JPH08304540A - Sensor for system for detecting image and distance - Google Patents

Sensor for system for detecting image and distance

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Publication number
JPH08304540A
JPH08304540A JP10946595A JP10946595A JPH08304540A JP H08304540 A JPH08304540 A JP H08304540A JP 10946595 A JP10946595 A JP 10946595A JP 10946595 A JP10946595 A JP 10946595A JP H08304540 A JPH08304540 A JP H08304540A
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JP
Japan
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light
component
image
signal
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP10946595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toronnamuchiyai Kuraison
トロンナムチャイ クライソン
Kazunori Noso
千典 農宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Priority to US08/547,230 priority patent/US5705807A/en
Publication of JPH08304540A publication Critical patent/JPH08304540A/en
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Abstract

PURPOSE: To detect presence or absence of an object of detection within a prescribed distance by receiving a reflected light of a signal light from the object, by detecting an image of the object with a fixed-light component removed and by reading a signal- light component after a prescribed time from emission of the light. CONSTITUTION: When a light-emitting part LA is turned ON, switches SA1 and SA2 ON and SA3 and SA4 OFF, an electric charge corresponding to a fixed light plus a signal light is stored in a capacitance CA. When the light-emitting part LA is turned OFF and the switches SA1 to SA4 are operated reversely, then, a fixed-light component is subtracted from the stored charge of the capacitance CA and a signal-light component is left. This component is added up and stored repeatedly, switches SA3 and SA6 are turned ON at a prescribed period and the charge of the capacitance CA is transferred to a capacitance CI. A function as an image sensor is thereby executed. Subsequently, the switches SA1 and SA2 are turned ON only for a prescribed time after a certain time from emission of light and SA3 and SA4 are turned ON a sufficient time later. Presence or absence of an object within a prescribed distance can be determined on the basis of whether the electric charge is left or not in the capacitance CA at this time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像および距離検知シ
ステム用センサに関し、特に、例えば自動車の予防安全
装置や自動運転装置等のイメージセンサを距離センサと
しても使えるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for an image and distance detection system, and more particularly to an image sensor such as an automobile preventive safety device or an automatic driving device which can be used as a distance sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の画像および距離検知システムとし
ては、例えば図12に示すようなものがある([「トヨ
タの高速道路自動運転システム」橘彰英、青木啓二 T
OYOTA TECHNICAL REVIEW,Vol.
43,No.1,May 1993,pp.20-25)。構成および作用は次
のようになっている。即ち、レーンキーピング等に必要
な白線検出のために、CCDカメラからなるイメージセ
ンサ11と画像処理装置12とで構成されたイメージセ
ンササブシステム13が設けられている。また先行車両
までの距離を算出するためにレーザ光を使った光レーダ
14と演算装置15とで構成された距離センササブシス
テム16が別に設けられている。これらイメージセンサ
サブシステム13と距離センササブシステム16の出力
はホストマイクロコンピュータ17に入力され、最終的
にはアクセル、ステアリング、ブレーキ等の制御に用い
られる。イメージセンサ11の内部構成は、図13
(a)のようになっている。即ち、多数のフォトダイオ
ードD1からなる受光部が1ないし2次元状に配置さ
れ、それぞれの出力が垂直転送用CCD18および水平
転送用CCD19を介してアンプ20に入力され、アン
プ20からセンサ出力が得られるようになっている。フ
ォトダイオードD1には静電容量Cが寄生している。そ
の結果あるフレームの間の入力光によってできた光電流
が静電容量Cによって積分され、電荷が静電容量Cに蓄
積される。フレーム終了時にフレームシフト動作により
静電容量Cの蓄積電荷が垂直転送用CCD18に転送さ
れる。次のフレームが始まると静電容量Cによる光電流
の積分が再び始まる。またフレーム中に垂直転送用CC
D18に移動した電荷がクロック毎に順次水平転送用C
CD19へ転送され、出力される。従ってイメージセン
サ11の出力は同図(b)に示されているように、クロ
ック毎に各画素毎の電荷が出力されるようになってい
る。このように、イメージセンサ11では各画素の信号
を順次出力する間に光電流の積分が同時に行われ、時間
を有効に活用している。その結果、微弱な光でも積分動
作によって十分大きな電荷が得られる。即ち、イメージ
センサ11の感度が高いと云える。
2. Description of the Related Art As a conventional image and distance detection system, for example, there is one shown in FIG. 12 ([[Toyota's highway automatic driving system] Akihide Tachibana, Keiji Aoki T
OYOTA TECHNICAL REVIEW, Vol.
43, No. 1, May 1993, pp. 20-25). The structure and operation are as follows. That is, an image sensor subsystem 13 including an image sensor 11 composed of a CCD camera and an image processing device 12 is provided for white line detection necessary for lane keeping and the like. Further, a distance sensor subsystem 16 including an optical radar 14 using a laser beam and a calculation device 15 for calculating the distance to the preceding vehicle is separately provided. The outputs of the image sensor subsystem 13 and the distance sensor subsystem 16 are input to the host microcomputer 17 and finally used for controlling the accelerator, steering, brake and the like. The internal configuration of the image sensor 11 is shown in FIG.
It is like (a). That is, a light receiving portion including a large number of photodiodes D1 is arranged in a one- or two-dimensional manner, and the respective outputs are input to the amplifier 20 via the vertical transfer CCD 18 and the horizontal transfer CCD 19, and the sensor output is obtained from the amplifier 20. It is designed to be used. A capacitance C is parasitic on the photodiode D1. As a result, the photocurrent generated by the input light during a certain frame is integrated by the capacitance C, and the charge is accumulated in the capacitance C. At the end of the frame, the charge accumulated in the electrostatic capacitance C is transferred to the vertical transfer CCD 18 by the frame shift operation. When the next frame starts, the integration of the photocurrent by the capacitance C starts again. In addition, CC for vertical transfer in the frame
The charges transferred to D18 are transferred horizontally for each clock C
It is transferred to the CD 19 and output. Therefore, the output of the image sensor 11 is such that the charge for each pixel is output for each clock, as shown in FIG. As described above, in the image sensor 11, the photocurrent is simultaneously integrated while the signals of the respective pixels are sequentially output, and the time is effectively used. As a result, a sufficiently large charge can be obtained by the integration operation even with weak light. That is, it can be said that the sensitivity of the image sensor 11 is high.

【0003】次に、光レーダ14の内部構成は、図14
(a)のようになっている。即ち、LEDやレーザなど
の発光手段21と、フォトダイオードD2からなる受光
部22とで構成され、フォトダイオードD2の出力電流
は負荷抵抗RL によって電圧に変換され、アンプ23を
経て出力となる。従って出力は図14(b)に示されて
いるように時間的に連続している。このとき距離は発光
時から受光時までの時間差t0 を使って演算装置15で
算出される。
Next, the internal structure of the optical radar 14 is shown in FIG.
It is like (a). That is, it is composed of a light emitting means 21 such as an LED or a laser, and a light receiving portion 22 composed of a photodiode D2. The output current of the photodiode D2 is converted into a voltage by the load resistance R L and output via the amplifier 23. Therefore, the output is continuous in time as shown in FIG. At this time, the distance is calculated by the arithmetic unit 15 using the time difference t 0 from the light emission to the light reception.

【0004】このように自動車の予防安全装置や自動運
転装置には、イメージセンサと距離センサを必要として
おり、従来ではこれらのセンサを別々に用意していた。
しかしながらイメージセンサと、距離センサである光レ
ーダとはフォトダイオードを持っているという点で共通
している。もしイメージセンサを使って光レーダと同じ
ように距離を計測できればシステムの構成要素を減らす
ことができて、コスト低減および寸法を小型化できると
考えられる。しかし従来の光レーダの出力は時間的に連
続している必要があるのに対してイメージセンサの出力
は時間的に離散的であってイメージセンサをそのまま従
来の光レーダとして使うことは難しい。
As described above, the image sensor and the distance sensor are required for the preventive safety device and the automatic driving device of the vehicle, and these sensors are conventionally prepared separately.
However, the image sensor and the optical radar, which is a distance sensor, are common in that they have a photodiode. If the image sensor can be used to measure the distance in the same manner as the optical radar, the number of system components can be reduced, and the cost and size can be reduced. However, the output of the conventional optical radar needs to be continuous in time, while the output of the image sensor is discrete in time, and it is difficult to use the image sensor as it is as a conventional optical radar.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の画像
および距離検知システムにあっては、イメージセンサと
光レーダの機能を同一のセンサで実現できないため、そ
れぞれのセンサを個別に設ける必要があり、その結果2
つの受光部およびそれらの受光部に光を導入するための
2つのレンズ系などの光学系を設けなければならず、装
置が大きくなってしまい、コストが高くなるという問題
があった。また2つの光学系の相対位置を精度よく合わ
せることが難しいという問題点があった。
As described above, in the conventional image and distance detection system, since the functions of the image sensor and the optical radar cannot be realized by the same sensor, it is necessary to provide each sensor individually. , As a result 2
There is a problem that one light receiving section and an optical system such as two lens systems for introducing light to these light receiving sections have to be provided, resulting in a large device and high cost. There is also a problem that it is difficult to accurately match the relative positions of the two optical systems.

【0006】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、同一センサで画像および距離につ
いての情報を得ることができ、小型、低コストで高精度
の画像および距離検知システム用センサを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and it is possible to obtain information on an image and a distance with the same sensor, and to detect an image and a distance with high accuracy in a small size, low cost. An object is to provide a sensor for a system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、各画素に、定常光および発
光部からの発光が被検知物体で反射した信号光を含む入
射光を受光する受光部および前記定常光成分を除去する
手段により前記被検知物体の画像を検知するイメージセ
ンサ機能部と、該イメージセンサ機能部の構成要素によ
り構成され前記発光部からの発光時刻から所定時間だけ
ずれた時刻での前記信号光成分を読み取ることにより所
定距離における前記被検知物体の有無を検知する距離セ
ンサ機能部とを具備させてなることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that incident light including, in each pixel, stationary light and signal light in which light emitted from a light-emitting portion is reflected by a detected object. An image sensor function unit that detects an image of the detected object by a light receiving unit that receives the light and a unit that removes the ambient light component, and a predetermined time from a light emission time from the light emitting unit that is configured by the components of the image sensor function unit. The gist of the present invention is to include a distance sensor function unit that detects the presence or absence of the detected object at a predetermined distance by reading the signal light component at a time offset.

【0008】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の画像および距離検知システム用センサにおいて、前記
イメージセンサ機能部の画像信号出力と、前記距離セン
サ機能部の前記被検知物体の有無に関する検知信号出力
とが同じ経路を経て出力されるように構成してなること
を要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the image and distance detection system sensor according to the first aspect, the image signal output of the image sensor functional unit and the presence or absence of the detected object of the distance sensor functional unit are related. The gist is that the detection signal output is configured to be output via the same path.

【0009】請求項3記載の発明は、上記請求項1記載
の画像および距離検知システム用センサにおいて、前記
距離センサ機能部における前記信号光成分を読み取る時
刻が前記全画素で共通であり、かつ可変に構成してなる
ことを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the image and distance detection system sensor according to the first aspect, the time at which the signal light component is read by the distance sensor function unit is common to all the pixels and is variable. The gist is that it is configured as.

【0010】請求項4記載の発明は、上記請求項1,2
又は3記載の画像および距離検知システム用センサにお
いて、前記距離センサ機能部における前記信号光成分を
複数回加算積分するように構成してなることを要旨とす
る。
The invention according to claim 4 is the same as claims 1 and 2 above.
Alternatively, in the image and distance detection system sensor according to the third aspect, the configuration is such that the signal light component in the distance sensor function unit is configured to be added and integrated a plurality of times.

【0011】請求項5記載の発明は、上記請求項4記載
の画像および距離検知システム用センサにおいて、前記
信号光成分の加算回数は、前記発光時刻から前記信号光
成分を読み取る時刻までの時間が短かいほど少なくなる
ように構成してなることを要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image and distance detection system sensor according to the fourth aspect, the number of times of addition of the signal light component is the time from the emission time to the time when the signal light component is read. The point is that the shorter the number, the smaller the number.

【0012】請求項6記載の発明は、上記請求項1,
2,3,4又は5記載の画像および距離検知システム用
センサにおいて、前記イメージセンサ機能部は、前記各
画素に、前記入射光を光電流に光電変換する受光部と、
前記光電流に対応した電荷を一時的に蓄積する蓄積用静
電容量と、該蓄積用静電容量に蓄積された電荷から前記
定常光に対応した定常光電荷成分を減じた信号光電荷成
分を加算蓄積する保持用静電容量と、前記蓄積用静電容
量に蓄積された電荷から前記定常光電荷成分を減算して
前記信号光電荷成分を前記保持用静電容量に転送する転
送手段とを具備させてなることを要旨とする。
The invention according to claim 6 is the above-mentioned claim 1,
In the image and distance detection system sensor according to 2, 3, 4 or 5, the image sensor functional unit includes a light receiving unit that photoelectrically converts the incident light into a photocurrent in each of the pixels.
An accumulation capacitance for temporarily accumulating charges corresponding to the photocurrent, and a signal photoelectric charge component obtained by subtracting a stationary photocharge component corresponding to the stationary light from the charges accumulated in the accumulation capacitance. A holding capacitance for additional storage and a transfer means for subtracting the stationary photocharge component from the charge stored in the storage capacitance and transferring the signal photocharge component to the holding capacitance. The main point is to be equipped.

【0013】請求項7記載の発明は、上記請求項1,
2,3,4又は5記載の画像および距離検知システム用
センサにおいて、前記イメージセンサ機能部は、前記各
画素に、前記入射光を光電流に光電変換する受光部と、
前記定常光に対応した定常光電流成分を記憶する定常光
電流記憶手段と、該定常光電流記憶手段から再生された
定常光電流成分を前記光電流から減じて信号光電流成分
を取り出し、該信号光電流成分に対応した信号光電荷成
分を加算蓄積する保持用静電容量とを具備させてなるこ
とを要旨とする。
The invention according to claim 7 is the above-mentioned claim 1,
In the image and distance detection system sensor according to 2, 3, 4 or 5, the image sensor functional unit includes a light receiving unit that photoelectrically converts the incident light into a photocurrent in each of the pixels.
A stationary photocurrent storage unit that stores a stationary photocurrent component corresponding to the stationary light; a stationary photocurrent component reproduced from the stationary photocurrent storage unit is subtracted from the photocurrent to extract a signal photocurrent component, and the signal The gist of the present invention is to provide a holding electrostatic capacity for additionally accumulating signal light charge components corresponding to photocurrent components.

【0014】[0014]

【作用】請求項1記載の発明において、イメージセンサ
機能部により定常光成分が除去された画像情報が得られ
る。定常光成分を除去して信号光成分のみを処理するこ
とにより、信号電荷蓄積用静電容量等の小型化が可能と
なる。また距離センサ機能部により所定距離における被
検知物体有無の検出情報が得られる。このように、同一
のセンサで画像および距離についての情報を得ることが
可能となる。
According to the first aspect of the invention, the image information from which the stationary light component is removed by the image sensor function section can be obtained. By removing the stationary light component and processing only the signal light component, it is possible to downsize the signal charge storage capacitance and the like. In addition, the distance sensor function unit can obtain detection information about the presence or absence of a detected object at a predetermined distance. In this way, it is possible to obtain information about the image and the distance with the same sensor.

【0015】請求項2記載の発明において、画像信号出
力と被検知物体の有無に関する検知信号出力とが同じ経
路を経て出力されるように構成することにより、構成要
素および配線等を別個に設ける必要がなく、小型化が可
能となる。
According to the second aspect of the present invention, the image signal output and the detection signal output regarding the presence / absence of the object to be detected are configured to be output via the same path, so that it is necessary to separately provide the components and wiring. It is possible to reduce the size.

【0016】請求項3記載の発明において、距離センサ
機能部における信号光成分を読み取る時刻を全画素で共
通とすることにより、制御容易性とともに検出感度を高
めることが可能となる。また、この読み取る時刻を可変
とすることにより、被検知物体の有無の判定のみなら
ず、被検知物体までの距離を検出することが可能とな
る。
According to the third aspect of the invention, by making the time of reading the signal light component in the distance sensor function unit common to all the pixels, it becomes possible to improve the control sensitivity as well as the detection sensitivity. Further, by making the reading time variable, not only the presence or absence of the detected object but also the distance to the detected object can be detected.

【0017】請求項4記載の発明において、距離センサ
機能部における信号光成分を複数回加算積分することに
より、検出感度およびS/N比を向上させることが可能
となる。
In the invention of claim 4, the detection sensitivity and the S / N ratio can be improved by adding and integrating the signal light components in the distance sensor function section a plurality of times.

【0018】請求項5記載の発明において、一般に光の
強度は、距離の2乗に反比例する。したがって近い距離
における被検知物体有無の判定の際は、上記信号光成分
の加算回数を少なくすることにより、検出感度を一定レ
ベルに保ちながら全体の処理時間を短縮することが可能
となる。
In the fifth aspect of the invention, the light intensity is generally inversely proportional to the square of the distance. Therefore, when determining the presence or absence of a detected object at a short distance, by reducing the number of additions of the signal light components, it is possible to shorten the overall processing time while maintaining the detection sensitivity at a constant level.

【0019】請求項6記載の発明において、イメージセ
ンサ機能部は、入射光が受光部で光電流に変換され、そ
の光電流に対応した電荷が蓄積用静電容量に一時的に蓄
積される。この蓄積用静電容量に蓄積された電荷のうち
定常光に対応して定常光電荷成分が減じられ、信号光電
荷成分のみが保持用静電容量に転送されて保持される。
保持用静電容量への信号光電荷成分の加算蓄積は1フレ
ーム中行われ、1フレームに1回の読み出しが行われ
る。蓄積用静電容量への電荷蓄積時間は、画素読み出
し、即ち保持用静電容量からの電荷読み出しのタイミン
グから独立して設定することができるので、超高速スイ
ッチングをしなくても蓄積電荷の飽和を抑えることが可
能となる。したがって蓄積用静電容量を小型化すること
が可能となる。また保持用静電容量には、信号電荷成分
のみが1フレーム中に加算蓄積されるので飽和を抑える
ことができて上記と同様に小型化することが可能になる
とともに、大きな信号出力が得られる。
According to the sixth aspect of the invention, in the image sensor function section, the incident light is converted into a photocurrent by the light receiving section, and the charge corresponding to the photocurrent is temporarily stored in the storage capacitance. Of the charges accumulated in the storage capacitance, the stationary photocharge component is reduced corresponding to the stationary light, and only the signal light charge component is transferred to and held in the holding capacitance.
The addition and accumulation of the signal light charge component to the holding capacitance is performed in one frame, and the reading is performed once in one frame. The charge accumulation time to the storage capacitance can be set independently from the timing of pixel readout, that is, the charge readout from the retention capacitance, so that the accumulated charge is saturated without ultra-high-speed switching. Can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the storage capacitance. Further, since only the signal charge component is added and accumulated in one frame in the holding capacitance, the saturation can be suppressed and the size can be reduced in the same manner as described above, and a large signal output can be obtained. .

【0020】請求項7記載の発明において、イメージセ
ンサ機能部は、定常光に対応した定常光電流成分のみが
予め定常光電流記憶手段に記憶される。そしてこの定常
光電流記憶手段から再生された定常光電流成分が受光部
で光電変換された光電流から減じられて信号光電流成分
とされ、この信号光電流成分に対応した信号光電荷成分
のみが保持用静電容量に加算蓄積される。前記と同様
に、保持用静電容量には、信号光電荷成分のみが1フレ
ーム中に加算蓄積されるので、小型化が可能となるとと
もに、大きな信号出力が得られる。
In the seventh aspect of the invention, in the image sensor function section, only the stationary photocurrent component corresponding to the stationary light is stored in advance in the stationary photocurrent storage means. Then, the stationary photocurrent component reproduced from the stationary photocurrent storage means is subtracted from the photoelectric current photoelectrically converted in the light receiving portion to be a signal photocurrent component, and only the signal photocharge component corresponding to the signal photocurrent component is obtained. It is added and accumulated in the holding capacitance. Similarly to the above, since only the signal light charge components are added and accumulated in one frame in the holding capacitance, the size can be reduced and a large signal output can be obtained.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1および図2は、本発明の第1実施例を示す図
である。図1はセンサ構成、図2(a)は定常光除去作
用を伴なったイメージセンサ機能部の動作、図2(b)
は所定距離における被検知物体(以下、単に物体とも云
う)の有無を検知する距離センサ機能部の動作をそれぞ
れ示している。まず、図1を用いてセンサ構成を説明す
る。各画素に、定常光(太陽光などの外来光)および発
光部LAからの発光が物体で反射した信号光を含む入射
光を光電流に光電変換するための受光部としてPINフ
ォトダイオードPDAが設けられ、その出力側がスイッ
チSA1,SA3を介して電荷を一時的に蓄積するため
の蓄積用静電容量CAの正電極と負電極にそれぞれ接続
されている。蓄積用静電容量CAの正電極はスイッチS
A4を介して接地され、負電極はスイッチSA2を介し
て接地されている。また蓄積用静電容量CAの正電極は
スイッチSA5を介して信号光電荷成分を加算蓄積する
ための保持用静電容量CIの正電極に接続されている。
保持用静電容量CIの負電極は接地されている。TAは
出力部となるソースフォロワ型のMOSトランジスタで
あり、保持用静電容量CIの正電極が、そのゲートに接
続され、蓄積用静電容量CAの負電極がスイッチSA6
を介してそのソースに接続されている。MOSトランジ
スタTAの比較的大きなゲート容量を保持用静電容量C
Iとして用いることが可能である。Rは負荷抵抗、SR
1は保持用静電容量CIのリセット用スイッチであり、
MOSトランジスタTAのゲート電圧を初期値Vbに設
定するために用いられている。Vdは電源である。MO
SトランジスタTAのソース電位(=出力電位)Vou
tは、保持用静電容量CIの正電極での電位Vc−TA
の閾値電圧Vtと等しいために、MOSトランジスタT
Aは単位利得バッファとして動作する。本実施例のセン
サは上述のように構成されており、スイッチSA1,S
A2,SA3,SA4の制御の仕方によりイメージセン
サ機能部又は距離センサ機能部として動作する。即ち、
イメージセンサ機能部と距離センサ機能部とが共通の構
成要素により一体に構成されている。次に、このイメー
ジセンサ機能部又は距離センサ機能部としての動作を、
図2の(a),(b)を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sensor configuration, FIG. 2A is an operation of an image sensor function unit accompanied by a stationary light removing action, and FIG.
Indicates the operation of the distance sensor function unit for detecting the presence or absence of a detected object (hereinafter, also simply referred to as an object) at a predetermined distance. First, the sensor configuration will be described with reference to FIG. Each pixel is provided with a PIN photodiode PDA as a light receiving portion for photoelectrically converting incident light including ambient light (external light such as sunlight) and signal light in which light emitted from the light emitting portion LA is reflected by an object into photoelectric current. The output side thereof is connected to the positive electrode and the negative electrode of the storage capacitance CA for temporarily storing charges via the switches SA1 and SA3, respectively. The positive electrode of the storage capacitance CA is a switch S
It is grounded via A4 and the negative electrode is grounded via a switch SA2. Further, the positive electrode of the storage capacitance CA is connected to the positive electrode of the holding capacitance CI for additionally storing the signal light charge components via the switch SA5.
The negative electrode of the holding capacitance CI is grounded. Reference numeral TA denotes a source follower type MOS transistor serving as an output unit, a positive electrode of the holding capacitance CI is connected to its gate, and a negative electrode of the storage capacitance CA is a switch SA6.
Connected to its source via. The relatively large gate capacitance of the MOS transistor TA holds the holding capacitance C.
It can be used as I. R is load resistance, SR
1 is a switch for resetting the holding capacitance CI,
It is used to set the gate voltage of the MOS transistor TA to the initial value Vb. Vd is a power supply. MO
Source potential (= output potential) Vou of the S transistor TA
t is the potential Vc-TA at the positive electrode of the holding capacitance CI.
Threshold voltage Vt of the MOS transistor T
A acts as a unity gain buffer. The sensor of this embodiment is configured as described above, and has the switches SA1 and S.
It operates as an image sensor function unit or a distance sensor function unit depending on the control method of A2, SA3, and SA4. That is,
The image sensor function unit and the distance sensor function unit are integrally configured by common components. Next, the operation as the image sensor function unit or the distance sensor function unit,
This will be described with reference to (a) and (b) of FIG.

【0022】定常光除去を伴なったイメージセンサ機能
部としての動作。図2(a)に示すように、期間(1)
において発光部LAをオンさせ、スイッチSA1,SA
と2を導通、スイッチSA3,SA4を遮断するように
制御される。その結果、蓄積用静電容量CAには定常光
と信号光の両方の和に相当する光電荷が蓄積される。次
に、期間(2)において発光部LAをオフさせ、スイッ
チSA1,SA2を遮断、スイッチSA3,SA4を導
通するように制御する。すると蓄積用静電容量CAに蓄
積された光電荷から定常光に対応した定常光電荷成分が
減算される。従って期間(2)の終りには信号光電荷成
分のみが蓄積用静電容量CAに残る。これを繰り返せば
蓄積用静電容量CAには信号光電荷成分のみが加算蓄積
され、十分な大きさになるまで増幅される。信号を読み
出すには、一定の周期でスイッチSA5,SA6を導通
し、蓄積用静電容量CAからの信号光電荷成分を保持用
静電容量CIへ転送する。即ちスイッチSA5,SA6
は、蓄積用静電容量CAに蓄積された信号光電荷成分を
保持用静電容量CIへ転送する転送手段を構成してい
る。
Operation as an image sensor function unit accompanied by stationary light removal. As shown in FIG. 2A, the period (1)
At, the light emitting unit LA is turned on, and the switches SA1 and SA
And 2 are conducted, and switches SA3 and SA4 are cut off. As a result, photoelectric charges corresponding to the sum of both the stationary light and the signal light are stored in the storage capacitance CA. Next, in the period (2), the light emitting unit LA is turned off, the switches SA1 and SA2 are cut off, and the switches SA3 and SA4 are turned on. Then, the stationary photocharge component corresponding to the stationary light is subtracted from the photocharge stored in the storage capacitance CA. Therefore, at the end of the period (2), only the signal light charge component remains in the storage capacitance CA. By repeating this, only the signal light charge component is added and stored in the storage capacitance CA and amplified until it becomes a sufficient size. In order to read a signal, the switches SA5 and SA6 are turned on at a constant cycle, and the signal photoelectric charge component from the storage capacitance CA is transferred to the holding capacitance CI. That is, the switches SA5 and SA6
Constitutes a transfer means for transferring the signal light charge components accumulated in the storage capacitance CA to the holding capacitance CI.

【0023】距離センサ機能部としての動作。図2
(b)に示すように、発光部LAから光パルスを発射す
る。光パルスが物体に当ると反射して戻ってくる。図に
示すように発光時から受光時までの時間をt0 とすると
物体までの距離dは、C・t0 /2と算出できる。Cは
光束である。しかし、図1に示す構成のセンサは直接t
0を計測できない。そこで発光時から所定時間t1 だけ
経た後に時間Δtの間だけスイッチSA1,SA2を導
通させる。図ではこれを期間(6)として示している。
期間(6)が反射パルスを含まない場合には蓄積用静電
容量CAに定常光のみが蓄積する。一方例えば期間
(7)のように反射パルスを含む場合には蓄積用静電容
量CAに定常光と反射パルスの両方が蓄積する。さらに
十分な時間が経った後、投光周期の終りで次の投光の前
に(図中期間(11))、今度はスイッチSA3,SA
4を導通させる。すると蓄積用静電容量CAに蓄積した
電荷から定常光の分だけが差し引かれる。その結果時刻
1 から時刻t1 +Δtまでの間に反射パルスがあれば
蓄積用静電容量CAに電荷が残るが、反射パルスがなけ
れば蓄積用静電容量CAには電荷が残らない。これを云
い換えれば蓄積用静電容量CAに残る電荷の有無によっ
て距離C・t1 /2から距離C(t1 +Δt)/2まで
の範囲内の物体の有無を判定できることになる。このと
き蓄積用静電容量CAに残っている電荷の読み出しにつ
いては、前記イメージセンサ機能部の動作で説明したの
と同様にして行われる。
Operation as a distance sensor function unit. Figure 2
As shown in (b), a light pulse is emitted from the light emitting unit LA. When a light pulse hits an object, it is reflected back. As shown in the figure, when the time from light emission to light reception is t 0 , the distance d to the object can be calculated as C · t 0/2 . C is a luminous flux. However, the sensor having the configuration shown in FIG.
Cannot measure 0 . Therefore, after a lapse of a predetermined time t 1 from the time of light emission, the switches SA1 and SA2 are turned on for a time Δt. In the figure, this is shown as a period (6).
When the period (6) does not include the reflected pulse, only the stationary light is stored in the storage capacitance CA. On the other hand, for example, when the reflected pulse is included in the period (7), both the stationary light and the reflected pulse are accumulated in the storage capacitance CA. After a further sufficient time has passed, at the end of the light projecting cycle and before the next light projecting (period (11) in the figure), this time the switches SA3, SA
Conduct 4 Then, only the amount of stationary light is subtracted from the charges accumulated in the storage capacitance CA. As a result, if there is a reflection pulse between time t 1 and time t 1 + Δt, charge remains in the storage capacitance CA, but if there is no reflection pulse, no charge remains in the storage capacitance CA. It becomes possible to determine the presence or absence of an object within the range which the distance C · t 1/2 by the presence or absence of a 495. In other words remain in storage capacitance CA charge to a distance C (t 1 + Δt) / 2. At this time, the charge remaining in the storage capacitance CA is read out in the same manner as described in the operation of the image sensor function section.

【0024】このようにして、実施例では次のような3
種類の動作ができる。即ち、 発光部LAに無関係に、スイッチSA1,SA2を導
通、スイッチSA3,SA4を遮断し、従来のCCDカ
メラと同じようなイメージセンサとしての動作、 図2(a)のような定常光除去のイメージセンサとし
ての動作、 図2(b)に示すようなある距離での物体の有無を判
定する距離センサとしての動作、である。このようにイ
メージセンサと距離センサを同一のセンサ構成によって
実現でき、システムの構成要素を減らすことができる。
その結果コストが低減され、また小型化し易いという効
果が得られる。また2重の光学系が必要ないので、さら
に小型化、コスト低減ができるとともに光軸合わせが不
要になるので精度が良く光軸合わせの分だけコストを低
減できるという利点もある。
Thus, in the embodiment, the following 3
Can do different kinds of actions. That is, regardless of the light emitting portion LA, the switches SA1 and SA2 are turned on and the switches SA3 and SA4 are turned off to operate as an image sensor similar to a conventional CCD camera. The operation as an image sensor and the operation as a distance sensor for determining the presence or absence of an object at a certain distance as shown in FIG. 2B. In this way, the image sensor and the distance sensor can be realized with the same sensor configuration, and the number of system components can be reduced.
As a result, the cost is reduced and the size can be easily reduced. Further, since there is no need for a double optical system, there is an advantage that the size can be further reduced and the cost can be reduced, and the optical axis alignment is not necessary, so that the accuracy is good and the cost can be reduced by the amount corresponding to the optical axis alignment.

【0025】ここで一般に反射光が非常に弱いために1
回の受光だけで反射パルスの有無を判定するのは難し
い。その場合、図2(b)に示すように複数回サンプリ
ングすれば蓄積用静電容量CAに反射パルスを加算積分
でき、その有無が判断しやすい十分な大きさまで増幅で
きる。その結果、感度およびS/N比が向上する。また
物体の有無ではなく、物体までの距離を算出するにはt
1 を変化させて反射パルスの有無判定をし、あったとこ
ろを記憶しておけばよい。例えば図2(b)に示すよう
に投光周期を短い期間に分けて期間(5),(6),
(7),…の順にサンプリングしていけばt0 を見つけ
出すことができる。
Since the reflected light is generally very weak,
It is difficult to determine the presence / absence of a reflected pulse by only receiving light once. In that case, as shown in FIG. 2B, if the sampling is performed a plurality of times, the reflected pulse can be added and integrated into the storage capacitance CA, and it can be amplified to a sufficient size to make it easy to determine the presence or absence thereof. As a result, the sensitivity and the S / N ratio are improved. To calculate the distance to the object, not t
It suffices to change the value of 1 to determine the presence or absence of the reflected pulse, and memorize where it was. For example, as shown in FIG. 2B, the light projection period is divided into short periods, periods (5), (6),
By sampling in order of (7), ..., t 0 can be found.

【0026】図3は、1又は2次元状に配置したセンサ
3を用いて物体までの距離情報を得るための距離検知シ
ステムを示す。4は制御部、5は上記の(5),
(6),(7),…等のサンプリングタイミング信号を
出力するレジスタ、6は上記の反射パルスを記憶する距
離画像メモリである。
FIG. 3 shows a distance detection system for obtaining distance information to an object using the sensors 3 arranged in one or two dimensions. 4 is a control unit, 5 is the above (5),
A register for outputting sampling timing signals of (6), (7), ..., And 6 is a range image memory for storing the reflection pulse.

【0027】また、図4は、図1に示した構成のセンサ
1を2次元状に配置した例を示す。2は前段増幅器、C
Sは配線や前段増幅器2の入力寄生静電容量である。こ
のようにイメージセンサ(イメージセンサ機能部)の出
力および距離センサ(距離センサ機能部)の出力の両方
とも同じ走査用スイッチS11,S1を介して出力でき
るのでそれぞれ別々の走査用スイッチおよび配線を用意
する必要がなく、センサチップを小型化できる。またこ
のように距離センサを2次元状に配置できるので発光部
LAを機械的に走査しなくても2次元の距離画像を得る
ことができる。また2次元状に配列した場合には各画素
のサンプリング制御を共通にすれば制御を簡単にでき
る。
FIG. 4 shows an example in which the sensor 1 having the structure shown in FIG. 1 is two-dimensionally arranged. 2 is a pre-stage amplifier, C
S is an input parasitic capacitance of the wiring and the pre-stage amplifier 2. In this way, both the output of the image sensor (image sensor functional unit) and the output of the distance sensor (distance sensor functional unit) can be output via the same scanning switches S11 and S1, so separate scanning switches and wirings are prepared. The size of the sensor chip can be reduced. Since the distance sensors can be arranged two-dimensionally in this way, a two-dimensional distance image can be obtained without mechanically scanning the light emitting section LA. Further, in the case of two-dimensional arrangement, if the sampling control of each pixel is made common, the control can be simplified.

【0028】図5に距離センサとして働かせるときの信
号光成分(反射パルス)の加算積分の回数を示す。一般
に光の強度は距離の2ないし4乗に反比例して距離が離
れれば離れるほど強度が小さくなる。従って近いところ
(例えば図のt1 )における物体の有無判定には少ない
加算回数でよく、遠くなればなるほど同じレベルの信号
を得るのに加算回数を多くしなければならない。このよ
うに加算回数を、検索している距離によって変えるよう
にすれば感度を保ちながら全体の処理時間を短くできる
効果がある。この他に距離に応じて投光パルスのパワー
を変える方法も考えられるが一般には投光パルスのパワ
ーは容易には制御できない。それに比べて加算回数を変
える方法は処理手順を変えるだけで任意に加算回数を決
めることができるという利点がある。
FIG. 5 shows the number of times of addition integration of signal light components (reflection pulses) when operating as a distance sensor. In general, the intensity of light decreases in inverse proportion to the 2 to 4th power of the distance, and the intensity decreases as the distance increases. Therefore, a small number of additions is required to determine the presence / absence of an object at a close place (for example, t 1 in the figure), and the farther the distance is, the larger the number of additions must be performed to obtain a signal of the same level. If the number of additions is changed according to the distance being searched in this way, the overall processing time can be shortened while maintaining the sensitivity. In addition to this, a method of changing the power of the light projection pulse according to the distance can be considered, but generally the power of the light projection pulse cannot be easily controlled. On the other hand, the method of changing the number of additions has an advantage that the number of additions can be arbitrarily determined only by changing the processing procedure.

【0029】図6および図7には、本発明の第2実施例
を示す。図6は構成、図7は動作タイミングチャートを
示す。まず構成は第1実施例(図1)とほぼ同じである
が、フォトダイオードPDAの出力電位をリセットする
ためのスイッチSR2が設けられている。前にも説明し
たように一般にフォトダイオードには静電容量Cが寄生
している。従ってスイッチSA1,SA2,SA3,S
A4が全て遮断状態にあっても光電流が静電容量Cに蓄
積し、スイッチSA1,SA2又はSA3,SA4の何
れかが導通すると静電容量Cに蓄積した電荷が蓄積用静
電容量CAへ移動する。その結果前記図2(b)に示す
ようなサンプリング期間中の反射パルスだけでなく、サ
ンプリング期間外の反射パルスも蓄積用静電容量CAに
蓄積してしまい、正確な距離検出ができなくなるおそれ
がある。これに対し、図6に示すようにスイッチSA
1,SA2又はSA3,SA4の何れが導通する直前に
リセットスイッチSR2を導通させることにより静電容
量Cに蓄積した電荷を捨てれば上記の問題を防ぐことが
できる。また実際にリセットスイッチSR2を設けなく
ても例えばスイッチSA3とSA2又はSA1とSA4
の何れか片方の組を導通させることで静電容量Cをリセ
ットできる。
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a configuration, and FIG. 7 shows an operation timing chart. First, the configuration is almost the same as that of the first embodiment (FIG. 1), but a switch SR2 for resetting the output potential of the photodiode PDA is provided. As described above, the capacitance C is generally parasitic on the photodiode. Therefore, the switches SA1, SA2, SA3, S
Photocurrent accumulates in the capacitance C even when all of A4 are in the cutoff state, and when any of the switches SA1, SA2 or SA3, SA4 becomes conductive, the charge accumulated in the capacitance C is stored in the storage capacitance CA. Moving. As a result, not only the reflected pulse during the sampling period as shown in FIG. 2B but also the reflected pulse outside the sampling period may be accumulated in the storage capacitance CA, which may prevent accurate distance detection. is there. On the other hand, as shown in FIG.
The above problem can be prevented by causing the reset switch SR2 to conduct immediately before any of SA1, SA2 or SA3, SA4 conducts to discard the charge accumulated in the capacitance C. Further, without actually providing the reset switch SR2, for example, the switches SA3 and SA2 or SA1 and SA4
The capacitance C can be reset by making either one of the groups conductive.

【0030】図8に別の制御の仕方を示す。リセットも
含んで考えるとサンプリングごと毎回定常光成分を減算
するとスイッチングの回数が多くなる。スイッチング回
数を減らすのに図8では複数回スイッチSA1,SA2
を導通させ、サンプリングを行ってからまとめて1回だ
けSA3,SA4を導通させて定常光成分除去を行うよ
うにしている。その結果スイッチングの回数を減らすこ
とができて制御を簡易化できる。
FIG. 8 shows another control method. Considering including reset, if the stationary light component is subtracted every sampling, the number of switching increases. In order to reduce the number of times of switching, in FIG.
Are conducted, sampling is performed, and then SA3 and SA4 are conducted once only to remove the stationary light component. As a result, the number of times of switching can be reduced and control can be simplified.

【0031】図9および図10には、本発明の第3実施
例を示す。図9は定常光除去機能付きのイメージセンサ
の構成、図10は動作タイミングチャートを示す。ここ
ではスイッチSX、静電容量CX、MOSトランジスタ
MXによって定常光に相当する光電流が記憶され、MO
SトランジスタMXによって再生されるようになってい
る。即ち静電容量CXが定常光電流記憶手段を構成して
いる。その結果スイッチSA5を導通させれば定常光電
流成分を除いた信号光電流成分のみがスイッチSA5を
通って流れ、保持用静電容量CIに蓄積される。図10
の動作タイミングチャートから分るように、スイッチS
A5を導通してサンプリングを行う。またスイッチSX
を導通にすることで静電容量CXに定常光に対応した定
常光電荷成分を記憶する。減算は電流の流れ方によって
連続的に行われる。図9のフォトダイオードPDAによ
って発生した光電流がいかなる場合でもMOSトランジ
スタMXを流れることができるのでフォトダイオードP
DAの寄生静電容量に電荷が蓄積することがない。その
結果、本実施例の場合にはサンプリングの前にリセット
を行う必要がなく、構成および制御を簡易化できる。
9 and 10 show a third embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a configuration of an image sensor with a stationary light removing function, and FIG. 10 shows an operation timing chart. Here, the switch SX, the electrostatic capacitance CX, and the MOS transistor MX store the photocurrent corresponding to the stationary light, and MO
It is adapted to be reproduced by the S transistor MX. That is, the electrostatic capacitance CX constitutes the stationary photocurrent storage means. As a result, when the switch SA5 is turned on, only the signal photocurrent component excluding the stationary photocurrent component flows through the switch SA5 and is accumulated in the holding capacitance CI. Figure 10
As you can see from the operation timing chart of the switch S
A5 is conducted and sampling is performed. Also switch SX
Is stored in the capacitance CX to store the stationary photocharge component corresponding to the stationary light. The subtraction is continuously performed depending on how the current flows. Since the photocurrent generated by the photodiode PDA of FIG. 9 can flow through the MOS transistor MX in any case, the photodiode P
No electric charge is accumulated in the parasitic capacitance of DA. As a result, in the case of this embodiment, it is not necessary to reset before sampling, and the configuration and control can be simplified.

【0032】ここまでは距離センサとして動作させる場
合にパルスレーダ的な動作、即ち一定幅のパルスを一定
周期で投光し、反射パルスが返ってくるまでの時間を見
い出す実施例について説明してきたが、他の形式のレー
ダに対しても本発明を適用できる。例えば特開昭62−
54189号公報に開示されているようなランダムパル
スを使ったレーダに本発明を適用した実施例を図11に
示す。図11は第3実施例(図9)を使ってM系列パル
スを投光した場合の動作タイミングを示す。図に示すよ
うなM系列パルスを投光すると物体までの距離に比例し
た位相の分だけ遅れた反射パルスが戻ってくる。スイッ
チSA5を使って反射パルスを投光と同じパターンで所
定の位相だけ遅らせるサンプリングをすればセンサの出
力として相関を得ることができる。サンプリングパター
ンの位相遅れを走査していけば反射パルスの位相遅れと
一致したところで相関が最大になる。従って出力が最大
になるところを見つければ物体までの距離を算出でき
る。
Up to this point, there has been described the pulse radar-like operation when operating as a distance sensor, that is, an embodiment in which a pulse having a constant width is projected at a constant cycle and a time until a reflected pulse is returned is found. The present invention can be applied to other types of radar. For example, JP-A-62-1
FIG. 11 shows an embodiment in which the present invention is applied to a radar using a random pulse as disclosed in Japanese Patent No. 54189. FIG. 11 shows the operation timing when the M-sequence pulse is projected using the third embodiment (FIG. 9). When an M-series pulse as shown in the figure is projected, a reflected pulse delayed by a phase proportional to the distance to the object returns. Correlation can be obtained as the output of the sensor by using the switch SA5 and performing sampling in which the reflected pulse is delayed by a predetermined phase in the same pattern as the light projection. If the phase delay of the sampling pattern is scanned, the correlation becomes maximum when it coincides with the phase delay of the reflected pulse. Therefore, the distance to the object can be calculated by finding the place where the output is maximum.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、同一センサで画像および距離についての情
報を得ることができ、またレンズ系等の光学系が1つで
済み複数光学系の光軸合わせが不要となることから、小
型、低コストで高精度化を達成することができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, it is possible to obtain information about an image and a distance with the same sensor, and a single optical system such as a lens system is sufficient. Since it is not necessary to align the optical axes of the system, it is possible to achieve high precision with a small size and low cost.

【0034】請求項2記載の発明によれば、構成要素お
よび配線等を別個に設ける必要がなく、より良く小型、
低コスト化を達成することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is not necessary to separately provide the constituent elements, the wiring, etc.
Cost reduction can be achieved.

【0035】請求項3記載の発明によれば、制御容易性
とともに感度を高めてより高精度に被検知物体の有無の
判定等を行うことができ、また被検知物体の有無の判定
のみならず被検知物体までの距離も検出することができ
る。
According to the third aspect of the invention, the controllability and the sensitivity can be increased to more accurately determine the presence or absence of the detected object, and not only the presence or absence of the detected object can be determined. The distance to the detected object can also be detected.

【0036】請求項4記載の発明によれば、検出感度お
よびS/N比を向上させることができる。
According to the invention described in claim 4, the detection sensitivity and the S / N ratio can be improved.

【0037】請求項5記載の発明によれば、検出感度を
一定レベルに保ちながら全体の処理時間を短縮すること
ができる。
According to the invention described in claim 5, it is possible to shorten the entire processing time while maintaining the detection sensitivity at a constant level.

【0038】請求項6記載の発明によれば、蓄積用静電
容量への電荷蓄積時間は、画素読み出し、即ち保持用静
電容量からの電荷読み出しのタイミングから独立して設
定することができるので、超高速スイッチングをしなく
ても蓄積電荷の飽和を抑えることが可能となって蓄積用
静電容量を小型化することができる。また保持用静電容
量には、信号光電荷成分のみが1フレーム中に加算蓄積
されるので飽和を抑えることができて上記と同様に小型
化することができるとともに、大きな信号出力を得るこ
とができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the charge accumulation time in the storage capacitance can be set independently of the timing of pixel readout, that is, the charge readout from the storage capacitance. Further, it is possible to suppress saturation of the accumulated charges without performing ultra-high speed switching, and it is possible to reduce the storage capacitance. Further, since only the signal light charge components are added and accumulated in the holding capacitance in one frame, saturation can be suppressed and the size can be reduced similarly to the above, and a large signal output can be obtained. it can.

【0039】請求項7記載の発明によれば、構成および
制御性の簡易化とともに、保持用静電容量には、上記と
同様に、信号光電荷成分のみが1フレーム中に加算蓄積
されるので小型化することができ、また大きな信号出力
を得ることができる。
According to the invention described in claim 7, in addition to the simplification of the configuration and controllability, only the signal light charge component is added and accumulated in one frame in the holding capacitance, as described above. The size can be reduced and a large signal output can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る画像および距離検知システム用セ
ンサの第1実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a sensor for an image and distance detection system according to the present invention.

【図2】上記第1実施例のイメージセンサおよび距離セ
ンサとしての動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining operations of the image sensor and the distance sensor of the first embodiment.

【図3】上記第1実施例のセンサを用いた距離検知シス
テムの構成例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a distance detection system using the sensor of the first embodiment.

【図4】上記第1実施例のセンサを2次元状に配置して
画像および距離検知システム用センサを構成した例を示
す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example in which the sensors of the first embodiment are two-dimensionally arranged to form a sensor for an image and distance detection system.

【図5】上記図4のセンサを距離センサとして動作させ
たときの信号光成分の加算積分の回数を説明するための
図である。
5 is a diagram for explaining the number of times of addition integration of signal light components when the sensor of FIG. 4 is operated as a distance sensor.

【図6】本発明の第2実施例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図7】上記第2実施例の距離センサとしての動作を説
明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the distance sensor of the second embodiment.

【図8】上記第2実施例の距離センサとしての他の動作
を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining another operation of the distance sensor of the second embodiment.

【図9】本発明の第3実施例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図10】上記第3実施例の動作を説明するための図で
ある。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment.

【図11】上記第3実施例にランダムパルスを適用して
距離センサとして動作させたときのタイミングチャート
である。
FIG. 11 is a timing chart when a random pulse is applied to the third embodiment to operate as a distance sensor.

【図12】従来の画像および距離検知システムを示すブ
ロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a conventional image and distance detection system.

【図13】図12におけるイメージセンサの内部構成等
を示す図である。
13 is a diagram showing an internal configuration and the like of the image sensor in FIG.

【図14】図12における光レーダの内部構成等を示す
図である。
14 is a diagram showing an internal configuration and the like of the optical radar shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像および距離検知システム用センサ CA 蓄積用静電容量 CI 保持用静電容量 CX 定常光電流記憶手段となる静電容量 LA 発光部 PDA 受光部となるフォトダイオード SA5,SA6 転送手段となるスイッチ TA ソースフォロワ型のMOSトランジスタ 1 Sensor for image and distance detection system CA Capacitance for storage CI Capacitance for holding CX Capacitance to be a steady photocurrent storage unit LA Light emitting unit PDA Photodiode to be light receiving unit SA5, SA6 Switch to be transfer unit TA Source follower type MOS transistor

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各画素に、定常光および発光部からの発
光が被検知物体で反射した信号光を含む入射光を受光す
る受光部および前記定常光成分を除去する手段により前
記被検知物体の画像を検知するイメージセンサ機能部
と、該イメージセンサ機能部の構成要素により構成され
前記発光部からの発光時刻から所定時間だけずれた時刻
での前記信号光成分を読み取ることにより所定距離にお
ける前記被検知物体の有無を検知する距離センサ機能部
とを具備させてなることを特徴とする画像および距離検
知システム用センサ。
1. A light receiving unit for receiving incident light containing stationary light and signal light in which light emitted from the light emitting unit is reflected by the detected object, and means for removing the stationary light component in each pixel of the detected object. An image sensor functional unit for detecting an image and a component of the image sensor functional unit, and the signal light component at a time deviated by a predetermined time from a light emission time from the light emitting unit are read to detect the object at a predetermined distance. An image and a sensor for a distance detection system, comprising: a distance sensor function unit that detects the presence or absence of a detection object.
【請求項2】 前記イメージセンサ機能部の画像信号出
力と、前記距離センサ機能部の前記被検知物体の有無に
関する検知信号出力とが同じ経路を経て出力されるよう
に構成してなることを特徴とする請求項1記載の画像お
よび距離検知システム用センサ。
2. The image signal output of the image sensor function unit and the detection signal output of the distance sensor function unit regarding the presence or absence of the detected object are configured to be output via the same path. The sensor for an image and distance detection system according to claim 1.
【請求項3】 前記距離センサ機能部における前記信号
光成分を読み取る時刻が前記全画素で共通であり、かつ
可変に構成してなることを特徴とする請求項1記載の画
像および距離検知システム用センサ。
3. The image and distance detection system according to claim 1, wherein a time at which the signal light component is read by the distance sensor function unit is common to all the pixels and is variable. Sensor.
【請求項4】 前記距離センサ機能部における前記信号
光成分を複数回加算積分するように構成してなることを
特徴とする請求項1,2又は3記載の画像および距離検
知システム用センサ。
4. The sensor for an image and distance detection system according to claim 1, wherein the signal light component in the distance sensor function section is configured to be added and integrated a plurality of times.
【請求項5】 前記信号光成分の加算回数は、前記発光
時刻から前記信号光成分を読み取る時刻までの時間が短
かいほど少なくなるように構成してなることを特徴とす
る請求項4記載の画像および距離検知システム用セン
サ。
5. The number of additions of the signal light component is configured such that the shorter the time from the light emission time to the time of reading the signal light component, the smaller the number of additions. Sensors for image and distance detection systems.
【請求項6】 前記イメージセンサ機能部は、前記各画
素に、前記入射光を光電流に光電変換する受光部と、前
記光電流に対応した電荷を一時的に蓄積する蓄積用静電
容量と、該蓄積用静電容量に蓄積された電荷から前記定
常光に対応した定常光電荷成分を減じた信号光電荷成分
を加算蓄積する保持用静電容量と、前記蓄積用静電容量
に蓄積された電荷から前記定常光電荷成分を減算して前
記信号光電荷成分を前記保持用静電容量に転送する転送
手段とを具備させてなることを特徴とする請求項1,
2,3,4又は5記載の画像および距離検知システム用
センサ。
6. The image sensor function section includes, in each of the pixels, a light receiving section that photoelectrically converts the incident light into a photocurrent, and a storage capacitance that temporarily stores charges corresponding to the photocurrent. , A holding capacitance for additionally storing a signal photocharge component obtained by subtracting a steady photocharge component corresponding to the steady light from a charge accumulated in the storage capacitance, and a storage capacitance stored in the storage capacitance. 2. A transfer means for subtracting the stationary photocharge component from the electric charge and transferring the signal photocharge component to the holding electrostatic capacitance.
The image sensor according to 2, 3, 4 or 5 and a sensor for a distance detection system.
【請求項7】 前記イメージセンサ機能部は、前記各画
素に、前記入射光を光電流に光電変換する受光部と、前
記定常光に対応した定常光電流成分を記憶する定常光電
流記憶手段と、該定常光電流記憶手段から再生された定
常光電流成分を前記光電流から減じて信号光電流成分を
取り出し、該信号光電流成分に対応した信号光電荷成分
を加算蓄積する保持用静電容量とを具備させてなること
を特徴とする請求項1,2,3,4又は5記載の画像お
よび距離検知システム用センサ。
7. The image sensor function unit includes, in each of the pixels, a light receiving unit that photoelectrically converts the incident light into a photocurrent, and a stationary photocurrent storage unit that stores a stationary photocurrent component corresponding to the stationary light. A holding capacitance for subtracting a steady-state photocurrent component reproduced from the steady-state photocurrent storage means from the photocurrent to extract a signal photocurrent component, and additionally storing a signal photocharge component corresponding to the signal photocurrent component. The image and distance detection system sensor according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, characterized by comprising:
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