JP2020125998A - 受光装置及び測距システム - Google Patents

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Abstract

【課題】製造組立時等における受光部の光学的な位置ずれを補正することができる受光装置を提供する。【解決手段】画素アレイを有する受光部と、画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を受光部から出力させる制御部とを備える。【選択図】図1

Description

本開示に係る技術(本技術)は、受光装置及びこの受光装置を備えた測距システムに関する。
直接光飛行時間(Direct Time of Flight: Direct ToF)法を用いて計測する光飛行時間(ToF)方式の測距システムが知られている(特許文献1参照。)。
特開2016−211881号公報
測距システムにおいては、製造組立時において受光部に光学的な位置ずれが発生した場合、位置ずれを補正することが求められる。特許文献1には、製造組立時における光学的な位置ずれを補正する対策や、複数の画素と時間計測部との間の具体的な回路構成については記載されていない。
本技術は、製造組立時等における受光部の光学的な位置ずれを補正することができる受光装置及びこの受光装置を備えた測距システムを提供することを目的とする。
本技術の一態様に係る受光装置は、画素アレイを有する受光部と、画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を受光部から出力させる制御部とを備えることを要旨とする。
本技術の一態様に係る測距システムは、光を発する発光部と、光を反射した対象物からの反射光を受光する画素アレイを有する受光部と、画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を受光部から出力させる制御部と、アクティブ画素から出力される信号に基づき、光源が光を発してから受光部で反射光を受光するまでの時間に応じた対象物までの距離を算出する測距処理部とを備えることを要旨とする。
図1は、本技術の第1実施形態に係る測距システムの一例を示すブロック図である。 図2は、本技術の第1実施形態に係る測距システムの一例を示す概略図である。 図3は、本技術の第1実施形態に係る受光装置の一部を示す概略図である。 図4は、アクティブ画素を設定した画素アレイの一例を示す概略図である。 図5Aは、アクティブ画素の設定処理の一例を示す概略図である。 図5Bは、図5Aに引き続く、アクティブ画素の設定処理の一例を示す概略図である。 図5Cは、図5Bに引き続く、アクティブ画素の設定処理の一例を示す概略図である。 図5Dは、図5Cに引き続く、アクティブ画素の設定処理の一例を示す概略図である。 図6Aは、アクティブ画素を設定した画素アレイの他の一例を示す概略図である。 図6Bは、アクティブ画素を設定した画素アレイの更に他の一例を示す概略図である。 図7は、本技術の第1実施形態の比較例に係る選択部を示す概略図である。 図8Aは、本技術の第1実施形態に係る選択部の一例を示す概略図である。 図8Bは、図8Aに示した選択部の動作の一例を示す概略図である。 図9Aは、本技術の第1実施形態の第1変形例に係る選択部の一例を示す概略図である。 図9Bは、本技術の第1実施形態の第2変形例に係る選択部の一例を示す概略図である。 図10は、本技術の第2実施形態に係るアクティブ画素の設定処理の一例を示す概略図である。 図11は、本技術の第2実施形態の比較例に係る選択部を示す概略図である。 図12Aは、本技術の第2実施形態に係る選択部の一例を示す概略図である。 図12Bは、図12Aに示した選択部の動作の一例を示す概略図である。 図13は、本技術の第3実施形態に係るアクティブ画素の設定処理の一例を示す概略図である。 図14は、本技術の第3実施形態の比較例に係る選択部を示す概略図である。 図15Aは、本技術の第3実施形態に係る選択部の一例を示す概略図である。 図15Bは、図15Aに示した選択部の動作の一例を示す概略図である。
以下において、図面を参照して本技術の第1〜第3実施形態を説明する。以下の説明で参照する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
(第1実施形態)
本技術の第1実施形態に係る測距システムは、図1に示すように、測距用の光L1を出射する発光部1と、測距用の光L2を受光する受光部2と、測距システムを統括的に制御する制御部3と、測距に必要な処理を実行する測距処理部4と、測距処理部4からの出力信号を外部回路に伝送する通信インターフェース(IF)部8とを備える直接ToF方式の測距センサである。本技術の第1実施形態に係る測距システムのうち、少なくとも受光部2及び制御部3を含んで第1実施形態に係る受光装置10が構成される。第1実施形態に係る受光装置10は、測距処理部4及び通信IF部8を更に含んでいてもよい。
発光部1と、受光部2と、制御部3と、測距処理部4と、通信IF部8とは、例えば、相補型金属酸化膜半導体(Complementary Metal Oxide Semiconductor:CMOS)、大規模集積回路(Large Scale Integration:LSI)等のシステム・オン・チップ(System on a Chip:SoC)の構成でモノリシックに一体的に構成してもよい。或いは、発光部1や受光部2等をそれぞれ別体のチップのLSIとして構成してもよく、例えば発光部1を1チップ、受光部2を有する受光装置10を1チップで構成してもよい。
発光部1は、図2に示すように、測距用の光L1を発する光源11を有する。光L1としては、例えば、レーザ光を用いることができる。光源11としては、例えば、端面発光型半導体レーザであってよく、面発光型半導体レーザであってよい。光源11は、制御部3からのトリガパルスによって駆動される。トリガパルスは、所定の繰返周波数とパルス幅を有する矩形パルス信号等が使用可能である。発光部1は、光L1をラスタスキャンするためのスキャン機構を有する。図2では、スキャン機構として、エミッタレンズ12、投光ミラー13、及びマイクロミラー14を含むミラースキャン型のスキャン機構を例示している。
マイクロミラー14は、制御部3からの制御信号に応じて、光L1を反射する反射面の向きを変更する。光源11が発した光L1は、エミッタレンズ12、投光ミラー13及びマイクロミラー14を介して、マイクロミラー14の反射面の向きに応じた方向に出射される。出射された光L1は対象物20で反射し、反射した光(反射光)L2がマイクロミラー14及び投光ミラー13を介して、受光部2に入射される。対象物20としては特に限定されず、例えば測距システムがモバイル機器用であれば、測距システムの周囲に存在する物体であってよい。また、測距システムが車載用であれば、測距システムを搭載した車両の周囲に存在する歩行者、自転車、車両等であってよい。また、発光部1は、メカニカルなスキャン機構を有さずに、対象物20に向けて複数のドットパターンを照射するドットプロジェクタであってもよい。
受光部2は、レシーバレンズ15及び画素アレイ16を有する。画素アレイ16は、2次元のマトリクス状に配列された複数の画素を有する。画素としては、例えば、受光した光に反応して電気信号を出力するシングル・フォトン・アバランシェ・ダイオード(single photon avalanche diode:SPAD)が使用可能である。受光部2は、マイクロミラー14及び投光ミラー13を介して入射された反射光L2を、レシーバレンズ15で集光して、光L1のスキャン方向に応じた画素に受光させる。画素からの電気信号は測距処理部4に出力される。
図1に示した制御部3は、測距システムの動作を統括的に制御する。制御部3は、マイクロプロセッサにより構成される。制御部3は、所定の発光周期が経過するたびに、トリガパルスを光源11及び時間計測部5に出力する。
測距処理部4は、光源11が光L1を発したタイミングと、受光部2が反射光L2を受光したタイミングとに基づき、対象物20までの距離を算出する。測距処理部4は、信号処理プロセッサにより構成することができる。測距処理部4は、時間計測部5と、ヒストグラム作成部6と、距離算出部7とを備える。
時間計測部5としては、例えば時間測定回路(Time-to-Digital Converter:TDC)が使用可能である。時間計測部5は、制御部3からの光源11の駆動用のトリガパルス及び受光部2からの電気パルス信号に基づき、光源11が光L1を発してから画素が反射光L2を受光するまでの時間(到来時間)をデジタル値に変換する。デジタル値としては、例えば0〜255の範囲の数値を使用し得る。時間計測部5は、変換したデジタル値をヒストグラム作成部6に出力する。
ヒストグラム作成部6は、時間計測部5で変換された2進数(bin)ごとに累積してヒストグラムを作成する。ヒストグラムは、例えば、図示しないメモリ上に、ある種のデータ構造やテーブルとして保持される。ヒストグラムは画素ごとに作成される。ヒストグラム作成部6は、時間計測部5から出力されるデジタル値を受けるごとに、対応する2進数の値を増分して、ヒストグラムを更新する。ヒストグラム作成部6は、作成したヒストグラムを距離算出部7に出力する。
距離算出部7は、ヒストグラム作成部6で作成された各ヒストグラムを参照して、ヒストグラム中のピーク値(デジタル値)を検出し、検出したピーク値(デジタル値)に対応する到来時間から、対象物20までの距離を算出する。すなわち、出射された光L1が対象物20で反射したときの反射光L2が受光されたとすれば、到来時間は、対象物20までの往復時間であるから、到来時間にc/2(cは光速)を乗算することにより、画素ごとに、対象物20までの距離を算出することができる。そして、画素アレイ16それぞれに対して算出された距離により、距離画像を得ることができる。距離画像に係るデータ(測距データ)は、通信IF部8に出力される。
通信IF部8は、測距処理部4で算出された測距データを外部に出力する。図示されていないが、本技術の第1実施形態に係る測距システムは、通信IF部8を介して、外部のホストICと通信可能に構成されている。通信IF部8としては、例えば、モバイル・インダストリー・プロセッサー・インターフェイス(Mobile Industry Processor Interface:MIPI)に準拠したインタフェース回路であってもよく、シリアル・ペリフェラル・インターフェイス(Serial Peripheral Interface:SPI)や集積回路間通信(Inter-Integrated Circuit:IC)であってもよく、これらのインタフェース回路のうちの幾つかを実装したものであってもよい。
本技術の第1実施形態に係る測距システムでは、制御部3が、受光部2の画素アレイ16を構成する複数の画素に対して、アクティブ画素及び非アクティブ画素を設定する。制御部3は、画素アレイ16上に複数の画素設定範囲を設定し、複数の画素設定範囲内でアクティブ画素をそれぞれ設定してもよい。この際、制御部3は、アクティブ画素の配置に自由度を持たせるため、複数の画素設定範囲の互いの一部が重複するように複数の画素設定範囲を設定してもよい。
例えば、製造組立時における光学的な位置ずれの補正等のために、制御部3が、受光部2の画素アレイ16を構成する複数の画素に対して、反射光L2を適切に受光可能な画素をアクティブ画素を設定すると共に、アクティブ画素以外の画素を非アクティブ画素として設定する。製造組立時における光学的な位置ずれを補正するためのデータ(補正データ)は、例えば予め測定されて図示を省略したメモリに予め記憶されていてよい。制御部3は、メモリから補正データを読み出し、読み出した補正データに基づきアクティブ画素及び非アクティブ画素を設定してよい。
そして、制御部3が、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を受光部2から時間計測部5に出力させる。例えば、制御部3が、非アクティブ画素として設定された画素から出力させる信号は受光部2から時間計測部5に出力させずに、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号のみを受光部2から時間計測部5に出力させてよい。
例えば図3に示すように、受光部2の画素アレイ16が12×12の画素を有しており、この12×12の画素に対して5×5のアクティブ画素を設定する場合を考える。受光部2は選択部17を有し、選択部17の入力側は画素アレイ16の各画素にそれぞれ接続され、且つ選択部17のの出力側は時間計測部5に接続されている。選択部17は、例えば、アクティブ画素として設定された5×5=25個の画素から出力された信号を、時間計測部5を構成する25個の時間測定回路(TDC)にそれぞれ出力することが可能である。
例えば、制御部3は、選択部17に制御信号を出力することにより、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号のみを選択させて、時間計測部5へ出力させる。なお、制御部3は、画素アレイ16を構成する複数の画素に対しても制御信号を出力することにより、非アクティブ画素として設定された画素のみからは信号を出力させずに、アクティブ画素として設定された画素のみから信号を出力させるように制御してもよい。
制御部3は、例えば図4にドット状のハッチングで示すように、画素アレイ16上のアドレス(X,Y)=(2,2),(2,4),(2,6),(2,8),(2,10),(4,2),(4,4),(4,6),(4,8),(4,10),(6,2),(6,4),(6,6),(6,8),(6,10),(8,2),(8,4),(8,6),(8,8),(8,10),(10,2),(10,4),(10,6),(10,8),(10,10)に互いに等間隔に位置する5×5=25個の画素をアクティブ画素Paとして設定する。この結果、複数のアクティブ画素Pa以外の画素が非アクティブ画素Pbとして設定される。
ここで、図5A〜図5Dを参照して、アクティブ画素Paの設定処理の一例を説明する。まず、図5Aに示すように、制御部3は、左上の8×8の画素領域を画素設定範囲A1として設定すると共に、画素設定範囲A1内のアドレス(2,2)の画素をアクティブ画素Paに設定する。更に、図5Bに示すように、制御部3は、画素設定範囲A1を水平方向(行方向)の右側に1画素シフトした8×8の画素領域を画素設定範囲A2として設定すると共に、画素設定範囲A2内のアドレス(2,4)の画素をアクティブ画素Paとして設定する。ここで、アクティブ画素Paの配置に自由度を持たせるために、画素設定範囲A1,A2の互いの一部が重複するように画素設定範囲A1,A2が設定されている。その後、図示を省略するが制御部3は更に、画素設定範囲A2を右側に1画素ずつシフトした画素設定範囲を順次設定し、各画素設定範囲内のアドレス(2,6),(2,8),(2,10)の画素をアクティブ画素Paとしてそれぞれ順次設定する。
更に、図5Cに示すように、制御部3は、図5Aに示した画素設定範囲A1を垂直方向(列方向)の下側に1画素シフトした8×8の画素領域を画素設定範囲A3として設定すると共に、画素設定範囲A3内のアドレス(4,2)の画素をアクティブ画素Paに設定する。図示を省略するが、同様に制御部3は、画素設定範囲A3を右側に1画素ずつシフトした画素設定範囲を順次設定すると共に、各画素設定範囲内のアドレス(4,4),(4,6),(4,8),(4,10)の画素をアクティブ画素Paとして設定する。同様にして、画素設定範囲を水平方向及び垂直方向に順次シフトさせていき、画素設定範囲内のアドレス(6,2),(6,4),(6,6),(6,8),(6,10),(8,2),(8,4),(8,6),(8,8),(8,10),(10,2),(10,4),(10,6),(10,8)の画素をアクティブ画素Paとして順次設定する。順次シフトした最後に、図5Dに示すように、制御部3は、右下の8×8の画素領域を画素設定範囲A4として設定すると共に、画素設定範囲A4内のアドレス(10,10)の画素をアクティブ画素Paとして設定する。
なお、画素アレイ16上の画素設定範囲として設定される範囲、画素設定範囲の数は図5A〜図5Dの例示等に限定されない。また、画素設定範囲内で設定されるアクティブ画素Paの位置も図5A〜図5Dの例示等に限定されない。
例えば、制御部3は、図5A〜図5Dで例示した、8×8の画素領域を1画素ずつシフトした画素設定範囲を用いて、図6Aに示すように、図4bに示したアクティブ画素Paを水平方向の右側に1画素ずつシフトさせたアクティブ画素Pa(ドット状のハッチングで図示)を設定すると共に、アクティブ画素Pa以外の画素を非アクティブ画素Pbとして設定してもよい。また、制御部3は、図5A〜図5Dで例示した、8×8の画素領域を1画素ずつシフトした画素設定範囲を用いて、図6Bに示すように、左上の5×5の画素を密にアクティブ画素Pa(ドット状のハッチングで図示)として設定すると共に、アクティブ画素Pa以外の画素を非アクティブ画素Pbとして設定してもよい。
制御部3は、画素アレイ16を構成する複数の画素に対して、アクティブ画素Pa及び非アクティブ画素Pbを一旦設定した後に、選択部17に制御信号を出力することにより、アクティブ画素Pa及び非アクティブ画素Pbを切り替えてもよい。例えば、制御部3は、図4に示したアクティブ画素Pa及び非アクティブ画素Pbに設定した後、図6Aに示したアクティブ画素Pa及び非アクティブ画素Pbに切り替えてもよい。
<第1実施形態の比較例に係る選択部>
次に、図3に示した第1実施形態に係る選択部17の詳細な説明に先立ち、図7を参照して、第1実施形態の比較例に係る選択部17xを説明する。図7では説明の便宜上、比較例に係る選択部17xが、受光部2の画素アレイ16中に定義される13個の画素P0〜P12と、6個の時間測定回路(TDC)50〜55とを接続する場合を例示するが、画素P0〜P12の数や時間測定回路50〜55の数はこれに限定されない。比較例に係る選択部17xは、6個の時間測定回路(TDC)50〜55に出力側がそれぞれ接続される6個の選択回路M0〜M5を有する。
選択回路M0は、8個の画素P0〜P7から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路50に出力する。即ち、8個の画素P0〜P7が画素設定範囲として設定され、この画素設定範囲内の画素P0〜P7からアクティブ画素が設定されて、アクティブ画素から出力される信号が選択回路M0により選択される。選択回路M0は、1段目多重化装置(マルチプレクサ)M10,M11,M12,M13と、2段目多重化装置M20,M21と、3段目多重化装置M30とを有する。1段目多重化装置M10の入力側は画素P0,P1に接続され、1段目多重化装置M10の出力側は2段目多重化装置M20の入力側に接続されている。1段目多重化装置M10は、画素P0から出力される信号と画素P1から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
1段目多重化装置M11の入力側は画素P2,P3に接続され、1段目多重化装置M11の出力側は2段目多重化装置M20の入力側に接続されている。1段目多重化装置M11は、画素P2から出力される信号と画素P3から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M12の入力側は画素P4,P5に接続され、1段目多重化装置M12の出力側は2段目多重化装置M21の入力側に接続されている。1段目多重化装置M12は、画素P4から出力される信号と画素P5から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M13の入力側は画素P6,P7に接続され、1段目多重化装置M13の出力側は2段目多重化装置M21の入力側に接続されている。1段目多重化装置M13は、画素P6から出力される信号と画素P7から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M20の入力側は1段目多重化装置M10,M11の出力側に接続され、2段目多重化装置M20の出力側は3段目多重化装置M30の入力側に接続されている。2段目多重化装置M20は、1段目多重化装置M10により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M21の入力側は1段目多重化装置M12,M13の出力側に接続され、2段目多重化装置M21の出力側は3段目多重化装置M30の入力側に接続されている。2段目多重化装置M21は、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M30の入力側は2段目多重化装置M20,M21の出力側に接続され、3段目多重化装置M30の出力側は時間測定回路50に接続されている。3段目多重化装置M30は、2段目多重化装置M20により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M21により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路50へ出力する多重化処理を行う。
選択回路M1は、8個の画素P1〜P8から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路51に出力する。即ち、8個の画素P1〜P8が画素設定範囲として設定され、この画素設定範囲内の画素P1〜P8からアクティブ画素が設定されて、アクティブ画素から出力される信号が選択回路M1により選択される。選択回路M1は、1段目多重化装置M14,M15,M16,M17と、2段目多重化装置M22,M23と、3段目多重化装置M31とを有する。選択回路M1の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M2は、8個の画素P2〜P9から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路52に出力する。即ち、8個の画素P2〜P9が画素設定範囲として設定され、この画素設定範囲内の画素P2〜P9からアクティブ画素が設定されて、アクティブ画素から出力される信号が選択回路M2により選択される。選択回路M2は、1段目多重化装置M18,M19,M110,M111と、2段目多重化装置M24,M25と、3段目多重化装置M31とを有する。選択回路M2の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M3は、8個の画素P3〜P10から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路53に出力する。即ち、8個の画素P3〜P10が画素設定範囲として設定され、この画素設定範囲内の画素P3〜P10からアクティブ画素が設定されて、アクティブ画素から出力される信号が選択回路M3により選択される。選択回路M3は、1段目多重化装置M112,M113,M114,M115と、2段目多重化装置M26,M27と、3段目多重化装置M33とを有する。選択回路M3の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M4は、8個の画素P4〜P11から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路54に出力する。即ち、8個の画素P4〜P11が画素設定範囲として設定され、この画素設定範囲内の画素P4〜P11からアクティブ画素が設定されて、アクティブ画素から出力される信号が選択回路M4により選択される。選択回路M4は、1段目多重化装置M116,M117,M118,M119と、2段目多重化装置M28,M29と、3段目多重化装置M34とを有する。選択回路M4の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M5は、8個の画素P5〜P12から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路55に出力する。即ち、8個の画素P5〜P12が画素設定範囲として設定され、この画素設定範囲内の画素P5〜P12からアクティブ画素が設定されて、アクティブ画素から出力される信号が選択回路M5により選択される。選択回路M5は、1段目多重化装置M120,M121,M122,M123と、2段目多重化装置M210,M211と、3段目多重化装置M35とを有する。選択回路M5の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
図7に示した比較例に係る選択部17xによれば、選択回路M0〜M5が、画素P0〜P12のうち、アクティブ画素として設定された画素から出力される信号をそれぞれ選択して、時間測定回路50〜55にそれぞれ出力することができる。しかし、比較例に係る選択部17xでは、アクティブ画素の配置に自由度を持たせるために、アクティブ画素の画素設定範囲を互いに重複するように、選択回路M0〜M5をそれぞれ7個の多重化装置で構成し、全体で42個の多重化装置が必要となる。このため、回路規模が増大し、信号経路の延長に伴い画素間のタイミングスキューが増加し易くなる。
<第1実施形態に係る選択部>
これに対して、図8Aに本技術の第1実施形態に係る選択部17を例示する。図8Aでは、図7に示した比較例に係る選択部17xと同様に、第1実施形態に係る選択部17が、受光部2の画素アレイ16中に定義される13個の画素P0〜P12と、6個の時間測定回路(TDC)50〜55とを接続する場合を例示する。
本技術の第1実施形態に係る選択部17は、1段目多重化装置M10,M11,M12,M13,M14,M15,M16,M17,M18,M19,M110,M111と、2段目多重化装置M20,M21,M22,M23,M24,M25,M26,M27,M28,M29と、3段目多重化装置M30,M31,M32,M33,M34,M35とを備える。1段目多重化装置M10〜M111、2段目多重化装置M20〜M29、3段目多重化装置M30〜M35のそれぞれは図1に示した制御部3に接続され、制御部3からの制御信号に応じて動作する。
1段目多重化装置M10の入力側は画素P0,P1に接続され、1段目多重化装置M10の出力側は2段目多重化装置M20に接続されている。1段目多重化装置M10は、画素P0から出力される信号と画素P1から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M11の入力側は画素P1,P2に接続され、1段目多重化装置M11の出力側は2段目多重化装置M21に接続されている。1段目多重化装置M11は、画素P1から出力される信号と画素P2から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M12の入力側は画素P2,P3に接続され、1段目多重化装置M12の出力側は2段目多重化装置M20,M22に共通に接続されている。1段目多重化装置M12は、画素P2から出力される信号と画素P3から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20,M22へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M13の入力側は画素P3,P4に接続され、1段目多重化装置M13の出力側は2段目多重化装置M21,M23に共通に接続されている。1段目多重化装置M13は、画素P3から出力される信号と画素P4から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21,M23へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M14の入力側は画素P4,P5に接続され、1段目多重化装置M14の出力側は2段目多重化装置M22,M24に共通に接続されている。1段目多重化装置M14は、画素P4から出力される信号と画素P5から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M22,M24へ出力する多重化処理を行う。1段目多重化装置M15〜M111の回路構成は、1段目多重化装置M10〜M14と同様であるので、重複した説明を省略する。
2段目多重化装置M20の入力側は1段目多重化装置M10,M12に接続され、2段目多重化装置M20の出力側は3段目多重化装置M30に接続されている。2段目多重化装置M20は、1段目多重化装置M10により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M21の入力側は1段目多重化装置M11,M13に接続され、2段目多重化装置M21の出力側は3段目多重化装置M31に接続されている。2段目多重化装置M21は、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M31へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M22の入力側は1段目多重化装置M12,M14に接続され、2段目多重化装置M22の出力側は3段目多重化装置M32に接続されている。2段目多重化装置M22は、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M14により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M32へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M23の入力側は1段目多重化装置M13,M15に接続され、2段目多重化装置M23の出力側は3段目多重化装置M33に接続されている。2段目多重化装置M22は、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M15により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M33へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M24の入力側は1段目多重化装置M14,M16に接続され、2段目多重化装置M24の出力側は3段目多重化装置M30,M34に共通に接続されている。2段目多重化装置M24は、1段目多重化装置M14により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M16により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30,34へ出力する多重化処理を行う。2段目多重化装置M25〜M29の回路構成は、2段目多重化装置M20〜M24と同様であるので、重複した説明を省略する。
3段目多重化装置M30の入力側は2段目多重化装置M20,M24に接続され、3段目多重化装置M30の出力側は時間測定回路50に接続されている。3段目多重化装置M30は、2段目多重化装置M20により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M24により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路50へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M31の入力側は2段目多重化装置M21,M25に接続され、3段目多重化装置M31の出力側は時間測定回路51に接続されている。3段目多重化装置M31は、2段目多重化装置M21により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M25により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路51へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M32の入力側は2段目多重化装置M22,M26に接続され、3段目多重化装置M32の出力側は時間測定回路52に接続されている。3段目多重化装置M32は、2段目多重化装置M22により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M26により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路52へ出力する多重化処理を行う。3段目多重化装置M33〜M35の回路構成は、3段目多重化装置M30〜M32と同様であるので、重複した説明を省略する。
本技術の第1実施形態に係る選択部17では、図7に示した比較例に係る選択部17xが対象とする画素設定範囲が重複する多重化装置を共有化している。即ち、図7に示した比較例に係る選択部17xの2つの1段目多重化装置M11,M18を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M12としている。また、図7に示した比較例に係る選択部17xの2つの1段目多重化装置M15,M112を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M13としている。
また、図7に示した比較例に係る選択部17xの3つの1段目多重化装置M12,M19,M116を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M14としている。また、図7に示した比較例に係る選択部17xの3つの1段目多重化装置M16,M113,M120を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M15としている。また、図7に示した比較例に係る選択部17xの3つの1段目多重化装置M13,M110,M117を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M16としている。また、図7に示した比較例に係る選択部17xの3つの1段目多重化装置M17,M114,M121を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M17としている。
また、図7に示した比較例に係る選択部17xの2つの1段目多重化装置M111,M118を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M18としている。また、図7に示した比較例に係る選択部17xの2つの1段目多重化装置M115,M122を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の1段目多重化装置M19としている。
また、図7に示した比較例に係る選択部17xの2つの2段目多重化装置M21,M28を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の2段目多重化装置M24としている。また、図7に示した比較例に係る選択部17xの2つの2段目多重化装置M23,M210を共有化して、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の単一の2段目多重化装置M25としている。
このため、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17は、全体として28個の多重化装置で構成することができる。したがって、図7に示した比較例に係る選択部17xに比較して、回路規模を削減することができ、タイミングスキューを改善することができる。
また、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17では、多重化装置を共有化する制約として、共有化した多重化装置の2つの入力を同時に使用することができなくなる。しかし、適切な時間測定回路50〜55を接続することにより、すべてのアクティブ画素の配置を実現できるため、機能的な自由度は同等になる。
例えば図8Bに示すように、第1実施形態に係る選択部17を用いて、画素P2,P3をアクティブ画素として設定する場合を考える。図8Bでは、画素P2,P3から時間測定回路51,52までの選択される経路が太線で強調表示されている。画素P2から出力される信号は、1段目多重化装置M11、2段目多重化装置M21及び3段目多重化装置M31により選択されて、時間測定回路51に出力される。画素P3から出力される信号は、1段目多重化装置M12、2段目多重化装置M22及び3段目多重化装置M32により選択されて、時間測定回路52に出力される。このように、画素P2,P3をアクティブ画素として設定する場合には、画素P2,P3を時間測定回路50,52には接続することはできないものの、時間測定回路51,52に接続することができる。
<第1実施形態の効果>
以上説明したように、第1実施形態に係る測距システム及び受光装置10によれば、制御部3が、受光部2の画素アレイ16中の複数の画素に対して、アクティブ画素及び非アクティブ画素を設定する。そして、アクティブ画素に設定された画素から出力された信号を受光部2から出力する。したがって、製造組立時等における光スポットの倍率や収差等の光学的な位置ずれを補正することができる。
更に、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17を有することにより、アクティブ画素及び非アクティブ画素を適切に切り替えることができる。また、図7に示した比較例に係る選択部17xに比較して、回路規模を削減することができ、タイミングスキューを改善することができる。なお、図8Aでは、12個の画素P0〜P12と6個の時間測定回路50〜55を有する場合を例示したが、画素P0〜P12の数や時間測定回路50〜55の数はこれに限定されず、画素P0〜P12の数や時間測定回路50〜55の数の増減に応じて、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の回路規模を増減させてよい。
<第1実施形態の第1変形例>
本技術の第1実施形態の第1変形例に係る選択部17aは、図9Aに示すように、1段目多重化装置M10,M11,M12,M13,M14,M15,M16,M17,M18,M19,M110,M111と、2段目多重化装置M20,M21,M22,M23,M24,M25,M26,M27,M28,M29とを備える点は、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の構成と共通する。しかし、第1変形例に係る選択部17aは、3段目多重化装置が無い点が、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の構成と異なる。
図9Aに示すように、選択部17aの2段目多重化装置M20〜M29が、10個の時間測定回路(TDC)50〜59にそれぞれ接続されている。第1変形例に係る選択部17aは、全体で22個の多重化装置で構成することができる。本技術の第1実施形態の第1変形例によれば、選択部17aが2段構成であってもよく、時間測定回路50〜59の数も適宜選択可能である。なお、選択部を4段以上の多重化装置で構成してもよい。
<第1実施形態の第2変形例>
本技術の第1実施形態の第2変形例に係る選択部17bは、図9Bに示すように、1段目多重化装置M12,M13,M14,M15,M16,M17,M18,M19が共有化されている点は、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の構成と共通する。しかし、第2変形例に係る選択部17bは、2段目多重化装置M24,M25が共有化されていない点が、図8Aに示した第1実施形態に係る選択部17の構成と異なる。
図9Bに示すように、第2変形例に係る選択部17bの3段目多重化装置M30の入力側が2段目多重化装置M20,21に接続されている。3段目多重化装置M31の入力側が2段目多重化装置M22,23に接続されている。3段目多重化装置M32の入力側が2段目多重化装置M24,25に接続されている。3段目多重化装置M33の入力側が2段目多重化装置M26,27に接続されている。3段目多重化装置M34の入力側が2段目多重化装置M28,29に接続されている。3段目多重化装置M30〜M34の出力側が、5個の時間測定回路(TDC)50〜54にそれぞれ接続されている。第2変形例に係る選択部17bは、全体で27個の多重化装置で構成することができる。本技術の第1実施形態の第1変形例によれば、選択部17bの少なくとも1段目の多重化装置を共有化することにより、選択部17bの回路規模を削減することができる。
(第2実施形態)
本技術の第2実施形態に係る測距システムは、図1に示した第1実施形態に係る測距システムと同様の構成を備える。第2実施形態では、図10に示すように、図3に示した受光部2の画素アレイ16を構成する12×12の画素に対して、5つの画素設定範囲A1〜A5内で画素P1〜P5を設定する場合を例示する。画素設定範囲A1〜A5は8×8画素に設定され、それぞれ1画素ずつ水平方向にシフトしている。
<第2実施形態の比較例に係る選択部>
ここで、第2実施形態に係る選択部の説明に先立ち、図11を参照して、第2実施形態の比較例に係る選択部17yを説明する。比較例に係る選択部17yは、垂直方向の選択回路M00,M01,M02,M03,M04,M05,M06,M07,M08,M09,M10,M011と、水平方向の選択回路M0,M1,M2,M3,M4とを備える。選択回路M00の入力側は、アドレス(X,Y)=(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),…,(1,8)の8個の画素に接続され、選択回路M00の出力側は、選択回路M0に接続されている。選択回路M00は、アドレス(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),…,(1,8)の8個の画素から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、選択回路M0に出力する。
選択回路M01の入力側は、アドレス(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),…,(2,8)の8個の画素に接続され、選択回路M01の出力側は、選択回路M0,M1に接続されている。選択回路M01は、アドレス(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),…,(2,8)の8個の画素から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、選択回路M0,M1に出力する。選択回路M02〜M011の回路構成は、選択回路M00,M01と同様であるので、重複した説明を省略する。
水平方向の選択回路M0〜M4は、5個の時間測定回路(TDC)50〜54に出力側が接続されている。選択回路M0〜M4は、図10に示した画素設定範囲A1〜A5内に設定されるアクティブ画素P1〜P5により出力される信号をそれぞれ選択して、時間測定回路50〜54に出力する。
選択回路M0は、選択回路M00,M01のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路50に出力する。選択回路M0は、1段目多重化装置M10,M11,M12,M13と、2段目多重化装置M20,M21と、3段目多重化装置M30とを有する。
1段目多重化装置M10の入力側は選択回路M00,M01に接続され、1段目多重化装置M10の出力側は2段目多重化装置M20の入力側に接続されている。1段目多重化装置M10は、選択回路M00,M01のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M11の入力側は選択回路M02,M03に接続され、1段目多重化装置M11の出力側は2段目多重化装置M20の入力側に接続されている。1段目多重化装置M11は、選択回路M02,M03のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M12の入力側は選択回路M04,M05に接続され、1段目多重化装置M12の出力側は2段目多重化装置M21の入力側に接続されている。1段目多重化装置M12は、選択回路M04,M05のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M13の入力側は選択回路M06,M07に接続され、1段目多重化装置M13の出力側は2段目多重化装置M21の入力側に接続されている。1段目多重化装置M13は、選択回路M06,M07のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M20の入力側は1段目多重化装置M10,M11の出力側に接続され、2段目多重化装置M20の出力側は3段目多重化装置M30の入力側に接続されている。2段目多重化装置M20は、1段目多重化装置M10により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M21の入力側は1段目多重化装置M12,M13の出力側に接続され、2段目多重化装置M21の出力側は3段目多重化装置M30の入力側に接続されている。2段目多重化装置M21は、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M30の入力側は2段目多重化装置M20,M21の出力側に接続され、3段目多重化装置M30の出力側は時間測定回路50に接続されている。3段目多重化装置M30は、2段目多重化装置M20により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M21により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路50へ出力する多重化処理を行う。
選択回路M0は、選択回路M00,M01のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路50に出力する。選択回路M1は、選択回路M01〜M08のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路51に出力する。選択回路M1は、1段目多重化装置M14,M15,M16,M17と、2段目多重化装置M22,M23と、3段目多重化装置M31とを有する。選択回路M1の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M2は、選択回路M02〜M09のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路52に出力する。選択回路M2は、1段目多重化装置M18,M19,M110,M111と、2段目多重化装置M24,M25と、3段目多重化装置M31とを有する。選択回路M2の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M3は、選択回路M03〜M010のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路53に出力する。選択回路M3は、1段目多重化装置M112,M113,M114,M115と、2段目多重化装置M26,M27と、3段目多重化装置M33とを有する。選択回路M3の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M4は、選択回路M04〜M011のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路54に出力する。選択回路M4は、1段目多重化装置M116,M117,M118,M119と、2段目多重化装置M28,M29と、3段目多重化装置M34とを有する。選択回路M4の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
図11に示した第2実施形態の比較例に係る選択部17yによれば、図10に示した画素アレイ16上の画素設定範囲A1〜A5内でアクティブ画素として設定された画素から出力される信号を選択して、時間測定回路50〜54に出力することができる。しかし、第2実施形態の比較例に係る選択部17yでは、選択回路M0〜M4がそれぞれ7個の多重化装置で構成されており、全体で35個の多重化装置が必要となる。このため、回路規模が増大し、信号経路の延長に伴い画素間のタイミングスキューが増加し易くなる。
<第2実施形態に係る選択部>
これに対して、図12Aを参照して、本技術の第2実施形態に係る選択部17cを説明する。第2実施形態に係る選択部17cは、図11に示した比較例に係る選択部17yと同様に、図10に示した画素設定範囲A1〜A5内に設定されるアクティブ画素P1〜P5により出力される信号をそれぞれ選択して、時間測定回路50〜54に出力する。第2実施形態に係る選択部17cの垂直方向の選択回路M00〜M011の構成は、図11に示した比較例に係る選択部17yの選択回路M00〜M011と共通する。しかし、第2実施形態に係る選択部17cの水平方向の選択回路M012の構成が、図11に示した比較例に係る選択部17yの選択回路M0〜M4と異なる。
水平方向の選択回路M012は、1段目多重化装置M10,M11,M12,M13,M14,M15,M16,M17,M18,M19,M110と、2段目多重化装置M20,M21,M22,M23,M24,M25,M26,M27,M28と、3段目多重化装置M30,M31,M32,M33,M34とを備える。1段目多重化装置M10〜M110、2段目多重化装置M20〜M28、3段目多重化装置M30〜M34のそれぞれは図1に示した制御部3に接続され、制御部3からの制御信号に応じて動作する。
1段目多重化装置M10の入力側は選択回路M00,M01に接続され、1段目多重化装置M10の出力側は2段目多重化装置M20に接続されている。1段目多重化装置M10は、選択回路M00,M01のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M11の入力側は選択回路M01,M02に接続され、1段目多重化装置M11の出力側は2段目多重化装置M21に接続されている。1段目多重化装置M11は、選択回路M01,M02のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M12の入力側は選択回路M02,M03に接続され、1段目多重化装置M12の出力側は2段目多重化装置M20,M22に共通に接続されている。1段目多重化装置M12は、選択回路M02,M03のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20,M22へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M13の入力側は選択回路M03,M04に接続され、1段目多重化装置M13の出力側は2段目多重化装置M21,M23に共通に接続されている。1段目多重化装置M13は、選択回路M03,M04により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21,M23へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M14の入力側は選択回路M04,M05に接続され、1段目多重化装置M14の出力側は2段目多重化装置M22,M24に共通に接続されている。1段目多重化装置M14は、選択回路M04,M05により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M22,M24へ出力する多重化処理を行う。1段目多重化装置M15〜M110の回路構成は、1段目多重化装置M10〜M14と同様であるので、重複した説明を省略する。
2段目多重化装置M20の入力側は1段目多重化装置M10,M12に接続され、2段目多重化装置M20の出力側は3段目多重化装置M30に接続されている。2段目多重化装置M20は、1段目多重化装置M10により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M21の入力側は1段目多重化装置M11,M13に接続され、2段目多重化装置M21の出力側は3段目多重化装置M31に接続されている。2段目多重化装置M21は、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M31へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M22の入力側は1段目多重化装置M12,M14に接続され、2段目多重化装置M22の出力側は3段目多重化装置M32に接続されている。2段目多重化装置M22は、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M14により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M32へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M23の入力側は1段目多重化装置M13,M15に接続され、2段目多重化装置M23の出力側は3段目多重化装置M33に接続されている。2段目多重化装置M23は、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M15により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M33へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M24の入力側は1段目多重化装置M14,M16に接続され、2段目多重化装置M22の出力側は3段目多重化装置M30,M34に共通に接続されている。2段目多重化装置M24は、1段目多重化装置M14により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M16により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30,M34へ出力する多重化処理を行う。2段目多重化装置M25〜M28の回路構成は、2段目多重化装置M20〜M24と同様であるので、重複した説明を省略する。
3段目多重化装置M30の入力側は2段目多重化装置M20,M24に接続され、3段目多重化装置M30の出力側は時間測定回路50に接続されている。3段目多重化装置M30は、2段目多重化装置M20により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M24により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路50へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M31の入力側は2段目多重化装置M21,M25に接続され、3段目多重化装置M31の出力側は時間測定回路51に接続されている。3段目多重化装置M31は、2段目多重化装置M21により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M25により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路51へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M32の入力側は2段目多重化装置M22,M26に接続され、3段目多重化装置M32の出力側は時間測定回路52に接続されている。3段目多重化装置M32は、2段目多重化装置M22により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M26により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路52へ出力する多重化処理を行う。3段目多重化装置M33,M34の回路構成は、3段目多重化装置M30〜M32と同様であるので、重複した説明を省略する。
本技術の第2実施形態に係る選択部17cでは、図11に示した比較例に係る選択部17yの画素設定範囲が重複する多重化装置を共有化している。即ち、図11に示した比較例に係る選択部17yの2つの1段目多重化装置M11,M18を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M12としている。
また、図11に示した比較例に係る選択部17yの2つの1段目多重化装置M15,M112を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M13としている。
また、図11に示した比較例に係る選択部17yの3つの1段目多重化装置M12,M19,M116を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M14としている。また、図11に示した比較例に係る選択部17yの2つの1段目多重化装置M16,M113を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M15としている。
また、図11に示した比較例に係る選択部17yの3つの1段目多重化装置M13,M110,M117を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M16としている。また、図11に示した比較例に係る選択部17yの2つの1段目多重化装置M17,M114を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M17としている。また、図11に示した比較例に係る選択部17yの2つの1段目多重化装置M111,M118を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の1段目多重化装置M18としている。
また、図11に示した比較例に係る選択部17yの2つの2段目多重化装置M21,M28を共有化して、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの単一の2段目多重化装置M24としている。このため、本技術の第2実施形態に係る選択部17cは、全体として28個の多重化装置で構成することができる。したがって、図11に示した比較例に係る選択部17yに比較して、回路規模を削減することができ、タイミングスキューを改善することができる。
また、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cでは、多重化装置を共有化する制約として、共有化した多重化装置の2つの入力を同時に使用することができなくなる。しかし、適切な時間測定回路50〜54を接続することにより、すべてのアクティブ画素の配置を実現できるため、機能的な自由度は同等になる。
例えば図10に示すように、アドレス(X,Y)=(2,2),(4,2),(6,2),(8,2),(10,2)にアクティブ画素P1〜P5を設定する場合を考える。この場合、図12Bに太線で強調して示すように、アドレス(2,2),(4,2),(6,2),(8,2),(10,2)の5つの画素から時間測定回路50〜54までの経路が選択される。
具体的には、アドレス(2,2)の画素から出力される信号は、垂直方向の選択回路M01により選択され、更に水平方向の選択回路M012の1段目多重化装置M10、2段目多重化装置M20及び3段目多重化装置M30により選択されて、時間測定回路51に出力される。アドレス(4,2)の画素から出力される信号は、垂直方向の選択回路M03により選択され、更に水平方向の選択回路M012の1段目多重化装置M13、2段目多重化装置M21及び3段目多重化装置M31により選択されて、時間測定回路51に出力される。
アドレス(6,2)の画素から出力される信号は、垂直方向の選択回路M05により選択され、更に水平方向の選択回路M012の1段目多重化装置M14、2段目多重化装置M22及び3段目多重化装置M32により選択されて、時間測定回路52に出力される。アドレス(8,2)の画素から出力される信号は、垂直方向の選択回路M07により選択され、更に水平方向の選択回路M012の1段目多重化装置M17、2段目多重化装置M27及び3段目多重化装置M33により選択されて、時間測定回路53に出力される。アドレス(10,2)の画素から出力される信号は、垂直方向の選択回路M09により選択され、更に水平方向の選択回路M012の1段目多重化装置M18、2段目多重化装置M28及び3段目多重化装置M34により選択されて、時間測定回路54に出力される。
<第2実施形態の効果>
以上説明したように、第2実施形態に係る測距システムによれば、制御部3が、受光部2の画素アレイ16中の複数の画素に対して、アクティブ画素及び非アクティブ画素を設定する。そして、アクティブ画素に設定された画素から出力される信号を、受光部2から測距処理部4へ出力する。したがって、適切なアクティブ画素を設定すれば、製造組立時等における光スポットの倍率や収差等の光学的な位置ずれを補正することができる。
更に、第2実施形態に係る測距システムによれば、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cを有することにより、アクティブ画素及び非アクティブ画素を適切に切り替えることができる。更に、図11に示した比較例に係る選択部17yに比較して、多重化装置を共有化しているため、回路規模を削減することができ、タイミングスキューを改善することができる。
なお、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cは例示であって、これに限定されない。例えば、図12Aに示した第2実施形態に係る選択部17cの選択回路M012は3段構成であるが、図9Aに示した選択部17aと同様に2段構成であってよく、図9Bに示した選択部17bと同様に1段目の多重化装置のみが共有化されていてもよい。
(第3実施形態)
本技術の第3実施形態に係る測距システムは、図1に示した第1実施形態に係る測距システムと同様の構成を備える。第3実施形態では、図13に示すように、受光部2の12×12ピクセルの画素アレイ16に対して、6つの画素設定範囲A1〜A6内で画素P1〜P6を設定する場合を例示する。画素設定範囲A1〜A6は、互いの一部が重複するように設定されている。画素設定範囲A1〜A3は8×8の画素領域に設定され、互いに水平方向に2画素ずつシフトしている。画素設定範囲A4〜A6は8×8の画素領域に設定され、画素設定範囲A1〜A3に対して垂直方向に4画素シフトすると共に、互いに水平方向に2画素ずつシフトしている。
<第3実施形態の比較例に係る選択部>
ここで、第3実施形態に係る選択部の説明に先立ち、図14を参照して、第3実施形態の比較例に係る選択部17zを説明する。比較例に係る選択部17zは、垂直方向及び水平方向の選択回路M00,M01,M02,M03,M04,M05,M06,M07,M08,M09,M10,M011,M012,M013,M014,M015,M016,M017と、垂直方向及び水平方向の選択回路M0,M1,M2,M3,M4,M5とを備える。
選択回路M00の入力側は、アドレス(X,Y)=(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4)の8個の画素に接続され、選択回路M00の出力側は、選択回路M0に接続されている。選択回路M00は、アドレス(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4)の8個の画素から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、選択回路M0に出力する。
選択回路M01の入力側は、アドレス(1,5),(1,6),(1,7),(1,8),(2,5),(2,6),(2,7),(2,8)の8個の画素に接続され、選択回路M01の出力側は、選択回路M0,M3に接続されている。選択回路M01は、アドレス(1,5),(1,6),(1,7),(1,8),(2,5),(2,6),(2,7),(2,8)の8個の画素から出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、選択回路M0,M3に出力する。選択回路M02〜M017の回路構成は、選択回路M00,M01と同様であるので、重複した説明を省略する。
6個の選択回路M0〜M5は、6個の時間測定回路(TDC)50〜55に出力側がそれぞれ接続される。選択回路M0は、選択回路M00,M01,M03,M04,M06,M07,M09,M010のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路50に出力する。選択回路M0は、1段目多重化装置M10,M11,M12,M13と、2段目多重化装置M20,M21と、3段目多重化装置M30とを有する。
1段目多重化装置M10の入力側は選択回路M00,M01に接続され、1段目多重化装置M10の出力側は2段目多重化装置M20の入力側に接続されている。1段目多重化装置M10は、選択回路M00,M01のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M11の入力側は選択回路M03,M04に接続され、1段目多重化装置M11の出力側は2段目多重化装置M20の入力側に接続されている。1段目多重化装置M11は、選択回路M03,M04のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M12の入力側は選択回路M06,M07に接続され、1段目多重化装置M12の出力側は2段目多重化装置M21の入力側に接続されている。1段目多重化装置M12は、選択回路M06,M07のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、1段目多重化装置M13の入力側は選択回路M09,M010に接続され、1段目多重化装置M13の出力側は2段目多重化装置M21の入力側に接続されている。1段目多重化装置M13は、選択回路M09,M010のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M20の入力側は1段目多重化装置M10,M11の出力側に接続され、2段目多重化装置M20の出力側は3段目多重化装置M30の入力側に接続されている。2段目多重化装置M20は、1段目多重化装置M10により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、2段目多重化装置M21の入力側は1段目多重化装置M12,M13の出力側に接続され、2段目多重化装置M21の出力側は3段目多重化装置M30の入力側に接続されている。2段目多重化装置M21は、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
また、3段目多重化装置M30の入力側は2段目多重化装置M20,M21の出力側に接続され、3段目多重化装置M30の出力側は時間測定回路(TDC)50に接続されている。3段目多重化装置M30は、2段目多重化装置M20により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M21により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路50へ出力する多重化処理を行う。
選択回路M1は、選択回路M03,M04,M06,M07,M09,M010,M012,M013のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路51に出力する。選択回路M1は、1段目多重化装置M14,M15,M16,M17と、2段目多重化装置M22,M23と、3段目多重化装置M31とを有する。選択回路M1の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M2は、選択回路M06,M07,M09,M010,M012,M013,M015,M016のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路52に出力する。選択回路M2は、1段目多重化装置M18,M19,M110,M111と、2段目多重化装置M24,M25と、3段目多重化装置M31とを有する。選択回路M2の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M3は、選択回路M01,M02,M04,M05,M07,M08,M010,M011のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路53に出力する。選択回路M3は、1段目多重化装置M112,M113,M114,M115と、2段目多重化装置M26,M27と、3段目多重化装置M33とを有する。選択回路M3の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M4は、選択回路M04,M05,M07,M08,M010,M011,M013,M014のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路54に出力する。選択回路M4は、1段目多重化装置M116,M117,M118,M119と、2段目多重化装置M28,M29と、3段目多重化装置M34とを有する。選択回路M4の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
選択回路M5は、選択回路M07,M08,M010,M011,M013,M014,M016,M017のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して、時間測定回路55に出力する。選択回路M5は、1段目多重化装置M120,M121,M122,M123と、2段目多重化装置M210,M211と、3段目多重化装置M35とを有する。選択回路M5の回路構成は選択回路M0と同様であるので、重複した説明を省略する。
図14に示した比較例に係る選択部17zによれば、図13に示した画素設定範囲A1〜A6内に設定されたアクティブ画素P1〜P6から出力される信号を選択して、時間測定回路50〜55に出力することができる。しかし、図14に示した比較例に係る選択部17yでは、選択回路M0〜M5がそれぞれ7個の多重化装置で構成されており、全体で48個の多重化装置が必要となる。このため、回路規模が増大し、信号経路の延長に伴い画素間のタイミングスキューが増加し易くなる。
<第3実施形態に係る選択部>
これに対して、図15Aを参照して、第3実施形態に係る選択部17dを説明する。第3実施形態に係る選択部17dの垂直方向及び水平方向の選択回路M00〜M017の構成は、図14に示した比較例に係る選択部17zの選択回路M00〜M017と共通する。しかし、第3実施形態に係る選択部17dの選択回路M018の構成が、図14に示した比較例に係る選択部17zの選択回路M0〜M5と異なる。
選択回路M018は、1段目多重化装置M10,M11,M12,M13,M14,M15,M16,M17,M18,M19,M110,M111、2段目多重化装置M20,M21,M22,M23,M24,M25,M26,M27,M28,M29、3段目多重化装置M30,M31,M32,M33,M34,M35を備える。1段目多重化装置M10〜M111、2段目多重化装置M20〜M29、3段目多重化装置M30〜M35のそれぞれは図1に示した制御部3に接続され、制御部3からの制御信号に応じて動作する。
1段目多重化装置M10の入力側は選択回路M00,M01に接続され、1段目多重化装置M10の出力側は2段目多重化装置M20に接続されている。1段目多重化装置M10は、選択回路M00,M01のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20へ出力する多重化処理を行う。
1段目多重化装置M11の入力側は選択回路M03,M04に接続され、1段目多重化装置M11の出力側は2段目多重化装置M20,M21に共通に接続されている。1段目多重化装置M11は、選択回路M03,M04のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M20,M21へ出力する多重化処理を行う。
1段目多重化装置M12の入力側は選択回路M06,M07に接続され、1段目多重化装置M12の出力側は2段目多重化装置M21,M22に接続されている。1段目多重化装置M12は、選択回路M06,M07のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M21,M22へ出力する多重化処理を行う。
1段目多重化装置M13の入力側は選択回路M09,M010に接続され、1段目多重化装置M13の出力側は2段目多重化装置M22,M23に共通に接続されている。1段目多重化装置M13は、選択回路M09,M010のそれぞれにより1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して2段目多重化装置M22,M23へ出力する多重化処理を行う。1段目多重化装置M14〜M111の回路構成は、1段目多重化装置M10〜M13と同様であるので、重複した説明を省略する。
2段目多重化装置M20の入力側は1段目多重化装置M10,M11に接続され、2段目多重化装置M20の出力側は3段目多重化装置M30に接続されている。2段目多重化装置M20は、1段目多重化装置M10により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30へ出力する多重化処理を行う。
2段目多重化装置M21の入力側は1段目多重化装置M11,M12に接続され、2段目多重化装置M21の出力側は3段目多重化装置M31に接続されている。2段目多重化装置M21は、1段目多重化装置M11により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M31へ出力する多重化処理を行う。
2段目多重化装置M22の入力側は1段目多重化装置M12,M13に接続され、2段目多重化装置M22の出力側は3段目多重化装置M30,M32に共通に接続されている。2段目多重化装置M22は、1段目多重化装置M12により1つ選択されて出力される信号と、1段目多重化装置M13により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して3段目多重化装置M30,M32へ出力する多重化処理を行う。2段目多重化装置M23〜M29の回路構成は、2段目多重化装置M20〜M22と同様であるので、重複した説明を省略する。
3段目多重化装置M30の入力側は2段目多重化装置M20,M24に接続され、3段目多重化装置M30の出力側は時間測定回路50に接続されている。3段目多重化装置M30は、2段目多重化装置M20により1つ選択されて出力される信号と、2段目多重化装置M24により1つ選択されて出力される信号の内からいずれか1つの信号を選択して時間測定回路50へ出力する多重化処理を行う。3段目多重化装置M31〜M35の回路構成は、3段目多重化装置M30と同様であるので、重複した説明を省略する。
本技術の第3実施形態に係る選択部17dでは、図14に示した比較例に係る選択部17zの画素設定範囲が重複する多重化装置を共有化している。即ち、図14に示した比較例に係る選択部17zの2つの1段目多重化装置M11,M14を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M11としている。
また、図14に示した比較例に係る選択部17zの3つの1段目多重化装置M12,M15,M18を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M12としている。また、図14に示した比較例に係る選択部17zの3つの1段目多重化装置M13,M16,M19を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M13としている。
また、図14に示した比較例に係る選択部17zの2つの1段目多重化装置M17,M110を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M14としている。また、図14に示した比較例に係る選択部17zの2つの1段目多重化装置M113,M116を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M17としている。
また、図14に示した比較例に係る選択部17zの3つの1段目多重化装置M114,M117,M120を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M18としている。また、図14に示した比較例に係る選択部17zの3つの1段目多重化装置M115,M118,M121を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M19としている。また、図14に示した比較例に係る選択部17zの2つの1段目多重化装置M119,M122を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の1段目多重化装置M110としている。
また、図14に示した比較例に係る選択部17zの2つの2段目多重化装置M21,M24を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の2段目多重化装置M22としている。また、図14に示した比較例に係る選択部17zの2つの2段目多重化装置M27,M210を共有化して、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dの単一の2段目多重化装置M27としている。
このため、本技術の第3実施形態に係る選択部17dは、全体として28個の多重化装置で構成することができる。したがって、図14に示した比較例に係る選択部17zに比較して、回路規模を削減することができ、タイミングスキューを改善することができる。
また、第3実施形態に係る選択部17dでは、多重化装置を共有化する制約として、共有化した多重化装置の2つの入力を同時に使用することができなくなる。しかし、適切な時間測定回路50〜55を接続することにより、すべてのアクティブ画素の配置を実現できるため、機能的な自由度は同等になる。
例えば図13に示すように、アドレス(X,Y)=(2,2),(2,10),(6,2),(6,10),(10,2),(10,10)の6つの画素をアクティブ画素として設定する場合を考える。この場合、図15Bに太線で強調して示すように、アドレス(2,2),(2,10),(6,2),(6,10),(10,2),(10,10)の6つの画素から時間測定回路51〜55までの経路が選択される。
具体的には、アドレス(2,2)の画素から出力される信号は、選択回路M00により選択され、更に選択回路M018の1段目多重化装置M10、2段目多重化装置M20及び3段目多重化装置M30により選択されて、時間測定回路50に出力される。アドレス(2,10)の画素から出力される信号は、選択回路M02により選択され、更に選択回路M018の1段目多重化装置M16、2段目多重化装置M25及び3段目多重化装置M33により選択されて、時間測定回路51に出力される。アドレス(6,2)の画素から出力される信号は、選択回路M06により選択され、更に選択回路M018の1段目多重化装置M12、2段目多重化装置M21及び3段目多重化装置M31により選択されて、時間測定回路52に出力される。
アドレス(6,10)の画素から出力される信号は、選択回路M08により選択され、更に選択回路M018の1段目多重化装置M18、2段目多重化装置M26及び3段目多重化装置M34により選択されて、時間測定回路53に出力される。アドレス(10,2)の画素から出力される信号は、選択回路M012により選択され、更に選択回路M018の1段目多重化装置M14、2段目多重化装置M24及び3段目多重化装置M32により選択されて、時間測定回路54に出力される。アドレス(10,10)の画素から出力される信号は、選択回路M014により選択され、更に選択回路M018の1段目多重化装置M110、2段目多重化装置M29及び3段目多重化装置M35により選択されて、時間測定回路55に出力される。
<第3実施形態の効果>
以上説明したように、第3実施形態に係る測距システムによれば、制御部3が、受光部2の画素アレイ16中の複数の画素に対して、アクティブ画素及び非アクティブ画素を設定する。そして、アクティブ画素に設定された画素から出力される信号を、受光部2から測距処理部4へ出力する。したがって、製造組立時等における光スポットの倍率や収差等の光学的な位置ずれを補正することができる。
更に、第3実施形態に係る測距システムによれば、図15Aに示した第3実施形態に係る選択部17dを有することにより、アクティブ画素及び非アクティブ画素を適切に切り替えることができる。更に、図14に示した比較例に係る選択部17zに比較して、多重化装置を共有化することで、回路規模を削減することができ、タイミングスキューを改善することができる。
(その他の実施形態)
上記のように、本技術は第1〜第3実施形態及び各変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、第1実施形態に係る選択部17、第1実施形態の第1変形例に係る選択部17a、第1実施形態の第2変形例に係る選択部17b、第2実施形態に係る選択部17c、第3実施形態に係る選択部17dを例示したが、これらの選択部に限定されない。即ち、本技術に係る選択部は少なくとも、画素アレイ16中の第1画素から出力された信号と、画素アレイ16中の第2画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第1多重化装置(マルチプレクサ)と、画素アレイ16中の第3画素から出力された信号と、画素アレイ16中の第4画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第2多重化装置と、画素アレイ16中の第5画素から出力された信号と、画素アレイ16中の第6画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第3多重化装置と、第1多重化装置により選択された信号と、第2多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第4多重化装置と、第2多重化装置により選択された信号と、第3多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第5多重化装置を備えていればよい。そして、第4多重化装置の出力側に第1時間計測部(TDC)が接続され、第5多重化装置の出力側に第2時間計測部(TDC)が接続されていればよい。
また、第1〜第3実施形態に係る測距システムは、モバイル機器用の測距センサであってもよく、LiDAR等の車載用の測距センサであってもよい。
このように、上記の実施形態が開示する技術内容の趣旨を理解すれば、当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が本技術に含まれ得ることが明らかとなろう。また、上記の実施形態及び各変形例において説明される各構成を任意に応用した構成等、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本技術の技術的範囲は上記の例示的説明から妥当な、特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
(1)
画素アレイを有する受光部と、
前記画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、前記アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を前記受光部から出力させる制御部と、
を備える、受光装置。
(2)
前記制御部は、前記画素アレイ上に複数の画素設定範囲を設定し、前記複数の画素設定範囲内で前記アクティブ画素をそれぞれ設定する、前記(1)に記載の受光装置。
(3)
前記制御部は、前記複数の画素設定範囲の互いの一部が重複するように前記複数の画素設定範囲を設定する、前記(2)に記載の受光装置。
(4)
前記制御部が、前記アクティブ画素と前記非アクティブ画素を切り替える、前記(1)〜(3)のいずれかに記載の受光装置。
(5)
前記受光部が、前記複数の画素のそれぞれから出力される信号を選択して出力する選択部を備え、
前記制御部が、前記選択部を制御することで、前記アクティブ画素と前記非アクティブ画素を切り替える、前記(4)に記載の受光装置。
(6)
前記選択部が、
前記画素アレイ中の第1画素から出力された信号と、前記画素アレイ中の第2画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第1多重化装置と、
前記画素アレイ中の第3画素から出力された信号と、前記画素アレイ中の第4画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第2多重化装置と、
前記画素アレイ中の第5画素から出力された信号と、前記画素アレイ中の第6画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第3多重化装置と、
前記第1多重化装置により選択された信号と、前記第2多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第4多重化装置と、
前記第2多重化装置により選択された信号と、前記第3多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第5多重化装置と、
を備える、前記(5)に記載の受光装置。
(7)
前記第4多重化装置の出力側に接続された第1時間計測部と、
前記第5多重化装置の出力側に接続された第2時間計測部と、
を更に備える、前記(6)に記載の受光装置。
(8)
前記選択部が、
前記第2画素から出力された信号と、前記第3画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第6多重化装置と、
前記第4画素から出力された信号と、前記第5画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第7多重化装置と、
前記第6多重化装置により選択された信号と、前記第7多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第8多重化装置と、
を更に備える、前記(7)に記載の受光装置。
(9)
前記第8多重化装置の出力側に接続された第3時間計測部を更に備える、前記(8)に記載の受光装置。
(10)
光を発する発光部と、
前記光を反射した対象物からの反射光を受光する画素アレイを有する受光部と、
前記画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、前記アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を前記受光部から出力させる制御部と、
前記アクティブ画素から出力される信号に基づき、前記光源が光を発してから前記受光部で前記反射光を受光するまでの時間に応じた前記対象物までの距離を算出する測距処理部と、
を備える、測距システム。
1…発光部、2…受光部、3…制御部、4…測距処理部、5…時間計測部、6…ヒストグラム作成部、7…距離算出部、8…通信インターフェース(IF)部、10…受光装置、11…光源、12…エミッタレンズ、13…投光ミラー、14…マイクロミラー、15…レシーバレンズ、16…画素アレイ、17,17a,17b,17c,17d…選択部、20…対象物、50〜59…時間測定回路(TDC)、A1,A2,A3,A4,A5,A6…画素設定範囲、M00,M01,M02,M03,M04,M05,M06,M07,M08,M09,M10,M011,M012,M013,M014,M015,M016,M017,M018…選択回路、M10,M11,M12,M13,M14,M15,M16,M17,M18,M19,M110,M111,M20,M21,M22,M23,M24,M25,M26,M27,M28,M29,M30,M31,M32,M33,M34,M35…多重化装置(マルチプレクサ)、P1,P2,P3,P4,P5,P6,Pa…アクティブ画素、Pb…非アクティブ画素

Claims (10)

  1. 画素アレイを有する受光部と、
    前記画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、前記アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を前記受光部から出力させる制御部と、
    を備える、受光装置。
  2. 前記制御部は、前記画素アレイ上に複数の画素設定範囲を設定し、前記複数の画素設定範囲内で前記アクティブ画素をそれぞれ設定する、請求項1に記載の受光装置。
  3. 前記制御部は、前記複数の画素設定範囲の互いの一部が重複するように前記複数の画素設定範囲を設定する、請求項2に記載の受光装置。
  4. 前記制御部が、前記アクティブ画素と前記非アクティブ画素を切り替える、請求項1に記載の受光装置。
  5. 前記受光部が、前記複数の画素のそれぞれから出力される信号を選択して出力する選択部を備え、
    前記制御部が、前記選択部を制御することで、前記アクティブ画素と前記非アクティブ画素を切り替える、請求項4に記載の受光装置。
  6. 前記選択部が、
    前記画素アレイ中の第1画素から出力された信号と、前記画素アレイ中の第2画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第1多重化装置と、
    前記画素アレイ中の第3画素から出力された信号と、前記画素アレイ中の第4画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第2多重化装置と、
    前記画素アレイ中の第5画素から出力された信号と、前記画素アレイ中の第6画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第3多重化装置と、
    前記第1多重化装置により選択された信号と、前記第2多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第4多重化装置と、
    前記第2多重化装置により選択された信号と、前記第3多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第5多重化装置と、
    を備える、請求項5に記載の受光装置。
  7. 前記第4多重化装置の出力側に接続された第1時間計測部と、
    前記第5多重化装置の出力側に接続された第2時間計測部と、
    を更に備える、請求項6に記載の受光装置。
  8. 前記選択部が、
    前記第2画素から出力された信号と、前記第3画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第6多重化装置と、
    前記第4画素から出力された信号と、前記第5画素から出力された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第7多重化装置と、
    前記第6多重化装置により選択された信号と、前記第7多重化装置により選択された信号の内からいずれか1つの信号を選択する第8多重化装置と、
    を更に備える、請求項7に記載の受光装置。
  9. 前記第8多重化装置の出力側に接続された第3時間計測部を更に備える、請求項8に記載の受光装置。
  10. 光を発する発光部と、
    前記光を反射した対象物からの反射光を受光する画素アレイを有する受光部と、
    前記画素アレイに含まれる複数の画素に対して、アクティブ画素と非アクティブ画素を設定し、前記アクティブ画素として設定された画素から出力される信号を前記受光部から出力させる制御部と、
    前記アクティブ画素から出力される信号に基づき、前記光源が光を発してから前記受光部で前記反射光を受光するまでの時間に応じた前記対象物までの距離を算出する測距処理部と、
    を備える、測距システム。
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