JP2020187042A - Optical distance measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、光測距装置に関する。 The present disclosure relates to an optical ranging device.
光を照射し、対象物で反射された反射光を受光素子で受光することで対象物までの距離を測定する光測距装置が知られている。このような光測距装置は、反射光とともにノイズとしての外乱光を同時に受光することがある。入射光を受光するための受光領域と、外乱光を受光するための受光領域とを個別に備え、入射光から外乱光の影響を取り除く光測距装置が知られている(例えば、特許文献1)。 There is known an optical ranging device that measures the distance to an object by irradiating light and receiving the reflected light reflected by the object with a light receiving element. Such an optical ranging device may simultaneously receive ambient light as noise together with reflected light. There is known an optical ranging device that separately provides a light receiving region for receiving incident light and a light receiving region for receiving ambient light to remove the influence of ambient light from the incident light (for example, Patent Document 1). ).
こうした光測距装置では、外乱光のみを検出する受光領域を備えるために部品点数が増加する。そこで、部品点数の増加を抑制しつつ、外乱光と入射光とを効率良く受光できる光測距装置が望まれていた。 In such an optical ranging device, the number of parts increases because it includes a light receiving region that detects only ambient light. Therefore, there has been a demand for an optical ranging device that can efficiently receive ambient light and incident light while suppressing an increase in the number of parts.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized in the following forms.
本開示の一形態によれば、光測距装置(20)が提供される。この光測距装置は、入射光を受光するための複数の受光領域(La2,Lb2,Lc2,Ld2)を有し、前記受光領域のそれぞれを単位として前記入射光の受光を実行する受光部(60)と、前記受光領域のそれぞれに対応して排他的に照射光の照射を実行する発光部(40)と、を備える。前記発光部による前記照射光の照射に応じて前記受光部により前記入射光を受光する際に、前記複数の受光領域のうち前記照射光の照射に対応する一の受光領域をオンにして受光状態とする期間内に、前記一の受光領域とは異なる他の受光領域をオンにして受光状態とする。 According to one embodiment of the present disclosure, an optical ranging device (20) is provided. This optical ranging device has a plurality of light receiving regions (La2, Lb2, Lc2, Ld2) for receiving incident light, and a light receiving unit (La2, Lb2, Lc2, Ld2) that executes light reception of the incident light in each of the light receiving regions as a unit. 60) and a light emitting unit (40) that exclusively irradiates the irradiation light corresponding to each of the light receiving regions. When the incident light is received by the light receiving unit in response to the irradiation of the irradiation light by the light emitting unit, one of the plurality of light receiving regions corresponding to the irradiation of the irradiation light is turned on to receive the light receiving state. Within the period of the above, another light receiving area different from the one light receiving area is turned on to put the light receiving state.
この形態の光測距装置によれば、複数の受光領域のうち一の受光領域に入射光を受光させる期間内に、他の受光領域に外乱光を受光させる。一の受光領域に入射光を受光させる期間内に、他の受光領域に外乱光を受光させる制御をひとつの受光部が実行するので、部品点数を増加させることなく入射光と外乱光とを受光させることができるとともに、外乱光のみを受光させるための期間を設けることなく効率良く入射光と外乱光とを受光させることができる。 According to the optical ranging device of this form, the ambient light is received by the other light receiving regions within the period in which the incident light is received by one of the light receiving regions. Since one light receiving unit executes control to receive the ambient light in the other light receiving area within the period in which the incident light is received in one light receiving area, the incident light and the ambient light are received without increasing the number of parts. In addition, it is possible to efficiently receive the incident light and the disturbance light without providing a period for receiving only the disturbance light.
本開示は、光測距装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、光測距方法、光測距装置を搭載する車両、光測距装置を制御する制御方法等の形態で実現できる。 The present disclosure can also be realized in various forms other than the optical ranging device. For example, it can be realized in the form of an optical ranging method, a vehicle equipped with an optical ranging device, a control method for controlling the optical ranging device, and the like.
A.第1実施形態:
光測距装置20は、距離を光学的に測距する装置である。光測距装置20は、図1に示すように、測距のための照射光を射出して対象物からの反射光を受ける光学系30と、光学系30から得られた信号を処理するSPAD演算部100とを備える。光学系30は、照射光としてのレーザ光を射出する発光部40と、照射光を反射させて予め定められた領域に投射する投射部50と、対象物からの反射光や外乱光を含む入射光を受光するための受光部60とを備える。
A. First Embodiment:
The optical
光学系30の詳細を図2に示す。本実施形態において、発光部40は、測距用のレーザ光を射出する半導体レーザ素子(以下、単にレーザ素子とも呼ぶ)41と、レーザ素子41の駆動回路を組み込んだ回路基板43と、レーザ素子41から射出されたレーザ光を平行光にするコリメートレンズ45とを備える。レーザ素子41は、いわゆる短パルスレーザを発振可能なレーザダイオードである。本実施形態において、レーザ素子41は、複数のレーザダイオードを鉛直方向に沿って配列させることにより矩形状のレーザ発光領域を構成する。レーザ素子41のレーザ光のパルス幅は、5nsec程度である。5nsecの短パルスを用いることで、測距の分解能を高めている。
Details of the
投射部50は、いわゆる一次元スキャナによって構成される。投射部50は、ミラー54と、ロータリソレノイド58と、回転部56とによって構成される。ミラー54は、コリメートレンズ45により平行光とされたレーザ光を反射する。ロータリソレノイド58は、後述する制御部110からの制御信号Smを受けて、予め定められた角度範囲内で正転および逆転を繰り返す。回転部56は、ロータリソレノイド58によって駆動し、鉛直方向を軸方向とする回転軸で正転および逆転を繰り返し、ミラー54を水平方向に沿った一方向に走査させる。コリメートレンズ45を介してレーザ素子41から入射したレーザ光は、ミラー54によって反射され、ミラー54の回転により水平方向に沿って走査される。図1に、この照射光の走査範囲を測定範囲80として概念的に示した。
The
光測距装置20から出力されるレーザ光は、人や車などの対象物があると、その表面で乱反射し、その一部は反射光として投射部50のミラー54に戻ってくる。この反射光は、ミラー54で反射されて、外乱光とともに入射光として受光部60の受光レンズ61に入射し、受光レンズ61で集光されて受光アレイ65に入射する。
When there is an object such as a person or a car, the laser beam output from the optical ranging
次に、図3および図4を用いて受光アレイ65の構成について説明する。受光アレイ65は、複数の画素66を二次元配列することによって構成される。図3に示すように、受光アレイ65は、直線状に配列された受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2からなる複数の受光領域に区分される。発光部40は、投射部50を介して、各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2に対応して排他的に照射光の照射を実行し、各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2は、それぞれをひとつの単位として入射光の受光を実行する。
Next, the configuration of the
図1には、各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2に対応する照射光の照射方向に対応する照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1が測定範囲80内に概念的に示されている。例えば、測定範囲80の照射領域La1に照射光が照射された場合、受光領域La2の受光アレイ65がオンにされ、反射光を受光可能な受光状態とされる。同様に、照射領域Lb1には受光領域Lb2が対応し、照射領域Lc1には受光領域Lc2が対応し、照射領域Ld1には受光領域Ld2が対応する。このように、本実施形態の光測距装置20では、投射部50による照射光の各照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1への照射方向の制御と、各照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1に対応する受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2のON/OFFの制御とを対応付けて実行し、測定範囲80を順次に測距する。
In FIG. 1, the irradiation regions La1, Lb1, Lc1, Ld1 corresponding to the irradiation direction of the irradiation light corresponding to each light receiving region La2, Lb2, Lc2, Ld2 are conceptually shown in the
図4に、画素66の構成を示す。図4に示すように、画素66は、水平方向にH個、鉛直方向にV個となるように配列された複数の受光素子68で構成されている。本実施形態において、水平方向および鉛直方向においてそれぞれ5個の受光素子68で構成されるが一つの受光素子68であってもよく、任意の数で構成してもよい。受光素子68には、アバランシェフォトダイオード(APD)が用いられるが、PINフォトダイオードを用いてもよい。
FIG. 4 shows the configuration of the
各受光素子68は、図4の等価回路に示すように、電源Vccと接地ラインとの間に直列にクエンチ抵抗器RqとアバランシェダイオードDaを接続し、その接続点の電圧を反転素子INVに入力し、電圧レベルの反転したデジタル信号に変換している。アンド回路SWの他方の入力の状態は、選択信号SCにより切り換えることができる。選択信号SCは、受光アレイ65のどの受光素子68からの信号を読み出すかを指定するのに用いられることから、アドレス信号とも呼ぶ。各受光素子68が光を受光するタイミングに合わせて、アドレス信号SCをハイレベルHにすれば、アンド回路SWの出力信号、つまり各受光素子68からの出力信号Soutは、アバランシェダイオードDaの状態を反映したデジタル信号となる。
As shown in the equivalent circuit of FIG. 4, each
出力信号Soutは、照射光が走査範囲に存在する対象物OBJに反射して戻ってくる反射光や外乱光を含む入射光の受光により生じるパルス信号である。受光素子68が出力するパルス信号は、SPAD演算部100に入力される。
The output signal Sout is a pulse signal generated by receiving incident light including reflected light and ambient light in which the irradiation light is reflected by the object OBJ existing in the scanning range and returned. The pulse signal output by the
図5に、SPAD演算部100の詳細を示す。SPAD演算部100は、レーザ素子41が照射光パルスを出力した時点から受光素子68が反射光パルスを受け取るまでの時間Tfから、対象物OBJまでの距離を演算する。SPAD演算部100は、周知のマイクロプロセッサやメモリを備え、CPUが予め用意されたプログラムを実行することで、測距に必要な処理を行なう。SPAD演算部100は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)や、内部回路のプログラムが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)やCPLD(Complex Programmable Logic Device)といったプログラマブル論理回路などの集積回路にCPUやメモリを備える態様であってもよい。SPAD演算部100は、全体の制御を行なう制御部110の他、加算部120、ヒストグラム生成部130、ピーク検出部140、距離演算部150を備える。
FIG. 5 shows the details of the
加算部120は、受光アレイ65を構成する画素66に含まれる受光素子68の出力を加算する回路である。入射光パルスが一つの画素66に入射すると、画素66に含まれる各受光素子68が動作する。画素66を複数個のSPADから構成しているのは、SPADの特性による。SPADは、一つのフォトンが入射しただけでこれを検出することが可能であるが、対象物OBJからの限られた光によるSPADの検出は確率的なものにならざるを得ない。SPAD演算部100の加算部120は、確率的にしか入射光を検出し得ないSPADからの出力信号Soutを加算する。
The
ヒストグラム生成部130は、加算部120の加算結果を複数回足し合せてヒストグラムを生成し、ピーク検出部140に出力する。ピーク検出部140は、ヒストグラム生成部130から入力された信号強度を解析して、反射光に対応する信号のピークの位置(時間)を検出する。図6に、反射光パルスに対応する信号のピークの検出方法を模式的に示した。
The histogram generation unit 130 adds the addition results of the addition unit 120 a plurality of times to generate a histogram, and outputs the histogram to the
図6に示す各グラフは、横軸を時間軸とし、縦軸を信号強度とするグラフである。上述したように、受光アレイ65の各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2は、対象物OBJからの反射光を受光する際、ノイズとしての外乱光を含む入射光として受光する。ヒストグラム生成部130は、図6の左上に示す入射光に対応する信号(以下、入射信号とも呼ぶ)を含む信号強度のヒストグラムから、図6の左下に示す外乱光に対応する信号(以下、外乱信号とも呼ぶ)の信号強度の平均値を差し引く。この結果、図6の右側に示すように、入射光に含まれる反射光に対応する信号強度がピークとなって現れる。ピーク検出部140は、ヒストグラムの中で最も大きな度数の部分をピークと判断する。
Each graph shown in FIG. 6 is a graph in which the horizontal axis is the time axis and the vertical axis is the signal strength. As described above, each of the light receiving regions La2, Lb2, Lc2, and Ld2 of the
ピーク検出部140によって反射光に対応する信号のピークが検出されると、距離演算部150は、照射光パルスが発光されてから、反射光パルスのピークまでの時間Tfを検出することで、対象物までの距離Dを検出する。検出された距離Dは、例えば、光測距装置20を搭載する運転支援装置に出力される。距離Dは、運転支援装置のほかに、光測距装置20を搭載するドローンや電車、船舶などの種々の移動体の制御装置に出力されてもよく、固定された測距装置として単独で用いられてもよい。
When the peak of the signal corresponding to the reflected light is detected by the
制御部110は、図5に示すように、発光部40の回路基板43に対してレーザ素子41の発光タイミングを決定する指令信号SLや、いずれの受光素子68をアクティブにするかを決定するアドレス信号SCの他、ヒストグラム生成部130に対するヒストグラムの生成タイミングを指示する信号Stや、投射部50のロータリソレノイド58に対する制御信号Smを出力する。制御部110が予め定めたタイミングでこれらの信号を出力することにより、SPAD演算部100は、測定範囲80に存在する対象物OBJを、その対象物OBJまでの距離Dと共に検出する。
As shown in FIG. 5, the
次に、図7のタイミングチャートを用いて、本実施形態の光測距装置20が実行する入射光と外乱光との受光方法について説明する。図7の最上段には、照射領域ごとの投射部50のON/OFF制御が示されている。それよりも下側には、受光アレイ65の各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2のON/OFF制御が示されている。各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2のON/OFF制御とは、受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2ごとに個別に受光状態と非受光状態とを切り換える制御のことを表し、制御部110によるアドレス信号SCが各受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2に属する受光素子68に選択的に入力されることによって実現される。横軸は、時間軸であり各部の制御において共通する。
Next, using the timing chart of FIG. 7, a method of receiving light of incident light and ambient light executed by the optical ranging
図7の最上段には、投射部50による照射光の各照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1への照射方向の制御を示し、図7のそれよりも下側には、各照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1に対応する受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2のON/OFFの制御を示した。
The uppermost part of FIG. 7 shows the control of the irradiation direction of the irradiation light by the
本実施形態の光測距装置20では、受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2のうち一の受光領域が入射光を検出するためにオンにして受光状態にされる期間内に、他の受光領域もオンにして受光状態とする制御を行う。例えば、時間t1では、照射光の照射を照射領域La1に対応する受光領域La2をオンにして反射光を受光可能な受光状態とする期間内に、受光領域Lc2の受光領域もオンにして受光状態とする制御を行う。このとき、受光領域Lc2は、照射領域La1と対応付けられていないために、反射光よりも外乱光を多く受光し得ることになる。このように、本実施形態の光測距装置20では、一の受光領域に入射光を受光させる期間内に、他の受光領域が外乱光を多く受光するように制御する。このとき、反射光を受光させる一の受光領域と、同期間内に並行して外乱光を受光させる他の受光領域とは、互いに離間されていることが好ましい。外乱光を受光させる受光領域が反射光を受光させる受光領域に近いほど、外乱光とともにノイズとしての反射光を受光し得るからである。
In the optical ranging
本実施形態の光測距装置20は、各照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1をオンとするタイミングと、各照射領域La1〜Ld1に対応する受光領域La2〜Ld2をオンとするタイミングとが同時になるように制御する。これにより、制御部110が発光部40に指令信号SLを出力する時点、すなわち発光を指示する時点から、実際に発光部40のレーザ素子41が発光する時点までの期間(以下、「遅延期間」とも呼ぶ)も、各受光領域La2〜Ld2が受光状態とされる。
In the optical ranging
次に時間t2において、投射部50によって照射光が照射領域Lb1に照射されるとともに、受光領域Lb2をオンにして反射光を受光可能な受光状態とされるとともに、外乱光の受光のために受光領域Ld2もオンとする制御を行う。受光領域Lb2と受光領域Ld2とが組み合わされるのは、上述の受光領域La2と受光領域Lc2との関係と同様、受光領域Lb2と受光領域Ld2とが互いに離間した位置に配されることに基づく。
Next, at time t2, the irradiation light is irradiated to the irradiation region Lb1 by the
同様に時間t3において、制御部110は、照射領域Lc1に対応する受光領域Lc2をオンとするとともに、外乱光の受光のために受光領域La2をオンとする制御を行う。時間t4において、照射領域Ld1に対応する受光領域Ld2をオンとするとともに、外乱光の受光のために受光領域Lb2をオンとする制御を行う。時間t5以降では、時間t1から時間t5までの制御が繰り返される。
Similarly, at time t3, the
次に、図7を用いて、本実施形態の光測距装置20によって実行される反射光の信号強度の算出方法について説明する。上述したように、SPAD演算部100は、入射信号の信号強度のヒストグラムから外乱信号の信号強度の平均値を差し引くことにより、反射光に対応するピークを検出する。図7に、反射光のピーク検出に用いられる外乱信号と入射信号との関係を、方向D11,D12,D13,D14によって概念的に表した。
Next, a method of calculating the signal intensity of the reflected light executed by the optical ranging
方向D11,D12,D13,D14で示すように、反射光に対応する信号強度のピークを検出するために用いられる入射信号と外乱信号とを取得する受光領域が同一となるように制御される。例えば、方向D11は、時間t5に受光領域La2で検出した入射信号のヒストグラムと、時間t3に受光領域Lc2がオンとされる期間内に受光領域La2が検出した外乱信号の信号強度の平均値とを用いて反射光の信号強度を算出することを表す。このように、本実施形態では、一の受光領域が検出した入射光に対応する入射信号と、他の受光領域をオンとする期間内にこの一の受光領域が検出した外乱光に対応する外乱信号とを用いる。 As shown in the directions D11, D12, D13, and D14, the light receiving region for acquiring the incident signal and the disturbance signal used for detecting the peak of the signal intensity corresponding to the reflected light is controlled to be the same. For example, the direction D11 is a histogram of the incident signal detected in the light receiving region La2 at time t5, and a mean value of the signal intensities of the disturbance signal detected by the light receiving region La2 during the period when the light receiving region Lc2 is turned on at time t3. Indicates that the signal intensity of the reflected light is calculated using. As described above, in the present embodiment, the incident signal corresponding to the incident light detected by one light receiving region and the disturbance corresponding to the disturbance light detected by this one light receiving region within the period when the other light receiving region is turned on. Use with a signal.
以上のように、本実施形態の光測距装置20によれば、受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2のうち一の受光領域に入射光を受光させる期間内に、他の受光領域に外乱光を受光させる制御が実行される。一の受光領域に入射光を受光させる期間内に、他の受光領域に外乱光を受光させる制御がひとつの受光アレイ65で実行されるので、部品点数を増加させることなく入射光と外乱光とを受光できるとともに、外乱光のみを受光させるための期間を別に設けることなく効率良く入射光と外乱光とを受光させることができる。
As described above, according to the optical ranging
本実施形態の光測距装置20によれば、同一の受光領域で検出した外乱信号と入射信号とを用いて反射光に対応する信号強度のピークを検出する。同一の位置の受光領域に受光した入射光と外乱光とを用いることにより、入射信号に含まれる外乱信号の検出精度を高めることができ、反射光の検出精度を向上させることができる。
According to the optical ranging
本実施形態の光測距装置20によれば、反射光を受光させる一の受光領域と、同期間内に並行して外乱光を受光させる他の受光領域とが互いに離間されて配置されるので、外乱光を受光させる他の受光領域に外乱光とともにノイズとしての反射光が入射してしまう不具合を抑制することができる。
According to the optical ranging
本実施形態の光測距装置20では、受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2からなる3以上の複数の受光領域が直線状に配列される。受光領域La2と受光領域Lc2とのように互いに離間する受光領域間に、受光領域Lb2といった第三の受光領域を更に備えることによって、離間する受光領域間の領域を利用して効率良く入射光と外乱光とを検出させることができる。本実施形態では、受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2からなる4つの領域を直線状に配列し、受光領域La2と受光領域Lc2、受光領域Lb2と受光領域Ld2のように、互いに離間する2つの受光領域を組み合わせているので、より効率良く入射光と外乱光とを受光させることができる。
In the optical ranging
本実施形態の光測距装置20によれば、各照射領域La1,Lb1,Lc1,Ld1をオンとするタイミングと、各照射領域La1〜Ld1に対応する受光領域La2〜Ld2をオンとするタイミングとが同時になるように制御される。これにより、制御部110による発光指示の時点から発光部40が実際に発光する時点までの遅延期間内、受光領域La2〜Ld2は外乱光を受光し得る。したがって、一つの受光領域が、遅延期間を利用して効率良く外乱光を検出できるとともに、入射光を取得する直前での外乱光を取得し得るので、反射光の検出精度を向上させることができる。また、外乱光の取得と入射光の取得とを同じ受光領域で取得し得るので、入射信号に含まれる外乱信号の検出精度を高めることができ、反射光の検出精度を向上させることができる。
According to the optical ranging
B.第2実施形態:
図8を用いて、第2実施形態の光測距装置20について説明する。第2実施形態の光測距装置20の各部の構成は、第1実施形態の光測距装置20と同様であるが、反射光の信号強度の算出方法が第1実施形態とは異なる。
B. Second embodiment:
The optical ranging
図8に、第2実施形態においてSPAD演算部100が反射光のピーク検出に用いる外乱信号と入射信号との関係を方向D21,D22,D23,D24によって概念的に表した。方向D21,D22,D23,D24で示すように、反射光に対応する信号強度のピークを検出するために用いられる入射信号と外乱信号とを取得する期間が同一となるように制御される。例えば、方向D21は、時間t1に受光領域La2で検出した入射信号のヒストグラムと、同期間中に受光領域Lc2で検出した外乱信号の信号強度の平均値とを用いて反射光の信号強度を算出することを表す。このように、本実施形態では、一の受光領域をオンとする期間内に、一の受光領域が検出した入射光に対応する入射信号と、同期間内に他の受光領域が検出した外乱光に対応する外乱信号とを用いる。
FIG. 8 conceptually shows the relationship between the disturbance signal and the incident signal used by the
第2実施形態の光測距装置20によれば、一の受光領域が検出する入射信号と、この一の受光領域が入射信号を検出する期間中に他の受光領域が検出した外乱信号とを用いて、反射光に対応する信号強度のピークを検出する。同期間中に受光した入射光と外乱光とを用いることにより、入射光の受光時点の環境に応じた外乱光を検出することができ、反射光の検出精度を高めることができる。
According to the optical ranging
C.他の実施形態:
(C1)上記各実施形態では、受光アレイ65は、直線状に配列された、受光領域La2,Lb2,Lc2,Ld2の4つの受光領域で構成されるが、受光領域は4つに限定されず、2つであるほか、3以上の任意の数の受光領域を備える態様であってよい。受光領域の配列は、直線状でなくとも正方形状や円形状など照射光の照射領域の形状に応じた任意の形状で配列されてもよい。また、各領域は、互いに隣接せずそれぞれが互いに離間した位置関係となるように配置されてもよい。
C. Other embodiments:
(C1) In each of the above embodiments, the
(C2)上記各実施形態では、受光領域La2と受光領域Lc2、受光領域Lb2と受光領域Ld2のように、外乱光を受光させる受光領域と、入射光を受光させる受光領域とが互いに離間する位置関係を示したが、受光領域La2と受光領域Lb2、受光領域Lb2と受光領域Lc2、受光領域Lc2と受光領域Ld2などのように互いに離間せず隣接する位置関係の受光領域が用いられてもよい。 (C2) In each of the above embodiments, positions such as the light receiving region La2 and the light receiving region Lc2, the light receiving region Lb2 and the light receiving region Ld2, where the light receiving region that receives the ambient light and the light receiving region that receives the incident light are separated from each other. Although the relationship is shown, light receiving regions having a positional relationship adjacent to each other, such as the light receiving region La2 and the light receiving region Lb2, the light receiving region Lb2 and the light receiving region Lc2, and the light receiving region Lc2 and the light receiving region Ld2, may be used. ..
(C3)上記各実施形態では、受光領域La2と受光領域Lc2、受光領域Lb2と受光領域Ld2のように、互いに離間した位置関係にある受光領域で受光した外乱信号と入射信号とを用いて信号強度を算出するが、受光領域La2と受光領域Lb2、受光領域Lb2と受光領域Lc2、受光領域Lc2と受光領域Ld2などのように互いに離間せず隣接する位置関係の受光領域で検出した外乱信号と入射信号とを用いてもよい。 (C3) In each of the above embodiments, a signal is used by using the disturbance signal and the incident signal received in the light receiving regions that are separated from each other, such as the light receiving region La2 and the light receiving region Lc2, and the light receiving region Lb2 and the light receiving region Ld2. The intensity is calculated, but the disturbance signal detected in the light receiving area of the adjacent positional relationship such as the light receiving area La2 and the light receiving area Lb2, the light receiving area Lb2 and the light receiving area Lc2, the light receiving area Lc2 and the light receiving area Ld2, etc. An incident signal may be used.
(C4)上記各実施形態では、投射部50は、1つの平面状のミラーを備える一次元スキャナによって構成されるが、2つのミラーを組み合わせて二次元スキャナとして構成されてもよく、互いに交差する2つの回転軸で回転する1つのミラーによって二次元スキャナとして構成されてもよい。投射部50は、平面状のミラーに限らず、ポリゴンミラー、多面体ミラー、MEMSミラー、ガルバノミラーといった種々のミラーで構成されてもよい。
(C4) In each of the above embodiments, the
(C5)上記各実施形態では、受光素子68として、ピンフォトダイオードやアバランシェフォトダイオード等のSPADを備える例を示したが、SPAD以外の受光素子によって構成されてもよい。例えば、受光素子68には、外部光電効果(光電子放出)を用いた光電管や光電子増倍管のほか、半導体の内部光電効果を利用したフォトトランジスタ、光導電セル、イメージセンサが用いられてもよく、光吸収による熱を検出する放射用熱電対、サーモパイルが用いられてもよい。
(C5) In each of the above embodiments, the
(C6)上記各実施形態では、投射部50の照射光の光軸と、受光の光軸とが一致する同軸型の光学系を採用しているが、照射光の光軸と受光の光軸とが異なる異軸型の光学系を採用してもよい。
(C6) In each of the above embodiments, a coaxial optical system in which the optical axis of the irradiation light of the
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be realized by various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or a part of the above-mentioned effects. Or, in order to achieve all of them, it is possible to replace or combine them as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.
20 光測距装置、40 発光部、60 受光部、La2〜Ld2 受光領域 20 optical ranging device, 40 light emitting part, 60 light receiving part, La2 to Ld2 light receiving area
Claims (5)
入射光を受光するための複数の受光領域(La2,Lb2,Lc2,Ld2)を有し、前記受光領域のそれぞれを単位として前記入射光の受光を実行する受光部(60)と、
前記受光領域のそれぞれに対応して排他的に照射光の照射を実行する発光部(40)と、を備え、
前記発光部による前記照射光の照射に応じて前記受光部により前記入射光を受光する際に、
前記複数の受光領域のうち前記照射光の照射に対応する一の受光領域をオンにして受光状態とする期間内に、前記一の受光領域とは異なる他の受光領域をオンにして受光状態とする、
光測距装置。 Optical ranging device (20)
A light receiving unit (60) having a plurality of light receiving regions (La2, Lb2, Lc2, Ld2) for receiving the incident light and executing the light receiving of the incident light in each of the light receiving regions as a unit.
A light emitting unit (40) that exclusively executes irradiation of irradiation light corresponding to each of the light receiving regions is provided.
When the incident light is received by the light receiving unit in response to the irradiation of the irradiation light by the light emitting unit,
Within the period in which one of the plurality of light receiving regions corresponding to the irradiation of the irradiation light is turned on to be in the light receiving state, another light receiving region different from the one light receiving region is turned on to be in the light receiving state. To do,
Optical ranging device.
請求項1に記載の光測距装置。 The incident signal corresponding to the incident light detected by the one light receiving region during the period when the one light receiving region is in the light receiving state and the other light receiving region are detected during the period when the one light receiving region is in the light receiving state. The signal intensity corresponding to the irradiation light is calculated by using the disturbance signal corresponding to the disturbance light.
The optical ranging device according to claim 1.
前記一の受光領域と、前記他の受光領域との間には、少なくとも前記一の受光領域と前記他の受光領域とは異なる第三の受光領域を備える、請求項4に記載の光測距装置。 The plurality of light receiving regions are composed of three or more light receiving regions arranged in a straight line.
The optical ranging according to claim 4, wherein at least a third light receiving region different from the one light receiving region and the other light receiving region is provided between the one light receiving region and the other light receiving region. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019092514A JP2020187042A (en) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Optical distance measurement device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022118552A1 (en) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light detection device and light detection system |
WO2024048242A1 (en) * | 2022-09-02 | 2024-03-07 | 株式会社デンソー | Ranging device |
-
2019
- 2019-05-16 JP JP2019092514A patent/JP2020187042A/en active Pending
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