JP2013195306A - 測距システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御部22は、発光部16の発光タイミング及び受光部20の受光タイミングを規定するシーケンサ30と、基準クロックclkを生成し、シーケンサ30に基準クロックclkを出力する基準クロック生成部28と、発光部16を駆動する発光駆動部32と、受光部20を駆動する受光駆動部34と、を備える。シーケンサ30は、発光駆動部32へ第1タイミング補正部36Aを介して基準クロックclkに基づいた第3発光信号Pe3を出力し、受光駆動部34へ第2タイミング補正部36Bを介して基準クロックclkに基づいた第3受光信号Pr3を出力する。
【選択図】図1
Description
MSB LSB
↓ ↓
「0010000000000000」
を時間分解能設定部51から供給する。これにより、出力側から見て14番目の第1セレクタ66aが基準クロックclkを選択し、出力側から見て1番目〜13番目の第1セレクタ66aがそれぞれ1つ前の第1遅延素子74aの出力を選択することになり、14個の第1遅延素子74aによる第1遅延線DL1が構成されることになる。なお、第1遅延線DL1としては、実際には、100個以上の第1遅延素子74aを用いてもよい。
MSB LSB
↓ ↓
「0010000000000000」
が第1タイミング補正制御ロジック回路54Aから供給する。これにより、入力側から見て2番目の第1遅延素子74aから入力側から見て3番目の第2遅延素子74bへの経路が選択され、その結果、第2発光信号Pe2が遅延時間{(2×τ1)+(14×τ2)}だけ遅延された第3発光信号Pe3として出力される。同様に、第1遅延線DL1として3個の第1遅延素子74aを選択し、第2遅延線DL2として13個の第2遅延素子74bを選択した場合は、入力側から見て3番目の第1遅延素子74aから入力側から見て4番目の第2遅延素子74bへの経路が選択され、その結果、第2発光信号Pe2が遅延時間{(3×τ1)+(13×τ2)}だけ遅延された第3発光信号Pe3として出力される。前者と後者の遅延時間の差は、|{(2×τ1)+(14×τ2)}−{(3×τ1)+(13×τ2)}|=|τ2−τ1|となり、第2セレクタ66bによって経路を切り替えることにより、|τ2−τ1|の時間分解能を得ることができる。なお、上述の例では、16個の第1遅延素子74a及び16個の第2遅延素子74bの場合を示したが、実際には、100個以上の第1遅延素子74a及び100個以上の第2遅延素子74bを用いてもよい。
10C…第3測距システム 12…測距対象物
14…放射光 16…発光部
18…反射光 20…受光部
22…制御部 24…距離演算部
28…基準クロック生成部 30…シーケンサ
32…発光駆動部 34…受光駆動部
36A…第1タイミング補正部 36B…第2タイミング補正部
42…固体撮像装置 46a…第1遅延同期ループ回路
46b…第2遅延同期ループ回路
48A〜48D…第1遅延時間制御回路〜第4遅延時間制御回路
52A…第1タイミング補正用位相比較器
52B…第2タイミング補正用位相比較器
54A…第1タイミング補正制御ロジック回路
54B…第2タイミング補正制御ロジック回路
56…直接光 58…受光素子
66a…第1セレクタ 66b…第2セレクタ
74a…第1遅延素子 74b…第2遅延素子
DL1…第1遅延線 DL2…第2遅延線
Claims (9)
- 測距対象物に向けて放射光を放射する発光部と、
前記放射光の前記測距対象物からの反射光を受光し、受光光量に応じた出力を行う受光部と、
前記発光部及び前記受光部を制御する制御部と、
前記受光部の出力を用いてタイム・オブ・フライト法により前記測距対象物までの距離を演算する距離演算部と、を有する測距システムであって、
前記制御部は、
前記発光部の発光タイミング及び前記受光部の受光タイミングを規定するシーケンサと、
基準クロックを生成し、前記シーケンサに前記基準クロックを出力する基準クロック生成部と、
前記発光部を駆動する発光駆動部と、
前記受光部を駆動する受光駆動部と、を備え、
前記シーケンサは、前記基準クロックの遷移タイミングに基づき、且つ、前記基準クロックの時間分解能よりも高い時間分解能で遅延時間の調整を実施するタイミング補正部を介して発光タイミング及び受光タイミングを規定した制御信号を前記発光駆動部及び前記受光駆動部に出力することを特徴とする測距システム。 - 請求項1記載の測距システムにおいて、
前記タイミング補正部は、第1タイミング補正部と第2タイミング補正部とを有し、
前記シーケンサは、前記発光駆動部へ前記第1タイミング補正部を介して第1制御信号を出力し、前記受光駆動部へ前記第2タイミング補正部を介して第2制御信号を出力することを特徴とする測距システム。 - 請求項2記載の測距システムにおいて、
前記第1タイミング補正部は、前記シーケンサからの発光信号を遅延させた第1オフセット信号と、前記発光駆動部の出力信号との位相比較結果に基づいて前記第1制御信号を生成して、前記発光駆動部へ出力し、
前記第2タイミング補正部は、前記シーケンサからの受光信号を遅延させた第2オフセット信号と、前記受光駆動部の出力信号との位相比較結果に基づいて前記第2制御信号を生成して、前記受光駆動部へ出力することを特徴とする測距システム。 - 請求項3記載の測距システムにおいて、
前記第1タイミング補正部は、第1遅延時間調整回路と、第2遅延時間調整回路と、第1タイミング補正用位相比較器と、第1タイミング補正制御ロジック回路とを有し、
前記シーケンサからの前記発光信号は、前記第1遅延時間調整回路及び前記第2遅延時間調整回路に入力され、
前記第1遅延時間調整回路は、前記発光信号を基準として、遅延させた信号を前記第1制御信号として前記発光駆動部に出力し、
前記第2遅延時間調整回路は、前記発光信号から前記発光駆動部の出力までの遅延時間をオフセットとするように、前記発光信号を基準として、遅延させた信号を第1オフセット信号として出力し、
前記第1タイミング補正用位相比較器は、前記第1オフセット信号と前記発光駆動部の出力信号との位相比較を行って第1位相比較結果として出力し、
前記第1タイミング補正制御ロジック回路は、前記第1位相比較結果に基づいた第1遅延調整信号を出力し、
前記第1遅延時間調整回路は、前記第1遅延調整信号を入力して、前記発光信号のタイミングを調整し、
前記第2タイミング補正部は、第3遅延時間調整回路と、第4遅延時間調整回路と、第2タイミング補正用位相比較器と、第2タイミング補正制御ロジック回路とを有し、
前記シーケンサからの前記受光信号は、前記第3遅延時間調整回路及び前記第4遅延時間調整回路に入力され、
前記第3遅延時間調整回路は、前記受光信号を基準として、遅延させた信号を、前記第2制御信号として前記受光駆動部に出力し、
前記第4遅延時間調整回路は、前記受光信号から前記受光駆動部の出力までの遅延時間をオフセットとするように、前記受光信号を基準として、遅延させた信号を第2オフセット信号として出力し、
前記第2タイミング補正用位相比較器は、前記第2オフセット信号と前記受光駆動部の出力信号との位相比較を行って第2位相比較結果として出力し、
前記第2タイミング補正制御ロジック回路は、前記第2位相比較結果に基づいた第2遅延調整信号を出力し、
前記第3遅延時間調整回路は、前記第2遅延調整信号を入力して、前記受光信号のタイミングを調整することを特徴とする測距システム。 - 測距対象物に向けて放射光を放射する発光部と、
前記放射光の前記測距対象物からの反射光を受光し、受光光量に応じた出力を行う受光部と、
前記発光部及び前記受光部を制御する制御部と、
前記受光部の出力を用いてタイム・オブ・フライト法により前記測距対象物までの距離を演算する距離演算部と、を有する測距システムであって、
前記制御部は、
前記発光部の発光タイミング及び前記受光部の受光タイミングを規定するシーケンサと、
基準クロックを生成し、前記シーケンサに前記基準クロックを出力する基準クロック生成部と、
前記発光部を駆動する発光駆動部と、
前記受光部を駆動する受光駆動部と、を備え、
前記シーケンサは、前記基準クロックの遷移タイミングに基づき、且つ、前記基準クロックの時間分解能よりも高い時間分解能で遅延時間の調整を実施するタイミング補正部を介して発光タイミングを規定した制御信号を前記発光駆動部に出力することを特徴とする測距システム。 - 請求項5記載の測距システムにおいて、
前記タイミング補正部は、前記シーケンサからの発光信号を遅延させたオフセット信号と、前記発光駆動部の出力信号との位相比較結果に基づいて、前記制御信号を生成して、前記発光駆動部へ出力することを特徴とする測距システム。 - 請求項5記載の測距システムにおいて、
さらに、前記受光部の直接光を受光して、発光タイミング観測信号として出力する受光素子を別途有し、
前記タイミング補正部は、前記シーケンサからの発光信号を遅延させたオフセット信号と、前記受光素子からの前記発光タイミング観測信号との位相比較結果に基づいて前記制御信号を生成して、前記発光駆動部へ出力することを特徴とする測距システム。 - 請求項6又は7記載の測距システムにおいて、
前記タイミング補正部は、第1遅延時間調整回路と、第2遅延時間調整回路と、タイミング補正用位相比較器と、タイミング補正制御ロジック回路とを有し、
前記シーケンサからの発光信号は、前記第1遅延時間調整回路及び前記第2遅延時間調整回路に入力され、
前記第1遅延時間調整回路は、前記発光信号を基準として、遅延させた信号を、前記制御信号として前記発光駆動部に出力し、
前記第2遅延時間調整回路は、前記発光信号から前記発光駆動部の出力までの遅延時間をオフセットとするように、前記発光信号を基準として、遅延させた信号をオフセット信号として出力し、
前記タイミング補正用位相比較器は、前記オフセット信号と前記発光駆動部の出力信号との位相比較を行って位相比較結果として出力し、
前記タイミング補正制御ロジック回路は、前記位相比較結果に基づいた遅延調整信号を出力し、
前記第1遅延時間調整回路は、前記遅延調整信号を入力して、前記発光信号のタイミングを調整することを特徴とする測距システム。 - 請求項5〜8のいずれか1項に記載の測距システムにおいて、
前記受光駆動部は、少なくとも前記シーケンサと共に1つの装置に実装されていることを特徴とする測距システム。
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