JP6554909B2 - 受光装置 - Google Patents

Description

本発明は、受光装置に関する。

カメラやＬＩＤＡＲ（light detection and ranging ,laser imaging detection and ranging；レーザレーダー）に用いる受光装置としては、例えば多数の受光素子をマトリクス状に配置したものがある。このような受光装置においては、受光信号から画像を生成する場合に、情報をより高精度で得るために、受光素子の集積度を高めることが要求されている。

しかしながら、受光素子数を増やしていくと、電源配線に接続される受光素子数も多くなる。これにより、各受光素子に必要な電力を供給するために電源配線を太くしていくことが必要になる。ところが、電源配線が太くなると、その部分には受光素子を配置できなくなり、集積度を上げることが難しくなる。このため、受光面あたりの素子数の配置個数に制限があり、感度の上昇が阻害されており、この結果、視野角を広げられないという点で限界がある。

特開２０１４−５２９９２３号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、受光素子の数を増やすことなく、画素空間を拡大して視野角を広げることができるようにした受光装置を提供することにある。

請求項１に記載の受光装置は、受光部および受光信号処理回路を備え配置領域内に二次元的に配列された複数の受光素子と、前記複数の受光素子のうち第１方向に配置されるものに給電するように設けられ、少なくとも受光部を除いた位置に配置される電源線とを備え、前記配置領域内には、前記複数の受光素子の少なくとも一部の数の受光素子が市松状に配置される市松配置領域が設けられている。

上記構成を採用することにより、市松配置領域では受光素子の数を半減させることができ、電源線を太いパターンにすることなく広い範囲から受光信号を得るように構成することができ、受光素子の数を増やすことなく、画素空間を拡大して視野角を広げることができる。

第１実施形態を示す受光装置の概略的な平面図 第２実施形態を示す作用説明図 第３実施形態を示す信号処理の説明図 第４実施形態を示す作用説明図 第５実施形態を示す受光装置の概略的な平面図 第６実施形態を示す受光装置の概略的な平面図 信号処理の説明図（その１） 信号処理の説明図（その２） 第７実施形態を示す２つの作用説明図 第８実施形態を示す作用説明図

（第１実施形態）
以下、本発明を車両に設けるレーザレーダー（ＬＩＤＡＲ）の受光装置に用いた場合の第１実施形態について、図１を参照して説明する。

レーザレーダーは、発光部から半導体レーザなどの発光素子によりレーザ光を前方に照射してスキャンし、その反射光を照射タイミングからの受光時間差を求めて、レーザ光照射のスキャン位置に応じて物体の距離を検出するものである。この場合、レーザ光を二次元的にスキャンすることで前方の物体の距離を二次元的に検出するようにしている。また、レーザ光の照射は、同一の位置に対して複数回行い、得られた受光時間差の値を区分してヒストグラムを作成し、最も頻度の高い受光時間差のデータに基づいて距離を算出するようにしている。

このようなレーザレーダでは、受光装置１として、レーザ光を照射した方向から反射光を受光するように複数個の受光素子２を備えていて、それらの受光素子２により受光した距離情報から前方の障害物などの情報を画素情報として作成する。

次に、このような機能を担う受光装置１の構成について図１を参照して説明する。受光装置１は、複数の受光素子２とこれらの受光信号の信号処理を行う制御回路３とから構成されている。各受光素子２は、受光部２ａと受光回路２ｂを有する。受光回路２ｂは、受光素子２毎に設けられ、受光部２ａによる受光信号を増幅するなどの信号処理を行う。制御回路３は、画素情報処理部として機能する。

受光装置１の受光面には、受光素子２を密に配置するマトリクス配置領域１ａと受光素子２を市松状に配置した市松配置領域１ｂ、１ｃとが設けられる。この場合、市松配置領域１ｂ、１ｃは、マトリクス配置領域１ａの上下に分けて設けている。

これは、例えば、レーザ光を投光する検出対象領域として、マトリクス配置領域１ａが道路前方の中心部に相当し、下側の市松配置領域１ｂが道路前方の至近距離に相当し、上側の市松配置領域１ｃが前方の道路から上の部分に相当している。この構成では、マトリクス配置領域１ａを中央部に設けることで情報を詳細に必要とする領域をカバーすることができる。

マトリクス配置領域１ａの受光素子２は、行方向および列方向に並ぶように配置され、隣接するもの同士が密な状態に設けられている。また、市松配置領域１ｂ、１ｃでは、行方向および列方向のそれぞれにおいて、格子点を１個置きに受光素子２を配置した状態に設けられている。つまり、受光素子２の配置密度が１／２に減らされた状態である。

制御回路３は、受光素子２を配置した領域の一端側に設けられている。また、各受光素子２に対して動作電源を供給する電源線４が列毎に設けられ、制御回路３に導かれている。この場合、電源線４は、各列に設けられる受光素子２の数が市松配置領域１ｂ、１ｃで半数になるので、給電による電圧降下を低減することができるため、全てをマトリクス配置領域とした場合に比べて電流容量を小さくした比較的細い配線パターンで設けることができる。

なお、各受光素子２からは、図示していないが受光信号を制御回路３に取り込むための信号線が設けられている。信号線を介して入力される各受光素子２の受光信号は、制御回路３において信号処理が行われ、前方の対象物までの距離が受光素子２の配置位置に対応付けた状態で二次元的に検出される。

このような第１実施形態によれば、受光装置１として、受光素子２をマトリクス状に密に配置するマトリクス配置領域１ａと、受光素子２を市松状に配置する市松配置領域１ｂ、１ｃを設ける構成とした。これにより、制御回路３から各列の受光素子２に対して設ける電源線４の電流容量を抑制することができるので、幅広なパターンにすることを避けることができ、受光素子２の受光回路２ｂ上あるいは受光素子２間の狭い部分に配置することができる。したがって、電源線４のために受光素子２が配置できない領域を生じさせることなく、多数の受光素子２を配置し、全体として視野角を広げた受光装置１を提供することができる。

なお、この実施形態では、画素情報が密に必要な領域としてマトリクス配置領域１ａを配置し、画素情報が少なくても足りる領域に対して市松配置領域１ｂ、１ｃを割り当てているので実用上においても有効なものである。
また、全体として画素情報を密にしたほうが良い場合には、受光素子が配置されていない無素子画素に対応して、補間処理などを行って画素情報を生成することで連続的な画素情報として得ることができる。

なお、上記実施形態においては、市松配置領域１ｂ、１ｃを設けるようにしたが、一方だけを設ける構成とすることもできる。また、市松配置領域１ｂを中心に配置し、その上下にマトリクス配置領域１ａを配置することも可能である。
市松配置領域１ｂ、１ｃを複数行単位で設けるようにしたが、複数列単位で設けることもできる。さらには、受光装置１の受光面をブロックに分けて、ブロック別にマトリクス配置領域と市松配置領域とに設定することもできる。

（第２実施形態）
図２は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。第１実施形態のものでは、受光装置１の市松配置領域１ｂ、１ｃについて、受光素子２が市松状に配置されているので画像が粗くなる。この実施形態では、これを滑らかな変化をする画像として処理するために、受光素子２を配置した画素である有素子画素の情報を利用して、受光素子２が配置されていない無素子画素についても画素情報を以下に示すような補間処理により生成するものである。

この場合、図２に示すように、補間処理をする対象となる無素子画素をＡとし、これと上下で隣接（画素間距離「１」で隣接）する有素子画素ａについて、画素情報を左側から反時計回りでａ（１）〜ａ（４）とする。同様にさらにその外側で隣接（画素間距離「√５」で隣接）する有素子画素ｂについて、画素情報を順にｂ（１）〜ｂ（８）とする。

また、直接参照して利用することはできないが、複数回補間処理をすることを前提とした場合には、一度補間処理により生成した無素子画素Ｂ、Ｃの画素情報についても利用することができる。この場合には、無素子画素Ａの周囲で斜め方向で隣接（画素間距離「√２」で隣接）する無素子画素Ｂの画素情報の生成結果をＢ（１）〜Ｂ（４）とする。同様にさらに上下方向にその外側で隣接（画素間距離「２」で隣接）する無素子画素Ｃの画素情報の生成結果をＣ（１）〜Ｃ（４）とする。

次に、補間処理について具体的に説明する。
［Ａ］無素子画素Ａの補間処理として、有素子画素ａ、ｂなどの画素情報ａ（１）〜ａ（４）、ｂ（１）〜ｂ（８）を直接参照する場合には、例えば次の２つの方法を用いることができる。

［Ａ−１］無素子画素Ａの画素情報Ａを、画素間距離「１」の有素子画素の画素情報ａ（１）〜ａ（４）で補間処理する。
このとき、画素情報を加算する場合の重み付け係数ｋ１〜ｋ４を設定している。均等に画素情報を参照する場合にはｋ１〜ｋ４＝０．２５とすることができる。また、場所によって重み付けを変えるときには異なる値を設定することもできる。さらに、これらの重み付け係数の総和が「１」になるように設定する。無素子画素Ａの画素情報Ａは次式（１）のようにして求めることができる。
Ａ＝ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２）＋ｋ３×ａ（３）＋ｋ４×ａ（４） …（１）

［Ａ−２］無素子画素Ａの画素情報Ａを、画素間距離「１」、「√５」の有素子画素の画素情報ａ（１）〜ａ（４）、ｂ（１）〜ｂ（８）で補間する。
ここで、画素間距離「１」の有素子画素ａの画素情報ａ（１）〜ａ（４）の重み付け係数をｋ１〜ｋ４とする。また、画素間距離「√５」の有素子画素ｂの画素情報ｂ（１）〜ｂ（８）の重み付け係数をｍ１〜ｍ８とする。ただし、重み付け係数ｋ１〜ｋ４およびｍ１〜ｍ８の総和は「１」である。無素子画素Ａの画素情報Ａは次式（２）のようにして求めることができる。
Ａ＝ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２）＋ｋ３×ａ（３）＋ｋ４×ａ（４）
＋ｍ１×ｂ（１）＋ｍ２×ｂ（２）＋ｍ３×ｂ（３）＋ｍ４×ｂ（４）
＋ｍ５×ｂ（５）＋ｍ６×ｂ（６）＋ｍ７×ｂ（７）＋ｍ８×ｂ（８） …（２）

［Ｂ］無素子画素Ａの補間処理として、有素子画素ａの画素情報ａ（１）〜ａ（４）および無素子画素Ｂの画素情報Ｂ（１）〜Ｂ（４）を参照する場合には、例えば次の２つの方法を用いることができる。この場合には、１回目の補間処理では無素子画素の画素情報が存在しないので、例えば１回目の補間処理として上記した［１］の補間処理を行うことで画素情報を生成する。この後、２回目以降の補間処理として無素子画素の画素情報も間接的に利用して補間処理を行う。

［Ｂ−１］無素子画素Ａの画素情報を、画素間距離「１」の有素子画素の画素情報ａ（１）〜ａ（４）、画素間距離「√２」の無素子画素Ｂの画素情報Ｂ（１）〜Ｂ（４）で補間する。
このとき、画素情報を加算する場合の重み付け係数ｋ１〜ｋ４、Ｋ１〜Ｋ４を設定している。これらの重み付け係数ｋ１〜ｋ４、Ｋ１〜Ｋ４の総和が「１」になるように設定する。無素子画素Ａの画素情報Ａは次式（３）のようにして求めることができる。
Ａ＝ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２）＋ｋ３×ａ（３）＋ｋ４×ａ（４）
＋Ｋ１×Ｂ（１）＋Ｋ２×Ｂ（２）＋Ｋ３×Ｂ（３）＋Ｋ４×Ｂ（４） …（３）

［Ｂ−２］無素子画素Ａの画素情報Ａを、画素間距離「１」の有素子画素ａの画素情報ａ（１）〜ａ（４）、画素間距離「√２」および画素間距離「２」の無素子画素Ｂ、Ｃの画素情報Ｂ（１）〜Ｂ（４）、Ｃ（１）〜Ｃ（４）で補間する。
このとき、画素情報を加算する場合の重み付け係数ｋ１〜ｋ４、Ｋ１〜Ｋ４、Ｍ１〜Ｍ４を設定している。これらの重み付け係数ｋ１〜ｋ４、Ｋ１〜Ｋ４、Ｍ１〜Ｍ４の総和が「１」になるように設定する。無素子画素Ａの画素情報Ａは次式（４）のようにして求めることができる。
Ａ＝ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２）＋ｋ３×ａ（３）＋ｋ４×ａ（４）
＋Ｋ１×Ｂ（１）＋Ｋ２×Ｂ（２）＋Ｋ３×Ｂ（３）＋Ｋ４×Ｂ（４）
＋Ｍ１×Ｃ（１）＋Ｍ２×Ｃ（２）＋Ｍ３×Ｃ（３）＋Ｍ４×Ｃ（４） …（４）

このような第２実施形態によれば、市松配置領域１ｂ、１ｃの無素子画素Ａについて、周囲の有素子画素の画素情報を用いて画素情報を生成するので、マトリクス配置領域１ａと同等の画素情報を得ることができる。

なお、上記説明では、直接参照をする［Ａ］、間接参照もする［Ｂ］のそれぞれについて２つの例を示したが、さらに外周部に隣接する有素子画素の画素情報あるいは無素子画素の画素情報を利用して補間処理を行うこともできる。

（第３実施形態）
図３は第３実施形態を示すものである。この実施形態では、上記した第１実施形態で行う受光素子２による受光信号の処理過程、および第２実施形態において補間処理を行う場合の具体的な処理過程を示すものである。制御回路３により行う信号処理の内容を示すものである。なお、以下の処理過程は、制御回路３をマイコンなどのＣＰＵにおいてプログラムにより実行することもできるし、論理回路を組み合わせたハードウェア回路においても実行することができる。

図３（ａ）では、受光装置１のマトリクス配置領域１ａあるいは市松配置領域１ｂ、１ｃの各受光素子２により受光される信号の処理過程を示している。制御回路３は、まず、発光部からのレーザ光の発光タイミングと、受光素子２による受光信号の受光タイミングとの時間差を時間デジタル変換により算出する。算出された時間情報は、レーザ光が投光されてから物体にあたって反射し、これが受光されるまでの時間すなわち、飛行時間（ＴｏＦ；time of flight）である。この飛行時間は光が移動した距離に相当するので、物体までの距離を２倍した値と等価な情報となる。

レーザ光の照射は、同じ方向に対して複数回実施され、これによって飛行時間の情報も複数個得られる。制御回路３は、これらの飛行時間の情報を区間別にカウントしてヒストグラムを生成する。続いて、制御回路３は、複数回のレーザ光の照射により得られた飛行時間のうち、ヒストグラムの区分内の出現頻度が最も多い区間を選択してその区間の飛行時間に対応した距離を計算し、物体までの距離を求める。この結果得られた距離値の情報を画素情報として出力する。全ての受光素子２の受光信号について上記の処理を実施することで、二次元的に距離値の情報を得ることができ、これを画像として表示させることができる。

次に、第２実施形態で示した補間処理の基本的な処理方法について図３（ｂ）を参照して説明する。上記したように、制御回路３による受光素子２の受光信号の処理は、複数回のレーザ照射により得られた飛行時間を区分したヒストグラムによって距離値を計算している。この計算結果の距離値そのものを第２実施形態で示した補間処理をすることにより、無素子画素の画素情報を生成することができる。

この実施形態では、制御回路３により、上記したヒストグラムを生成する過程の途中で補間処理を実行する場合の例について説明する。すなわち、有素子画素について距離値を算出した結果を用いるのではなく、制御回路３により、距離値算出過程で生成するヒストグラムそのものを重み付け係数を乗じて加算し、無素子画素Ａについてヒストグラムを生成する。

制御回路３は、無素子画素Ａのヒストグラムに基づいて距離計算をして物体までの距離値を算出する。
なお、補間処理については、前述のとおり、複数回実行することができるので、無素子画素についても補間をするときの情報として利用することができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
図４は第４実施形態を示すものである。この実施形態では、発光部から照射するレーザ光Ｌを図示のように上下に広がるように設定している。例えばこの実施形態では、縦方向の１列分の画素に対応するようにレーザ光Ｌが広げられた状態である。この場合、広がった状態のレーザ光Ｌでは、図中右に、レーザ光強度の分布図で示すように、光スポットの中心部と上下の端部とでは強度が変化している。

これにより、受光部の上下の中間位置では最も受光信号のレベルが高く、上下の端部では受光信号のレベルが低くなる。このような場合に、無素子画素Ａの画素情報を補間処理で得る場合に、重み付け係数に受光レベルに応じた違いを設定すると良い。例えば、図示のように無素子画素Ａについて第２実施形態で示した補間処理の式（１）を用いる場合に、重み付け係数ｋ１〜ｋ４については、次式（５）のような大小関係を満たすように設定すると良い。
Ａ＝ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２）＋ｋ３×ａ（３）＋ｋ４×ａ（４） …（１）
ｋ２＞ｋ１＝ｋ３＞ｋ４ …（５）

このような第４実施形態によれば、発光部からのレーザ光Ｌの強度に応じて補間処理をする場合の重み付け係数を設定しているので、より正確な画素情報を生成することができるようになる。

（第５実施形態）
図５は第５実施形態を示すもので、以下、第４実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、第４実施形態に示したような発光部によるレーザ光Ｌを照射する場合の受光装置１１の構成について示している。この構成においては、受光装置１１は、マトリクス状に受光素子１２を配置したものである。あるいは、受光装置１１のマトリクス状の画素に対して受光素子１２を市松状に配置するものを対象とすることもできる。

前述のように、発光部から照射するレーザ光Ｌは、上下に広がったビームとして車両前方に照射される。このため、図５中の右部分に示すレーザ光強度の分布のように、レーザ光Ｌの強度が中心部で強く、上下に離れるにしたがって弱い強度に変化する強度分布を有する。第４実施形態では、このような場合に対応して補間処理を行う場合に、重み付け係数を調整するようにした。この実施形態では、レーザ光Ｌの強度が低下する場合でも受光量として等しくなるように受光素子１２の受光部の面積を異なるように構成している。

図５に示すように、受光装置１１の受光面には受光素子１２がマトリクス状に配置されている。説明のために、例えば７行９列で配置した例を示している。各受光素子１２については、マトリクスで表記した添え字を付している。例えば、受光素子１２（１，１）は１行１列に配置されたもの、受光素子１２（７，５）は７行５列に配置されたものとして示している。

レーザ光Ｌは、受光装置１１の中心線Ｃに沿って同じ位置で複数回照射し、その後横方向すなわち行方向に移動して再び照射を繰り返していく。これにより、受光装置１１のの中心位置に対応する４行目の受光素子１２（４，１）〜１２（４，９）は、最も強いレーザ光強度となる。また、上端行の１行目の受光素子１２（１，１）〜１２（１，９）および下端行の７行目の受光素子１２（７，１）〜１２（７，９）は、最も弱いレーザ光強度となる。

この実施形態では、このようなレーザ強度の分布に対応して、中心線Ｃの第４行の受光素子１２（４，１）〜１２（４，９）は、受光面積が最も小さく設定されている。また、上下方向にずれた受光素子１２の受光面積は徐々に広くなるように設定されている。これにより、各受光素子１２は、レーザ光の強度に対応して受光量が等価となるようになる。

この結果、受光信号についてレーザ光Ｌの強度分布に応じた修正を行うことなく、受光素子１２の受光信号をそのまま用いることができ、信号処理を簡素化して迅速な検出処理を行うことができる。

そして、このような第５実施形態によっても、受光素子１２を市松状に配置する場合には、無素子画素の受光情報を補間処理により計算する場合に、第２実施形態、あるいは第３実施形態と同様にして求めることができる。

（第６実施形態）
図６から図８は、第６実施形態を示すもので、以下、第５実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、図６に示すように、レーザ光の強度に応じて受光素子の受光部の面積を変えるのではなく、同じ受光部の面積の受光素子を配置する構成で、面積を変えることに代えて複数個の受光素子を１個分として信号処理することで同じ効果を得るように構成している。

図６に示すように、受光装置１１ａの受光面には受光素子１３がマトリクス状に配置されている。説明のために、例えば１１行４列で配置した例を示している。各受光素子１３は、マトリクスで表記した添え字を付している。例えば、受光素子１３（１，１）は１行１列に配置されたもの、受光素子１３（１１，４）は１１行４列に配置されたものとして示している。

レーザ光Ｌは、受光装置１１ａの中心線Ｃに沿って複数回照射する毎に横方向すなわち行方向に移動していくので、受光装置１１のの中心位置に対応する６行目の受光素子１３（６，１）〜１３（６，４）は、最も強いレーザ光強度となる。また、上端行の１行目の受光素子１３（１，１）〜１３（１，４）および下端行の１１行目の受光素子１３（１１，１）〜１３（１１，４）は、最も弱いレーザ光強度となる。

この実施形態では、第５実施形態と異なり、受光素子１３の受光面積を異なるように設定はしていない。代わりに、つぎのように信号処理を行うようにしている。まず、中心線Ｃに位置する６行目の受光素子１３（６，１）〜１３（６，４）は、そのまま受光信号を用いる。６行目の受光素子１３に隣接する５行目、７行目の受光素子１３については、さらに隣接する４行目、８行目の受光素子１３と組み合わせて、２行分の受光素子１３の受光信号を用いるものとしている。さらに、上下に隣接する受光素子１３については、３行分の受光素子１３の受光信号を用いるものとしている。

この結果、受光信号についてレーザ光Ｌの強度分布に応じた修正を行うことなく、中心線Ｃから上下に離間して低下するレーザ光Ｌの強度に対応して、受光素子１３を複数個で１個分として扱うようにした。これにより、受光素子１３の受光面の面積を異なるように設定することなく対応することができる。

次に、図７を参照して、上記構成における受光信号の信号処理について説明する。なお、説明の都合で、ここでは、説明の各列の受光素子１３（１，ｋ）〜１３（１１，ｋ）について、上端部のものから下端部のものまでを、順に受光素子ａ〜ｋというように対応させる。信号処理においては、列毎に複数回レーザ光Ｌが照射されるので、そのときの受光信号をレーザ光Ｌの発光タイミングからの遅延時間として検出する。

各受光素子ａ〜ｋは、発光部のレーザ光Ｌが照射された反射光を受光すると、その受光信号を出力する。信号処理回路では、発光制御回路によるレーザ光の発光タイミング信号を受け、受光素子ａ〜ｋによる受光信号が入力されたときの受光タイミング信号から時間差を求めてデジタル信号に変換する。これにより、レーザ光Ｌの飛行時間（ＴｏＦ）が得られる。

そして、信号処理回路では、受光素子ａ〜ｃをグループＡとし、受光素子ｄ、ｅをグループＢとし、受光素子ｆをグループＣとする。同様に受光素子ｇ、ｈをグループＤ、受光素子ｉ〜ｋをグループＦとする。そして、各グループＡ〜Ｆについての飛行時間の情報をまとめてヒストグラムを生成する。この後、信号処理回路は、各ヒストグラムに基づいて、最も頻度の高い時間情報を選択してこの時間情報を距離情報に変換処理を行い、距離値を算出する。このようにして、各受光位置に対応してレーザ光Ｌの受光強度に対応した受光素子の数で対応することにより、同等の受光条件で距離値を算出することができる。

次に、図８に示す方法について説明する。図７で示した信号処理に代えて、この図８のものでは、信号処理回路において、ヒストグラムの生成処理は、受光素子ａ〜ｋについてそれぞれ個別に行う。次に、信号処理回路は、ヒストグラムの生成結果から、最も頻度の高い時間情報を選択してこの時間情報を距離情報に変換処理を行い、この結果をグループ毎にまとめて距離値を算出する。このようにして、各受光位置に対応してレーザ光Ｌの受光強度に対応した受光素子の数で対応することにより、同等の受光条件で距離値を算出することができる。

したがって、このような第６実施形態によれば、受光素子１３の受光部の面積をレーザ光Ｌの受光強度が等しくなるように調整したものとすることなく、複数個の受光素子１３を一つの受光素子として信号をまとめることで第５実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、受光素子１３をマトリクス状に配置した例として示したが、これに限らず、受光素子１３を市松状に配置に構成している場合でも、無素子画素について最初に第２実施形態で示したような補間処理を行うことで受光情報を生成しておくことで、同様にして信号処理回路により信号処理を行うことができるようになる。

（第７実施形態）
図９（ａ）、（ｂ）は第７実施形態を示すもので、この実施形態では、上記した第５実施形態あるいは第６実施形態において発光部のレーザ光Ｌを縦長の光にして列毎に照射するようにした場合について適用可能な応用例を示している。

この実施形態では、受光素子２が配置された有素子画素の受光信号について、レーザ光Ｌの照射範囲に対応して受光信号を取り込むようにしたものである。第１の方式として、図９（ａ）に示すものでは、レーザ光Ｌの照射範囲が列の幅を超えて広がるので、これに対応して、受光信号を両隣の列の受光素子２の受光信号を取り入れるようにしたものである。ここでは、例えば、有素子画素Ａに対して、次式（６）に示すように、受光素子２の受光信号ａ（０）に加えて、隣接する列の受光素子２の受光情報ａ（１）、ａ（２）についても、重み付けをした上で、加算処理をしている。
受光信号Ａ＝ａ（０）＋ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２） …（６）

また、図９（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌの広がりを考慮して、さらに広い範囲の受光素子２の受光情報を取り込んで次式（７）のようにすることもできる。
受光信号Ａ＝ａ（０）＋ｋ１×ａ（１）＋ｋ２×ａ（２）
＋ｍ１×ｂ（１）＋ｍ２×ｂ（２）＋ｍ３×ｂ（３）＋ｍ４×ｂ（４）
＋ｎ１×ｃ（１）＋ｎ２×ｃ（２） …（７）

このような第７実施形態によっても第６実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、レーザ光Ｌの広がりに応じた受光情報をより効率良く検出することができるようになる。
なお、この実施形態においても、受光素子２が配置されない無素子画素を含む市松配置の場合にも適用することができる。

（第８実施形態）
図１０は第８実施形態を示すもので、以下、この実施形態について説明する。
この実施形態では、発光部からのレーザ光Ｌを受光素子２の列に対応して垂直方向に広がるように照射することに代えて、斜めに傾斜をつけた状態で照射するようにしている。
このとき、例えば、図１０（ｂ）に示しているように、斜め方向で受光素子２が対応するようにレーザ光Ｌを傾斜して照射するものである。このようなレーザ光Ｌの照射では、図１０（ａ）に示すように車両前方に投影される。この場合、前方に人Ｐなどが存在する場合には、斜めに投影したレーザ光Ｌの一部で人Ｐに照射される確率が高くなり、迅速に人物や物体などを検出することができるようになる。

なお、上記実施形態では、レーザ光Ｌの傾斜方向を受光素子２の配置状態に対応するように設定したが、これに限らず、任意の傾斜角度で照射することができる。この場合に、対応する受光素子２により受光信号を得て距離値を求めることができる。
また、レーザ光Ｌの広がりを考慮して、第７実施形態で示したような原理を用いて、レーザ光Ｌが漏れて一部の光を受光する受光素子の受光情報を利用することもできる。

（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

上記各実施形態では、車両の前方にレーザ光を照射して距離を算出するレーザレーダに適用した例を示したが、これに限らず、受光装置の画素数を増やして視野角を広げる場合には、適用することができる。例えば、カメラの撮像素子などにも適用することができる。

図面中、１、１１、１１ａは受光装置、１ａはマトリクス配置領域、１ｂ、１ｃは市松配置領域、２、１２、１３は受光素子、２ａは受光部、２ｂは受光回路、３は制御回路（画素情報処理部）、４は電源線である。

Claims (7)

1. 受光部（２ａ）および受光回路（２ｂ）を備え配置領域内に二次元的に配列された複数の受光素子（２）と、
   前記複数の受光素子のうち第１方向に配置されるものに給電するように設けられ、少なくとも受光部を除いた位置に配置される電源線（４）とを備え、
   前記配置領域内には、前記複数の受光素子の少なくとも一部の数の受光素子が市松状に配置される市松配置領域（１ｂ、１ｃ）が設けられていることを特徴とする受光装置。
2. 請求項１に記載の受光装置において、
   前記配置領域内の前記複数の受光素子の受光情報から画素情報を生成する画素情報処理部（３）を備え、
   前記画素情報処理部は、前記市松配置領域の前記受光素子の配置されない無素子画素について、当該無素子画素の周囲に位置する前記受光素子が配置された有素子画素の画素情報に基づいて補間処理を行って前記無素子画素の画素情報を生成することを特徴とする受光装置。
3. 請求項２に記載の受光装置において、
   前記画素情報処理部（３）は、前記複数の受光素子のそれぞれについて、同一条件での投光に対する前記受光素子の複数回の受光により得られた受光情報を複数レベルに区分し、出現頻度の最も高いレベルの受光信号を前記有素子画素の前記画素情報として生成し、
   前記市松配置領域の前記無素子画素については、周囲に位置する前記受光素子の受光信号を複数レベルに区分するとともに重み付け係数を乗じて加算し、出現頻度の最も高いレベルの受光信号を前記画素情報として生成する補間処理を行うことを特徴とする受光装置。
4. 請求項２または３に記載の受光装置において、
   前記画素情報処理部（３）は、２回目以降の補間処理では、周囲に位置する有素子画素の画素情報および無素子画素の画素情報を重み付け係数を乗じて加算し、新たな画素情報を生成することを特徴とする受光装置。
5. 受光部（２ａ）および受光回路（２ｂ）を備え配置領域内に二次元的に配列された複数の受光素子（２）と、
   前記複数の受光素子のうち第１方向に配置されるものに給電するように設けられ、少なくとも受光部を除いた位置に配置される電源線（４）と、
   前記配置領域内の前記複数の受光素子の受光信号から画素情報を生成する画素情報処理部（３）とを備え、
   前記画素情報処理部は、前記複数の受光素子のそれぞれについて、投光が位置によって強度が異なる分布を有する場合には、同一条件での投光に対する受光信号に相当する重み付け処理を行うことを特徴とする受光装置。
6. 請求項５に記載の受光装置において、
   前記複数の受光素子（２）は、前記投光が位置によって強度が異なる分布を有する場合に対応して、受光部の受光面積が同一条件での投光に対する受光信号に相当するように設けられていることを特徴とする受光装置。
7. 請求項５に記載の受光装置において、
   前記画素情報処理部は、前記投光が位置によって強度が異なる分布を有する場合に対応して、前記複数の受光素子の受光強度が最も強いものを基準として、受光強度が弱いものについては同一条件での投光に対する受光信号に相当するように複数個の受光素子を一つの受光素子として受光信号を取り扱うように設けられていることを特徴とする受光装置。

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