JP2011082357A - 光電変換素子、受光装置、受光システム及び測距装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光を検知して光電子に変換する第1光電変換素子10Aは、半導体基体12上に絶縁体を介して形成された第1電極16aを有する1つの第1MOSダイオード18aと、半導体基体12上に絶縁体を介して形成された第2電極16bを有する複数の第2MOSダイオード18bとを有する。第1MOSダイオード18aの第1電極16aは、上面から見たとき、1つの電極部位20から複数の枝分かれ部位22に分岐配列されたくし歯形状を有し、第2MOSダイオード18bの各第2電極16bは、上面から見たとき、第1電極16aとは分離され、且つ、第1電極16aにおける複数の枝分かれ部位22間にそれぞれ入れ子状に配置されている。
【選択図】図1
Description
(1)P1=P3、
(2)P2=P4、及び
(3)Tg1u<Tg1d≦Tg2u<Tg2d≦Teu<Tg3u<Tg3d≦Tg4u≦Ted<Tg4d、又は、Teu<Tg3u<Tg3d≦Tg4u≦Ted<Tg4d<Tg1u<Tg1d≦Tg2u<Tg2d
となるように、前記発光装置による前記パルス光の放射及び前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子のオン/オフを制御し、前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子が全てオフとなっているとき、前記第5スイッチング素子をオンにして前記光電子を外部に排出させ、前記演算装置は、前記第3キャパシタに蓄積され、環境光と前記反射光に対応する前記電荷量Q3と、前記第1キャパシタに蓄積され、前記環境光に対応する前記電荷量Q1との差に基づいて、前記期間P3における前記反射光の光量情報を取得し、前記第4キャパシタに蓄積され、前記環境光と前記反射光に対応する前記電荷量Q4と、前記第2キャパシタに蓄積され、前記環境光に対応する前記電荷量Q2との差に基づいて、前記期間Psrにおける前記反射光の光量情報を取得し、前記期間P3における前記反射光の光量情報及び前記期間Psrにおける前記反射光の光量情報の比と、前記期間P3及び前記期間Psrの比とに基づいて前記往復期間ΔPを演算し、前記往復期間ΔPに基づいて前記距離Dを測定することを特徴とする。
ΔP={(Q4−Q2)/(Q3−Q1)}×P3 ・・・(1)
前記時点Tedが前記時点Tg4uよりも後であるとき、下記の式(2)に基づいて、前記往復期間ΔPを演算することを特徴とする。
ΔP=[(Q4−Q2)/(Q3−Q1)]×P3−(Ted−Tg4u)
・・・(2)
先ず、第1の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第1光電変換素子10Aと記す)は、図1及び図2に示すように、半導体基体12(図2参照)上に絶縁体14を介して形成された第1電極16aを有する1つの第1MOSダイオード18aと、半導体基体12上に絶縁体14を介して形成された第2電極16bを有する複数の第2MOSダイオード18bとを有する。具体的には、例えば半導体基体12は、図2に示すように、p型不純物拡散領域が形成されている。そして、半導体基体12上に例えばSiO2等からなる絶縁層(絶縁体14)を介してポリシリコンや金属等の導電層による第1電極16a及び第2電極16bが形成されることで、上述した第1MOSダイオード18a及び第2MOSダイオード18bが構成されている。
次に、第2の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第2光電変換素子10Bと記す)について図6〜図9を参照しながら説明する。
次に、第1の実施の形態に係る受光装置(以下、第1受光装置100Aと記す)について図10及び図11を参照しながら説明する。
次に、第2の実施の形態に係る受光装置(以下、第2受光装置100Bと記す)について図10及び図12を参照しながら説明する。
次に、第1の実施の形態に係る受光システム(以下、第1受光システム200Aと記す)について図13〜図15を参照しながら説明する。
発光装置202は、制御装置204からの指令に基づきパルス光Lpを出力する発光部210を有する。この第1受光システム200Aにおいて、発光装置202の発光部210は、発光点(エミッタ)を直線状に設けた半導体レーザバーを積層(直列接続)して、面発光が可能とされたものである。
上述したので、ここではその重複説明を省略するが、図14を用いて、回路構成としての第1受光装置100A、特に、第1受光部104Aを説明する。
第1スイッチング素子SW1は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースが電荷集積部26に接続され、ドレインがキャパシタCaに接続され、ゲートが図示しないゲート駆動回路に接続されている。従って、ゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(読取信号Sg)に応じて第1スイッチング素子SW1のオン・オフを選択的に制御することにより、電荷集積部26に存在する光電子がキャパシタCaに転送される。
第2スイッチング素子SW2は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースに電荷集積部26が接続され、ドレインに電荷排出部108が接続され、該電荷排出部108には、第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給されている。また、ゲートには図示しないゲート駆動回路が接続されている。従って、ゲート駆動回路からゲートにゲート駆動信号(電荷排出信号Se)を供給すること(ゲートに供給される電圧を高レベルにすること)により、ゲートをオンにし、電荷集積部26に存在する光電子を、キャパシタCaに転送することなく、電荷排出部108を通じて排出することができる。
リセットスイッチSRは、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースには第1スイッチング素子SW1とキャパシタCaとの接点a1が接続され、ドレインには第2電源208Bからのリセット電圧Vrが供給されている。また、ゲートには図示しないゲート駆動回路が接続されている。従って、ゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(リセット信号Sr)によってリセットスイッチSRをオンにすることにより、キャパシタCaの電位を一定のリセット電位にすることができる。すなわち、キャパシタCaをリセットすることができる。
アンプAPは、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成された出力素子TRと、出力素子TRのソースと出力ライン212との間に接続された例えばnチャネル型MOSトランジスタによる出力スイッチSELとを有する。出力素子TRのゲートには、第1スイッチング素子SW1とキャパシタCaとの接点a1が接続され、ドレインには第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給され、ソースには出力スイッチSELのドレインが接続されている。出力スイッチSELは、ゲートに図示しないゲート駆動回路が接続され、ソースに出力ライン212が接続されている。
次に、第1受光システム200Aの動作について図15を参照しながら説明する。なお、図15において、V1は光電変換素子10(第1光電変換素子10A又は第2光電変換素子10B)の第1電極16aに印加される第1電圧V1、V2は同じく第2電極16bに印加される第2電圧を示す。また、発光装置202からのパルス光Lpの発光時間はWLであり、第1スイッチング素子SW1及び第2スイッチング素子がオンしている期間はそれぞれWD1、WD2である。
次に、第2の実施の形態に係る受光システム(以下、第2受光システム200Bと記す)について図13、図16〜図20を参照しながら説明する。
ここで、環境光Lsの影響を低減する基本原理、特に、連続光を用いた場合の基本原理について、図16〜図18Bを参照しながら説明する。
<発光装置202>
発光装置202は、第1受光システム200Aの発光装置202とほぼ同様の構成を有するため、その説明を省略する。
上述したので(図12参照)、ここではその重複説明を省略するが、図19を用いて、回路構成として第2受光装置100Bを説明する。
第1スイッチング素子SW1は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースが電荷集積部26に接続され、ドレインが第1キャパシタC1に接続され、ゲートが図示しないゲート駆動回路に接続されている。従って、ゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(第1読取信号Sg1)に応じて第1スイッチング素子SW1のオン・オフを選択的に制御することにより、電荷集積部26に存在する光電子が第1キャパシタCa1に転送される。
第2スイッチング素子SW2は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースが電荷集積部26に接続され、ドレインが第2キャパシタCa2に接続され、ゲートが図示しないゲート駆動回路に接続されている。従って、ゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(第2読取信号Sg2)に応じて第2スイッチング素子SW2のオン・オフを選択的に制御することにより、電荷集積部26に存在する光電子が第2キャパシタCa2に転送される。
第3スイッチング素子SW3は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースに電荷集積部26が接続され、ドレインに電荷排出部108が接続され、該電荷排出部108には、第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給されている。また、ゲートには図示しないゲート駆動回路が接続されている。従って、ゲート駆動回路からゲートにゲート駆動信号(電荷排出信号Se)を供給することにより、ゲートをオンにし、電荷集積部26に存在する光電子を、第1キャパシタCa1や第2キャパシタCa2に転送することなく、電荷排出部108を通じて排出することができる。
第1リセットスイッチSR1及び第2リセットスイッチSR2は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成されている。第1リセットスイッチSR1のソースに第1スイッチング素子SW1と第1キャパシタC1との接点a1が接続され、第2リセットスイッチSR2のソースに第2スイッチング素子SW2と第2キャパシタC2との接点a2が接続されている。各ドレインには第2電源208Bからのリセット電圧Vrが供給され、各ゲートには図示しないゲート駆動回路が接続されている。従って、各ゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(第1リセット信号Sr1及び第2リセット信号)によって第1リセットスイッチSR1及び第2リセットスイッチSR2を選択的に又は一斉にオンにすることにより、第1キャパシタCa1及び第2キャパシタCa2の電位をそれぞれ一定のリセット電位にすることができる。すなわち、第1キャパシタCa1及び第2リセットCa2をリセットすることができる。
第1アンプAP1は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成された第1出力素子TR1と、第1出力素子TR1のソースと第1出力ライン212aとの間に接続された例えばnチャネル型MOSトランジスタによる第1出力スイッチSEL1とを有する。第1出力素子TR1のゲートには、第1スイッチング素子SW1と第1キャパシタC1との接点a1が接続され、ドレインには第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給され、ソースには第1出力スイッチSEL1のドレインが接続されている。第1出力スイッチSEL1は、ゲートに図示しないゲート駆動回路が接続され、ソースに第1出力ライン212aが接続されている。従って、第1出力スイッチSEL1のゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(第1出力選択信号Ss1)によって第1出力スイッチSEL1をオンにすることにより、第1キャパシタCa1に蓄積された光電子(電荷量Q1)に応じた電圧が第1出力素子TR1にて増幅されて第1出力電圧Vout1として取り出されることになる。
第2アンプAP2は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成された第2出力素子TR2と、第2出力素子TR2のソースと第2出力ライン212bとの間に接続された例えばnチャネル型MOSトランジスタによる第2出力スイッチSEL2とを有する。第2出力素子TR2のゲートには、第2スイッチング素子SW2と第2キャパシタCa2との接点a2が接続され、ドレインには第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給され、ソースには第2出力スイッチSEL2のドレインが接続されている。第2出力スイッチSEL2は、ゲートに図示しないゲート駆動回路が接続され、ソースに第2出力ライン212bが接続されている。従って、第2出力スイッチSEL2のゲートに対するゲート駆動回路からのゲート駆動信号(第2出力選択信号Ss2)によって第2出力スイッチSEL2をオンにすることにより、第2キャパシタCa2に蓄積された光電子(電荷量Q2)に応じた電圧が第2出力素子TR2にて増幅されて第2出力電圧Vout2として取り出されることになる。
次に、第2受光システム200Bの動作について図20を参照しながら説明する。なお、図20において、第1スイッチング素子SW1〜第3スイッチング素子SW3がオンしている期間はそれぞれWD1〜WD3である。
反射光強度=Q2−Q1 ……(F1)
Dr=D2−D1 ………(F2)
次に、第1の実施の形態に係る測距装置(以下、第1測距装置300Aと記す)について図21〜図26を参照しながら説明する。
第3受光装置100Cは、レンズ102と、第3受光部104Cとを有する。レンズ102を通過した反射光Lr及び環境光Lsは、第3受光部104Cに集光される。レンズ102は、直線状又はマトリックス状に配列された複数のレンズであってもよい。
図23には、1つの画素304の回路図が示されている。図23に示すように、画素304は、上述した光電変換素子10、電荷集積部26、第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4、電荷排出部108、第1スイッチング素子SW1〜第5スイッチング素子SW5とを備え、さらに、第1リセットスイッチSR1〜第4リセットスイッチSR4、第1アンプAP1〜第4アンプAP4を有する。図23において、回路図を見易くするために、電荷集積部26を2つの接点で示したが、実際には1つの電荷集積部26にて構成されるものである。また、第1キャパシタCa1と第3キャパシタCa3は、電荷集積部26の中心に対して線対称の位置に配置され、第2キャパシタCa2と第4キャパシタCa4も、電荷集積部26の中心に対して線対称の位置に配置されている。同様に、第1キャパシタCa1と第2キャパシタCa2も、電荷集積部26の中心に対して線対称の位置に配置され、第3キャパシタCa3と第4キャパシタCa4も、電荷集積部26の中心に対して線対称の位置に配置されている。
上述した第2受光装置100Bの第1スイッチング素子SW1及び第1キャパシタCa1と同様の構成を有するため、ここではその説明を省略する。
上述した第2受光装置100Bの第2スイッチング素子SW2及び第2キャパシタCa2と同様の構成を有するため、ここではその説明を省略する。
第3スイッチング素子SW3は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースが電荷集積部26に接続され、ドレインが第3キャパシタCa3に接続され、ゲートがゲート駆動回路306に接続されている。従って、ゲートに対するゲート駆動回路306からのゲート駆動信号(第3読取信号Sg3)に応じて第3スイッチング素子SW3のオン・オフを選択的に制御することにより、電荷集積部26に存在する光電子が第3キャパシタCa3に転送される。
第4スイッチング素子SW4は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースが電荷集積部26に接続され、ドレインが第4キャパシタC1に接続され、ゲートがゲート駆動回路306に接続されている。従って、ゲートに対するゲート駆動回路306からのゲート駆動信号(第4読取信号Sg4)に応じて第4スイッチング素子SW4のオン・オフを選択的に制御することにより、電荷集積部26に存在する光電子が第4キャパシタCa4に転送される。
第5スイッチング素子SW5は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成され、ソースに電荷集積部26が接続され、ドレインに電荷排出部108が接続され、該電荷排出部108には、第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給されている。また、ゲートにはゲート駆動回路306からの電荷排出信号Seが供給されるようになっている。
第1リセットスイッチSR1〜第4リセットスイッチSR4は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成されている。第1リセットスイッチSR1のソースに第1スイッチング素子SW1と第1キャパシタCa1との接点a1が接続され、第2リセットスイッチSR2のソースに第2スイッチング素子SW2と第2キャパシタCa2との接点a2が接続されている。同様に、第3リセットスイッチSR3のソースに第3スイッチング素子SW3と第3キャパシタCa3との接点a3が接続され、第4リセットスイッチSR4のソースに第4スイッチング素子SW4と第4キャパシタCa4との接点a4が接続されている。各ドレインには第2電源208Bからのリセット電圧Vrが供給され、各ゲートにはゲート駆動回路306が接続されている。
上述した第2受光装置100Bの第1アンプAP1及び第2アンプAP2と同様の構成を有するため、ここではその詳細説明を省略するが、第1アンプAP1の第1出力スイッチSEL1のソースが第1出力ライン212aに接続され、ゲートには垂直選択回路308からの第1出力選択信号Ss1が供給されるようになっている。同様に、第2アンプAP2の第2出力スイッチSEL2のソースが第1出力ライン212aに接続され、ゲートには垂直選択回路308からの第2出力選択信号Ss2が供給されるようになっている。
第3アンプAP3は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成された第3出力素子TR3と、第3出力素子TR3のソースと第2出力ライン212bとの間に接続された例えばnチャネル型MOSトランジスタによる第3出力スイッチSEL3とを有する。第3出力素子TR3のゲートには、第3スイッチング素子SW3と第3キャパシタCa3との接点a3が接続され、ドレインには第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給され、ソースには第3出力スイッチSEL3のドレインが接続されている。第3出力スイッチSEL3は、ソースに第2出力ライン212bが接続され、ゲートには、垂直選択回路308からの第1出力選択信号Ss3が供給されるようになっている。
第4アンプAP4は、例えばnチャネル型MOSトランジスタにて構成された第4出力素子TR4と、第4出力素子TR4のソースと第2出力ライン212bとの間に接続された例えばnチャネル型MOSトランジスタによる第4出力スイッチSEL4とを有する。第4出力素子TR4のゲートには、第4スイッチング素子SW4と第4キャパシタCa4との接点a4が接続され、ドレインには第1電源208Aからの正の電源電圧Vddが供給され、ソースには第4出力スイッチSEL4のドレインが接続されている。第4出力スイッチSEL4は、ソースに第2出力ライン212bが接続され、ゲートには、垂直選択回路308からの第4出力選択信号Ss4が供給されるようになっている。
次に、第1測距装置300Aと対象物Wとの距離Dを測定する方法について説明する。
図24に示すように、第1測距装置300Aでは、各サイクルCm(測定値を求める周期)[回/s]は、第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に電荷を累積的に蓄積する第1蓄積期間Tca1と、第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に累積的に蓄積された電荷を読み出す読出期間Trとからなる。さらに、第1蓄積期間Tca1は、画素304にパルス光Lpを露光し、第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に電荷を蓄積する処理(電荷蓄積処理)を1回行うための第2蓄積期間Tca2を複数含む。第1測距装置300Aにおいて、第1蓄積期間Tca1及び読出期間Trは、10[ミリ秒]である。また、各第2蓄積期間Tca2は、100[マイクロ秒]である。さらに、各第2蓄積期間Tca2におけるパルス光Lpの出力時間(パルス幅)は、100[ナノ秒]である。従って、各第2蓄積期間Tca2における発光部210の駆動デューティは、0.1[%]である。
上記のように、第1測距装置300Aでは、第1蓄積期間Tca1全体で第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に蓄積された電荷量Q1〜Q4に基づいて往復期間ΔP及び距離Dを測定するが、発明の理解を容易化するため、以下では、先ずは、1つの第2蓄積期間Tca2のみで第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に蓄積された電荷量Q1〜Q4に基づいて往復期間ΔP及び距離Dを求める場合を説明する。
(a)タイミングチャートの説明
図25において、時点Teuは、放射光Leの放射開始時点を、時点Tedは、放射光Leの放射終了時点を、期間Peは、時点Teuから時点Tedまでの期間を示す。時点Truは、光電変換素子10に対する反射光Lrの入射開始時点を、時点Trdは、光電変換素子10に対する反射光Lrの入射終了時点を、期間Prは、時点Truから時点Trdまでの期間を示す。
(i)反射光基準光量Arrの演算
第1測距装置300Aと対象物Wとがそれぞれ固定されていれば、対象物Wで反射して第1測距装置300Aに戻って来る反射光Lrは、一定の強度(単位時間当たりの光量)であると言える。また、期間P1は、環境光Lsのみが光電変換素子10に入射する期間に設定されるため、第1キャパシタCa1には、環境光Lsのみに伴う光電子が蓄積される。一方、期間P3は、環境光Lsと反射光Lrの両方が光電変換素子10に入射する期間に設定されるため、第3キャパシタCa3には、環境光Lsと反射光Lrの両方に伴う光電子が蓄積される。さらに、期間P1と期間P3は同じ長さである。
第1測距装置300Aと対象物Wとがそれぞれ固定されていれば、対象物Wで反射して第1測距装置300Aに戻って来る反射光Lrは、一定の強度であると言える。また、期間P2は、環境光Lsのみが光電変換素子10に入射する期間に設定されるため、第2キャパシタCa2には、環境光Lsのみに伴う光電子が蓄積される。一方、期間P4は、環境光Lsと反射光Lrが光電変換素子10に入射する期間(期間Psr)と環境光Lsのみが光電変換素子10に入射する期間(期間Ps)の両方を含む期間に設定されるため、第4キャパシタCa4には、環境光Lsと反射光Lrの両方に伴う光電子が蓄積される。さらに、期間P2と期間P4は同じ長さである。
ΔP={(Q4−Q2)/(Q3−Q1)}×P3 ……(F3)
往復期間ΔPがわかれば、第1測距装置300Aと対象物Wとの距離Dは、下記の式(F4)により演算することができる。なお、式(F4)において、cは、光速(約30万[キロメートル毎秒])を示す定数であり、また、c×ΔPを2で割っているのは、往復期間ΔPにおいて、パルス光Lpは、第1測距装置300Aと対象物Wとの間を往復し、距離Dの2倍の距離を進んでいるためである。
D=c×ΔP/2 ……(F4)
画素304の初期設定(リセット動作)としては、下記のような処理がなされる。すなわち、先ず、第1リセットスイッチSR1〜第4リセットスイッチSR4に対して第1リセット信号Sr1〜第4リセット信号Sr4を送信すること(第1リセットスイッチSR1〜第4リセットスイッチSR4の各ゲートに供給される電圧を高レベルにすること)に応じて第1リセットスイッチSR1〜第4リセットスイッチSR4を一斉にオンにする。同時に、第5スイッチング素子SW5に電荷排出信号Sdeを送信すること(第5スイッチング素子SW5のゲートに供給される電圧を高レベルにすること)により、第5スイッチング素子SW5をオンにする。このとき、第5スイッチング素子SW5と、光電変換素子10の第1電極16a及び第2電極16bに供給される第1電圧V1及び第2電圧V2を、上述した図20の期間WD3に図示するタイミングと同様な動作で制御することで、第1電極16a及び第2電極16bを含む光電変換素子10で発生した光電子を、光電変換素子10に電荷が残らないように電荷排出部108を介して排出させ、光電変換素子10を初期化する(ただし、図20におけるSW3は、画素304においては、SW5に相当する)。
上記項目(2)、(3)では、1個の第2蓄積期間Tca2を対象とした場合を説明したが、第1測距装置300Aでは、100個の第2蓄積期間Tca2(すなわち、第1蓄積期間Tca1)において第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に蓄積した電荷量Q1〜Q4(ここでは、「電荷量sQ1〜sQ4」と称する。)を用いて、上記と同様に往復期間ΔPを演算する。
ΔP={(sQ4−sQ2)/(sQ3−sQ1)}×P3 ……(F5)
なお、第1測距装置300Aでは、複数の画素304それぞれにおいて電荷量Q1〜Q4(電荷情報)を用いて、距離Dを測定する。これにより、各画素304の距離情報を組み合わせることにより3次元画像を得ることができる。
以上のような第1測距装置300Aでは、距離測定にあたってのダイナミックレンジを向上させることができると共に、環境光Lsの影響を軽減又は排除することが可能となる。その結果、距離測定の精度を向上することが可能となる。
Psr={(Q4−Q2)/(Q3−Q1)}×P3 ……(F6)
上記の例では、図25のタイミングチャートにより、第1スイッチング素子SW1〜第4スイッチング素子SW4を制御したが、これに限られない。例えば、図25の期間P3、P4を期間P1、P2より前に位置させてもよい。また、時点Tg1dと時点Tg2uを同時にしたが、時点Tg2uを時点Tg1dよりも後にすることもできる。時点Tg2dと時点Teuの関係、時点Tg3dと時点Tg4uの関係も同様である。さらに、時点Tg4uは、時点Tedとの相関関係がわかっていれば、時点Tedと同時でなくてもよい。
ΔP=[(Q4−Q2)/(Q3−Q1)]×P3―(Ted−Tg4u)
………(F7)
ΔP=[(Q4−Q2)/(Q3−Q1)]×P3+(Tg4u―Ted)
………(F8)
ΔP=(Q4/Q3)×P3 ………(F9)
次に、本実施の形態に係る第2の測距装置(以下、第2測距装置300Bと記す)について図21及び図27を参照しながら説明する。
この第4受光装置100Dは、リセットノイズを除去する際に好適な信号出力を行う。すなわち、上述した第3受光装置100Cでは、第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4を一斉にリセットした後、第1スイッチング素子SW1〜第4スイッチング素子SW4をそれぞれオンすることによって、電荷集積部26に存在する光電子を第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4に振り分けるようにしている。さらに、信号量を大きくするために、この動作を複数回おこなった後に、信号量を電圧変換して外部回路に読み出す。しかし、各周期のリセットにおいて(フレーム間で)、構成回路のノイズに起因して、リセット電圧は一定ではないために、第1キャパシタCa1〜第4キャパシタCa4には、フレーム間で異なるレベルのリセットノイズ成分が付加されることになる。
第4受光装置100Dの第4受光部104Dは、図27に示すように、上述した第3受光装置100Cとほぼ同様の構成を有するが、第1電荷保持部Cb1〜第4電荷保持部Cb4と、第1電荷転送部ST1〜第4電荷転送部ST4とを有する点で異なる。
第1電荷保持部Cb1は、第1スイッチング素子SW1のドレインに接続された例えばMOS型構造のキャパシタにて構成され、ゲートにはゲート駆動回路306からのゲート駆動信号(第1蓄積信号Sa1(高レベル)/第1排出信号Sb1(低レベル))が供給されるようになっている。
第2測距装置300Bの動作は、上述した第1測距装置300Aとほぼ同じであり、例えば図24及び図25に示すように、各サイクルCmの第1蓄積期間Tca1において、第1電荷保持部Cb1〜第4電荷保持部Cb4の各ゲートに第1蓄積信号Sa1〜第4蓄積信号Sa4が供給され、これにより、各第2蓄積期間Tca2の期間P1に第1スイッチング素子SW1を通じて転送された光電子が第1電荷保持部Cb1に蓄積され、期間P2に第2スイッチング素子SW2を通じて転送された光電子が第2電荷保持部Cb2に蓄積され、期間P3に第3スイッチング素子SW3を通じて転送された光電子が第3電荷保持部Cb3に蓄積され、期間P4に第4スイッチング素子SW4を通じて転送された光電子が第4電荷保持部Cb4に蓄積される。
例えば、図28に示すように、p型不純物拡散領域の表面にn型不純物拡散領域が形成されている埋め込み型MOSダイオードを使用してもよい。
第3の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第3光電変換素子10Cと記す)は、図29及び図30に示すように、上述した第1光電変換素子とほぼ同様の構成を有するが、第1MOSダイオードと第2MOSダイオード間に埋め込みフォトダイオードBPDが形成されている点で異なる。
次に、第4の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第4光電変換素子10Dと記す)は、図32及び図33に示すように、上述した第1光電変換素子10Aとほぼ同様の構成を有するが、第2電極16bが存在せず、代わりに、第1MOSダイオード18a間に埋め込みフォトダイオードBPDが形成されている点で異なる。つまり、埋め込みフォトダイオードBPDは、上面から見たとき、第1電極16aにおける複数の枝分かれ部位22間にそれぞれ入れ子状に配置されている。なお、第1MOSダイオード18aにおける第1電極16aの枝分かれ部位22と、埋め込みフォトダイオードBPDは、上面から見たとき、それぞれ矩形形状を有する。もちろん、第1電極16aの枝分かれ部位22の電極幅を1つの電極部位20に向かって徐々に広くなる形状にしてもよい。
次に、第5の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第5光電変換素子10Eと記す)は、図35及び図36に示すように、上述した第1光電変換素子10Aとほぼ同様の構成を有するが、第1電極16aが存在せず、代わりに、埋め込みフォトダイオードBPDが形成されている点で異なる。つまり、埋め込みフォトダイオードBPDは、上面から見たとき、1つの部位20から複数の枝分かれ部位22に分岐配列されたくし歯形状を有し、第2MOSダイオード18bの各第2電極16bは、上面から見たとき、埋め込みフォトダイオードBPDにおける複数の枝分かれ部位22間にそれぞれ入れ子状に配置されている。
次に、第6の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第6光電変換素子10Fと記す)は、図39に示すように、上述した第5光電変換素子10Eとほぼ同様の構成を有するが、埋め込みフォトダイオードBPDと第2電極16bの形状、特に、上面から見た形状が異なっている。
次に、第7の実施の形態に係る光電変換素子(以下、第7光電変換素子10Gと記す)は、図42に示すように、上述した第6光電変換素子10Fとほぼ同様の構成を有するが、埋め込みフォトダイオードBPDにおける1つの部位20の幅が、両端から中央の基部24に向かって徐々に広く形成されている点で異なる。すなわち、電荷集積部26につながる基部24の幅が最も大きくなるように形成されている。
12…半導体基体 14…絶縁体
16a…第1電極 16b…第2電極
18a…第1MOSダイオード 18b…第2MOSダイオード
20…1つの電極部位(1つの部位) 22…枝分かれ部位
24…基部 26…電荷集積部
100A〜100D…第1受光装置〜第4受光装置
104A〜104D…第1受光部〜第4受光部
108…電荷排出部 200A…第1受光システム
200B…第2受光システム 202…発光装置
204…制御装置 206…演算装置
300A…第1測距装置 300B…第2測距装置
302…イメージセンサ 304…画素
Ca…キャパシタ
Ca1〜Ca4…第1キャパシタ〜第4キャパシタ
SW1〜SW5…第1スイッチング素子〜第5スイッチング素子
Cb1〜Cb4…第1電荷保持部〜第4電荷保持部
ST1〜ST4…第1電荷転送部〜第4電荷転送部
Claims (26)
- 光を検知して光電子に変換する光電変換素子において、
半導体基体上に絶縁体を介して形成された第1電極を有する1つの第1MOSダイオードと、
前記半導体基体上に絶縁体を介して形成された第2電極を有する複数の第2MOSダイオードとを有し、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極は、上面から見たとき、1つの電極部位から複数の枝分かれ部位に分岐配列されたくし歯形状を有し、
前記第2MOSダイオードの各前記第2電極は、上面から見たとき、前記第1電極とは分離され、且つ、前記第1電極における前記複数の枝分かれ部位間にそれぞれ入れ子状に配置されていることを特徴とする光電変換素子。 - 請求項1記載の光電変換素子において、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極下の電位と、前記第2MOSダイオードの前記第2電極下の電位をそれぞれ独立に制御して、少なくとも前記第2MOSダイオードでの光電変換により発生した光電子を、前記第1MOSダイオードへ移動させることを特徴とする光電変換素子。 - 請求項1又は2記載の光電変換素子において、
前記第1MOSダイオードのうち、前記第1電極における前記1つの電極部位の基部に対応した部分が、電荷集積部として構成されていることを特徴とする光電変換素子。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換素子において、
前記第1MOSダイオードにおける前記第1電極の前記枝分かれ部位と、前記第2MOSダイオードの前記第2電極は、それぞれ矩形形状を有することを特徴とする光電変換素子。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換素子において、
前記第1MOSダイオードにおける前記第1電極の各前記枝分かれ部位は、上面から見たとき、幅が前記1つの電極部位に向かって徐々に大きくなる形状を有し、
前記第2MOSダイオードにおける各前記第2電極は、上面から見たとき、幅が前記第1電極の前記1つの電極部位に向かって徐々に小さくなる形状を有することを特徴とする光電変換素子。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光電変換素子において、
前記第1MOSダイオードにおける前記第1電極の各前記枝分かれ部位の給電端子、並びに前記第2MOSダイオードにおける各前記第2電極の給電端子は、上面から見たとき、前記電荷集積部から最も離れた位置に形成されていることを特徴とする光電変換素子。 - 入射光の輝度情報を得ることを特徴とする受光装置であって、
前記入射光を検知して光電子に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子により発生した前記光電子を集めるための電荷集積部と、
前記光電子を一定期間蓄積するキャパシタと、
前記光電子を排出する電荷排出部と、
前記電荷集積部と前記キャパシタとの間に配置され、前記電荷集積部に集められた前記光電子を、前記キャパシタへ移動させるMOS型の第1スイッチング素子と、
前記電荷集積部と前記電荷排出部との間に配置され、前記電荷集積部から前記電荷排出部への前記光電子の排出を制御するMOS型の第2スイッチング素子とを備え、
前記光電変換素子は、
第1電極を有する1つの第1MOSダイオードと、
第2電極を有する複数の第2MOSダイオードとを有し、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極は、上面から見たとき、1つの電極部位から複数の枝分かれ部位に分岐配列されたくし歯形状を有し、
前記第2MOSダイオードの各前記第2電極は、上面から見たとき、前記第1電極とは分離され、且つ、前記第1電極における前記複数の枝分かれ部位間にそれぞれ入れ子状に配置され、
前記光電変換素子からの前記光電子を、選択的に前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子を開閉制御して前記キャパシタへ転送させて、前記キャパシタに転送された前記光電子の量(電荷量)に基づいて入射光の輝度情報を得ることを特徴とする受光装置。 - 請求項7記載の受光装置において、
前記電荷集積部は、前記光電変換素子に接続され、
前記電荷排出部は、前記電荷集積部を間に挟んで、前記キャパシタと対向配置されていることを特徴とする受光装置。 - 請求項7又は8記載の受光装置において、
前記キャパシタは、MIMキャパシタ、MOSキャパシタ、埋込型フォトダイオード構造又はpn接合の寄生容量にて構成されていることを特徴とする受光装置。 - 請求項7〜9のいずれか1項に記載の受光装置において、
少なくとも前記電荷集積部、前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子及び前記キャパシタは、遮光された領域に形成されていることを特徴とする受光装置。 - 入射光の輝度情報を得ることを特徴とする受光装置であって、
前記入射光を検知して光電子に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子により発生した前記光電子を集めるための電荷集積部と、
前記光電子を一定期間蓄積する第1キャパシタ及び第2キャパシタと、
前記光電子を排出する電荷排出部と、
前記電荷集積部と前記第1キャパシタとの間に配置され、前記電荷集積部に集められた光電子を、前記第1キャパシタへ選択的に振り分けるMOS型の第1スイッチング素子と、
前記電荷集積部と前記第2キャパシタとの間に配置され、前記電荷集積部に集められた光電子を、前記第2キャパシタへ選択的に振り分けるMOS型の第2スイッチング素子と、
前記電荷集積部から前記電荷排出部へ前記光電子の排出を制御するMOS型の第3スイッチング素子とを備え、
前記光電変換素子は、
第1電極を有する1つの第1MOSダイオードと、
第2電極を有する複数の第2MOSダイオードとを有し、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極は、上面から見たとき、1つの電極部位から複数の枝分かれ部位に分岐配列されたくし歯形状を有し、
前記第2MOSダイオードの各前記第2電極は、上面から見たとき、前記第1電極とは分離され、且つ、前記第1電極における前記複数の枝分かれ部位間にそれぞれ入れ子状に配置され、
前記光電変換素子からの前記光電子を、選択的に前記第1スイッチング素子〜前記第3スイッチング素子をオン/オフ制御して前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタへ転送させて、前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタに転送された前記光電子の量(電荷量)に基づいて入射光の輝度情報を得ることを特徴とする受光装置。 - 請求項11記載の受光装置において、
前記電荷集積部は、前記光電変換素子に接続され、
前記電荷排出部は、前記電荷集積部を間に挟んで、前記光電変換素子と対向配置され、
前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタは、前記電荷集積部を間に挟んで、互いに対向配置されていることを特徴とする受光装置。 - 請求項11又は12記載の受光装置において、
前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタは、MIMキャパシタ、MOSキャパシタ、埋込型フォトダイオード構造又はpn接合の寄生容量にて構成されていることを特徴とする受光装置。 - 請求項11〜13のいずれか1項に記載の受光装置において、
少なくとも前記電荷集積部、前記第1スイッチング素子〜前記第3スイッチング素子、前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタは、遮光された領域に形成されていることを特徴とする受光装置。 - 対象物に対してパルス光を放射する発光装置と、
前記パルス光の反射光を受光し、受光量に応じた出力を行う受光装置と、
前記発光装置及び前記受光装置を制御する制御装置とを有する受光システムであって、
前記受光装置は、
前記反射光を検知して光電子に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子により発生した光電子を集めるための電荷集積部と、
前記光電子を一定期間蓄積する一対のキャパシタと、
前記光電子を排出する電荷排出部と、
前記電荷集積部と前記一対のキャパシタとの間に配置され、前記電荷集積部に集められた光電子を、前記発光装置の駆動に同期して、前記一対のキャパシタへ選択的に振り分けるMOS型の一対のスイッチング素子と、
前記発光装置の駆動に同期して、前記電荷集積部から前記電荷排出部へ前記光電子の排出を制御するMOS型の第3スイッチング素子を備え、
前記光電変換素子は、
第1電極を有する1つの第1MOSダイオードと、
第2電極を有する複数の第2MOSダイオードとを有し、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極は、上面から見たとき、1つの電極部位から複数の枝分かれ部位に分岐配列されたくし歯形状を有し、
前記第2MOSダイオードの各前記第2電極は、上面から見たとき、前記第1電極とは分離され、且つ、前記第1電極における前記複数の枝分かれ部位間にそれぞれ入れ子状に配置され、
前記制御装置は、
前記発光装置から前記パルス光が放射されていない期間のうちの第1期間に、前記一対のスイッチング素子のうち、第1スイッチング素子をオンにして、前記光電変換素子からの前記光電子を、前記一対のキャパシタのうち、第1キャパシタに転送し、
前記発光装置から前記パルス光が出射されている期間のうちの第2期間に、前記一対のスイッチング素子のうち、第2スイッチング素子をオンにして、前記光電変換素子からの前記光電子を、前記一対のキャパシタのうち、第2キャパシタに転送し、
前記第1期間及び前記第2期間以外の期間に、前記第3スイッチング素子をオンにして、前記光電変換素子からの前記光電子を、前記電荷排出部に排出するように制御し、
前記第1キャパシタに転送された光電子の量(電荷量)と前記第2キャパシタに転送された光電子の量(電荷量)に基づいて、前記反射光の輝度情報を得ることを特徴とする受光システム。 - 請求項15記載の受光システムにおいて、
前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタの電位を初期電位にするための電源とMOS構造の第1リセットスイッチ及び第2リセットスイッチとを有することを特徴とする受光システム。 - 請求項15又は16記載の受光システムにおいて、
前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタに蓄積された光電子の量に基づく電位に応じたレベルの電気信号にそれぞれ変換する第1アンプ及び第2アンプを有することを特徴とする受光システム。 - 請求項15〜17のいずれか1項に記載の受光システムにおいて、
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子によって転送された前記光電子を一時的に保持するMOSキャパシタ又は埋込型フォトダイオード構造の寄生容量にて構成された第1電荷保持部及び第2電荷保持部と、
前記第1電荷保持部及び前記第2電荷保持部にそれぞれ一時的に保持された前記光電子を前記第1キャパシタ及び前記第2キャパシタに転送するMOS型のスイッチング素子にて構成された第1電荷転送部及び第2電荷転送部とを有することを特徴とする受光システム。 - 対象物に対してパルス光を放射する発光装置と、
前記パルス光の反射光を受光し、受光量に応じた出力を行う受光装置と、
前記発光装置及び前記受光装置を制御する制御装置とを有する受光システムであって、
前記受光装置は、
前記反射光を検知して光電子に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子により発生した光電子を集めるための電荷集積部と、
前記光電子を一定期間蓄積する第1キャパシタ〜第4キャパシタと、
前記光電子を排出する電荷排出部と、
前記電荷集積部と前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタとの間に配置され、前記パルス光の放射に同期して、前記光電子を前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタに対して振り分けるMOSO型の第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子と、
前記電荷集積部と前記電荷排出部との間に配置され、前記電荷集積部から前記電荷排出部への前記光電子の供給を制御するMOS型の第5スイッチング素子とを備え、
前記光電変換素子は、
第1電極を有する1つの第1MOSダイオードと、
第2電極を有する複数の第2MOSダイオードとを有し、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極は、上面から見たとき、1つの電極部位から複数の枝分かれ部位に分岐配列されたくし歯形状を有し、
前記第2MOSダイオードの各前記第2電極は、上面から見たとき、前記第1電極とは分離され、且つ、前記第1電極における前記複数の枝分かれ部位間にそれぞれ入れ子状に配置され、
前記制御装置は、
前記発光装置による前記パルス光の放射及び前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子のオン/オフを制御し、
前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子が全てオフのとき、前記第5スイッチング素子をオンにして、前記光電子を外部に排出させ、
前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子に転送された前記光電子の量(電荷量)に基づいて、前記反射光の輝度情報を得ることを特徴とする受光システム。 - 請求項19記載の受光システムにおいて、
前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタの電位を初期電位にするための電源とMOS構造の第1リセットスイッチ〜第4リセットスイッチとを有することを特徴とする受光システム。 - 請求項19又は20記載の受光システムにおいて、
前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタに蓄積された光電子の量に基づく電位に応じたレベルの電気信号にそれぞれ変換する第1アンプ〜第4アンプを有することを特徴とする受光システム。 - 請求項19〜21のいずれか1項に記載の受光システムにおいて、
前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子によって転送された前記光電子を一時的に保持するMOSキャパシタ又は埋込型フォトダイオード構造の寄生容量にて構成された第1電荷保持部〜第4電荷保持部と、
前記第1電荷保持部〜前記第4電荷保持部にそれぞれ一時的に保持された前記光電子を前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタに転送するMOS型のスイッチング素子にて構成された第1電荷転送部〜第4電荷転送部とを有することを特徴とする受光システム。 - 請求項15〜22のいずれか1項に記載の受光システムにおいて、
前記受光装置の構成要素が、複数の画素が設けられたラインセンサアレイ又は二次元イメージセンサアレイの1画素分の構成要素を構成していることを特徴とする受光システム。 - 対象物に対してパルス光を放射する発光装置と、
前記パルス光の反射光を受光し、受光量に応じた出力を行う受光装置と、
前記発光装置及び前記受光装置を制御する制御装置と、
前記受光装置の出力を用いてタイム・オブ・フライト法により前記対象物までの距離を演算する演算装置と、を有する測距装置であって、
前記受光装置は、
前記反射光を検知して光電子に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子により発生した前記光電子を集めるための電荷集積部と、
前記光電子を一定期間蓄積する第1キャパシタ〜第4キャパシタと、
前記光電子を排出する電荷排出部と、
前記電荷集積部と前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタとの間に配置され、前記パルス光の放射に同期して、前記光電子を前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタに対して振り分けるMOS型の第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子と、
前記電荷集積部と前記電荷排出部との間に配置され、前記電荷集積部から前記電荷排出部への前記光電子の供給を制御するMOS型の第5スイッチング素子と、を備え、
前記光電変換素子は、
第1電極を有する1つの第1MOSダイオードと、
第2電極を有する複数の第2MOSダイオードとを有し、
前記第1MOSダイオードの前記第1電極は、上面から見たとき、1つの電極部位から複数の枝分かれ部位に分岐配列されたくし歯形状を有し、
前記第2MOSダイオードの各前記第2電極は、上面から見たとき、前記第1電極とは分離され、且つ、前記第1電極における前記複数の枝分かれ部位間にそれぞれ入れ子状に配置され、
前記パルス光の放射開始時点を時点Teu、
前記パルス光の放射終了時点を時点Ted、
前記光電変換素子に対する前記反射光の入射終了時点を時点Trd、
前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子をオンする時点を時点Tg1u、Tg2u、Tg3u、Tg4u、
前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子をオフする時点を時点Tg1d、Tg2d、Tg3d、Tg4d、
前記時点Tg1uから前記時点Tg1dまでの期間を期間P1、
前記時点Tg2uから前記時点Tg2dまでの期間を期間P2、
前記時点Tg3uから前記時点Tg3dまでの期間を期間P3、
前記時点Tg4uから前記時点Tg4dまでの期間を期間P4、
前記時点Tg4uから前記時点Trdまでの期間を期間Psr、
前記期間P1の間に前記第1キャパシタに蓄積される前記光電子の量を電荷量Q1、
前記期間P2の間に前記第2キャパシタに蓄積される前記光電子の量を電荷量Q2、
前記期間P3の間に前記第3キャパシタに蓄積される前記光電子の量を電荷量Q3、
前記期間P4の間に前記第4キャパシタに蓄積される前記光電子の量を電荷量Q4、
前記パルス光が放射されてから前記対象物で反射して前記反射光として戻ってくるまでの期間を往復期間ΔP、前記発光装置及び前記受光装置と前記対象物との距離を距離Dとしたとき、
前記制御装置は、
(1)P1=P3、
(2)P2=P4、及び
(3)Tg1u<Tg1d≦Tg2u<Tg2d≦Teu<Tg3u<Tg3d≦Tg4u≦Ted<Tg4d、又は、Teu<Tg3u<Tg3d≦Tg4u≦Ted<Tg4d<Tg1u<Tg1d≦Tg2u<Tg2d
となるように、前記発光装置による前記パルス光の放射及び前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子のオン/オフを制御し、
前記第1スイッチング素子〜前記第4スイッチング素子が全てオフとなっているとき、前記第5スイッチング素子をオンにして前記光電子を外部に排出させ、
前記演算装置は、
前記第3キャパシタに蓄積され、環境光と前記反射光に対応する前記電荷量Q3と、前記第1キャパシタに蓄積され、前記環境光に対応する前記電荷量Q1との差に基づいて、前記期間P3における前記反射光の光量情報を取得し、
前記第4キャパシタに蓄積され、前記環境光と前記反射光に対応する前記電荷量Q4と、前記第2キャパシタに蓄積され、前記環境光に対応する前記電荷量Q2との差に基づいて、前記期間Psrにおける前記反射光の光量情報を取得し、
前記期間P3における前記反射光の光量情報及び前記期間Psrにおける前記反射光の光量情報の比と、前記期間P3及び前記期間Psrの比とに基づいて前記往復期間ΔPを演算し、
前記往復期間ΔPに基づいて前記距離Dを測定することを特徴とする測距装置。 - 請求項24記載の測距装置において、
前記時点Tedと前記時点Tg4uが等しいとき、下記の式(1)に基づいて、前記往復期間ΔPを演算し、
ΔP={(Q4−Q2)/(Q3−Q1)}×P3 ・・・(1)
前記時点Tedが前記時点Tg4uよりも後であるとき、下記の式(2)に基づいて、前記往復期間ΔPを演算することを特徴とする測距装置。
ΔP=[(Q4−Q2)/(Q3−Q1)]×P3−(Ted−Tg4u)
・・・(2) - 請求項24又は25記載の測距装置において、
前記制御装置は、測定周期毎に前記発光装置に前記パルス光を複数回放射させ、
前記演算装置は、前記第1キャパシタ〜前記第4キャパシタのそれぞれに前記光電子を複数回蓄積した後の前記電荷量Q1〜前記電荷量Q4を用いて前記往復期間ΔPを演算することを特徴とする測距装置。
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