KR20220069002A - 조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈 - Google Patents

조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈 Download PDF

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Abstract

본 기술은, 사이클릭 에러(cyclic error)를 저감할 수 있도록 하는 조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈에 관한 것이다. 조명 장치는, 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과, 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비한다. 구동부는, 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시킨다. 본 기술은, 예를 들면, 피사체까지의 거리를 측정하는 측거 모듈 등에 적용할 수 있다.

Description

조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈
본 기술은 조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈에 관한 것이며, 특히, 사이클릭 에러(cyclic error)를 저감할 수 있도록 한 조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈에 관한 것이다.
최근, 반도체 기술의 진보에 따라, 물체까지의 거리를 측정하는 측거 모듈의 소형화가 진행되고 있다. 이에 의해, 예를 들면, 스마트폰 등의 모바일 단말에 측거 모듈을 탑재하는 것이 실현되고 있다.
측거 모듈에서의 측거 방법으로서는, 예를 들면, ToF(Time of Flight) 방식이라고 불리는 방식이 있다. ToF 방식에서는, 광을 물체를 향해 조사하여 물체의 표면에서 반사되어 오는 광을 검출하고, 그 광의 비행 시간을 측정한 측정값에 기초하여 물체까지의 거리가 산출된다. 광을 조사하는 발광원으로는, 예를 들면 특허문헌 1, 2에 개시되어 있는 바와 같은, 면 발광을 행하는 레이저 다이오드 어레이 등이 사용된다.
특허문헌 1: 일본특허공개 제2016-132235호 공보 특허문헌 2: 일본특허공개 제2015-18981호 공보
거리의 계측에 있어서는, 발광원으로부터 출력되는 변조 광을 사인 파형으로서 신호 처리하지만, 발광원으로부터 실제로 출력되는 광은 구형 파형이기 때문에, 구형파를 사인파로서 처리함으로써, 측정값에 주기적인 오차(이하, 사이클릭 에러라고 칭함)가 발생한다.
본 기술은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 사이클릭 에러를 저감할 수 있도록 하는 것이다.
본 기술의 제1 측면의 조명 장치는, 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과, 상기 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비하고, 상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시킨다.
본 기술의 제2 측면의 조명 장치의 제어 방법은, 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과, 상기 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비하는 조명 장치의 상기 구동부가, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시킨다.
본 기술의 제3 측면의 측거 모듈은, 조명 장치와 측거 센서를 구비하고, 상기 조명 장치는, 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과, 상기 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비하고, 상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시킨다.
본 기술의 제1 내지 제3 측면에서는, 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원이 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광된다.
조명 장치 및 측거 모듈은, 독립된 장치이어도 되고, 다른 장치에 통합되는 모듈이어도 된다.
도 1은 본 기술을 적용한 측거 모듈의 제1 실시형태의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 Indirect ToF 방식의 측거 원리를 설명하는 도면이다.
도 3은 사이클릭 에러와 그 보정 처리를 설명하는 도면이다.
도 4는 발광부의 제1 구성예의 상세 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 제1 구성예에 따른 발광부의 발광면의 평면도이다.
도 6은 수광 개시 신호와 발광 타이밍 신호를 나타내는 도면이다.
도 7은 각 타이밍에 있어서의 발광부 전체의 발광 강도를 나타내는 도면이다.
도 8은 발광부의 제1 구성예의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9는 발광부의 제2 구성예의 상세 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 제2 구성예에 따른 발광부의 발광면의 평면도이다.
도 11은 수광 개시 신호와 발광 타이밍 신호를 나타내는 도면이다.
도 12는 지연 회로에 의해 지연된 발광 타이밍 신호를 나타내는 도면이다.
도 13는 지연 회로에 의해 지연된 발광 타이밍 신호를 나타내는 도면이다.
도 14는 각 타이밍에 있어서의 발광부 전체의 발광 강도를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 기술을 적용한 측거 모듈의 제2 실시형태의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 제2 실시형태에 따른 발광부의 상세 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 레이저 드라이버와 1개의 레이저 광원의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 18은 레이저 드라이버와 3개의 레이저 광원의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 19는 발광 강도 조정 처리를 설명하는 플로우차트이다.
도 20은 측거 모듈의 칩 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 21은 본 기술을 적용한 전자 기기의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 22는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 23은 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 기술을 실시하기 위한 형태(이하, 실시형태라고 함)에 대해 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다. 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 측거 모듈의 제1 실시형태
2. Indirect ToF 방식의 측거 원리
3. 발광부의 제1 구성예
4. 발광부의 제1 구성예의 변형예
5. 발광부의 제2 구성예
6. 측거 모듈의 제2 실시형태
7. 발광부의 구성예
8. 발광 강도 조정 처리
9. 측거 모듈의 칩 구성예
10. 전자 기기의 구성예
11. 이동체에의 응용예
<1. 측거 모듈의 제1 실시형태>
도 1은 본 기술을 적용한 측거 모듈의 제1 실시형태의 구성예를 나타내는 블록도이다.
제1 실시형태에 따른 측거 모듈(11)은, Indirect ToF 방식에 의한 측거를 행하는 측거 모듈이며, 조명 장치(12), 발광 제어부(13), 및 측거 센서(14)를 갖는다.
측거 모듈(11)은, 피측정물로서의 소정의 물체(15)에 대해 광을 조사하고, 그 광(조사광)이 물체(15)에서 반사되어 온 광(반사광)을 수광한다. 그리고, 측거 모듈(11)은, 수광 결과에 기초하여, 물체(15)까지의 거리 정보를 나타내는 깊이 맵(depth map)과 신뢰도 맵(confidence map)을, 측정 결과로서 출력한다.
조명 장치(12)는, 예를 들면, VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser: 수직 공진기 면 발광 레이저) 등의 발광 소자를 포함하는 레이저 광원(41)(도 4)을 평면 방향으로 복수 배열한 발광부(21)를 가지고 있다.
발광부(21)는, 발광 제어부(13)로부터 공급되는 발광 타이밍 신호(LT)에 따른 타이밍에서 변조하면서 발광하여, 물체(15)에 대해 조사광을 조사한다. 예를 들면, 조사광이 적외광인 경우, 조사광의 파장은, 약 850nm 내지 940nm의 범위가 된다.
발광 제어부(13)는, 소정의 주파수(예를 들면, 20MHz 등)의 발광 타이밍 신호(LT)를 발광부(21)에 공급함으로써, 발광을 제어한다. 또한, 발광 제어부(13)는, 발광부(21)에서의 발광의 타이밍에 맞추어 측거 센서(14)를 구동시키기 위해, 수광 개시 신호(ST)를 측거 센서(14)에 공급한다. 한편, 발광 제어부(13)는, 조명 장치(12) 또는 측거 센서(14)의 일부로서 통합되어 구성할 수 있다.
측거 센서(14)는, 수광부(31)와, 신호 처리부(32)를 갖는다.
수광부(31)는, 복수의 화소가 행방향 및 열방향의 행렬 형상으로 2차원 배치된 화소 어레이에 의해, 물체(15)로부터의 반사광을 수광한다. 그리고, 수광부(31)는, 수광한 반사광의 수광량에 따른 검출 신호를, 화소 어레이의 화소 단위로 신호 처리부(32)에 공급한다.
신호 처리부(32)는, 수광부(31)로부터 화소 어레이의 화소마다 공급되는 검출 신호에 기초하여, 측거 모듈(11)로부터 물체(15)까지의 거리인 깊이 값(depth value)을 산출한다. 그리고, 신호 처리부(32)는, 각 화소의 화소 값으로서 깊이 값이 저장된 깊이 맵과, 각 화소의 화소 값으로서 신뢰 값이 저장된 신뢰도 맵을 생성하여, 모듈 밖으로 출력한다.
<2. Indirect ToF 방식의 측거 원리>
본 개시의 구체적 처리를 설명하기 전에, 도 2를 참조하고, Indirect ToF 방식의 측거 원리에 대해 간단히 설명한다.
측거 모듈(11)로부터 물체(15)까지의 거리에 상당하는 깊이 값(d[mm])은, 이하의 식(1)에 의해 계산할 수 있다.
Figure pct00001
식(1)의 Δt는, 발광부(21)로부터 출사된 조사광이 물체(15)에 의해 반사되어 수광부(31)에 입사할 때까지의 시간이며, c는 광속을 나타낸다.
발광부(21)로부터 조사되는 조사광에는, 도 2에 나타내어지는 바와 같은, 소정의 주파수(f)(변조 주파수)로 고속으로 온 오프를 반복하는 발광 패턴의 펄스 광이 채용된다. 발광 패턴의 1주기(T)는 1/f가 된다. 수광부(31)에서는, 발광부(21)로부터 수광부(31)에 도달할 때까지의 시간(Δt)에 따라, 반사광(수광 패턴)의 위상이 시프트되어 검출된다. 이 발광 패턴과 수광 패턴 간의 위상의 시프트량(위상차)을 φ라고 하면, 시간(Δt)는 하기 식(2)에 의해 산출할 수 있다.
Figure pct00002
따라서, 측거 모듈(11)로부터 물체(15)까지의 깊이 값(d)은, 식(1)과 식(2)로부터, 하기 식(3)에 의해 산출할 수 있다.
Figure pct00003
다음으로, 전술한 위상차(φ)의 산출 수법에 대해 설명한다.
수광부(31)에 형성된 화소 어레이의 각 화소는, 고속으로 ON/OFF를 반복하고, ON 기간만의 전하를 축적한다.
수광부(31)는, 화소 어레이의 각 화소의 ON/OFF의 실행 타이밍을 순차 스위칭하고, 각 실행 타이밍에 있어서의 전하를 축적하고, 축적 전하에 따른 검출 신호를 출력한다.
ON/OFF의 실행 타이밍에는, 예를 들면, 위상 0도, 위상 90도, 위상 180도, 및 위상 270도의 4종류가 있다.
위상 0도의 실행 타이밍은, 화소 어레이의 각 화소의 ON 타이밍(수광 타이밍)을, 발광부(21)의 광원이 출사하는 펄스 광의 위상, 즉 발광 패턴과 동일한 위상으로 하는 타이밍이다.
위상 90도의 실행 타이밍은, 화소 어레이의 각 화소의 ON 타이밍(수광 타이밍)을, 발광부(21)의 광원이 출사하는 펄스 광(발광 패턴)으로부터 90도 늦어진 위상으로 하는 타이밍이다.
위상 180도의 실행 타이밍은, 화소 어레이의 각 화소의 ON 타이밍(수광 타이밍)을, 발광부(21)의 광원이 출사하는 펄스 광(발광 패턴)으로부터 180도 늦어진 위상으로 하는 타이밍이다.
위상 270도의 실행 타이밍은, 화소 어레이의 각 화소의 ON 타이밍(수광 타이밍)을, 발광부(21)의 광원이 출사하는 펄스 광(발광 패턴)으로부터 270도 늦어진 위상으로 하는 타이밍이다.
수광부(31)는, 예를 들면, 위상 0도, 위상 90도, 위상 180도, 위상 270도의 순번으로 수광 타이밍을 순차 스위칭하고, 각 수광 타이밍에 있어서의 반사광의 수광량(축적 전하)을 취득한다. 도 2에서는, 각 위상의 수광 타이밍(ON 타이밍)에 있어서, 반사광이 입사되는 타이밍에 빗금이 쳐져 있다.
도 2에 나타내어지는 바와 같이, 수광 타이밍을, 위상 0도, 위상 90도, 위상 180도, 및 위상 270도로 했을 때에 축적된 전하를, 각각, Q0, Q90, Q180, 및 Q270이라고 하면, 위상차(φ)는, Q0, Q90, Q180, 및, Q270을 사용하여, 하기 식(4)에 의해 산출할 수 있다.
Figure pct00004
식(4)에 의해 산출된 위상차(φ)를 상기 식(3)에 입력함으로써, 측거 모듈(11)로부터 물체(15)까지의 깊이 값(d)을 산출할 수 있다.
또한, 신뢰도(conf)는, 각 화소에서 수광한 광의 강도를 나타내는 값이며, 예를 들면, 이하의 식(5)에 의해 계산할 수 있다.
Figure pct00005
수광부(31)는, 화소 어레이의 각 화소에 있어서, 이상과 같이 수광 타이밍을, 위상 0도, 위상 90도, 위상 180도, 및 위상 270도로 차례로 스위칭하고, 각 위상에 있어서의 축적 전하(전하 Q0, 전하 Q90, 전하 Q180, 및 전하 Q270)에 따른 검출 신호를, 순차적으로, 신호 처리부(32)에 공급한다. 한편, 화소 어레이의 각 화소에 전하 축적부를 2개 설치하고, 2개의 전하 축적부에 교대로 전하를 축적시킴으로써, 예를 들면, 위상 0도와 위상 180도와 같이, 위상이 반전된 2개의 수광 타이밍의 검출 신호를 1프레임에서 취득할 수 있다.
신호 처리부(32)는, 수광부(31)로부터 화소 어레이의 화소마다 공급되는 검출 신호에 기초하여, 측거 모듈(11)로부터 물체(15)까지의 거리인 깊이 값(d)을 산출한다. 그리고, 각 화소의 화소 값으로서 깊이 값(d)이 저장된 깊이 맵과, 각 화소의 화소 값으로서 신뢰도(conf)가 저장된 신뢰도 맵이 생성되어, 신호 처리부(32)로부터 모듈 밖으로 출력된다.
전술한 식(4)은, 발광부(21)로부터 출사되는 조사광의 휘도 변화를 사인파라고 가정하여 계산되고 있다. 그러나, 실제로는, 발광부(21)로부터 출사되는 광은, 도 2에서 나타낸 바와 같이 구형파이기 때문에, 구형파를 사인파로서 처리함으로써, 거리(깊이 값)(d)에 주기적인 오차(이하, 사이클릭 에러라고 칭함)가 발생한다.
도 3의 A는 사이클릭 에러를 포함한 상태의 위상차(φobs)와 거리(d)의 관계를 나타내는 그래프이다.
사이클릭 에러를 포함한 상태에서는, 도 3의 A에서 파선으로 나타내어지는 이상적인 관계에 대하여, 실선으로 나타내어지는 바와 같이, 위상차(φobs)와 거리(d)가 비선형의 관계로 된다.
사이클릭 에러에 대해서는, 일반적으로는, 거리 정보가 이미 알려진 피측정물을 사용하여, 도 3의 B에 나타내어지는 바와 같이, 위상차(φobs)를 진정한 값의 위상차(φlinear)로 변환하는 보정 계수를 미리 (출하 전에) 산출하고, 측정시에 보정 계수를 사용하여 보정 처리가 행해진다.
반면, 도 1의 측거 모듈(11)은, 조명 장치(12)의 발광부(21)가 출사하는 조사광이 의사적인 사인파(의사(pseudo) 사인파)가 되도록, 발광부(21)의 발광을 제어한다. 이에 의해, 사이클릭 에러가 저감되므로, 위상차(φ)와 거리(d)의 관계가 선형이 되어, 보정 처리를 불필요하게 할 수 있다.
이하, 의사 사인파를 조사하는 조명 장치(12)의 상세에 대해 설명한다.
<3. 발광부의 제1 구성예>
도 4는 조명 장치(12)의 발광부(21)의 제1 구성예의 상세를 나타내는 블록도이다. 한편, 도 4에는, 발광 제어부(13)와 수광부(31)도 함께 나타내고 있다.
도 4의 발광부(21)는, 8개의 레이저 광원(41)과, 이들을 구동하는 4개의 레이저 드라이버(42)를 갖는다. 도 4에서, 8개의 레이저 광원(41) 각각을 구별하는 경우, 레이저 광원(41A 내지 41H)이라고 칭하고, 4개의 레이저 드라이버(42) 각각을 구별하는 경우, 레이저 드라이버(42A 내지 42D)라고 칭한다.
도 5는 제1 구성예에 따른 발광부(21)의 발광면의 평면도이다.
도 5에 나타내어지는 바와 같이, 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H)은, 예를 들면, 일정한 간격으로 평면 방향으로 배열되어 있다.
도 4로 돌아가서, 레이저 드라이버(42A)는, 발광 제어부(13)로부터의 발광 타이밍 신호(LT1)에 기초하여, 1개의 레이저 광원(41A)을 구동한다. 레이저 드라이버(42B)는, 발광 제어부(13)로부터의 발광 타이밍 신호(LT2)에 기초하여, 3개의 레이저 광원(41B 내지 41D)을 구동한다. 또한, 레이저 드라이버(42C)는, 발광 제어부(13)로부터의 발광 타이밍 신호(LT3)에 기초하여 3개의 레이저 광원(41E 내지 41G)을 구동하고, 레이저 드라이버(42D)는, 발광 제어부(13)로부터의 발광 타이밍 신호(LT4)에 기초하여 1개의 레이저 광원(41H)을 구동한다.
발광 제어부(13)는, 발광 타이밍 신호(LT1 내지 LT4)를, 발광부(21)로 공급함과 함께, 수광 개시 신호(ST)를, 측거 센서(14)의 수광부(31)로 공급한다.
도 6은 발광 제어부(13)가 출력하는, 수광 개시 신호(ST)와, 발광 타이밍 신호(LT1 내지 LT4)를 나타내고 있다.
도 6의 A는 수광 개시 신호(ST)의 예를 나타내고 있다. 도 6의 B는 발광 타이밍 신호(LT1)의 예를 나타내고 있다. 도 6의 C는 발광 타이밍 신호(LT2)의 예를 나타내고 있다. 도 6의 D는 발광 타이밍 신호(LT3)의 예를 나타내고 있다. 도 6의 E는 발광 타이밍 신호(LT4)의 예를 나타내고 있다.
수광 개시 신호(ST)는 High 또는 Low의 펄스 신호로 구성되고, Low로부터 High로의 상승 시에, 수광부(31)의 각 화소에서, 반사광의 수광(노광)이 개시된다.
발광 타이밍 신호(LT1 내지 LT4)는 High 또는 Low의 펄스 신호로 구성되고, High의 기간에 대응하여 레이저 광원(41)이 발광한다.
도 6의 A 내지 E에서 횡축은, 위상 환산으로 나타낸 시간을 나타낸다.
도 6의 A의 수광 개시 신호(ST)는, 도 2에 나타낸, 위상 0도, 위상 90도, 위상 180도, 및 위상 270도의 각 위상의 수광 타이밍 중, 위상 0도의 수광 타이밍에 상당하는 신호이다. 즉, 도 6의 A의 수광 개시 신호(ST)에 의해, 수광부(31)의 각 화소는, 위상 0도에서, 수광을 개시한다.
1개의 레이저 광원(41A)은, 도 6의 B에 나타내어지는 바와 같이, 발광 타이밍 신호(LT1)에 따라, 위상(-π/4)부터 위상(6π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
3개의 레이저 광원(41B 내지 41D)은, 도 6의 C에 나타내어지는 바와 같이, 발광 타이밍 신호(LT2)에 따라, 위상 0부터 위상(5π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
3개의 레이저 광원(41E 내지 41G)은, 도 6의 D에 나타내어지는 바와 같이, 발광 타이밍 신호(LT3)에 따라, 위상(π/4)부터 위상(4π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
1개의 레이저 광원(41H)은, 도 6의 E에 나타내어지는 바와 같이, 발광 타이밍 신호(LT4)에 따라, 위상(2π/4)로부터 위상(3π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 7은 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H)이 도 6에 나타낸 바와 같이 발광한 경우에, 위상 환산의 각 타이밍에 있어서의 발광부(21) 전체의 발광 강도(발광 휘도)를 나타내고 있다.
발광부(21) 전체로서의 위상 환산의 각 타이밍에 있어서의 발광 강도는, 각 타이밍에서 발광하고 있는 레이저 광원(41)의 개수에 비례한다. 1개의 레이저 광원(41)이 발광하고 있는 경우의 발광 강도를 1로 하면, 3개의 레이저 광원(41)이 동시에 발광하고 있는 기간에서의 발광 강도는 3이 되고, 7개의 레이저 광원(41)이 동시에 발광하고 있는 기간에서의 발광 강도는 7이 되고, 모든(즉, 8개의) 레이저 광원(41)이 동시에 발광하고 있는 기간에서의 발광 강도는 8이 된다.
즉, 발광부(21) 전체로서의 각 타이밍에 있어서의 발광 강도는, 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 발광 강도의 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 가지며, 파선으로 나타내어지는 사인파에 근사한 발광 강도가 된다.
따라서, 발광부(21)가 출사하는 조사광을, 의사적인 사인파(의사 사인파)로 할 수 있으므로, 사이클릭 에러를 저감하여, 보정 처리를 불필요하게 할 수 있다.
<4. 발광부의 제1 구성예의 변형예>
도 8은 발광부(21)의 제1 구성예의 변형예를 나타내고 있다.
도 8의 변형예에 따른 발광부(21)는, 도 5에 나타낸 제1 구성예의 3개의 레이저 광원(41B 내지 41D)이 1개의 레이저 광원(43X)으로 치환되고, 3개의 레이저 광원(41E 내지 41G)이 1개의 레이저 광원(43Y)으로 치환된 구성으로 되어 있다. 도 8의 발광부(21)의 그 밖의 구성은, 도 5의 발광부(21)와 마찬가지이다.
전술한 제1 구성예에서는, 레이저 드라이버(42B)는, 발광 타이밍 신호(LT2)에 따라, 3개의 레이저 광원(41B 내지 41D)을 동시에 발광시켰지만, 도 8의 변형예에서는, 1개의 레이저 광원(43X)을 발광시킨다. 다만, 1개의 레이저 광원(43X)의 발광 강도는 1개의 레이저 광원(41)의 발광 강도의 3배이다. 즉, 1개의 레이저 광원(43X)을 발광시켰을 때, 3개의 레이저 광원(41B 내지 41D)을 동시에 발광시켰을 때와 동일한 발광 강도가 된다.
마찬가지로, 전술한 제1 구성예에서는, 레이저 드라이버(42C)는, 발광 타이밍 신호(LT3)에 따라, 3개의 레이저 광원(41E 내지 41G)을 동시에 발광시켰지만, 도 8의 변형예에서는, 1개의 레이저 광원(43Y)을 발광시킨다. 다만, 1개의 레이저 광원(43Y)의 발광 강도는 1개의 레이저 광원(41)의 발광 강도의 3배이다. 즉, 1개의 레이저 광원(43Y)을 발광시켰을 때, 3개의 레이저 광원(41E 내지 41G)을 동시에 발광시켰을 때와 동일한 발광 강도가 된다.
이러한 구성에 있어서도, 레이저 광원(41 및 43)을, 도 6에 나타낸 발광 타이밍에서 발광시킴으로써, 발광부(21) 전체로서의 각 타이밍에 있어서의 발광 강도는, 도 7에 나타낸 바와 같은 사인파에 근사한 발광 강도가 된다.
따라서, 사이클릭 에러를 저감하여, 보정 처리를 불필요하게 할 수 있다.
<5. 발광부의 제2 구성예>
도 9는 발광부(21)의 제2 구성예의 상세와, 발광 제어부(13) 및 수광부(31)를 나타내는 블록도이다.
도 9의 발광부(21)는, 12개의 레이저 광원(41)과, 이들을 구동하는 8개의 레이저 드라이버(42)와, 6개의 π/4 지연 회로(61)(이하, 단순히 지연 회로(61)라고 칭함)를 갖는다. 도 9에 있어서, 12개의 레이저 광원(41) 각각을 구별하는 경우, 레이저 광원(41A 내지 41L)이라고 칭하고, 8개의 레이저 드라이버(42) 각각을 구별하는 경우, 레이저 드라이버(42A 내지 42H)라고 칭하고, 지연 회로(61) 각각을 구별하는 경우, 지연 회로(61A 내지 61F)라고 칭한다.
지연 회로(61)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT)(LT11 또는 LT12)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시키고, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT)를 후단으로 출력한다. 3개의 지연 회로(61A 내지 61C)는, 지연 회로(61A, 61B, 61C)의 순으로 직렬로 접속되어 있다. 또한, 3개의 지연 회로(61D 내지 61F)는, 지연 회로(61D, 61E, 61F)의 순으로 직렬로 접속되어 있다. 6개의 지연 회로(61)가 지연시키는 지연량은 동일하다.
발광 제어부(13)는, 발광 타이밍 신호(LT11 및 LT12)를 발광부(21)로 공급함과 함께, 수광 개시 신호(ST)를 측거 센서(14)의 수광부(31)로 공급한다.
발광 제어부(13)로부터 발광부(21)로 공급되는 발광 타이밍 신호(LT11)는, 레이저 드라이버(42A)와 지연 회로(61A)로 공급된다. 지연 회로(61A)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT11)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(61A)에 있어서 π/4만큼 위상이 지연된 신호를, 발광 타이밍 신호(LT11X)라고 칭하는 것으로 하면, 지연 회로(61A)는, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT11X)를 레이저 드라이버(42B)와 지연 회로(61B)로 공급한다.
지연 회로(61B)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT11X)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(61B)에 있어서 π/4만큼 위상이 지연된 신호를, 발광 타이밍 신호(LT11Y)라고 칭하는 것으로 하면, 지연 회로(61B)는, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT11Y)를 레이저 드라이버(42C)와 지연 회로(61C)로 공급한다.
지연 회로(61C)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT11Y)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(61C)에 있어서 π/4만큼 위상이 지연된 신호를, 발광 타이밍 신호(LT11Z)라고 칭하는 것으로 하면, 지연 회로(61C)는, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT11Z)를 레이저 드라이버(42D)에 공급한다.
레이저 드라이버(42A)는, 발광 제어부(13)로부터의 발광 타이밍 신호(LT11)에 기초하여 1개의 레이저 광원(41A)을 구동한다.
레이저 드라이버(42B)는, 지연 회로(61A)로부터의 발광 타이밍 신호(LT11X)에 기초하여 1개의 레이저 광원(41B)을 구동한다.
레이저 드라이버(42C)는, 지연 회로(61B)로부터의 발광 타이밍 신호(LT11Y)에 기초하여 1개의 레이저 광원(41C)을 구동한다.
레이저 드라이버(42D)는, 지연 회로(61C)로부터의 발광 타이밍 신호(LT11Z)에 기초하여 1개의 레이저 광원(41D)을 구동한다.
한편, 발광 제어부(13)로부터 발광부(21)로 공급된 발광 타이밍 신호(LT12)는, 레이저 드라이버(42E)와 지연 회로(61D)로 공급된다. 지연 회로(61D)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT12)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(61D)에 있어서 π/4만큼 위상이 지연된 신호를, 발광 타이밍 신호(LT12X)라고 칭하는 것으로 하면, 지연 회로(61D)는, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT12X)를 레이저 드라이버(42F)와 지연 회로(61E)로 공급한다.
지연 회로(61E)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT12X)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(61E)에 있어서 π/4만큼 위상이 지연된 신호를, 발광 타이밍 신호(LT12Y)라고 칭하는 것으로 하면, 지연 회로(61E)는, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT12Y)를 레이저 드라이버(42G)와 지연 회로(61F)로 공급한다.
지연 회로(61F)는, 공급되는 발광 타이밍 신호(LT12Y)를, 위상 환산으로 π/4의 시간만큼 지연시킨다. 지연 회로(61F)에 있어서 π/4만큼 위상이 지연된 신호를, 발광 타이밍 신호(LT12Z)라고 칭하는 것으로 하면, 지연 회로(61F)는, 지연후의 발광 타이밍 신호(LT12Z)를 레이저 드라이버(42H)로 공급한다.
레이저 드라이버(42E)는, 발광 제어부(13)로부터의 발광 타이밍 신호(LT12)에 기초하여 2개의 레이저 광원(41E 및 41F)을 구동한다.
레이저 드라이버(42F)는, 지연 회로(61D)로부터의 발광 타이밍 신호(LT12X)에 기초하여 2개의 레이저 광원(41G 및 41H)을 구동한다.
레이저 드라이버(42G)는, 지연 회로(61E)로부터의 발광 타이밍 신호(LT12Y)에 기초하여 2개의 레이저 광원(41I 및 41J)을 구동한다.
레이저 드라이버(42H)는, 지연 회로(61F)로부터의 발광 타이밍 신호(LT12Z)에 기초하여 2개의 레이저 광원(41K 및 41L)을 구동한다.
도 10은 제2 구성예에 따른 발광부(21)의 발광면의 평면도이다.
12개의 레이저 광원(41A 내지 41H)은, 예를 들면, 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 4×3의 배열로 평면 방향으로 배열되어 있다.
도 11은, 발광 제어부(13)가 출력하는, 수광 개시 신호(ST)와, 발광 타이밍 신호(LT11 및 LT12)를 나타내고 있다.
도 11의 A는 수광 개시 신호(ST)의 예를 나타내고 있다. 도 11의 B는 발광 타이밍 신호(LT11)의 예를 나타내고 있다. 도 11의 C는 발광 타이밍 신호(LT12)의 예를 나타내고 있다.
도 11의 A 내지 C에서, 횡축은 위상에 의해 표현한 시간을 나타낸다는 점 및 발광 타이밍 신호(LT11 및 LT12)가 High의 기간에 발광한다는 점은, 제1 구성예와 마찬가지이다.
발광 제어부(13)로부터 발광부(21)로 공급되는 발광 타이밍 신호(LT11)는, 도 11의 B에 나타내어지는 바와 같이, 위상(-π/4)부터 위상(3π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다.
한편, 발광 제어부(13)로부터 발광부(21)로 공급되는 발광 타이밍 신호(LT12)는, 도 11의 C에 나타내어지는 바와 같이, 위상 0부터 위상(2π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다.
도 12의 A 내지 D는, 발광 타이밍 신호(LT11)와, 그 발광 타이밍 신호(LT11)가 지연 회로(61A 내지 61C)에 의해 지연된 발광 타이밍 신호(LT11X 내지 LT11Z)의 예를 나타내고 있다.
도 12의 A는, 도 11의 B와 동일한 발광 타이밍 신호(LT11)를 나타내고 있다. 1개의 레이저 광원(41A)은, 발광 타이밍 신호(LT11)에 따라, 위상(-π/4)부터 위상(3π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 12의 B는 발광 타이밍 신호(LT11X)를 나타내고 있다. 발광 타이밍 신호(LT11X)는, 지연 회로(61A)에 의해 발광 타이밍 신호(LT11)가 π/4의 위상만큼 지연된 신호이며, 위상 0부터 위상(4π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다. 1개의 레이저 광원(41B)은, 발광 타이밍 신호(LT11X)에 따라, 위상 0부터 위상(4π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 12의 C는 발광 타이밍 신호(LT11Y)를 나타내고 있다. 발광 타이밍 신호(LT11Y)는, 지연 회로(61B)에 의해 발광 타이밍 신호(LT11X)가 π/4의 위상만큼 지연된 신호이며, 위상(π/4)부터 위상(5π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다. 1개의 레이저 광원(41C)은, 발광 타이밍 신호(LT11Y)에 따라, 위상(π/4)부터 위상(5π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 12의 D는 발광 타이밍 신호(LT11Z)를 나타내고 있다. 발광 타이밍 신호(LT11Z)는, 지연 회로(61C)에 의해 발광 타이밍 신호(LT11Y)가 π/4의 위상만큼 지연된 신호이며, 위상(2π/4)부터 위상(6π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다. 1개의 레이저 광원(41D)은, 발광 타이밍 신호(LT11Z)에 따라, 위상(2π/4)부터 위상(6π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 13의 A 내지 D는, 발광 타이밍 신호(LT12)와, 그 발광 타이밍 신호(LT12)가 지연 회로(61D 내지 61F)에 의해 지연된 발광 타이밍 신호(LT12A 내지 LT12Z)의 예를 나타내고 있다.
도 13의 A는, 도 11의 C와 동일한 발광 타이밍 신호(LT12)를 나타내고 있다. 2개의 레이저 광원(41E 및 41F)은, 발광 타이밍 신호(LT12)에 따라, 위상 0부터 위상(2π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 13의 B는 발광 타이밍 신호(LT12X)를 나타내고 있다. 발광 타이밍 신호(LT12X)는, 지연 회로(61D)에 의해 발광 타이밍 신호(LT12)가 π/4의 위상만큼 지연된 신호이며, 위상(π/4)부터 위상(3π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다. 2개의 레이저 광원(41G 및 41H)은, 발광 타이밍 신호(LT12X)에 따라, 위상(π/4)부터 위상(3π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 13의 C는 발광 타이밍 신호(LT12Y)를 나타내고 있다. 발광 타이밍 신호(LT12Y)는, 지연 회로(61E)에 의해 발광 타이밍 신호(LT12X)가 π/4의 위상만큼 지연된 신호이며, 위상(2π/4)부터 위상(4π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다. 2개의 레이저 광원(41I 및 41J)은, 발광 타이밍 신호(LT12Y)에 따라, 위상(2π/4)부터 위상(4π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 13의 D는 발광 타이밍 신호(LT12Z)를 나타내고 있다. 발광 타이밍 신호(LT12Z)는, 지연 회로(61C)에 의해 발광 타이밍 신호(LT12Y)가 π/4의 위상만큼 지연된 신호이며, 위상(3π/4)부터 위상(5π/4)까지의 기간 동안 High로 되는 신호이다. 2개의 레이저 광원(41K 및 41L)은, 발광 타이밍 신호(LT12Z)에 따라, 위상(3π/4)부터 위상(5π/4)까지의 기간 동안 발광한다.
도 14는 12개의 레이저 광원(41A 내지 41L)이 도 12 및 도 13에서 설명한 바와 같이 발광한 경우에, 위상 환산의 각 타이밍에 있어서의 발광부(21) 전체의 발광 강도를 나타내고 있다.
1개의 레이저 광원(41)이 발광하고 있는 경우의 발광 강도를 1이라고 하고, 각 타이밍에서 발광하고 있는 레이저 광원(41)의 개수를 합계하면, 도 7에 나타낸 제1 구성예의 경우와 마찬가지로, 발광 강도의 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 가지며, 파선으로 나타내어지는 사인파에 근사한 발광 강도가 된다.
따라서, 발광부(21)가 출사하는 조사광을, 의사적인 사인파(의사 사인파)로 할 수 있으므로, 사이클릭 에러를 저감하여, 보정 처리를 불필요하게 할 수 있다.
<6. 측거 모듈의 제2 실시형태>
도 15는 본 기술을 적용한 측거 모듈의 제2 실시형태의 구성예를 나타내는 블록도이다.
제2 실시형태에 따른 측거 모듈(11)은, 조명 장치(12A), 발광 제어부(13A), 및 측거 센서(14)를 갖는다.
도 15의 측거 모듈(11)을 도 1의 측거 모듈(11)과 비교하면, 도 1의 조명 장치(12)가 조명 장치(12A)로 치환되고, 도 1의 발광 제어부(13)가 발광 제어부(13A)로 치환되어 있고, 그 외에는 마찬가지로 구성되어 있다.
조명 장치(12A)는, 발광부(81), 반사판(82), 및 발광 강도 검출부(83)를 구비한다.
발광부(81)는, 구동 전류를 제어하기 위한 휘도 조정 신호(CT)가 발광 제어부(13A)로부터 추가로 공급되는 점을 제외하고, 발광부(21)와 마찬가지로 구성되어 있다.
발광부(81)는, 발광 제어부(13)로부터 공급되는 발광 타이밍 신호(LT)에 따른 타이밍에서 변조하면서 발광하여, 물체(15)에 대해 조사광을 조사한다. 발광부(81)가 발광할 때의 발광 강도는, 발광 제어부(13)로부터 공급되는 휘도 조정 신호(CT)에 의해 조정된다.
한편, 발광부(81)는, 예를 들면, 도 5에 나타낸 제1 구성예와 마찬가지로, 8개의 레이저 광원(41)을 소정의 배열로 배치한 구성인 것으로 한다.
반사판(82)은, 발광부(81)의 각 레이저 광원(41)으로부터 출사된 광을 반사시켜, 발광 강도 검출부(83)로 입사시킨다. 한편, 반사판(82) 대신에, 도광판이나 빔 스플리터 등을 사용하여, 발광부(81)의 각 레이저 광원(41)으로부터 출사된 광을 발광 강도 검출부(83)로 입사시키도록 해도 된다.
발광 강도 검출부(83)는, 반사판(82)에서 반사되어 입사되는, 발광부(81)의 각 레이저 광원(41)의 발광 강도(발광 휘도)를 검출하고, 검출 결과를, 발광 제어부(13A)로 공급한다.
발광 제어부(13A)는, 발광 강도 검출부(83)로부터 공급되는, 발광부(81)의 각 레이저 광원(41)의 발광 강도(발광 휘도)에 기초하여, 휘도 조정 신호(CT)를 발광부(81)로 공급한다. 발광 제어부(13A)가, 발광 타이밍 신호(LT)를 발광부(21)에 공급함으로써 발광의 온 오프를 제어한다는 점, 수광 개시 신호(ST)를 측거 센서(14)에 공급함으로써 수광부(31)의 수광 타이밍을 제어한다는 점은, 제1 실시형태와 마찬가지이다.
<7. 발광부의 구성예>
도 16은 제2 실시형태에 따른 발광부(81)의 상세와, 발광 제어부(13A) 및 수광부(31)를 나타내는 블록도이다.
발광부(81)는, 휘도 조정 신호(CT)가 새롭게 공급되고 있는 점을 제외하고, 도 4에 나타낸 발광부(21)와 마찬가지로 구성되어 있다. 발광 제어부(13A)는, 휘도 조정 신호(CT1)를 레이저 드라이버(42A)로 공급하고, 휘도 조정 신호(CT2)를 레이저 드라이버(42B)로 공급하고, 휘도 조정 신호(CT3)를 레이저 드라이버(42C)로 공급하고, 휘도 조정 신호(CT4)를 레이저 드라이버(42D)로 공급한다.
각 레이저 드라이버(42)는, 공급되는 휘도 조정 신호(CT)에 기초하여, 구동 제어 대상의 레이저 광원(41)의 발광 강도를 조정한다.
도 17은 레이저 드라이버(42A)와, 그 레이저 드라이버(42A)에 의해 구동 제어되는 레이저 광원(41A)의 회로 구성예를 나타내고 있다.
레이저 드라이버(42A)는 DC/DC 컨버터(141)와 스위치 제어부(142)를 구비한다.
레이저 광원(41A)은, 정전류원(101), 트랜지스터(102 및 103), 스위치(104), 및 발광 소자(105)에 의해 구성되어 있다. 발광 소자(105)는, 예를 들면 VCSEL이다.
트랜지스터(102 및 103)는, P채널형의 MOSFET(MOS: metal-oxide-semiconductor, FET: field-effect transistor)로 구성된다.
트랜지스터(102)의 소스는 DC/DC 컨버터(141)의 출력 라인에 접속되고, 드레인은 정전류원(101)을 통해 접지(GND)에 접속되고, 드레인과 게이트가 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(102)의 게이트는 스위치(104)를 통해 트랜지스터(103)의 게이트에 접속되어 있다.
트랜지스터(103)의 소스는 DC/DC 컨버터(141)의 출력 라인에 접속되고, 드레인은 발광 소자(105)의 애노드와 접속되고, 게이트는 스위치(104)를 통해 트랜지스터(102)의 게이트 및 드레인과 접속되어 있다.
레이저 드라이버(42A)의 DC/DC 컨버터(141)는 직류의 입력 전압(Vin)을 출력 전압(Vd)으로 변환하여, 트랜지스터(102 및 103)의 소스에 공급한다. DC/DC 컨버터(141)는, 공급되는 휘도 조정 신호(CT1)에 기초하여, 출력 전압(Vd)을 조정한다. 구체적으로는, DC/DC 컨버터(141)는, 휘도 조정 신호(CT1)로서, 전류를 증가시키라는 명령이 공급된 경우에는, 출력 전압(Vd)을 상승시키고, 전류를 감소시키라는 명령이 공급된 경우에는, 출력 전압(Vd)을 감소시킨다.
스위치 제어부(142)는, 발광 타이밍 신호(LT1)에 기초하여, 스위치(104)의 온 오프를 제어한다. 구체적으로는, 스위치 제어부(142)는, High의 발광 타이밍 신호(LT1)가 공급되고 있는 기간에서는, 스위치(104)를 온으로 하고, Low의 발광 타이밍 신호(LT1)가 공급되고 있는 기간에서는, 스위치(104)를 오프로 한다.
스위치(104)가 온으로 제어된 경우, 정전류원(101), 트랜지스터(102 및 103)는, 커런트 미러 회로를 구성하고, 트랜지스터(102)를 흐르는 전류(Id)와 동일한 전류(Id)가 트랜지스터(103)를 흐르고, 나아가 구동 전류(Id)로서 발광 소자(105)에도 공급되므로, 발광 소자(105)가 발광한다.
스위치(104)가 오프로 제어된 경우, 발광 소자(105)에는 구동 전류(Id)가 흐르지 않으므로, 발광 소자(105)는 발광하지 않는다.
DC/DC 컨버터(141)는, 휘도 조정 신호(CT1)에 기초하여 출력 전압(Vd)을 조정함으로써, 발광 소자(105)에 공급하는 구동 전류(Id)를 제어할 수 있다.
도시는 생략하지만, 레이저 드라이버(42D)와, 그 레이저 드라이버(42D)에 의해 구동 제어되는 레이저 광원(41H)의 회로 구성도, 도 17의 레이저 드라이버(42A) 및 레이저 광원(41A)과 마찬가지로 구성되어 있다.
도 18은 레이저 드라이버(42B)와, 그 레이저 드라이버(42B)에 의해 구동 제어되는 3개의 레이저 광원(41B 내지 41D)의 회로 구성예를 나타내고 있다.
레이저 드라이버(42B)는 DC/DC 컨버터(141)와 스위치 제어부(142)를 구비한다.
레이저 광원(41B)은, 정전류원(101), 트랜지스터(102 및 103), 스위치(104), 및 발광 소자(105)에 의해 구성되어 있다. 레이저 광원(41B)의 구성은, 도 17의 레이저 광원(41A)과 마찬가지므로, 그 설명은 생략한다.
레이저 광원(41C)은, 트랜지스터(111), 스위치(112), 및 발광 소자(113)에 의해 구성되어 있다. 트랜지스터(111)의 소스는 DC/DC 컨버터(141)의 출력 라인에 접속되고, 드레인은 발광 소자(113)의 애노드와 접속되고, 게이트는 스위치(112)를 통해 트랜지스터(102)의 게이트 및 드레인과 접속되어 있다.
레이저 광원(41D)은, 트랜지스터(121), 스위치(122), 및 발광 소자(123)에 의해 구성되어 있다. 트랜지스터(121)의 소스는 DC/DC 컨버터(141)의 출력 라인에 접속되고, 드레인은 발광 소자(123)의 애노드와 접속되고, 게이트는 스위치(122)를 통해 트랜지스터(102)의 게이트 및 드레인과 접속되어 있다.
스위치(104, 112, 및, 122)는, 스위치 제어부(142)의 제어에 의해, 온 오프 된다.
스위치(104, 112, 및, 122)가 온으로 제어된 경우, 정전류원(101), 트랜지스터(102, 103, 111, 및 121)는, 커런트 미러 회로를 구성하고, 트랜지스터(102)를 흐르는 전류(Id)와 동일한 전류(Id)가 트랜지스터(103, 111, 및 121)를 흐르고, 나아가 구동 전류(Id)로서 발광 소자(105, 113, 및, 123)에도 공급되므로, 발광 소자(105, 113, 및, 123)가 발광한다.
DC/DC 컨버터(141)는, 휘도 조정 신호(CT2)에 기초하여 출력 전압(Vd)을 조정함으로써, 발광 소자(105, 113, 및, 123)에 공급하는 구동 전류(Id)를 제어할 수 있다.
도시는 생략하지만, 레이저 드라이버(42C)와, 그 레이저 드라이버(42C)에 의해 구동 제어되는 3개의 레이저 광원(41E 내지 41G)의 회로 구성도, 도 18의 레이저 드라이버(42B) 및 레이저 광원(41B 내지 41D)과 마찬가지로 구성되어 있다.
<8. 발광 강도 조정 처리>
다음으로, 도 19의 플로우차트를 참조하여, 제2 실시형태에 따른 측거 모듈(11)에 의한 발광 강도 조정 처리에 대해 설명한다. 이 처리는, 예를 들면, 측거 모듈(11)에 대해 측정 개시의 지시가 공급되었을 때, 개시된다.
처음에, 스텝(S1)에 있어서, 발광 제어부(13A)는 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H) 중 레이저 광원(41A)(이하, 제1 레이저 광원(41A)이라고도 칭함)만을 발광시킨다.
보다 구체적으로는, 발광 제어부(13A)는, 레이저 드라이버(42A)에는, 소정의 주기 및 기간에서 High가 되는 발광 타이밍 신호(LT1)를 공급하고, 레이저 드라이버(42B 내지 42D)에는, 상시(常時) Low의 발광 타이밍 신호(LT2 내지 LT4)를 공급한다. 이에 의해, 레이저 드라이버(42A)가 구동 제어하는 제1 레이저 광원(41A)만이 소정의 발광 타이밍에서 발광한다.
스텝(S2)에 있어서, 발광 강도 검출부(83)는, 반사판(82)에서 반사되어 입사되는, 제1 레이저 광원(41A)의 발광 강도를 검출하고, 검출 결과를 발광 제어부(13A)로 공급한다. 여기서, 검출된 발광 강도를 제1 발광 강도라고 칭한다.
스텝(S3)에 있어서, 발광 제어부(13A)는, 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H) 중 레이저 광원(41B 내지 41D)(이하, 제2 레이저 광원(41B 내지 41D)이라고도 칭함)만을 발광시킨다.
보다 구체적으로는, 발광 제어부(13A)는, 레이저 드라이버(42B)에는, 소정의 주기 및 기간에서 High가 되는 발광 타이밍 신호(LT2)를 공급하고, 레이저 드라이버(42A, 42C, 및 42D)에는, 상시 Low의 발광 타이밍 신호(LT1, LT3, 및 LT4)를 공급한다. 이에 의해, 레이저 드라이버(42B)가 구동 제어하는 제2 레이저 광원(41B 내지 41D)만이 소정의 발광 타이밍에서 발광한다.
스텝(S4)에 있어서, 발광 강도 검출부(83)는, 반사판(82)에서 반사되어 입사되는, 제2 레이저 광원(41B 내지 41D)의 발광 강도를 검출하고, 검출 결과를 발광 제어부(13A)로 공급한다. 여기서, 검출된 발광 강도를 제2 발광 강도라고 칭한다.
스텝(S5)에 있어서, 발광 제어부(13A)는, 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H) 중 레이저 광원(41E 내지 41G)(이하, 제3 레이저 광원(41E 내지 41G)이라고도 칭함)만을 발광시킨다.
보다 구체적으로는, 발광 제어부(13A)는, 레이저 드라이버(42C)에는, 소정의 주기 및 기간에서 High가 되는 발광 타이밍 신호(LT3)를 공급하고, 레이저 드라이버(42A, 42B, 및 42D)에는, 상시 Low의 발광 타이밍 신호(LT1, LT2, 및 LT4)를 공급한다. 이에 의해, 레이저 드라이버(42C)가 구동 제어하는 제3 레이저 광원(41E 내지 41G)만이 소정의 발광 타이밍에서 발광한다.
스텝(S6)에 있어서, 발광 강도 검출부(83)는, 반사판(82)에서 반사되어 입사되는, 제3 레이저 광원(41E 내지 41G)의 발광 강도를 검출하고, 검출 결과를 발광 제어부(13A)로 공급한다. 여기서, 검출된 발광 강도를 제3 발광 강도라고 칭한다.
스텝(S7)에 있어서, 발광 제어부(13A)는, 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H) 중 레이저 광원(41H)(이하, 제4 레이저 광원(41H)이라고도 칭함)만을 발광시킨다.
보다 구체적으로는, 발광 제어부(13A)는, 레이저 드라이버(42D)에는, 소정의 주기 및 기간에서 High가 되는 발광 타이밍 신호(LT4)를 공급하고, 레이저 드라이버(42A 내지 42C)에는, 상시 Low의 발광 타이밍 신호(LT1 내지 LT3)를 공급한다. 이에 의해, 레이저 드라이버(42D)가 구동 제어하는 제4 레이저 광원(41H)만이 소정의 발광 타이밍에서 발광한다.
스텝(S8)에 있어서, 발광 강도 검출부(83)는, 반사판(82)에서 반사되어 입사되는, 제4 레이저 광원(41H)의 발광 강도를 검출하고, 검출 결과를 발광 제어부(13A)로 공급한다. 여기서, 검출된 발광 강도를 제4 발광 강도라고 칭한다.
전술한 스텝(S1 내지 S8)에 있어서 소정의 레이저 광원(41)을 발광시키는 경우의 발광 타이밍 신호(LT)의 발광 ON(High)의 주기 및 기간은 동일하다. 즉, 각 레이저 광원(41)이 발광할 때의 발광 조건은 동일하다. 또한, 1회째의 휘도 조정 신호(CT1 내지 CT4)는, 미리 결정된 초기값(디폴트 값)으로 되어 있다.
스텝(S9)에 있어서, 발광 제어부(13A)는, 전술한 처리에서 얻어진 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되어 있는지, 즉, 제1 발광 강도:제2 발광 강도:제3 발광 강도:제4 발광 강도=1:3:3:1이 되어 있는지를 판정한다. 발광 제어부(13A)는, 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가, 미리 결정된 소정의 오차 범위 내에서 1:3:3:1이 되어 있는 경우, 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되어 있다고 판정한다.
스텝(S9)에서, 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가 1:3:3:1로는 되어 있지 않다고 판정된 경우, 처리는 스텝(S10)으로 진행하고, 발광 제어부(13A)는, 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되도록, 휘도 조정 신호(CT1 내지 CT4)를 제어한다.
스텝(S10) 이후, 처리는 스텝(S1)로 되돌아가고, 전술한 스텝(S1 내지 S9)의 처리가 실행된다. 즉, 휘도 조정 신호(CT1 내지 CT4)가 변경되고, 구동 전류(Id)가 조정된 후, 다시, 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되어 있는지가 판정된다.
한편, 스텝(S9)에서, 제1 발광 강도 내지 제4 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되어 있다고 판정된 경우, 발광 강도 조정 처리는 종료된다.
발광 강도 조정 처리 이후에는, 도 6을 참조하여 설명한 발광 제어에 의해, 8개의 레이저 광원(41A 내지 41H)이 발광되고, 피측정물로서의 물체(15)에서 반사된 반사광이 수광부(31)가 수광한다. 그리고, 신호 처리부(32)는, 수광부(31)의 수광 결과에 기초하여, 물체(15)까지의 거리 정보를 나타내는 깊이 맵과 신뢰도 맵을, 측정 결과로서 출력한다.
이상과 같이, 제2 실시형태에 따른 측거 모듈(11)에 의하면, 발광부(81)의 각 레이저 광원(41)이 발광할 때의 발광 강도를 모니터링하는 기능을 구비하고, 각 레이저 광원(41)의 발광 강도의 비가 소정의 비율이 되도록 제어할 수 있으므로, 발광부(21)가 출사하는 조사광을, 보다 정밀하게, 의사적인 사인파(의사 사인파)로 할 수 있다.
한편, 전술한 제2 실시형태에서는, 발광부(81)가 도 5에 나타낸 제1 구성예인 경우를 예로 설명하였지만, 발광부(81)가 도 8에 나타낸 제1 구성예의 변형예의 구성을 갖는 경우에도 마찬가지로 모니터링 기능을 부가할 수 있다. 또한, 발광부(81)가 도 9에 나타낸 제2 구성예의 구성을 갖는 경우에도 마찬가지로, 모니터링 기능을 부가할 수 있다.
<9. 측거 모듈의 칩 구성예>
도 20은 측거 모듈(11)의 칩 구성예를 나타내는 사시도이다.
측거 모듈(11)은, 예를 들면, 도 20의 A에 나타내어지는 바와 같이, 조명 장치(12 또는 12A)로서의 제1 칩(12C)과, 측거 센서(14)로서의 제2 칩(14C)을, 중계 기판(인터포저 기판)(151) 상에 형성하여 구성할 수 있다. 발광 제어부(13)는, 제1 칩(12C) 또는 제2 칩(14C) 중 어느 하나에 포함되어 구성되어 있다.
측거 센서(14)로서의 제2 칩(14C)은, 도 20의 B에 나타내어지는 바와 같이, 제1 다이(기판)(161)와 제2 다이(기판)(162)가 적층된 1개의 칩으로 구성할 수 있다.
제1 다이(161)에는, 화소 어레이, 검출 신호를 AD 변환하는 AD 변환부 등을 포함하는 수광부(31)(로서의 회로)가 구성되고, 제2 다이(162)에는, 신호 처리부(32)를 포함하는 로직 회로가 구성되어 있다.
한편, 조명 장치(12 또는 12A)와 측거 센서(14)는, 도 20과 같이, 중계 기판(151)을 사용하여 일체로 하지 않고, 따로따로 분리되어도 된다. 또한, 측거 센서(14)는, 제1 다이(161)와 제2 다이(162)에 더하여, 또 하나의 로직 다이를 적층한 3층으로 구성해도 된다. 또는, 4층 이상의 다이(기판)의 적층으로 구성해도 된다.
<10. 전자 기기의 구성예>
전술한 측거 모듈(11)은, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿형 단말, 휴대 전화기, 퍼스널 컴퓨터, 게임기, 텔레비전 수상기, 웨어러블 단말, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 전자 기기에 탑재할 수 있다.
도 21은 측거 모듈을 탑재한 전자 기기로서의 스마트폰의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 스마트폰(201)은, 측거 모듈(202), 촬상 장치(203), 디스플레이(204), 스피커(205), 마이크로폰(206), 통신 모듈(207), 센서 유닛(208), 터치 패널(209), 및 제어 유닛(210)이, 버스(211)를 통해 접속되어 구성된다. 또한, 제어 유닛(210)에서는, CPU가 프로그램을 실행함으로써, 애플리케이션 처리부(221) 및 오퍼레이션 시스템 처리부(222)로서의 기능을 갖는다.
측거 모듈(202)에는, 도 1의 측거 모듈(11)이 적용된다. 예를 들면, 측거 모듈(202)은, 스마트폰(201)의 전면에 배치되며, 스마트폰(201)의 사용자를 대상으로 한 측거를 행함으로써, 그 사용자의 얼굴, 손, 손가락 등의 표면 형상의 깊이 값을 측거 결과로서 출력할 수 있다.
촬상 장치(203)는, 스마트폰(201)의 전면에 배치되며, 스마트폰(201)의 사용자를 피사체로 한 촬상을 행함으로써, 그 사용자가 찍힌 화상을 취득한다. 한편, 도시하지 않지만, 스마트폰(201)의 배면에도 촬상 장치(203)가 배치된 구성으로 해도 된다.
디스플레이(204)는, 애플리케이션 처리부(221) 및 오퍼레이션 시스템 처리부(222)에 의한 처리를 행하기 위한 조작 화면이나, 촬상 장치(203)가 촬상한 화상 등을 표시한다. 스피커(205) 및 마이크로폰(206)은, 예를 들면, 스마트폰(201)에 의해 통화를 행할 때에, 상대편 음성의 출력 및 사용자 음성의 수집을 행한다.
통신 모듈(207)은 통신 네트워크를 통한 통신을 행한다. 센서 유닛(208)은, 속도, 가속도, 근접 등을 센싱하고, 터치 패널(209)은, 디스플레이(204)에 표시되어 있는 조작 화면에 대한 사용자에 의한 터치 조작을 취득한다.
애플리케이션 처리부(221)는, 스마트폰(201)에 의해 다양한 서비스를 제공하기 위한 처리를 행한다. 예를 들면, 애플리케이션 처리부(221)는, 측거 모듈(202)로부터 공급되는 깊이에 기초하여, 사용자의 표정을 가상으로 재현한 컴퓨터 그래픽스에 의한 얼굴을 작성하여, 디스플레이(204)에 표시하는 처리를 행할 수 있다. 또한, 애플리케이션 처리부(221)는, 측거 모듈(202)로부터 공급되는 깊이에 기초하여, 예를 들면, 임의의 입체적인 물체의 삼차원 형상 데이터를 작성하는 처리를 행할 수 있다.
오퍼레이션 시스템 처리부(222)는, 스마트폰(201)의 기본적인 기능 및 동작을 실현하기 위한 처리를 행한다. 예를 들면, 오퍼레이션 시스템 처리부(222)는, 측거 모듈(202)로부터 공급되는 깊이 값에 기초하여, 사용자의 얼굴을 인증하여, 스마트폰(201)의 잠금을 해제하는 처리를 행할 수 있다. 또한, 오퍼레이션 시스템 처리부(222)는, 측거 모듈(202)로부터 공급되는 깊이 값에 기초하여, 예를 들면, 사용자의 제스처를 인식하는 처리를 행하고, 그 제스처에 따른 각종의 조작을 입력하는 처리를 행할 수 있다.
이와 같이 구성되어 있는 스마트폰(201)에서는, 전술한 측거 모듈(11)을 적용함으로써, 예를 들면, 고정밀도이며 고속으로 깊이 맵을 생성할 수 있다. 이에 의해, 스마트폰(201)은, 측거 정보에 따라 정확하게 검출할 수 있다.
<11. 이동체에의 응용예>
본 개시에 따른 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 따른 기술은 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 22는 본 개시에 따른 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은 통신 네트워크(12001)를 거쳐 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 22에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련하는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 보디계 제어 유닛(12020)은 키리스 엔트리(keyless entry) 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 깜빡이 또는 안개등 등의 각종 램프의 제어장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은 이들 전파 또는 신호의 입력을 수신하여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은 촬상부(12031)에 차 밖의 화상을 촬상시키고, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면 상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면, 운전자를 촬상하는 카메라를 포함한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않은지를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하여, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 차선 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량 주위의 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력장치로 음성 및 화상 중 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 22의 예에서는, 출력장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되고 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 23은 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 23에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노즈, 사이드 미러, 리어범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트 글래스의 상부 등의 위치에 설치된다. 프런트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 23에는 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노즈에 설치된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타낸다. 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 설치된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어범퍼 또는 백 도어에 설치된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 중첩됨으로써, 차량(12100)을 상방으로부터 본 부감 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는 거리 정보를 취득하는 기능을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 가지는 촬상 소자여도 된다.
예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어지는 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 대략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 선행차와의 사이에서 미리 확보해야 하는 차간거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 바탕으로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형차량, 보행자, 전신주 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량(12100) 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에 경보를 출력하거나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들면, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 아닌지를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면, 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 절차와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 아닌지를 판별하는 절차에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하여, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 따른 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대해 설명하였다. 본 개시에 따른 기술은, 이상 설명한 구성 중, 차외 정보 검출 유닛(12030)이나 차내 정보 검출 유닛(12040)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 차외 정보 검출 유닛(12030)이나 차내 정보 검출 유닛(12040)으로서 측거 모듈(11)에 의한 측거를 이용함으로써, 운전자의 제스처를 인식하는 처리를 행하고, 그 제스처에 따른 각종(예를 들면, 오디오 시스템, 내비게이션 시스템, 에어 컨디셔닝 시스템)의 조작을 실행하거나, 보다 정확하게 운전자의 상태를 검출할 수 있다. 또한, 측거 모듈(11)에 의한 측거를 이용하여, 노면의 요철을 인식해서, 서스펜션의 제어에 반영시키거나 할 수 있다.
한편, 본 기술은, Indirect ToF 방식 중에서도 Continuous-Wave 방식이라고 칭하는, 물체에 투사하는 광을 진폭 변조하는 방식에 적용할 수 있다. 또한, 수광부(31)의 포토다이오드의 구조로서는, CAPD(Current Assisted Photonic Demodulator) 구조의 측거 센서나, 포토다이오드의 전하를 2개의 게이트에 교대로 펄스를 인가하는 게이트 방식의 측거 센서 등, 2개의 전하 축적부에 전하를 배분하는 구조의 측거 센서에 적용할 수 있다.
본 기술의 실시형태는, 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
본 명세서에서 복수 설명한 본 기술은, 모순이 생기지 않는 한, 각각 독립적으로 단독으로 실시할 수 있다. 물론, 임의의 복수의 본 기술을 병용하여 실시할 수도 있다. 예를 들면, 어느 하나의 실시형태에서 설명한 본 기술의 일부 또는 전부를, 다른 실시형태에서 설명한 본 기술의 일부 또는 전부와 조합하여 실시할 수도 있다. 또한, 전술한 임의의 본 기술의 일부 또는 전부를, 전술하고 있지 않은 다른 기술과 병용하여 실시할 수도 있다.
또한, 예를 들면, 1개의 장치(또는 처리부)로서 설명한 구성을 분할하여, 복수의 장치(또는 처리부)로서 구성하도록 해도 된다. 반대로, 이상에 있어서 복수의 장치(또는 처리부)로서 설명한 구성을 함께 1개의 장치(또는 처리부)로서 구성되도록 해도 된다. 또한, 각 장치(또는 각처리부)의 구성에 전술한 이외의 구성을 부가하도록 해도 물론 된다. 나아가, 시스템 전체로서의 구성이나 동작이 실질적으로 동일하면, 어떤 장치(또는 처리부)의 구성의 일부를 다른 장치(또는 다른 처리부)의 구성에 포함시키도록 해도 된다.
나아가, 본 명세서에서, 시스템이란, 복수의 구성요소(장치, 모듈(부품) 등)의 집합을 의미하고, 모든 구성요소가 동일 캐비닛 중에 있는지 여부는 묻지 않는다. 따라서, 별개의 캐비닛에 수납되며, 네트워크를 통해 접속되어 있는 복수의 장치, 및 1개의 캐비닛 중에 복수의 모듈이 수납되어 있는 1개의 장치는, 모두, 시스템이다.
한편, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며 한정되는 것이 아니고, 본 명세서에 기재된 것 이외의 효과가 있어도 된다.
한편, 본 기술은 이하의 구성을 취할 수 있다.
(1)
제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과,
상기 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비하고,
상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는,
조명 장치.
(2)
상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 의사 사인파가 되도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는, 상기 (1)에 기재된 조명 장치.
(3)
상기 복수의 광원은, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과, 제3 광원 및 제4 광원을 포함하고,
상기 구동부는, 상기 제1 광원 내지 상기 제4 광원의 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되도록 발광시키는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 조명 장치.
(4)
상기 제2 광원의 발광 강도는 상기 제1 광원의 발광 강도의 3배인, 상기 (3)에 기재된 조명 장치.
(5)
상기 제2 광원은 3개의 상기 제1 광원으로 구성되는, 상기 (3)에 기재된 조명 장치.
(6)
상기 복수의 광원은, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과, 제3 광원 및 제4 광원을 포함하고,
상기 구동부는,
제1 발광 타이밍 신호에 기초하여 상기 제1 광원을 구동하고,
제2 발광 타이밍 신호에 기초하여 상기 제2 광원을 구동하고,
상기 제1 발광 타이밍 신호를 제1 지연 회로에 의해 소정 시간만큼 지연시킨 신호에 기초하여 상기 제3 광원을 구동하고,
상기 제2 발광 타이밍 신호를 제2 지연 회로에 의해 소정 시간만큼 지연시킨 신호에 기초하여 상기 제4 광원을 구동하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 조명 장치.
(7)
상기 제1 지연 회로와 상기 제2 지연 회로의 지연량은 동일한, 상기 (6)에 기재된 조명 장치.
(8)
상기 복수의 광원의 발광 강도를 검출하는 발광 강도 검출부를 더 구비하고,
상기 복수의 광원의 발광 강도가, 상기 발광 강도 검출부의 검출 값에 따라 조정되는, 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 조명 장치.
(9)
제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과,
상기 복수의 광원을 구동하는 구동부
를 구비하는 조명 장치의
상기 구동부가, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는, 조명 장치의 제어 방법.
(10)
조명 장치와,
측거 센서를 구비하고,
상기 조명 장치는,
제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과,
상기 복수의 광원을 구동하는 구동부
를 구비하고,
상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는,
측거 모듈.
11: 측거 모듈
12, 12A: 조명 장치
12C: 제1 칩
13, 13A: 발광 제어부
14: 측거 센서
14C: 제2 칩
15: 물체
21: 발광부
31: 수광부
32: 신호 처리부
41 (41A 내지 41L): 레이저 광원
42 (42A 내지 42H): 레이저 드라이버
43 (43X, 43Y): 레이저 광원
61 (61A 내지 61F): 지연 회로
81: 발광부
82: 반사판
83: 발광 강도 검출부
201: 스마트폰
202: 측거 모듈

Claims (10)

  1. 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과,
    상기 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비하고,
    상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는, 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 의사(pseudo) 사인파가 되도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는, 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원은, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과, 제3 광원 및 제4 광원을 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 제1 광원 내지 상기 제4 광원의 발광 강도의 비가 1:3:3:1이 되도록 발광시키는, 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 광원의 발광 강도는 상기 제1 광원의 발광 강도의 3배인, 조명 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 광원은 3개의 상기 제1 광원으로 구성되는, 조명 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원은, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과, 제3 광원 및 제4 광원을 포함하고,
    상기 구동부는,
    제1 발광 타이밍 신호에 기초하여 상기 제1 광원을 구동하고,
    제2 발광 타이밍 신호에 기초하여 상기 제2 광원을 구동하고,
    상기 제1 발광 타이밍 신호를 제1 지연 회로에 의해 미리 정해진 시간만큼 지연시킨 신호에 기초하여 상기 제3 광원을 구동하고,
    상기 제2 발광 타이밍 신호를 제2 지연 회로에 의해 미리 정해진 시간만큼 지연시킨 신호에 기초하여 상기 제4 광원을 구동하는, 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 지연 회로와 상기 제2 지연 회로의 지연량은 동일한, 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원의 발광 강도를 검출하는 발광 강도 검출부를 더 구비하고,
    상기 복수의 광원의 발광 강도가, 상기 발광 강도 검출부의 검출 값에 따라 조정되는, 조명 장치.
  9. 제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과,
    상기 복수의 광원을 구동하는 구동부
    를 구비하는 조명 장치의 제어 방법으로서,
    상기 조명 장치의 상기 구동부가, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는, 조명 장치의 제어 방법.
  10. 조명 장치와 측거 센서를 구비하는 측거 모듈로서,
    상기 조명 장치는,
    제1 광원과 제2 광원을 포함하는 복수의 광원과,
    상기 복수의 광원을 구동하는 구동부를 구비하고,
    상기 구동부는, 상기 복수의 광원에 의한 발광 강도가 피크 값 또는 최소 값을 중심으로 하여 1주기의 시간 폭에 있어서 시간 방향으로 대칭성을 갖도록, 상기 제1 광원과 제2 광원을 서로 다른 타이밍 및 발광 기간에서 발광시키는, 측거 모듈.
KR1020227009451A 2019-09-30 2020-09-17 조명 장치, 조명 장치의 제어 방법, 및 측거 모듈 KR20220069002A (ko)

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