JP2020120314A

JP2020120314A - 光検出装置及び測距装置

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Publication number: JP2020120314A
Application number: JP2019011006A
Authority: JP
Inventors: 慶太郎天川; Keitaro Amakawa
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-08-06
Also published as: WO2020153182A1; US20220120875A1

Abstract

【課題】サンプリング動作中のピーク電力を低減することができる光検出装置及び光検出装置を用いる測距装置を提供する。【解決手段】光検出装置において、信号処理回路３３は、受光素子を含む複数の画素及び複数の画素に対応して設けられ、トリガー信号の入力に同期して、位相が異なる複数のクロック信号＃０、＃１に基づいて、画素から出力される受光データをサンプリングするサンプリング回路６０を備える。サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、クロック信号の位相を切り替える。また、測距装置は、測定対象物に対して光を照射する光源及び測定対象物で反射された光を検出する光検出装置を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、光検出装置及び測距装置（距離測定装置）に関する。

光子の受光に応じて信号を発生する素子を、受光素子として用いた光検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。この種の光検出装置では、測定対象物までの距離を測定する測定法として、測定対象物に向けて照射した光が、当該測定対象物で反射されて戻ってくるまでの時間を測定するＴｏＦ（Time of Flight：飛行時間）法が採用されている。

特開２０１６−２１１８８１号公報

ＴｏＦ法のうち、光の飛行時間差から直接距離を算出する直接ＴｏＦ法を用いる光検出装置では、受光素子から出力される受光データを、高速の時間計測部（time-to-digital converter：ＴＤＣ）で取得する必要がある。しかし、１つの受光素子から出力される受光データを、複数のクロック位相で並列化してサンプリングする構成とした場合、サンプリング中は高速に動作しているためピーク電力が大きい。ピーク電力が大きいと、光検出装置を設計するときの電源設計やタイミング設計への影響が大きい。

そこで、本開示は、サンプリング動作中のピーク電力を低減することができる光検出装置、及び、当該光検出装置を用いる測距装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本開示の光検出装置は、
受光素子を含む複数の画素、及び、
複数の画素に対応して設けられ、トリガー信号の入力に同期して、位相が異なる複数のクロック信号に基づいて、画素から出力される受光データをサンプリングするサンプリング回路を備え、
サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいてサンプリング動作を行う。

また、上記の目的を達成するための本開示の測距装置（距離測定装置）は、
測定対象物に対して光を照射する光源、及び、
測定対象物で反射された光を検出する光検出装置を備え、
光検出装置として、上記の構成の光検出装置を用いる。

図１は、本開示の実施形態に係る測距装置を示す概略構成図である。図２Ａ及び図２Ｂは、測距装置の具体的な構成を示すブロック図である。図３は、ＳＰＡＤ素子を用いた光検出装置における画素回路の構成の一例を示す回路図である。図４は、本開示の実施形態に係る光検出装置の基本的な構成の一例を示すブロック図である。図５は、サンプリング回路の基本的な動作の説明図であり、図５Ａに、スロット信号、トリガー信号、及び、サンプリングタイミングのタイミング関係を示し、図５Ｂに、トリガー信号に対する２つのクロック信号＃０，＃１のタイミング関係を示している。図６は、実施例１に係る光検出装置における信号処理回路の回路構成を示すブロック図である。図７は、実施例１に係る光検出装置における第１信号処理部の回路動作の説明に供するブロック図である。図８は、実施例２に係る光検出装置における信号処理回路の回路構成を示すブロック図である。図９は、実施例２に係る光検出装置における第１信号処理部の回路動作の説明に供するブロック図である。図１０は、実施例３に係る光検出装置における信号処理回路の回路構成を示すブロック図である。図１１は、実施例３に係る光検出装置における第１信号処理部の回路動作の説明に供するブロック図である。図１２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。図１３は、移動体制御システムにおける撮像部及び車外情報検出部の設置位置の例を示す図である。

以下、本開示に係る技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示に係る技術は実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の光検出装置及び測距装置、全般に関する説明
２．実施形態に係る測距装置
２−１．測距装置の基本的な構成
２−２．ＳＰＡＤ素子を用いた画素回路の構成例
２−３．光検出装置の基本的な構成例
３．実施形態に係る光検出装置
３−１．実施例１（第１信号処理部として２つのクロック位相分の回路部を実装する例）
３−２．実施例２（第１信号処理部として１つのクロック位相分の回路部のみを実装する例）
３−３．実施例３（実施例２の変形例：第１信号処理部の１つの回路部分をクロック位相に対応して分割し、ＳＰＡＤ領域毎にクロック位相を変える例）
４．本開示に係る技術の適用例（移動体の例）
５．本開示がとることができる構成

＜本開示の光検出装置及び測距装置、全般に関する説明＞
本開示の光検出装置及び測距装置にあっては、サンプリング回路について、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいて、受光データのサンプリング動作を行うラッチ回路を有する構成とすることができる。

更に、上述した好ましい構成を含む本開示の光検出装置及び測距装置にあっては、サンプリング回路について、複数のクロック信号の位相に対応して設けられた複数のラッチ回路を有している構成とすることができる。そして、複数のラッチ回路について、トリガー信号が入力される毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う構成とすることができる。

あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示の光検出装置及び測距装置にあっては、サンプリング回路について、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有し、当該単一のラッチ回路について、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う構成とすることができる。また、サンプリング回路について、複数のクロック信号を位相毎に選択し、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する構成とすることができる。

あるいは又、上述した好ましい構成を含む本開示の光検出装置及び測距装置にあっては、サンプリング回路について、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有し、当該単一のラッチ回路について、複数の画素の受光データを単位として、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う構成とすることができる。また、サンプリング回路について、複数のクロック信号を位相毎に選択し、複数の画素の受光データを単位として、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する構成とすることができる。

更に、上述した好ましい構成を含む本開示の光検出装置及び測距装置にあっては、受光素子について、光子の受光に応じて信号を発生する素子である構成とすることができる。そして、受光素子について、単一光子アバランシェダイオードから成る構成とすることができる。

＜実施形態に係る測距装置＞
先ず、本開示に係る技術が適用される測距装置（即ち、本開示の実施経緯に係る測距装置）の基本的な構成について、図１を用いて説明する。

［測距装置の基本的な構成］
図１は、本開示の実施形態に係る測距装置を示す概略構成図である。本実施形態に係る測距装置１は、測定対象物である被写体１０までの距離を測定する測定法として、被写体１０に向けて照射した光（例えば、赤外の波長領域にピーク波長を有するレーザ光）が、当該被写体１０で反射されて戻ってくるまでの時間を測定するＴｏＦ（time of flight：飛行時間）法を採用している。ＴｏＦ法による距離測定を実現するために、本実施形態に係る測距装置１は、光源２０及び光検出装置３０を備えている。そして、光検出装置３０として、後述する本開示の実施形態に係る光検出装置を用いる。

測距装置１の基本的な構成を図２Ａ及び図２Ｂに示す。光源２０は、例えば、レーザドライバ２１、レーザ光源２２、及び、拡散レンズ２３を有し、被写体１０に対してレーザ光を照射する。レーザドライバ２１は、光検出装置３０の制御回路３４による制御の下に、レーザ光源２２を駆動する。レーザ光源２２は、例えば半導体レーザから成り、レーザドライバ２１によって駆動されることによりレーザ光を出射する。拡散レンズ２３は、レーザ光源２２から出射されたレーザ光を拡散し、被写体１０に対して照射する。

光検出装置３０は、受光レンズ３１、受光部である光センサ３２、信号処理回路３３、及び、制御回路３４を有し、レーザ照射部２０による照射レーザ光が被写体１０で反射されて戻ってくる反射レーザ光を受光する。受光レンズ３１は、被写体１０からの反射レーザ光を光センサ３２の受光面上に集光する。光センサ３２は、受光レンズ３１を経た被写体１０からの反射レーザ光を画素単位で受光し、光電変換する。光センサ３２の詳細については後述する。

光センサ３２の出力信号、即ち、画素から出力される受光データは、信号処理回路３３に供給される。信号処理回路３３は、制御回路３４による制御の下に、光源２０から被写体１０に向けて照射したレーザ光が、当該被写体１０で反射されて光検出装置３０に戻ってくるまでの時間ｔの計測を行い、光検出装置３０が検出した時間情報として出力する。光検出装置３０が検出した時間情報（時間ｔ）を基に、被写体１０までの距離を求めることができる。

時間計測の方法としては、光源２０からパルス光を照射したタイミングでタイマをスタートさせ、光検出装置３０が当該パルス光を受光したタイミングでタイマをストップし、時間ｔを計測する方法を例示することができる。時間計測のその他の方法として、光源２０から所定の周期でパルス光を照射し、光検出装置３０が当該パルス光を受光した際の周期を検出し、発光の周期と受光の周期との位相差から時間ｔを計測する方法を例示することができる。時間計測は複数回実行され、複数回計測された時間を積み上げたヒストグラムのピークを検出することで時間ｔを計測することができる。

制御回路３４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理ユニット）等によって構成され、光検出装置３０の外部から与えられるスロット（Ｓｌｏｔ）信号及びトリガー（Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号に基づいて、光源２０及び信号処理回路３３の制御を行う。

光センサ３２としては、受光素子を含む画素が行列状（アレイ状）に２次元配置されて成る２次元アレイセンサ（所謂、エリアセンサ）を用いることもできるし、受光素子を含む画素が直線状に配置されて成る１次元アレイセンサ（所謂、ラインセンサ）を用いることもできる。

光センサ３２として、画素の受光素子が、光子の受光に応じて信号を発生する素子、例えば、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode：単一光子アバランシェダイオード）素子から成るセンサを用いることができる。すなわち、本例に係る光検出装置３０は、画素の受光素子がＳＰＡＤ素子から成る構成となっている。尚、受光素子としては、ＳＰＡＤ素子に限られるものではなく、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）やＣＡＰＤ(Current Assisted Photonic Demodulator)等の種々の素子であってもよい。

［ＳＰＡＤ素子を用いた画素回路の構成例］
ＳＰＡＤ素子を用いた光検出装置３０における画素回路の構成の一例を図３に示す。ここでは、１画素分の基本構成を図示している。

本例に係る画素４０の画素回路は、ＳＰＡＤ素子４１のカソード電極が、負荷であるＰ型ＭＯＳトランジスタＱ_Lを介して、電源電圧Ｖ_DDが与えられる端子４２に接続され、アノード電極が、アノード電圧Ｖ_bdが与えられる端子４３に接続された構成となっている。アノード電圧Ｖ_bdとしては、アバランシェ増倍が発生する大きな負電圧が印加される。

アノード電極とグランドとの間には容量素子Ｃが接続されている。そして、ＳＰＡＤ素子４１のカソード電圧Ｖ_CAが、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱ_p及びＮ型ＭＯＳトランジスタＱ_nが直列接続されて成るＣＭＯＳインバータ５４を介してＳＰＡＤ出力（画素出力）として導出される。

ＳＰＡＤ素子４１には、ブレークダウン電圧Ｖ_BD以上の電圧が印加される。ブレークダウン電圧Ｖ_BD以上の過剰電圧は、エクセスバイアス電圧Ｖ_EXと呼ばれ、２−５Ｖ程度の電圧が一般的である。ＳＰＡＤ素子４１は、ＤＣ的な安定点が無いガイガーモードと呼ばれる領域で動作する。

［光検出装置の基本的な構成例］
光検出装置３０の基本的な構成の一例を図４に示す。本構成例に係る光検出装置３０では、光センサ３２として、受光素子（例えば、ＳＰＡＤ素子）を含む複数の画素４０が行列状（アレイ状）に２次元配置されて成る２次元アレイセンサを用いている。複数の画素４０の各受光データは、信号処理回路３３に供給される。

制御回路３４は、光検出装置３０の外部から与えられるスロット（Ｓｌｏｔ）信号及びトリガー（Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号に基づいて、信号処理回路３３の制御を行う。信号処理回路３３は、複数の画素４０に対応して、例えば、複数の画素４０毎に設けられている。信号処理回路３３は、前段の第１信号処理部５１、及び、後段の第２信号処理部５２から構成されており、制御回路３４による制御の下に、複数の画素４０から出力される各受光データに対して、測距のための信号処理を行う。

具体的には、前段の第１信号処理部５１は、光の飛行時間差から直接距離を算出する直接ＴｏＦ法を用いて、画素４０から出力される受光データを基に測距のための信号処理を行う。すなわち、第１信号処理部５１は、測定対象物に向けて照射した光が、当該測定対象物で反射されて戻ってくるまでの時間ｔを計測する時間計測回路（ＴＤＣ回路）である。第１信号処理部５１での時間計測は複数回実行され、複数回計測された時間を積み上げたヒストグラムのピークを検出することで時間ｔを計測する。

後段の第２信号処理部５２は、メモリ（例えば、ＳＲＡＭ）を有し、第１信号処理部５１から出力される画素４０毎のデータを蓄積し、メモリに蓄積したデータを、画素共通のクロック信号に基づいて出力する。

第１信号処理部５１は入力段に、画素４０から出力される受光データを、位相が異なる複数のクロック信号に基づいてサンプリングするサンプリング回路６０を有する構成となっている。

ここで、位相が異なる複数のクロック信号として、位相が０度のクロック信号＃０、及び、位相が１８０度のクロック信号＃１の２つのクロック信号を用いる場合における、サンプリング回路６０の動作について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。

図５Ａに示すように、制御回路３４に入力されるスロット信号は、同じＳＰＡＤ領域を１スロットとしてアクティブ状態（例えば、高レベル）になる信号である。このスロット信号のアクティブ期間、即ち、１スロット期間に複数回、制御回路３４にトリガー信号が入力される。

サンプリング回路６０は、制御回路３４にトリガー信号が入力される度に、図５Ｂに示すように、位相が異なる２つのクロック信号＃０，＃１に同期して、画素４０から出力される受光データをサンプリングする。すなわち、サンプリング回路６０は、画素４０から出力される受光データを、複数のクロック位相で並列化してサンプリングする。そして、第１信号処理部５１は、サンプリング回路６０でのサンプリングデータを１スロット期間蓄積し、１スロット期間中に蓄積したサンプリングデータを、後段の第２信号処理部５２に出力する。

上述したように、１つのＳＰＡＤ素子４１（画素４０）から出力される受光データを、複数のクロック位相で並列化してサンプリングする構成とした場合、サンプリング中は、クロック信号＃０，＃１のサンプリング回路６０を含むＴＤＣ回路（即ち、第１信号処理部５１）が高速に動作しているため、ＩＲドロップが非常に大きくなり、ピーク電力が大きい。ピーク電力が大きいと、光検出装置３０を設計するときの電源設計やタイミング設計への影響が大きい。

＜実施形態に係る光検出装置＞
本実施形態では、複数の画素４０に対応して設けられ、画素４０から出力される受光データを、位相が異なる複数のクロック信号に基づいてサンプリングするサンプリング回路６０において、トリガー信号が入力される度に、異なる位相のクロック信号に基づいてサンプリング動作を行う、換言すれば、サンプリングするクロック信号の位相を切り替えてサンプリング動作を行う構成となっている。

トリガー信号が入力される度に、サンプリングするクロック信号の位相を切り替えることにより、サンプリング回路６０において、サンプリング動作中に活性化される回路部分が、位相が異なる複数のクロック信号で並列化してサンプリングする場合に比べて少なくなる。従って、サンプリング動作中のピーク電力を低減できる。また、サンプリング回路６０の回路構成によっては（後述する実施例２及び実施例３の場合）、回路規模の削減を図ることもできる。

以下に、サンプリング回路６０において、トリガー信号が入力される度に、異なる位相のクロック信号に基づいてサンプリング動作を行うための本実施形態の具体的な実施例について説明する。

［実施例１］
実施例１は、第１信号処理部５１として２つのクロック位相分の回路部を実装する例である。実施例１に係る光検出装置３０における信号処理回路３３の回路構成のブロック図を図６に示す。ここでは、画素４０の各々に対応して設けられる信号処理回路３３について、１つの画素分のみの回路構成を図示している。この点については、後述する実施例においても同様である。

実施例１に係る光検出装置３０では、第１信号処理部５１として２つのクロック位相分の回路部５１１，５１２を有するとともに、入力段のサンプリング回路６０として、位相が異なる２つのクロック信号＃０，＃１毎にラッチ回路６１を有する構成となっている。ラッチ回路６１は、縦続接続された２つのフリップフロップ６１１，６１２から成り、１つのＳＰＡＤ素子４１（画素４０）から出力される受光データに対して２個ずつ配置されている。

そして、２個のラッチ回路６１の一方は、クロック信号＃０に基づいて受光データをサンプリングしてラッチし、そのラッチしたデータを第１信号処理部５１の一方の回路部５１１に供給する。２個のラッチ回路６１の他方は、クロック信号＃１に基づいて受光データをラッチし、そのラッチしたデータを第１信号処理部５１の他方の回路部５１２に供給する。すなわち、１回のトリガー信号の入力でサンプリングするクロック信号の位相は１つである。

上記の構成の実施例１に係る光検出装置３０における第１信号処理部５１の回路動作について、図７を用いて説明する。

サンプリング回路６０において、位相が異なる２つのクロック信号＃０，＃１毎に設けられた２個のラッチ回路６１は、トリガー信号が制御回路３４に入力される度に、２つのクロック信号＃０，＃１の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う。具体的には、トリガー信号が入力される度に順番に、２個のラッチ回路６１の一方は、位相が０度のクロック信号＃０に基づいて受光データをラッチし、他方は、位相が１８０度のクロック信号＃１に基づいて受光データをラッチする。すなわち、最初のトリガー信号の入力ではクロック信号＃０のみでサンプリング動作を行い、次のトリガー信号の入力ではクロック信号＃１のみでサンプリング動作を行う。

図７において、左側の図が、位相が０度のクロック信号＃０に基づいて受光データのサンプリング動作を行う場合を示し、右側の図が、位相が１８０度のクロック信号＃１に基づいて受光データのサンプリング動作を行う場合を示している。

上述したように、実施例１に係る光検出装置３０における第１信号処理部５１では、位相が異なる２つのクロック信号＃０，＃１毎に設けられた２個のラッチ回路６１が、トリガー信号が入力される度に、交互に（順番に）サンプリング動作を行うことになる。そのため、サンプリング動作中に、第１信号処理部５１において、網掛けで示す一方の回路部５１２／５１１が動作せず、他方の回路部分５１１／５１２のみが動作する。すなわち、サンプリング動作中に活性化される回路部分が、２つのクロック信号＃０，＃１で並列化してサンプリングする場合に比べて半分になるため、サンプリング動作中のピーク電力を１／２程度まで低減できる。

尚、実施例１では、位相が異なる複数のクロック信号として、位相が０度のクロック信号＃０、及び、位相が１８０度のクロック信号＃１の２つのクロック信号を例示したが、２相クロックに限られるものではなく、３相以上の複数位相クロックであってもよく、位相の数が多いほど、サンプリング動作中のピーク電力を低減できる効果が大きい。この点については、後述する実施例２及び実施例３においても同様である。

［実施例２］
実施例２は、第１信号処理部５１として１つのクロック位相分の回路部のみを実装する例である。実施例２に係る光検出装置３０における信号処理回路３３の回路構成のブロック図を図８に示す。

実施例２に係る光検出装置３０では、第１信号処理部５１が、位相が異なる２つのクロック信号＃０，＃１に対して共通の回路部分から成るとともに、入力段のサンプリング回路６０として、２つのクロック信号＃０，＃１に対して共通に設けられた単一のラッチ回路６１を有する構成となっている。ラッチ回路６１は、縦続接続された２つのフリップフロップ６１１，６１２から成り、１つのＳＰＡＤ素子４１（画素４０）から出力される受光データに対して１個ずつ配置されている。

そして、ラッチ回路６１のクロック入力の前段には、２つのクロック信号＃０，＃１を位相毎に選択し、単一のラッチ回路６１のクロック入力とするセレクタ回路６２が設けられている。セレクタ回路６２は、光検出装置３０の外部から供給される、トリガー信号に同期した選択信号に基づいて、例えば、選択信号が論理“１”のときは、位相が０度のクロック信号＃０を選択し、選択信号が論理“０”のときは、位相が１８０度のクロック信号＃０を選択する。

上記の構成の実施例２に係る光検出装置３０における第１信号処理部５１の回路動作について、図９を用いて説明する。

サンプリング回路６０では、２つのクロック信号＃０，＃１に対して共通に設けられたラッチ回路６１は、トリガー信号が入力される度に、セレクタ回路６２が選択するクロック信号＃０／＃１の位相毎に順番に、画素４０から出力される受光データのサンプリング動作が行われる。

図９において、左側の図が、位相が０度のクロック信号＃０に基づいて受光データのサンプリング動作を行う場合を示し、右側の図が、位相が１８０度のクロック信号＃１に基づいて受光データのサンプリング動作を行う場合を示している。

上述したように、実施例２に係る光検出装置３０では、サンプリング回路６０を含む第１信号処理部５１が、１つのクロック位相分の回路部分から成る構成となっているため、２相のクロック信号＃０，＃１の場合には、回路規模を１／２に削減できる。図８では、信号処理回路３３について、１画素に対応する回路構成を図示しているが、信号処理回路３３は、画素４０の各々に対応して設けられることから、実施例２に９．回路規模の削減効果は大きい。しかも、サンプリング回路６０を含む第１信号処理部５１において、サンプリング動作中に活性化される回路部分が、２つのクロック信号＃０，＃１で並列化してサンプリングする場合に比べて少なくなるため、サンプリング動作中のピーク電力を１／２程度まで低減できる。

［実施例３］
実施例３は、実施例２の変形例であり、第１信号処理部５１の１つの回路部分をクロック位相に対応して分割し、ＳＰＡＤ領域毎にクロック位相を変える例である。実施例２に係る光検出装置３０における信号処理回路３３の回路構成のブロック図を図１０に示す。

実施例３に係る光検出装置３０では、実施例２の場合の第１信号処理部５１の１つの回路部分を、２つのクロック信号＃０，＃１に対応して複数の回路部分（本例では、２つの回路部分５１₀，５１₁）に分割し、複数の画素４０（即ち、複数のＳＰＡＤ素子４１）の受光データを単位とするＳＰＡＤ領域毎に、回路部分５１₀，５１₁を使い分ける構成となっている。

具体的には、セレクタ回路６２は、トリガー信号に同期した選択信号に基づいて、２つのクロック信号＃０，＃１を位相毎に選択し、複数の画素４０の受光データを単位とするＳＰＡＤ領域毎に、単一のラッチ回路６１のクロック入力とする。これにより、あるＳＰＡＤ領域に対しては回路部分５１₀，５１₁の一方が使用され、他のＳＰＡＤ領域に対しては回路部分５１₀，５１₁の他方が使用される。そして、複数の画素４０の受光データを単位として、２つのクロック信号＃０，＃１の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作が行われることになる。

上記の構成の実施例３に係る光検出装置３０における第１信号処理部５１の回路動作について、図１１を用いて説明する。

サンプリング回路６０では、２つのクロック信号＃０，＃１に対して共通に設けられたラッチ回路６１は、複数の画素４０の受光データを単位とするＳＰＡＤ領域毎に、トリガー信号に同期して、セレクタ回路６２が選択するクロック信号＃０／＃１の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作が行われる。

図１１において、左側の図が、回路部分５１₀側でクロック信号＃０に基づいてサンプリング動作を行うとともに、回路部分５１₁側でクロック信号＃１に基づいてサンプリング動作を行う場合を示している。また、右側の図が、回路部分５１₀側でクロック信号＃１に基づいてサンプリング動作を行うとともに、回路部分５１₁側でクロック信号＃０に基づいてサンプリング動作を行う場合を示している。

上述したように、実施例３に係る光検出装置３０では、サンプリング回路６０を含む第１信号処理部５１が、１つのクロック位相分の回路部分から成る構成となっているため、実施例２の場合と同様に、２相のクロック信号＃０，＃１の場合には、回路規模を１／２に削減できる。しかも、サンプリング回路６０を含む第１信号処理部５１において、サンプリング動作中に活性化される回路部分が、２つのクロック信号＃０，＃１で並列化してサンプリングする場合に比べて少なくなるため、サンプリング動作中のピーク電力を１／２（＝１／４＋１／４）程度まで低減できる。

尚、ここでは、第１信号処理部５１を上下に２分割（＃０，＃１）にする場合を例示したが、上下２分割に限られるものではなく、複数の画素４０の受光データを単位として、上下４分割（＃０，＃１，＃０，＃１）以上の上下複数分割とすることもできる。

＜変形例＞
以上、本開示に係る技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示に係る技術は当該実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した光検出装置及び測距装置の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。例えば、上記の実施形態では、受光素子としてＳＰＡＤ素子を用いる場合を例に挙げて説明したが、受光素子としては、ＳＰＡＤ素子に限られるものではなく、ＡＰＤやＣＡＰＤ等の素子を用いた場合であっても同様の作用、効果を得ることができる。

＜本開示に係る技術の適用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品に適用することができる。以下に、より具体的な適用例について説明する。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される測距装置として実現されてもよい。

［移動体］
図１２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１２に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。

各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図１２では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。

駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。

駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。

ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。

車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。

環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。

ここで、図１３は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

尚、図１３には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０〜７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。

図１２に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。

また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。

車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。

統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。

記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。

汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ−Ａ（LTE−Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。

専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。

測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。尚、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。

ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。尚、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。

車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。

車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。

統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。

マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。

音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。

尚、図１２に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部７４１０がＴｏＦカメラを含む場合に、当該ＴｏＦカメラに適用され得る。そして、本開示に係る技術を適用することにより、測距におけるサンプリング動作中のピーク電力を低減できるため、例えば、低消費電力の車両制御システムを構築できる。

＜本開示がとることができる構成＞
尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。

≪Ａ．光検出装置≫
［Ａ−１］受光素子を含む複数の画素、及び、
複数の画素に対応して設けられ、トリガー信号の入力に同期して、位相が異なる複数のクロック信号に基づいて、画素から出力される受光データをサンプリングするサンプリング回路を備え、
サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいてサンプリング動作を行う、
光検出装置。
［Ａ−２］サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいて、受光データのサンプリング動作を行うラッチ回路を有する、
上記［Ａ−１］に記載の光検出装置。
［Ａ−３］サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対応して設けられた複数のラッチ回路を有しており、
複数のラッチ回路は、トリガー信号が入力される毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
上記［Ａ−２］に記載の光検出装置。
［Ａ−４］サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有しており、
単一のラッチ回路は、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
上記［Ａ−２］に記載の光検出装置。
［Ａ−５］サンプリング回路は、複数のクロック信号を位相毎に選択し、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する、
上記［Ａ−４］に記載の光検出装置。
［Ａ−６］サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有しており、
単一のラッチ回路は、複数の画素の受光データを単位として、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
上記［Ａ−２］に記載の光検出装置。
［Ａ−７］サンプリング回路は、複数のクロック信号を位相毎に選択し、複数の画素の受光データを単位として、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する、
上記［Ａ−６］に記載の光検出装置。
［Ａ−８］受光素子は、光子の受光に応じて信号を発生する素子である、
上記［Ａ−１］乃至上記［Ａ−７］のいずれかに記載の光検出装置。
［Ａ−９］受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
上記［Ａ−８］に記載の光検出装置。

≪Ｂ．測距装置≫
［Ｂ−１］測定対象物に対して光を照射する光源、及び、
測定対象物で反射された光を受光する受光装置を備え、
受光装置は、
受光素子を含む複数の画素、及び、
画素から出力される受光データを、位相が異なる複数のクロック信号に基づいてサンプリングするサンプリング回路を備え、
サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいてサンプリング動作を行う、
測距装置。
［Ｂ−２］サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいて、受光データのサンプリング動作を行うラッチ回路を有する、
上記［Ｂ−１］に記載の測距装置。
［Ｂ−３］サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対応して設けられた複数のラッチ回路を有しており、
複数のラッチ回路は、トリガー信号が入力される毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
上記［Ｂ−２］に記載の測距装置。
［Ｂ−４］サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有しており、
単一のラッチ回路は、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
上記［Ｂ−２］に記載の測距装置。
［Ｂ−５］サンプリング回路は、複数のクロック信号を位相毎に選択し、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する、
上記［Ｂ−４］に記載の測距装置。
［Ｂ−６］サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有しており、
単一のラッチ回路は、複数の画素の受光データを単位として、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
上記［Ｂ−２］に記載の測距装置。
［Ｂ−７］サンプリング回路は、複数のクロック信号を位相毎に選択し、複数の画素の受光データを単位として、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する、
上記［Ｂ−６］に記載の測距装置。
［Ｂ−８］受光素子は、光子の受光に応じて信号を発生する素子である、
上記［Ｂ−１］乃至上記［Ｂ−７］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｂ−９］受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
上記［Ｂ−８］に記載の測距装置。

１・・・測距装置、１０・・・被写体（測定対象物）、２０・・・光源、２１・・・レーザドライバ、２２・・・レーザ光源、２３・・・拡散レンズ、３０・・・光検出装置、３１・・・受光レンズ、３２・・・光センサ、３３・・・信号処理回路、３４・・・制御回路、４０・・・画素、４１・・・ＳＰＡＤ素子、５１・・・第１信号処理部、５２・・・第２信号処理部、６０・・・サンプリング回路、６１・・・ラッチ回路、６２・・・セレクト回路、６１１，６１２・・・フリップフロップ

Claims

受光素子を含む複数の画素、及び、
複数の画素に対応して設けられ、トリガー信号の入力に同期して、位相が異なる複数のクロック信号に基づいて、画素から出力される受光データをサンプリングするサンプリング回路を備え、
サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいてサンプリング動作を行う、
光検出装置。
サンプリング回路は、トリガー信号が入力される毎に、異なる位相のクロック信号に基づいて、受光データのサンプリング動作を行うラッチ回路を有する、
請求項１に記載の光検出装置。
サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対応して設けられた複数のラッチ回路を有しており、
複数のラッチ回路は、トリガー信号が入力される毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
請求項２に記載の光検出装置。
サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有しており、
単一のラッチ回路は、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
請求項２に記載の光検出装置。
サンプリング回路は、複数のクロック信号を位相毎に選択し、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する、
請求項４に記載の光検出装置。
サンプリング回路は、複数のクロック信号の位相に対して共通に設けられた単一のラッチ回路を有しており、
単一のラッチ回路は、複数の画素の受光データを単位として、複数のクロック信号の位相毎に順番に、受光データのサンプリング動作を行う、
請求項２に記載の光検出装置。
サンプリング回路は、複数のクロック信号を位相毎に選択し、複数の画素の受光データを単位として、単一のラッチ回路に供給するセレクタ回路を有する、
請求項６に記載の光検出装置。
受光素子は、光子の受光に応じて信号を発生する素子である、
請求項１に記載の光検出装置。
受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
請求項８に記載の光検出装置。
測定対象物に対して光を照射する光源、及び、
測定対象物で反射された光を受光する受光装置を備え、
受光装置は、
受光素子を含む複数の画素、及び、
画素から出力される受光データを、位相が異なる複数のクロック信号に基づいてサンプリングするサンプリング回路を備え、
サンプリング回路は、サンプリング動作を行う回路部が、複数のクロック信号の位相毎に異なる、
測距装置。