JP6953595B1 - 距離画像取得装置及び距離画像取得方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[距離画像取得装置]
[測距センサ]
[距離画像取得方法]
[作用及び効果]
ΔD=cW/2 …(1)
ΔDは距離精度であり、cは光速であり、Wはパルス光Lのパルス幅である。式(1)において距離精度ΔDを22.5mとし、光速cを3×108m/sとすると、パルス幅Wは150nsとなる。これに対し、距離画像取得装置1では、上述したとおり、パルス光Lのパルス幅Wは30nsであり、距離精度ΔDは4.5mである。すなわち、区間71A〜71Eへの分割を行わない場合と比べて、距離精度ΔDが1/5(30ns/150ns)に向上する。このように、距離画像取得装置1では、測距レンジを時分割して距離データを取得することで、長距離化を図りつつ距離精度を向上することができる。なお、実際には、上記式(1)の右辺にはN/S比が更に乗算され得る。
[変形例]
Claims (9)
- 測定光を出射する光源と、
電荷発生領域と、電荷蓄積領域と、前記電荷発生領域と前記電荷蓄積領域との間の領域上に配置された転送ゲート電極と、を有し、前記光源から出射されて対象物で反射された前記測定光の入射に応じて前記電荷発生領域において発生した電荷を前記転送ゲート電極を用いて前記電荷蓄積領域に転送することにより前記測定光を検出する測距センサと、
前記測距センサを制御し、前記測距センサの検出結果に基づいて前記対象物の距離画像を生成する制御部と、を備え、
前記電荷発生領域は、アバランシェ増倍を発生させるアバランシェ増倍領域を含み、
前記制御部は、
測定対象の全距離範囲を複数の区間に分割し、
前記光源による前記測定光の出射タイミングと前記転送ゲート電極による前記電荷の転送タイミングとの間の時間差を前記複数の区間の間で異ならせながら前記複数の区間についての測定を実施するように、前記測距センサを制御し、
前記複数の区間についての前記測定の結果に基づいて、前記全距離範囲の前記距離画像を生成する、距離画像取得装置。 - 前記複数の区間は、第1区間と、前記第1区間よりも前記光源から遠い第2区間と、を含み、
前記制御部は、前記第1区間についての測定では、前記第2区間についての測定の場合よりも高い読出頻度で前記電荷蓄積領域に蓄積された前記電荷が読み出されるように、前記測距センサを制御する、請求項1に記載の距離画像取得装置。 - 前記複数の区間は、第1区間と、前記第1区間よりも前記光源から遠い第2区間と、を含み、
前記制御部は、前記第1区間についての測定では、前記第2区間についての測定の場合よりも低い転送頻度で前記電荷蓄積領域に電荷が転送されるように、前記測距センサを制御する、請求項1又は2に記載の距離画像取得装置。 - 前記電荷蓄積領域は、一対の電荷蓄積領域を含み、
前記転送ゲート電極は、前記電荷発生領域と前記一対の電荷蓄積領域との間の領域上にそれぞれ配置された一対の転送ゲート電極を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。 - 前記測距センサは、前記電荷蓄積領域として1つの領域のみを有すると共に、前記転送ゲート電極として1つの電極のみを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
- 前記制御部は、前記出射タイミングを固定して、前記転送タイミングを前記出射タイミングからずらすことにより、前記出射タイミングと前記転送タイミングとの間の前記時間差を前記複数の区間の間で異ならせる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
- 前記制御部は、前記転送タイミングを固定して、前記出射タイミングを前記転送タイミングからずらすことにより、前記出射タイミングと前記転送タイミングとの間の前記時間差を前記複数の区間の間で異ならせる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
- 前記複数の区間についての前記測定における電荷蓄積時間は、互いに等しい、請求項1〜7のいずれか一項に記載の距離画像取得装置。
- 対象物の距離画像を取得する距離画像取得方法であって、
測定光を出射する光源と、
電荷発生領域と、電荷蓄積領域と、前記電荷発生領域と前記電荷蓄積領域との間の領域上に配置された転送ゲート電極と、を有し、前記光源から出射されて前記対象物で反射された前記測定光の入射に応じて前記電荷発生領域において発生した電荷を前記転送ゲート電極を用いて前記電荷蓄積領域に転送することにより前記測定光を検出する測距センサであって、前記電荷発生領域が、アバランシェ増倍を発生させるアバランシェ増倍領域を含む、前記測距センサと、を用い、
測定対象の全距離範囲を複数の区間に分割し、
前記光源による前記測定光の出射タイミングと前記転送ゲート電極による前記電荷の転送タイミングとの間の時間差を前記複数の区間の間で異ならせながら、前記複数の区間についての測定を実施し、
前記複数の区間についての前記測定の結果に基づいて、前記全距離範囲の前記距離画像を生成する、距離画像取得方法。
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