JP2013134173A - 測距システム及び測距方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測距対象に対して照射されたパルス光の照射タイミングに対して予め決められた受光期間で、入射した光量に応じた光電子を発生して累積蓄積し、タイム・オブ・フライト法により測距対象までの距離を求める測距システムであって、固体撮像装置は、第1受光期間で入射した光の光量に応じた光電子を累積蓄積するとともに、第2受光期間で入射した光の光量に応じた光電子を累積蓄積し、第1受光期間は、固体撮像装置に入射する反射光の強度の立上り期間の一部の期間であり、第2受光期間は、固体撮像装置に入射する反射光の強度のピークから立下り期間を含む期間であり、演算部は、第2受光期間で累積蓄積された光電子情報を第1受光期間で累積蓄積された光電子情報で除算して光量比を求めることで、測距対象までの距離を求める。
【選択図】図9
Description
上記実施の形態では、図9に示すように第1受光期間P1が終了すると同時に、第2受光期間P2に突入するようにしたが、図12に示すように、第1受光期間P1が終了した後、所定時間経過後に、第2受光期間P2に突入するようにしてもよい。この場合は、第1受光期間P1が終了した後、第2受光期間P2に突入するまでの所定時間は、フォトゲート110及び第3転送ゲート144にハイのゲート駆動信号電圧Sa、Seを印加することで、光電変換素子104が発生した光電子を、拡散層142から排出する。つまり、第1受光期間P1と第2受光期間P2との間に光電子の排出期間を設ける。
上記実施の形態では、第1受光期間P1で得られた電圧信号QV´aから第3受光期間P3で得られた電圧信号QV´cを減算し、第2受光期間P2で得られた電圧信号QV´bから第4受光期間P4で得られた電圧信号QV´dを減算するようにしたが、夜間等の環境光Lsが単位画素30に殆ど入射しない場合は、電圧信号QV´c、QV´dを0として扱うようにしてもよい。この場合は、第3受光期間P3及び第4受光期間P4で光電子を累積蓄積する必要はなく、第3受光期間P3及び第4受光期間P4で発生した光電子を拡散層142から排出してもよい。
14…撮像部 16…演算部
18…制御部 20…電源
28…固体撮像装置 30…単位画素
32…画素アレイ 34…画素駆動回路
42…ゲート駆動回路 102…p型半導体基板
104…光電変換素子
106、106a、106b、106c、106d…光電子振分部
108、108a、108b…光電子排出部
110…フォトゲート 112…第1転送部
114…光電子保持部 116…第2転送部
118…浮遊拡散層 120…第1転送ゲート
122…保持ゲート 124…第2転送ゲート
126…リセット用トランジスタ 127…リセット用ゲート
130…信号読出用トランジスタ 131…信号読出用ゲート
132…信号読出線 134…選択用トランジスタ
135…選択用ゲート 140…第3転送部
142…拡散層 144…第3転送ゲート
146a、146b、146c、146d…転送経路
Claims (10)
- 測距対象に対してパルス光を照射する照射装置と、
前記照射装置が照射した前記パルス光の反射光を、該パルス光の照射タイミングに対して予め決められた受光期間で、入射した光の光量に応じた光電子を発生して累積蓄積する固体撮像装置と、
前記固体撮像装置が累積蓄積した光電子情報を用いて、タイム・オブ・フライト法により前記測距対象までの距離を求める演算部と、
を備える測距システムであって、
前記受光期間は、第1受光期間と第2受光期間とを含み、
前記固体撮像装置は、前記第1受光期間で入射した光の光量に応じて発生した光電子を累積蓄積するとともに、前記第2受光期間で入射した光の光量に応じて発生した光電子を累積蓄積し、
前記第1受光期間は、前記固体撮像装置に入射する前記反射光の強度の立上り期間の一部の期間であり、前記第2受光期間は、前記固体撮像装置に入射する前記反射光の強度のピークから立下り期間を含む期間であり、
前記演算部は、前記第2受光期間で累積蓄積された光電子情報を前記第1受光期間で累積蓄積された光電子情報で除算して光量比を求めることで、前記測距対象までの距離を求める
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項1に記載の測距システムであって、
前記第1受光期間は、前記第2受光期間より短い
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項1又は2に記載の測距システムであって、
前記測距対象までのそれぞれの距離に応じた前記光量比が記憶されたテーブルを有する
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の測距システムであって、
前記固体撮像装置は、前記受光期間以外に、入射した光の光量に応じて発生した光電子を累積蓄積せずに、吐き捨てる
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の測距システムであって、
前記照射装置は、前記パルス光を所定回数照射し、
前記固体撮像装置は、各前記パルス光の照射タイミングに対して予め決められた前記第1受光期間、前記第2受光期間で入射した光の光量に応じて発生した光電子を、前記第1受光期間及び前記第2受光期間毎に加算して累積蓄積し、
前記演算部は、加算して累積蓄積された前記第2受光期間の光電子情報を、加算して累積蓄積された前記第1受光期間の光電子情報で除算して前記光量比を求める
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の測距システムであって、
前記受光期間は、前記第1受光期間と同じ長さであり、環境光のみを受光する第3受光期間と、前記第2受光期間と同じ長さであり、環境光のみを受光する第4受光期間とを更に有し、
前記固体撮像装置は、更に、前記第3受光期間で入射した環境光のみの光量に応じて発生した光電子を累積蓄積するとともに、前記第4受光期間で入射した環境光のみの光量に応じて発生した光電子を累積蓄積し、
前記演算部は、前記第2受光期間で累積蓄積された光電子情報から前記4受光期間で累積蓄積された光電子情報を減算した値を、前記第1受光期間で累積蓄積された光電子情報から前記第3受光期間で累積蓄積された光電子情報を減算した値で除算して前記光量比を求める
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項6に記載の測距システムであって、
前記照射装置は、前記パルス光を所定回数照射し、
前記固体撮像装置は、各前記パルス光の照射タイミングに対して予め決められた前記第1受光期間、前記第2受光期間、前記第3受光期間、及び前記第4受光期間で入射した光の光量に応じて発生した光電子を、前記第1受光期間、前記第2受光期間、前記第3受光期間、及び前記第4受光期間毎に加算して累積蓄積し、
前記演算部は、加算して累積蓄積された前記第2受光期間の光電子情報から加算して累積蓄積された前記第4受光期間の光電子情報を減算した値を、加算して累積蓄積された前記第1受光期間の光電子情報から加算して累積蓄積された前記第3受光期間の光電子情報を減算した値で、除算して前記光量比を求める
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載の測距システムであって、
該パルス光の照射タイミングに対して予め決められた受光期間は、予め決められた測距検知範囲に基づいて決められている
ことを特徴とする測距システム。 - 請求項8に記載の測距システムであって、
異なる複数の前記測距検知範囲を有し、
前記測距検知範囲毎に、前記パルス光に対して予め決められた前記受光期間の受光開始タイミングは異なり、
前記測距検知範囲は、少なくとも1フレームの露光期間単位で切り換わり、
前記1フレームの露光期間は、複数の第1受光期間及び第2受光期間を有する
ことを特徴とする測距システム。 - 測距対象に対してパルス光を照射する照射装置と、
前記照射装置が照射した前記パルス光の反射光を、該パルス光の照射タイミングに対して予め決められた受光期間で、入射した光の光量に応じた光電子を発生して累積蓄積する固体撮像装置と、
前記固体撮像装置が累積蓄積した光電子情報を用いて、タイム・オブ・フライト法により前記測距対象までの距離を求める演算部と、
を備える測距システムを用いた測距方法であって、
前記受光期間は、第1受光期間と第2受光期間とを含み、
前記固体撮像装置は、前記第1受光期間で入射した光の光量に応じて発生した光電子を累積蓄積するとともに、前記第2受光期間で入射した光の光量に応じて発生した光電子を累積蓄積し、
前記第1受光期間は、前記固体撮像装置に入射する前記反射光の強度の立上り期間の一部の期間であり、前記第2受光期間は、前記固体撮像装置に入射する前記反射光の強度のピークから立下り期間を含む期間であり、
前記演算部は、前記第2受光期間で累積蓄積された光電子情報を前記第1受光期間で累積蓄積された光電子情報で除算して光量比を求めることで、前記測距対象までの距離を求める
ことを特徴とする測距方法。
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