JP2020153746A - 受光装置及び距離測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、受光装置1の受光部10を示す模式図である。受光装置1は、受光センサとして、受光部10を備える。受光部10は、チャネル12を備える。図1においては、25個のチャネルが示されているがこれには限られず、受光部10は、1チャネルから構成されてもよいし、25チャネルよりも多いチャネルを備えていてもよい。すなわち、受光部10は、1又は複数のチャネル12を備える。
図12は、前述した実施形態における第1スイッチ110の別の例を示す図である。第1スイッチ110は、例えば、トランジスタ110A、110B、110Dと、論理否定回路110Cと、論理和回路110Eと、を備える。それぞれのトランジスタは、例えば、ゲートにしきい値以上の電圧を印加するとドレインからソースへと電流を流すn型のMOSFETを備えて構成される。
前述の実施形態においては、第2方向に沿って隣り合う画素12同士のそれぞれの間において第1信号線100を備えるものとしたが、これには限られない。
第4実施形態においては、受光領域16のズレを修正するために、前述の第1〜第3実施形態に係る受光装置1のように、受光領域16の位置に拘わらず、受光領域16内の画素位置と出力順序の関係が一意に保たれていることが重要であった。具体的には、3×4の受光領域の場合、出力順序は、図10に示された通り(M,N→M+1,N→M+2,N→・・・)となる。本実施形態においては、この順序を保ちつつもより配線容量を削減し、受光部の面積を削減する受光装置1について説明する。
前述した実施形態に係る受光装置1は、LIDARに用いられてもよい。通常のLIDARに備えられる場合、発光部と、距離測定部を備えた距離測定装置において、前述の受光装置1が備えられ、発光部が発した光を受光した受光装置1からの出力に基づいて距離の測定が行われる。本実施形態は、さらに、受光位置、すなわち、受光領域16にズレが生じた場合に、受光領域の出力に基づいて、特に、複数の出力の出力分布に基づいて、受光領域16の位置を補正する受光装置1又は距離測定装置に関する。
図19は、受光装置の出力に対して、一定時間の信号の数をカウントする積算器(積分器)を、受光装置の中に設けたものである。本実施形態において、受光装置1は、画素12と出力との間に、パルス検出器40と、各種スイッチ(第1スイッチ110及び第2スイッチ150、又は、スイッチ回路18)と、積算器42と、を備える。スイッチの構成については、前述の各実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。第2信号線140が、積算器42の入力として接続される。信号処理装置の有る場合は、積算器42の出力が、信号処理装置の入力として接続される。
10:受光部
12:画素
14:SPAD
16、16A、16B:受光領域
100、101、102、103:第1信号線
110、111、112、113:第1スイッチ
120、121、122、123:第1選択線
130、131、132、133:第1ダミー線
140、141、142、143:第2信号線
150、151、152、153:第2スイッチ
160、161、162、163:第2選択線
170、171、172、173:第2ダミー線
180:第1フラグ線
190:画素スイッチ間信号線
192:出力線
20:領域指定部
22:信号処理部
24:受光位置補正部
3:距離測定装置
30:発光部
32:距離測定部
40:パルス検出器
42:積算器
Claims (14)
- 1又は複数の受光素子を備える、画素と、
第1方向及び前記第1方向と交わる方向である第2方向にアレイ状に配置された複数の前記画素を備える、受光部と、
前記受光部に属する複数の連続した前記画素を備え、前記複数の連続した画素のそれぞれにおいて受光した光の強度に基づいて複数の信号を出力し、前記第1方向における位置及び前記第2方向における位置を示す信号により前記受光部内における位置が変更される、受光領域と、
を備える受光装置。 - 前記画素は、1又は複数のアバランシェフォトダイオードを備える、請求項1に記載の受光装置。
- 前記受光領域は、前記第1方向に沿って第1所定数、前記第2方向に沿って第2所定数の前記画素を有する領域であり、
前記受光部において、前記第2方向に沿って配置され、隣接する前記画素の間に前記画素からの信号を伝達する、前記第1方向に沿った前記第1所定数の第1信号線、
をさらに備える、請求項1又は請求項2に記載の受光装置。 - 前記画素と、当該画素に対応する前記第1所定数の前記第1信号線のそれぞれと、を選択的に接続する、第1スイッチと、
前記第1方向に沿った前記第1所定数の前記画素のそれぞれが、異なる前記第1信号線と接続するようにそれぞれの前記第1スイッチの駆動端子と接続して前記第1スイッチを切り替える信号を出力する、第1選択線と、
をさらに備え、
前記第1選択線は、前記第1方向において指定された位置における前記第2方向に沿った前記画素に対応する前記第1スイッチの駆動端子と接続する、
請求項3に記載の受光装置。 - 前記第1信号線のいずれかと接続する、前記受光領域に存在する前記画素の数と同数の第2信号線をさらに備える、請求項3又は請求項4のいずれかに記載の受光装置。
- 前記第1信号線と、前記第2信号線と、を選択的に接続する、第2スイッチと、
前記第2方向に沿った前記受光領域に属する前記第2所定数の前記画素と接続される前記第1信号線のそれぞれが、異なる前記第2信号線と接続するようにそれぞれの前記第2スイッチの駆動端子と接続して前記第2スイッチを切り替える信号を出力する、第2選択線と、
をさらに備える、請求項5に記載の受光装置。 - 前記受光部における前記受光領域の位置を指定する、領域指定部をさらに備える、請求項1から請求項6のいずれかに記載の受光装置。
- 前記第1方向又は前記第2方向の少なくとも一方である補正方向において、検知された受光強度に基づいて前記受光領域の位置を補正する受光位置補正部を有する、請求項1から請求項7のいずれかに記載の受光装置。
- 前記受光部における前記画素のそれぞれからの信号を出力する信号線に接続され、前記受光部における前記受光領域に属する前記画素からの信号を、前記受光領域内における前記画素の位置に基づいて順序づけし、出力する、スイッチ回路、
をさらに備える、請求項1又は請求項2に記載の受光装置。 - 前記受光部において、前記受光領域として選択された前記第1方向の前記画素を選択する、第1選択線と、
前記受光部において、前記受光領域として選択された前記第2方向の前記画素を選択する、第2選択線と、
を備え、
前記第1選択線及び前記第2選択線の出力の論理積により、対応する前記画素の出力が制御される、請求項9に記載の受光装置。 - 前記画素において受光したことを示す信号を外部へと出力する場合に、所定時間における信号の積算値を算出する、積算器、
を備え、前記積算値を出力する、請求項1から請求項10のいずれかに記載の受光装置。 - 対象へ光を発する、発光部と、
請求項1から請求項11のいずれかに記載の受光装置と、
前記受光装置において前記発光部が光を発したタイミングと、前記発光部が発した光を前記受光装置が受光したタイミングと、に基づいて、前記対象までの距離を測定する、距離測定部と、
を備える距離測定装置。 - 対象へ光を発する、発光部と、
請求項1から請求項10のいずれかに記載の受光装置と、
前記受光装置からの出力される信号の所定時間における積算値を算出する、積算器と、
前記発光部が光を発したタイミングと、前記受光装置が受光したタイミングと、に基づいて、前記積算器の出力を用いて前記対象までの距離を測定する、距離測定部と、
を備える距離測定装置。 - 対象へ光を発する、発光部と、
前記発光部が発した光を受光する1又は複数の受光素子を備える、画素と、
第1方向及び前記第1方向と交わる方向である第2方向にアレイ状に配置された複数の前記画素を備える、受光部と、
前記受光部に属する複数の連続した前記画素を備え、前記複数の連続した画素のそれぞれにおいて受光した光の強度に基づいて複数の信号を出力し、前記第1方向における位置及び前記第2方向における位置を示す信号により前記受光部内における位置が変更される、受光領域と、
前記受光領域において前記発光部が光を発したタイミングと、前記発光部が発した光を前記受光領域が受光したタイミングと、に基づいて、前記対象までの距離を測定する、距離測定部と、
を備える距離測定装置。
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