光に起因する漏れ電荷の影響をなくす為の第１の補正係数と、前記各光電変換素子ごとの暗電流の第２の補正係数と、使用環境温度により前記第１，２の補正係数を補正する為の第３の補正係数とよりなり、前記補正手段は、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記第１〜第３の補正係数により、前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正することを特徴とする請求項１又は実施態様１に記載の測距装置。
【００６５】
（実施態様５） 測距対象物からの信号光を受光する複数の光電変換素子が配列されて成る光電変換手段と、該光電変換手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段と、該信号蓄積手段にて蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段よりの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換された信号に基づいて前記測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段とを有する測距装置において、前記信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定し、この蓄積信号を読み出すまでの時間に基づいて前記Ａ／Ｄ変換手段された信号を補正することを特徴とする測距装置。
【００６６】
（実施態様６） 測距対象物からの信号光を受光する複数の光電変換素子が配列されて成る光電変換手段と、該光電変換手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段と、該信号蓄積手段にて蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段よりの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換された信号に基づいて前記測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段とを有する測距装置において、前記信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定する手段と、外光によるノイズ情報を記憶するための記憶手段とを有し、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記記憶手段に記憶されている外光ノイズ情報に基づいて前記Ａ／Ｄ変換手段された信号を補正することを特徴とする測距装置。
【００６７】
（実施態様７） 測距対象物からの信号光を受光する複数の光電変換素子が配列されて成る光電変換手段と、該光電変換手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段と、該信号蓄積手段にて蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段よりの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段により変換された信号に基づいて前記測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段とを有する測距装置において、前記信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定する手段と、外光によるノイズ情報を記憶する第１の記憶手段と、暗電流情報を記憶する第２の記憶手段とを有し、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記外光ノイズ情報と前記暗電流情報に基づいて前記Ａ／Ｄ変換手段された信号を補正することを特徴とする測距装置。
【００６８】
（実施態様８） 温度情報を記憶する第３の記憶手段を有し、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記外光ノイズ情報と前記温度情報に基づいて前記Ａ／Ｄ変換手段された信号を補正することを特徴とする実施態様６に記載の測距装置。
【００６９】
（実施態様９） 温度情報を記憶する第３の記憶手段を有し、前記蓄積信号を読み出すまでの時間と前記外光ノイズ情報と前記暗電流情報と前記温度情報に基づいて前記Ａ／Ｄ変換手段された信号を補正することを特徴とする実施態様７に記載の測距装置。
【００７０】
（実施態様１０） 前記光電変換手段は、複数の測距対象物からの光を受光するために、複数の領域に分割されていることを特徴とする実施態様１〜９のいずれかに記載の測距装置。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外来ノイズ光に起因する漏れ電荷の影響による測距精度の低下をなくすことができる測距装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る測距装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態に係る測距装置におけるセンサーアレイの領域と画素の対応を示す図である
【図３】本発明の実施の第１の形態に係る測距装置における蓄積動作と読み出し動作を示すタイミングチャートである
【図４】従来例に係る測距装置を示す構成図である
【図５】従来例に係る測距装置におけるセンサーアレイの領域と画素の対応を示す図である
【図６】従来例に係る測距装置におけるセンサーアレイ上の輝度分布を示す図である。
【図７】従来例に係る測距装置における漏れ電荷を説明するためのセンサーアレイ上の輝度分布を示す図である。
【図８】従来例に係る測距装置において各画素出力を取り込むタイミングおよび信号出力波形を示す図である。
【符号の説明】
１００ 光電変換装置
１０１ 第１の受光レンズ
１０２ 第２の受光レンズ
１０３ 第１のセンサーアレイ
１０４ 第２のセンサーアレイ
１０５ 第１の信号蓄積部
１０６ 第２の信号蓄積部
１０７ ピーク検出部
１０８ 第１の信号出力部
１０９ 第２の信号出力部

Claims (1)

1. 測距対象物からの信号光を受光する複数の光電変換素子を配列した光電変換手段と、該光電変換手段にて変換された電荷を蓄積する信号蓄積手段と、該信号蓄積手段にて蓄積された電荷量に応じた信号を出力する信号出力手段と、該信号出力手段からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段にてＡ／Ｄ変換された信号に基づいて前記測距対象物までの距離に関する情報を算出する距離算出手段とを有する測距装置において、
   前記信号蓄積手段での蓄積終了後、蓄積信号を読み出すまでの時間を判定し、この蓄積信号を読み出すまでの時間と予め記憶している補正係数に基づいて前記Ａ／Ｄ変換された信号を補正する補正手段を有することを特徴とする測距装置。

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