TW202111350A - 測距感測器及其驅動方法、與測距模組 - Google Patents

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Abstract

本技術係關於一種可兼顧降低週期誤差與分散驅動電流之測距感測器及其驅動方法、以及測距模組。 測距感測器具備：相移電路，其相對於與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號，產生於1訊框期間內分時位移至複數個相位之相移驅動脈衝信號；及像素，其基於相移驅動脈衝信號而累積將自發光源照射之光受特定物體反射之反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號。本技術可適用於例如測定與特定物體之距離之測距模組等。

Description

測距感測器及其驅動方法、與測距模組
本技術係關於一種測距感測器及其驅動方法、以及測距模組，尤其關於一種可兼顧週期誤差之減少與驅動電流之分散之測距感測器及其驅動方法、以及測距模組。
藉由測定光之飛行時間而測定距物體之距離之ToF(Time of Flight：飛行時間)感測器使經調變之光自發光源輸出，並接收由物體反射而回之反射光。於距離之測量中，將自發光源輸出之調變光作為正弦波形進行信號處理，但自發光源實際輸出之光為矩形波形，因而將矩形波作為正弦波處理，會於測定值產生週期性誤差(以下，稱為週期誤差)。
例如，揭示有藉由使發光源輸出之調變光之相位進行位移，而產生擬正弦波，並減少週期誤差之技術(例如，參照專利文獻1)。
又，近年，ToF感測器之像素數有增大之傾向。若同時驅動複數個像素，則因驅動電流集中，可能導致強烈之充放電電流引起IR位降，從而無法正確驅動像素之情形。因此，亦考慮使像素驅動分散，藉此抑制峰值電流，防止IR位降之技術(例如，參照非專利文獻1、2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2009/051499號 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Cyrus S Bamji等人, 5.8 1Mpixel 65nm BSI 320MHz Demodulated TOF Image Sensor with 3.5um Global Shutter Pixels and Analog Binning, Microsoft Corp., 2018 IEEE International Solid-State Circuits Conference SESSION 5 / IMAGE SENSORS, 2018年2月12日 [非專利文獻2]Min-Sun Keel等人, A 640×480 Indirect Time-of-Flight CMOS Image Sensor with 4-tap 7-μm Global-Shutter Pixel and Fixed-Pattern Phase Noise Self-Compensation Scheme, Samsung Electronics Co., Ltd., 2019 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers
[發明所欲解決之問題]
然而，非專利文獻1、2之技術未考慮週期誤差。兼顧週期誤差之減少、與驅動電流之分散之方法仍未被提案。
本技術係鑒於此種狀況而完成者，即可兼顧週期誤差之減少、與驅動電流之分散者。 [解決問題之技術手段]
本技術之第1態樣之測距感測器具備：相移電路，其相對於與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號，產生於1訊框期間內分時位移至複數個相位之相移驅動脈衝信號；及像素，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積將自上述發光源照射之光受特定物體反射之反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號。
本技術之第2態樣之測距感測器之驅動方法係由具備相移電路與像素之測距感測器之上述相移電路，使與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號之相位位移，產生相移驅動脈衝信號，且由上述像素，基於上述相移驅動脈衝信號而累積將自上述發光源照射之光受特定物體反射之反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號。
本技術之第3態樣之測距模組具備：發光源，其於基於發光控制信號之照射時序，對特定之物體照射光；及測距感測器，其接收自上述發光源照射之光受上述特定物體反射之反射光；且上述測距感測器具備：相移電路，其使與上述發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號之相位位移，產生相移驅動脈衝信號；及像素，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積將上述反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號。
如本技術之第1至第3態樣，其中產生與顯示發光源之照射時序之發光控制信號對應產生之驅動脈衝信號之相位位移後之相移驅動脈衝信號，並基於上述相移驅動脈衝信號累積由上述發光源照射之光受特定物體反射之反射光所光電轉換之電荷，且自像素輸出與累積電荷相應之檢測信號。
測距感測器及測距模組可為獨立之裝置，亦可為裝入其他裝置之模組。
以下，對用於實施本技術之形態(以下，稱為實施形態)進行說明。另，按以下之順序進行說明。 1.測距模組之概略構成例 2.Indirect(間接) ToF方式之基本像素驅動 3.所有像素同時驅動之問題 4.受光部之詳細構成例 5.測距感測器之晶片構成例 6.電子機器之構成例 7.對移動體之應用例
＜1.測距模組之概略構成例＞ 圖1係顯示適用本技術之測距模組之概略構成例之方塊圖。
圖1所示之測距模組11係進行Indirect ToF方式之測距之測距模組，具有發光部12、及測距感測器13。測距模組11對物體照射光，並接收該光(照射光)受物體反射回來之光(反射光)，藉此產生作為距物體之距離資訊之深度圖並輸出。測距感測器13由發光控制部14、受光部15、及信號處理部16構成。
發光部12包含例如將VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面發光雷射)平面狀排列複數個之VCSEL陣列，作為發光源，於與自發光控制部14供給之發光控制信號相應之時序進行調變並發光，使照射光對物體照射。
發光控制部14藉由將特定之頻率(例如200 MHz等)之發光控制信號供給至發光部12，而控制發光部12。又，發光控制部14為配合發光部12之發光之時序使受光部15驅動，亦將發光控制信號供給至受光部15。
受光部15以2維配置複數個像素31之像素陣列32，接收來自物體之反射光，細節參照圖2予以後述。且，受光部15將由與接收之反射光之受光量相應之檢測信號構成之像素資料，以像素陣列32之像素31單位供給至信號處理部16。
信號處理部16基於自受光部15供給至像素陣列32之各像素31之像素資料，算出測距模組11至物體之距離即深度值，且產生儲存深度值作為各像素31之像素值之深度圖，並向模組外輸出。
＜2. Indirect ToF方式之基本之像素驅動＞ 於說明本揭示之受光部15執行之像素驅動之細節前，對Indirect ToF方式之基本之像素驅動(基本像素驅動)進行說明。
圖2係顯示受光部15之詳細構成例之方塊圖。
受光部15具有：像素陣列32，其將產生與接收之光量相應之電荷，且輸出與該電荷相應之檢測信號之像素31於列方向及行方向2維配置為矩陣狀；及驅動控制電路33，其配置於像素陣列32之周邊區域。
驅動控制電路33基於例如自發光控制部14供給之發光控制信號等，輸出用於控制像素31之驅動之控制信號(例如後述之分配信號DIMIX、或選擇信號ADDRESS DECODE(位址解碼)、及重設信號RST等)。
像素31具有：光電二極體51，其作為光電轉換部，產生與接收之光量相應之電荷；及第1分接頭52A及第2分接頭52B，其檢測由光電二極體51產生之電荷。於像素31中，1個光電二極體51產生之電荷分配於第1分接頭52A或第2分接頭52B。且，於光電二極體51產生之電荷中，分配於第1分接頭52A之電荷作為檢測信號A自信號線53A輸出，分配於第2分接頭52B之電荷作為檢測信號B自信號線53B輸出。
第1分接頭52A藉由傳送電晶體41A、FD(Floating Diffusion：浮動擴散)部42A、選擇電晶體43A、及重設電晶體44A構成。同樣，第2分接頭52B藉由傳送電晶體41B、FD部42B、選擇電晶體43B、及重設電晶體44B構成。
自發光部12如圖3所示，輸出以於照射時間T內重複照射之導通/斷開之方式調變(1週期=2T)之照射光，且延遲與距物體之距離相應之延遲時間ΔT，於光電二極體51中接收反射光。又，分配信號DIMIX_A控制傳送電晶體41A之導通/斷開，分配信號DIMIX_B控制傳送電晶體41B之導通/斷開。分配信號DIMIX_A係與照射光相同相位之信號，分配信號DIMIX_B成為反轉分配信號DIMIX_A之相位。
因此，圖2中，藉由光電二極體51接收反射光而產生之電荷於按照分配信號DIMIX_A導通傳送電晶體41A之期間傳送至FD部42A，於按照分配信號DIMIX_B導通傳送電晶體41B之期間傳送至FD部42B。藉此，於週期性進行照射時間T之照射光之照射的特定期間中，經由傳送電晶體41A傳送之電荷依序累積於FD部42A，且經由傳送電晶體41B傳送之電荷依序累積於FD部42B。
且，於累積電荷之期間結束後，若按照選擇信號ADDRESS DECODE(位址解碼)_A導通選擇電晶體43A，則累積於FD部42A之電荷經由信號線53A被讀取，且與其電荷量相應之檢測信號A自受光部15輸出。同樣，若按照選擇信號ADDRESS DECODE(位址解碼)_B導通選擇電晶體43B，則累積於FD部42B之電荷經由信號線53B被讀取，且與其電荷量相應之檢測信號B自受光部15輸出。又，累積於FD部42A之電荷若按照重設信號RST_A導通重設電晶體44A則被排出，且累積於FD部42B之電荷若按照重設信號RST_B導通重設電晶體44B則被排出。
如此，像素31將藉由光電二極體51接收之反射光而產生之電荷根據延遲時間ΔT分配於第1分接頭52A或第2分接頭52B，並輸出檢測信號A及檢測信號B作為像素資料。
信號處理部16基於自各像素31作為像素資料供給之檢測信號A及檢測信號B，算出深度值。作為算出深度值之方式，有使用2種相位之檢測信號之2Phase(相位)方式、與使用4種相位之檢測信號之4Phase方式。
對2Phase方式、與4Phase方式進行說明。
於4Phase方式中，受光部15如圖4所示，以照射光之照射時序為基準，於使相位錯開0°、90°、180°、及、270°之受光時序接收反射光。更具體而言，受光部15以於某訊框期間，相對於照射光之照射時序將相位設為0°並接收，於下個訊框期間，將相位設為90°並接收，於下個訊框期間，將相位設為180°進行接收，於下個訊框期間，將相位設為270°進行接收之方式，分時改變相位接收反射光。
另，0°、90°、180°、或270°之相位只要無特別言及，則表示像素31之第1分接頭52A之相位。因第2分接頭52B成為與第1分接頭52A反轉之相位，故於第1分接頭52A為0°、90°、180°、或270°之相位時，第2分接頭52B分別成為180°、270°、0°、或90°之相位。
圖5係為容易理解相位差，而並列顯示0°、90°、180°、及270°之各相位中之像素31之第1分接頭52A之曝光期間之圖。
如圖5所示，於第1分接頭52A中，將以與照射光相同之相位(相位0°)接收獲得之檢測信號A稱為檢測信號A0 ，將以與照射光錯開90度之相位(相位90°)接收獲得之檢測信號A稱為檢測信號A90 ，將以與照射光錯開180度之相位(相位180°)接收獲得之檢測信號A稱為檢測信號A180 ，將以與照射光錯開270度之相位(相位270°)接收獲得之檢測信號A稱為檢測信號A270 。
又，省略圖示，於第2分接頭52B中，將以與照射光相同之相位(相位0°)接收獲得之檢測信號B稱為檢測信號B0 ，將以與照射光錯開90度之相位(相位90°)接收獲得之檢測信號B稱為檢測信號B90 ，將以與照射光錯開180度之相位(相位180°)接收獲得之檢測信號B稱為檢測信號B180 ，將以與照射光錯開270度之相位(相位270°)接收獲得之檢測信號B稱為檢測信號B270 。
圖6係說明2Phase方式與4Phase方式之深度值與可靠度之算出方法之圖。
於Indirect ToF方式中，深度值d可由下式(1)求得。 [數1]
Figure 02_image001
式(1)之c為光速，ΔT為延遲時間，f表示光之調變頻率。又，式(1)之ϕ表示反射光之相位偏差量[rad]，由下式(2)表示。 [數2]
Figure 02_image003
於4Phase方式中，使用將相位設定為0°、90°、180°､270°獲得之檢測信號A0 至A270 及檢測信號B0 至B270 ，由下式(3)計算式(2)之I、Q。I、Q係將照射光之亮度變化假定為sin波，且將sin波之相位自極座標轉換為正交座標系(IQ平面)之信號。
Figure 02_image005
於4Phase方式中，例如式(3)之“A0 －A180 ”或“A90 －A270 ”所示，藉由取得相同像素之逆相位之檢測信號之差量，可去除存在於各像素之分接頭間之特性不均，即分接頭間之感度差。
另一方面，於2Phase方式中，可使用相位0°與相位90°之2個相位之檢測信號，計算式(2)之I、Q。即，2Phase方式之式(2)之I、Q成為下式(4)。
Figure 02_image007
於2Phase方式中，雖無法去除存在於各像素之分接頭間之特性不均，但因可僅以2個相位之檢測信號求得距物體之深度值d，故可以4Phase(相位)方式之2倍之訊框率進行測距。可以例如增益或偏移等修正參數調整分接頭間之特性不均。
可靠度cnf於2Phase方式及4Phase方式之任一者中，可由下式(5)求得。 [數3]
Figure 02_image009
自式(5)可知，可靠度cnf相當於像素31接收之反射光之大小，即亮度資訊(亮度值)。
另，以下，將像素陣列32之各像素31輸出0°、90°、180°、或270°等1相位之像素資料(檢測信號)之單位稱為1訊框(期間)。於4Phase方式中，以包含4相位之4訊框產生1張深度圖，於2Phase方式之情形時，以包含2相位之2訊框產生1張深度圖。
＜3.所有像素同時驅動之問題＞ 若相對於像素陣列32之所有像素31於相同之時序驅動上述基本像素驅動，則產生以下問題。
(1) IR位降之產生 驅動控制電路33進行藉由分配信號DIMIX_A及DIMIX_B，將光電二極體51產生之電荷分配於第1分接頭52A或第2分接頭52B之控制。於像素陣列32之像素數較多之情形時，若於相同時序對像素陣列32之所有像素31進行驅動，則因驅動電流集中，可能導致強烈之充放電電流引起IR位降，且分配信號DIMIX_A及DIMIX_B成為失真信號，無法正確地控制電荷分配之事態。於像素陣列32之像素數(解析度)大於例如640×480之VGA(Video Graphics Array：視訊圖形陣列)之情形時，若同時驅動像素陣列32之所有像素，則IR位降之影響較大。
(2) EMC/EMI之惡化 又，若以相同時序對像素陣列32之所有像素31進行驅動，則因峰值電流增大，自測距感測器13產生之電磁波亦變大，且EMC(Electromagnetic Compatibility：電磁相容)及EMI(Electromagnetic Interference：電磁干擾)惡化。
因此，期望之驅動為使像素陣列32之所有像素之驅動分散，並使峰值電流分散者。
(3)週期誤差之產生 如上所述，雖假定照射光之亮度變化為sin波而計算深度值d，但實際上，因自發光部12出射之光如圖3所示為矩形波，又因將矩形波作為正弦波處理，故於深度值d產生週期性誤差(以下，稱為週期誤差)。
本揭示之受光部15實現使像素陣列32之所有像素之驅動分散，且使峰值電流分散，並使週期誤差減少的驅動。以下，對受光部15之驅動進行詳細說明。
＜4.受光部之詳細構成例＞ ＜相位控制分割數2之例＞ 圖7係顯示受光部15之更詳細之構成例之方塊圖。
受光部15如圖2說明，具備2維配置像素31之像素陣列32、及驅動控制電路33。另，於圖7中，將圖2所示之像素31之第1分接頭52A及第2分接頭52B簡化為“A”及“B”並圖示。
於像素陣列32中，將N個(N＞1)像素行作為1個區塊BL，將2維配置之所有像素31分割為複數個區塊BL。圖7之例顯示有設為N=3，且將3個像素行作為1個區塊BL之例。
像素陣列32之各區塊BL進而區分為控制2種相位之單位(相位控制單位區塊)之任一者。若將2種相位控制單位區塊分別設為區塊BL_X與區塊BL_Y，則區塊BL_X與區塊BL_Y如圖7所示，交替配置於水平方向(列方向)。
受光部15除像素陣列32、與驅動控制電路33以外，進而具備脈衝產生電路71、與控制器(控制電路)72。
驅動控制電路33具備2個相移電路81、與2個以上之區塊驅動部82。另，脈衝產生電路71與控制器72之兩者或一者亦可作為驅動控制電路33之一部分構成。
於圖7中，將2個相移電路81中、與區塊BL_X對應之相移電路81表示為相移電路81X，將與區塊BL_Y對應之相移電路81表示為相移電路81Y。同樣地，將2個以上之區塊驅動部82中、與區塊BL_X對應之區塊驅動部82表示為區塊驅動部82X，將與區塊BL_Y對應之區塊驅動部82表示為區塊驅動部82Y。
脈衝產生電路71基於自發光控制部14供給之特定頻率(例如200 MHz等)之發光控制信號，產生驅動脈衝信號，且供給至相移電路81X及81Y。
更具體而言，脈衝產生電路71產生與來自發光控制部14之發光控制信號頻率同步之驅動脈衝信號。又，脈衝產生電路71將頻率同步之驅動脈衝信號進行圖4說明之、以照射光之照射時序為基準之相位之位移，且供給至相移電路81X及81Y。自脈衝產生電路71輸出之驅動脈衝信號相當於圖4等說明之分配信號DIMIX_A及DIMIX_B。
控制器72控制相移電路81X及81Y之相位變更之時序。即，控制器72對相移電路81X及81Y指示變更相位之時序。
相移電路81X及81Y根據需要，對自脈衝產生電路71供給之驅動脈衝信號進行使相位位移之處理，且向區塊驅動部82供給相移後之驅動脈衝信號(相移驅動脈衝信號)。相移電路81X及81Y藉由產生於1訊框期間內分時位移至複數個相位之驅動脈衝信號，而使以矩形波照射之照射光近似於sin波(擬sin化)。
具體而言，相移電路81X及81Y對自脈衝產生電路71供給之驅動脈衝信號，於1訊框期間內，以特定之順序進行使相位位移0°、45°、或90°之處理，且向區塊驅動部82供給位移後之驅動脈衝信號。另，於0°位移之情形時，亦可將自脈衝產生電路71供給之驅動脈衝信號直接向區塊驅動部82供給。
變更位移之相位之時序係由控制器72個別地向相移電路81X及81Y指示。相移電路81X及81Y於來自控制器72所指示之時序，變更位移之相位。
區塊驅動部82X將自相移電路81X供給之驅動脈衝信號、即相移後之分配信號DIMIX_A及DIMIX_B，向對應之區塊BL_X之各像素31供給，進行將光電二極體51所產生之電荷分配至第1分接頭52A或第2分接頭52B之控制。
區塊驅動部82Y將自相移電路81Y供給之驅動脈衝信號，即相移後之分配信號DIMIX_A及DIMIX_B，向對應之區塊BL_Y之各像素31供給，並進行將光電二極體51所產生之電荷分配於第1分接頭52A或第2分接頭52B之控制。
圖8係說明相移電路81X及81Y各者之相移處理之圖。
圖8之區塊BL_X及BL_Y內之縱向表示1訊框期間內之時間軸。
相移電路81X自相位0°開始，按照由控制器72指示之時序，每經過特定時間以45°、90°之順序將相位位移並輸出。90°之相位過後，返回至0°之相位，直至曝光結束為止，以0°、45°、90°之順序重複相移處理。
另一方面，相移電路81Y自相位90°開始，按照由控制器72指示之時序，每經過特定時間以0°、45°之順序將相位位移並輸出。45°之相位過後，返回至90°之相位，直至曝光結束為止，以90°、0°、45°之順序重複相移處理。
圖9顯示0°、45°、90°各者之相位之電荷累積時間(積分時間)。
控制器72如圖9之A所示，於相移電路81產生進行0°之相移之驅動脈衝信號之期間、產生進行45°之相移之驅動脈衝信號之期間、及產生進行90°之相移之驅動脈衝信號之期間之比成為1：√2：1之時序，將相位變更指示至相移電路81。藉此，0°、45°、90°各者之相位之電荷累積時間之比成為1：√2：1。
藉由將0°、45°、90°各者之相位之電荷累積時間之比設為1：√2：1，而如圖9之B所示，可使調變波之波形近似於sin波。藉由調整電荷累積時間之比，可調整sin波之振幅。
為使自發光部12輸出之矩形波形之光近似於正弦波，而如專利文獻1所揭示，可使光源之發光時序相移並擬sin化，但受光側之受光時序如圖9般相移，亦可擬sin化。
圖10顯示區塊BL_X與區塊BL_Y各者之相移控制。
驅動控制電路33將像素陣列32之所有像素區分於區塊BL_X與區塊BL_Y之2個相位控制單位區塊，如圖10所示，以不同之相位使區塊BL_X與區塊BL_Y累積電荷。藉此，因驅動像素31之電流於像素陣列32整體分散，故可抑制IR位降之降低，亦抑制EMC及EMI之惡化。
又，相移電路81基於控制器72之時序控制，將0°、45°、90°各者之相位之電荷累積時間之比控制為1：√2：1，藉此可使接收之光之調變波近似於sin波，並可減少週期誤差。
因配置於區塊BL_X與區塊BL_Y各者之各像素之積分結果相同，故自各像素輸出之像素資料(檢測信號A及B)無需消除像素陣列32之面內(區域內)之偏移等之修正處理等特別之修正處理。
因此，根據測距感測器13，可實現兼顧週期錯誤之減少與驅動電流之分散之驅動。又，可取得與無相移之情形同樣之像素資料(檢測信號A及B)。
＜相位控制分割數3之例＞ 圖7至圖10所示之例將像素陣列32之所有像素作為相位控制單位區塊，且分為2個區塊BL_X與區塊BL_Y，亦可分為3個以上之相位控制單位區塊。
圖11係顯示將相位控制單位區塊區分為3種之情形之對應於圖8之像素陣列32與驅動控制電路33之概略構成例之圖。
於圖11中，於像素陣列32中以N行單位分割之各區塊BL區分為區塊BL_X、區塊BL_Y、及BL_Z之3種。
於此情形時，驅動控制電路33具備3個相移電路81、與3個以上之區塊驅動部82。
將3個相移電路81中與區塊BL_X、BL_Y、BL_Z對應之相移電路81分別表示為相移電路81X、81Y、81Z。同樣，將3個以上之區塊驅動部82中與區塊BL_X、BL_Y、BL_Z對應之區塊驅動部82分別表示為區塊驅動部82X、82Y、82Z。
相移電路81X按照由控制器72指示之時序，變更由脈衝產生電路71供給之驅動脈衝信號之相位，並向區塊驅動部82X供給。相移電路81X自相位0°開始，每經過特定時間，以45°、90°之順序使相位位移並輸出。90°之相位過後，返回至0°之相位。
相移電路81Y按照由控制器72指示之時序，變更由脈衝產生電路71供給之驅動脈衝信號之相位，並向區塊驅動部82Y供給。相移電路81Y自相位90°開始，按照由控制器72指示之時序，每經過特定時間，以0°、45°之順序使相位位移並輸出。45°之相位過後，返回至90°之相位。
相移電路81Z按照由控制器72指示之時序，變更由脈衝產生電路71供給之驅動脈衝信號之相位，並向區塊驅動部82Z供給。相移電路81Z自相位45°開始，按照自控制器72指示之時序，每經過特定時間，以90°、0°之順序，使相位位移並輸出。0°之相位過後，返回至45°之相位。
圖12顯示區塊BL_X、BL_Y、及BL_Z各者之相移控制。
驅動控制電路33將像素陣列32之所有像素區分於區塊BL_X、BL_Y、及BL_Z之3個相位控制單位區塊，如圖12所示，以不同之相位使區塊BL_X、BL_Y、及BL_Z累積電荷。藉此，因驅動像素31之電流於像素陣列32整體分散，故可抑制IR位降之降低，亦抑制EMC及EMI之惡化。
又，相移電路81基於控制器72之時序控制，將0°、45°、90°各者之相位之電荷累積時間之比控制為1：√2：1，藉此可使接收之光之調變波近似於sin波，並可減少週期誤差。
因配置於區塊BL_X、BL_Y、及BL_Z各者之各像素之積分結果相同，故自各像素輸出之像素資料(檢測信號A及B)無需消除像素陣列32之面內(區域內)之偏移等之修正處理等特別之修正處理。
＜像素陣列內之區塊分割方法＞ 於上述之例中，雖將N個(N＞1)像素行作為1個區塊BL，且將像素陣列32沿列方向分割為複數個區塊BL，但將像素陣列32分割為複數個區塊BL之區塊分割方法未限定於此。
圖13顯示將像素陣列32分割為區塊BL_X與區塊BL_Y之2種相位控制單位區塊之情形之各種區塊分割方法之例。
另，圖13中，記載有“X”之區域表示區塊BL_X，記載有“Y”之區域表示區塊BL_Y。
圖13之B與上述之例相同，顯示將N個像素行作為1個區塊BL，且將像素陣列32沿列方向分割為複數個區塊BL之區塊分割方法。
圖13之A顯示將1個像素行作為1個區塊BL，且將像素陣列32沿列方向(水平方向)分割為複數個區塊BL之區塊分割方法。
圖13之C顯示若將像素陣列32整體之矩形區域之垂直方向設為南北方向，且將水平方向設為東西方向，則將像素陣列32沿南北方向分割為2個區塊BL之區塊分割方法。如此，於將區塊BL_X與區塊BL_Y沿南北方向2分割而配置之情形時，相移電路81與區塊驅動部82亦可根據控制對象之區塊BL分散配置。例如，控制配置於北側(圖13之C之上側)之區塊BL_X之像素31之相移電路81X與區塊驅動部82X配置於像素陣列32之北側，且控制配置於南側(圖13之C之下側)之區塊BL_Y之像素31之相移電路81Y與區塊驅動部82Y可配置於像素陣列32之南側。
圖13之E顯示將沿水平垂直方向分別包含N個像素之區域，作為1個區塊BL，且區塊BL_X與區塊BL_Y以於水平垂直方向交替配置為方格圖案狀之方式分割之區塊分割方法。
圖13之D顯示將包含1個像素之區域作為1個區塊BL，且區塊BL_X與區塊BL_Y以於水平垂直方向交替配置為方格圖案狀之方式分割之區塊分割方法。
圖13之F顯示將像素陣列32整體之矩形區域分別沿東西南北方向分割為2個區塊BL之區塊分割方法。於此情形時，像素陣列32整體分割為2×2之4個區塊BL，並將區塊BL_X與區塊BL_Y配置為方格圖案狀。相移電路81與區塊驅動部82與圖13之C同樣，可分割配置於像素陣列32之南北方向之2部位，亦可分割配置於東西南北方向之4處。當然，亦可如圖7所示，集中配置於東西南北方向之任意一處。
＜IQ鑲嵌之檢測＞ 藉由利用上述複數個相移電路81與複數個區塊驅動部82之擬sin化用之相移、與區塊單位之驅動時序分散，而產生驅動電流之分散、或週期誤差減少之效果。
然而，為使測距感測器13輸出1張深度圖，而如上所述，於4Phase方式中需要4訊框，於2Phase方式中亦需要2訊框。若測距感測器13之像素數變多，則亦擔心訊框率之降低。
參照圖14，對將2Phase方式變形，以1訊框輸出1張深度圖之驅動進行說明。
於2Phase方式中，如圖14之左側所示，於第1訊框中，以各像素31之第1分接頭52A取得相位0°之檢測信號，以第2分接頭52B取得相位180°之檢測信號。其次，於第2訊框中，以各像素31之第1分接頭52A取得相位90°之檢測信號，以第2分接頭52B取得相位270°之檢測信號。且，使用第1訊框與第2訊框之4個檢測信號，算出式(4)之I、Q、與式(1)之深度值d。
若將於第1訊框獲得之各像素31之像素資料，稱為相對於光之調變波同相成分之I像素資料，且將於第2訊框獲得之各像素31之像素資料，稱為相對於光之調變波正交相位成分之Q像素資料，則2Phase方式係於第1訊框中，以所有像素取得I像素資料，於第2訊框中，以所有像素取得Q像素資料之方式。
對此，如圖14之右側所示，藉由使取得I像素資料之像素31(以下，稱為I像素)、與取得Q像素資料之像素31(以下，稱為Q像素)混雜，可相對於光之調變波，以1訊框取得相位0°、90°、180°、及270°之所有檢測信號，故可計算式(4)之I、Q，並可求得深度值d。如此，將於1訊框中使I像素、與Q像素混雜之驅動稱為IQ鑲嵌驅動。
另，於圖14之IQ鑲嵌驅動中，與上述2Phase方式同樣，無法去除存在於各像素之分接頭間之特性不均。
於優先去除存在於各像素之分接頭間之特性不均之情形時，如圖15所示，驅動控制電路33於第1訊框中，進行與圖14之1訊框之IQ鑲嵌驅動同樣之驅動，於第2訊框中，進行相對於第1訊框反轉各像素31之第1分接頭52A與第2分接頭52B之相位之IQ鑲嵌驅動。於此情形時，藉由使用第1訊框與第2訊框之像素資料，以相同之像素取得逆相位之檢測信號之差量，而與上述4Phase方式同樣，可去除存在於各像素之分接頭間之特性不均，並可以較4Phase方式更少之訊框數(2訊框)求得深度值d。
另，IQ鑲嵌驅動雖於圖14及圖15之例中，以像素行單位配置I像素與Q像素，但I像素與Q像素之配置未限定於該例。例如圖16所示，亦可將I像素、與Q像素配置為沿水平垂直方向交替配置之方格圖案狀。
作為隨著像素陣列32之像素數增大之訊框率降低之對策，可採用上述IQ鑲嵌驅動。
又，藉由組合IQ鑲嵌驅動、利用複數個相移電路81與複數個區塊驅動部82之擬sin化用之相移、及區塊BL單位之驅動時序分散，可同時獲得訊框率縮短效果、驅動電流之分散或週期誤差減少之效果。
＜以相位控制分割數4進行IQ鑲嵌驅動之例＞ 其次，對將像素陣列32之所有像素區分於4種相位控制單位區塊，且如圖14所示以像素行單位配置I像素與Q像素之IQ鑲嵌驅動進行說明。
圖17係顯示將像素陣列32區分為4種相位控制單位區塊，且進行IQ鑲嵌驅動之情形之像素陣列32與驅動控制電路33之概略構成例之圖。
將像素陣列32中以N行單位分割之各區塊BL區分為區塊BL_XI、區塊BL_YI、區塊BL_XQ、及、區塊BL_YQ之4種。區塊BL_XI與BL_YI係具有作為I像素之進行驅動之像素31之區塊BL，區塊BL_XQ與BL_YQ係具有作為Q像素之進行驅動之像素31之區塊BL。
驅動控制電路33具備4個相移電路81、與4個以上之區塊驅動部82。
4個相移電路81中與區塊BL_XI、BL_YI、BL_XQ、及BL_YQ對應之相移電路81分別表示為相移電路81XI、81YI、81XQ、及81YQ。同樣，4個以上之區塊驅動部82中與區塊BL_XI、BL_YI、BL_XQ、及BL_YQ對應之區塊驅動部82分別表示為區塊驅動部82XI、82YI、82XQ、及82YQ。
圖18顯示區塊BL_XI、BL_YI、BL_XQ、及BL_YQ各者之相移控制。
各像素31之0°、45°、及90°之相位之電荷累積時間之比與上述之例同樣，為1：√2(≒1.4)：1。於I像素之相位為0°、45°、或90°之情形時，Q像素之相位分別為90°、135°、或180°，I像素之相位、與Q像素之相位處於正交之關係。
根據圖18可知，若將擬sin化用之相移之種類設為0°、45°、及90°(於Q像素中為90°、135°、及、180°)之3種，並將0°、45°、90°各者之相位之電荷累積時間之比設為1：√2(≒1.4)：1，則於虛線所示之一部分期間內，於2個區塊BL中相位相同。換言之，雖各區塊BL之相位除虛線所示之一部分期間外不同，但無法於整個1訊框期間內，將相位以各區塊BL之相位不同之方式完全分散。
因此，驅動控制電路33可藉由進行圖19所示之相移控制，而於整個1訊框期間內，使各相位控制單位區塊之相位完全不同。
圖19係顯示將像素陣列32區分為4種相位控制單位區塊，且使各相位控制單位區塊之相位完全不同之IQ鑲嵌驅動之相移控制例之圖。
驅動控制電路33將擬sin化用之相移之種類設為按22.5°變化之0°、22.5°、45°、67.5°、及90°(於Q相位中為90°、112.5°、135°、157.5°、及180°)之5種，並將0°、22.5°、45°、67.5°、及90°各者之相位之電荷累積時間之比設為1：2.6092：3.4071：2.6061：0.9964，且進行相移控制。
藉由進行此種控制，可將各相位控制單位區塊之相位設為於任何期間內皆不同之狀態。例如於虛線所示之期間101中，區塊BL_XI、BL_YI、BL_XQ、及BL_YQ分別控制為0°、45°、90°、及135°之相位，於虛線所示之期間102中，分別控制為45°、90°、135°、及180°之相位。
圖20係顯示矩形脈衝之曝光控制、與圖19所示之擬sin化之曝光控制之週期誤差之比較結果之圖。
圖20之A係顯示High(高)之時間之比率為50%即Duty(負荷) 50%之矩形脈衝之曝光控制之週期誤差(CE：Cyclic error)之圖表。
圖20之B係顯示High(高)之時間之比率為33%即Duty 33%之矩形脈衝之曝光控制之週期誤差(CE)之圖表。
圖20之C係顯示圖19所示之擬sin化之曝光控制之週期誤差(CE)之圖表。
圖20之A、B及C之任一者皆為左側之圖表表示於1訊框期間積分時之積分波形，右側之圖表顯示FFT(Fast Fourier Transform：快速傅立葉變換)之各頻率(橫軸)之週期誤差(縱軸)。
於擬sin化之曝光控制中，如圖20之C所示，針對光源之調變頻率即200 MHz以外之頻率，週期誤差大致為零。於顯示FFT之結果之圖表中，將橫軸之整數值設為100倍之值與頻率對應。另一方面，於圖20之A及B之矩形脈衝之曝光控制中，於光源之調變頻率即200 MHz以外之頻率中產生週期誤差，尤其於200 MHz之整數倍之頻率，週期誤差變大。
如上所示，根據圖19所示之擬sin化之曝光控制，可使驅動時序完全分散，並可大致完全地削減週期誤差。
圖21至圖23顯示擬sin化用之相移之其他組合例。
圖21之A至C顯示不進行擬sin化用之相移之情形之週期誤差之解析結果。
圖21之A顯示High(高)之時間之比率為50%即Duty 50%，圖21之B顯示High(高)之時間之比率為33%即Duty 33%，圖21之C顯示High(高)之時間之比率為25%即Duty 25%之矩形脈衝之曝光控制之週期誤差之解析結果。
圖22之A顯示使用Duty 25%之矩形脈衝並將0°、45°、及90°(於Q像素中為90°、135°、及180°)之各者之相位之電荷累積時間之比設為1：1：1之情形之曝光控制之週期誤差之解析結果。
圖22之B顯示使用Duty 25%之矩形脈衝並將0°、45°、及90°(於Q像素中為90°、135°、及180°)之各者之相位之電荷累積時間之比設為1：√2(≒1.4)：1之情形之曝光控制之週期誤差之解析結果。
圖22之C顯示使用Duty 33%之矩形脈衝並將0°、30°、及60°(於Q像素中為90°、90°、及150°)之各者之相位之電荷累積時間之比設為1：√3(≒1.73)：1之情形之曝光控制之週期誤差之解析結果。
圖23之A顯示使用Duty 25%之矩形脈衝並將0°、30°、45°、60°、及90°(於Q像素中為90°、120°、135°、150°、及180°)之各者之相位之電荷累積時間之比設為1：1：1：1：1之情形之曝光控制之週期誤差之解析結果。
圖23之B顯示使用Duty 50%之矩形脈衝並將0°、30°、45°、60°、及90°(於Q像素中為90°、120°、135°、150°、及180°)之各者之相位之電荷累積時間之比設為1：1：1：1：1之情形之曝光控制之週期誤差之解析結果。
圖23之C顯示使用Duty 33%之矩形脈衝將0°、22.5°、45°、67.5°、及90°(於Q像素中為90°、112.5°、135°、157.5°、及180°)之各者之相位之電荷累積時間之比設為1：1：1：1：1之情形之曝光控制之週期誤差之解析結果。
複數個相位各者之電荷累積時間之比可如圖23之A至C所示，為相同之比率，亦可如圖22之B及C所示，為不同之比率。雖於1訊框期間內位移之相位之種類(數)只要為複數個即可，但期望為3個以上。
根據圖22之A至圖23之C所示之擬sin化用之相移之各種組合，至少可較圖21之A至C之無相移之矩形脈衝之曝光控制，減少週期誤差。
於圖22之A至圖23之C之相移之組合中，圖23之C所示之相移之組合可大致完全消滅週期誤差。
圖24係顯示將像素陣列32區分為6種相位控制單位區塊，且使各相位控制單位區塊之相位完全不同之IQ鑲嵌驅動之相移控制例之圖。
於圖24之相移控制中，將像素陣列32區分為區塊BL_XI、BL_YI、BL_ZI、BL_XQ、BL_YQ、及BL_ZQ之6種相位控制單位區塊。區塊BL_XI、BL_YI、及BL_ZI係具有作為I像素之進行驅動之像素31之區塊BL，區塊BL_XQ、BL_YQ、及BL_ZQ係具有作為Q像素之進行驅動之像素31之區塊BL。
又，於圖24之相移控制中，採用圖23之C所示之相移之組合。
即，驅動控制電路33將擬sin化用之相移之種類設為0°、22.5°、45°、67.5°、及90°(於Q像素中為90°、112.5°、135°、157.5°、及、180°)之5種，且將0°、22.5°、45°、67.5°、及90°各者之相位之電荷累積時間之比設為1：1：1：1：1，進行相移之控制。
根據此種相移控制，如圖23之C所示，可大致完全消滅週期誤差。
如上所示，根據本揭示之受光部15，可於1訊框期間內分時切換為複數個相位，而將調變光擬地sin化(擬sin化)，藉此減少週期誤差。
又，受光部15將像素陣列32區分為複數個相位控制單位區塊，且以複數個相位控制單位區塊彼此之擬sin化用之相移之位移量盡可能不同之方式進行控制，藉此可使驅動電流分散，抑制EMC及EMI之惡化。
因以配置於複數個相位控制單位區塊之各像素之積分結果成為相同之方式進行相移，故對於自各像素31輸出之像素資料，無需進行消除像素陣列32之面內(區域內)之偏移等之修正處理等特別之修正處理。
＜5.測距感測器之晶片構成例＞ 圖25係顯示測距感測器13之晶片構成例之立體圖。
測距感測器13例如圖25之A所示，可由積層有作為複數個晶粒(基板)之感測器晶粒151與邏輯晶粒152的1個晶片構成。
於感測器晶粒151，構成感測器部161(作為電路)，於邏輯晶粒152，構成邏輯部162。
於感測器部161，形成有例如像素陣列32與驅動控制電路33。於邏輯部162，形成有例如脈衝產生電路71、控制器72、將檢測信號進行AD轉換之AD轉換部、信號處理部16、及輸入輸出端子等。
又，測距感測器13除感測器晶粒151與邏輯晶粒152外，亦可由積層又1個邏輯晶粒之3層而構成。當然，亦可由4層以上之晶粒(基板)之積層而構成。
又或，測距感測器13例如圖25之B所示，亦可由第1晶片171及第2晶片172、及搭載該等之中繼基板(插入式基板)173構成。
於第1晶片171，例如形成有像素陣列32與驅動控制電路33。於第2晶片172，形成有脈衝產生電路71、控制器72、將檢測信號AD轉換之AD轉換部、或信號處理部16等。
另，上述圖25之A之感測器晶粒151與邏輯晶粒152之電路配置、及圖25之B之第1晶片171與第2晶片172之電路配置僅為一例，未限定於此。例如，進行深度圖之產生處理等之信號處理部16亦可設置於測距感測器13之外部(其他晶片)。
＜6.電子機器之構成例＞ 上述測距模組11例如可搭載於智慧型手機、平板型終端、行動電話、個人電腦、遊戲機、電視接收機、穿戴式終端、數位靜態相機、及數位攝影機等電子機器。
圖26係顯示作為搭載測距模組之電子機器之智慧型手機之構成例之方塊圖。
如圖26所示，智慧型手機201將測距模組202、攝像裝置203、顯示器204、揚聲器205、麥克風206、通信模組207、感測器單元208、觸控面板209、及控制單元210經由匯流排211連接而構成。又，於控制單元210中，藉由CPU執行程式，而具備作為應用處理部221及操作系統處理部222之功能。
對於測距模組202，適用圖1之測距模組11。例如，測距模組202配置於智慧型手機201之前表面，進行以智慧型手機201之使用者為對象之測距，藉此可將該使用者之面孔或手、手指等表面形狀之深度值作為測距結果輸出。
攝像裝置203配置於智慧型手機201之前表面，進行以智慧型手機201之使用者為被攝體之攝像，藉此取得攝有該使用者之圖像。另，雖無圖示，但亦可設為於智慧型手機201之背面亦配置攝像裝置203之構成。
顯示器204顯示用以進行應用處理部221及操作系統處理部222之處理之操作畫面、或攝像裝置203拍攝之圖像等。揚聲器205及麥克風206於例如藉由智慧型手機201進行通話時，進行對方側之聲音之輸出、及使用者之聲音之收音。
通信模組207進行經由通信網路之通信。感測器單元208感測速度或加速度、接近等，觸控面板209取得使用者對顯示於顯示器204之操作畫面之觸控操作。
應用處理部221進行用以由智慧型手機201提供各種服務之處理。例如，應用處理部221可進行基於由測距模組202供給之深度，藉由虛擬再現使用者表情之電腦繪圖製作面容，並顯示於顯示器204之處理。又，應用處理部221可進行基於由測距模組202供給之深度，製作例如任意立體之物體之三維形狀資料之處理。
操作系統處理部222進行用於實現智慧型手機201之基本之功能及動作之處理。例如，操作系統處理部222可進行基於自測距模組202供給之深度值，認證使用者之面孔，並解除智慧型手機201之鎖定之處理。又，操作系統處理部222可進行基於由測距模組202供給之深度值，例如辨識使用者之手勢之處理，並進行輸入遵從該手勢之各種操作之處理。
於如此構成之智慧型手機201中，可適用上述測距模組11，藉此例如可高精度且高速地產生深度圖。藉此，智慧型手機201可更正確地檢測測距資訊。
＜7.對移動體之應用例＞ 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、腳踏車、個人移動載具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置而實現。
圖27係顯示可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例的方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖27所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface：介面)12053。
驅動系統控制單元12010根據各種程式控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020根據各種程式控制車體所裝備之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、剎車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。於該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜帶式機器發送之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，並控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛的外部資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接受光並輸出對應於該光之受光量之電信號的光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040連接有例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞程度或注意力集中程度，亦可判斷駕駛者是否正在打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含避免車輛碰撞或緩和衝擊、基於車輛距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告或車輛之車道偏離警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不拘於駕駛者之操作而自動行駛之自動駕駛為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據由車外資訊檢測單元12030檢測出之前方車或對向車之位置控制頭燈，進行以謀求將遠光切換成近光等防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052將聲音及圖像中之至少一者之輸出信號發送至可對車輛之搭乘者或車外通知視覺性或聽覺性資訊之輸出裝置。於圖27之例中，作為輸出裝置，例示有聲頻揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖28係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖28中，車輛12100具有作為攝像部12031之攝像部12101、12102、12103、12104、12105。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前鼻、側視鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前鼻所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要取得車輛12100前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或後門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100後方之圖像。以攝像部12101及12105取得之前方圖像主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等之檢測。
另，於圖28顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111顯示設置於前鼻之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別顯示設置於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114顯示設置於後保險桿或後門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由使攝像部12101至12104所拍攝之圖像資料重疊，而獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少一者亦可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少一者可為包含複數個攝像元件之攝影機，亦可為具有相位差檢測用像素之攝像元件。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得攝像範圍12111至12114內之至各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此可擷取尤其於車輛12100之行進路上某最近之立體物且在與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如為0 km/h以上)行駛之立體物，作為前方車。進而，微電腦12051可設定前方車之近前應預先確保之車間距離，進行自動剎車控制(亦包含追隨停止控制)或自動加速控制(亦包含追隨起動控制)等。可如此地進行以不拘於駕駛者之操作而自動行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將立體物相關之立體物資訊分類成二輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物並擷取，用於障礙物之自動避開。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物與難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷顯示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞危險性，碰撞危險性為設定值以上，有可能碰撞之狀況時，經由聲頻揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或避開轉向，藉此可進行用以避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少一者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判斷攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識係根據例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之順序、及對表示物體輪廓之一連串特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之順序進行。若微電腦12051判斷攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人且辨識為行人，則聲音圖像輸出部12052以對該經辨識出之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將顯示行人之圖標等顯示於期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，對可適用本揭示之技術之車輛控制系統之一例進行說明。本揭示之技術於以上說明之構成中，可適用於車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040。具體而言，藉由利用測距模組11之測距作為車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040，可進行辨識駕駛者之手勢之處理，且執行遵從其手勢之各種(例如音頻系統、導航系統、空調系統)操作，或更正確地檢測駕駛者之狀態。又，可利用測距模組11之測距，辨識路面之凹凸，並反映於懸架之控制。
另，本技術可適用於Indirect ToF方式之中稱為Continuous-Wave(連續波)方式之將對物體投射之光進行振幅調變之方式。又，作為受光部15之光電二極體51之構造，可適用於CAPD(Current Assisted Photonic Demodulator：電流輔助光子解調器)構造之測距感測器、或將光電二極體之電荷對2個閘極交替地施加脈衝之閘極方式之測距感測器等對2個電荷累積部分配電荷之構造之測距感測器。
又，於上述實施形態中，對像素31將由光電二極體51產生之電荷分配於第1分接頭52A或第2分接頭52B之2個分接頭之2分接頭構造之情形進行說明，但本技術亦可適用於1分接頭構造、或4分接頭構造等其他分接頭數之像素構造。
本技術之實施形態並非限定於上述實施形態者，可於不脫離本技術之主旨之範圍內進行各種變更。
本說明書中複數個說明之本技術只要不產生矛盾，則可分別獨立地以單體實施。當然，亦可並用任意複數個本技術而實施。例如，亦可組合並實施於任意實施形態中說明之本技術之一部分或全部、與其他實施形態中說明之本技術之一部分或全部。又，可將上述任意本技術之一部分或全部與未上述之其他技術並用而實施。
又，例如可分割作為1個裝置(或處理部)而說明之構成，且構成為複數個裝置(或處理部)。反之，亦可整合以上作為複數個裝置(或處理部)說明之構成，而構成為1個裝置(或處理部)。又，當然可對各裝置(或各處理部)之構成附加上述以外之構成。進而，若作為整個系統之構成或動作實質上相同，則可於其他裝置(或其他處理部)之構成中包含某裝置(或處理部)之構成之一部分。
再者，本說明書中，系統意指複數個構成要件(裝置、模組(零件)等)之集合，無論全部構成要件是否位於同一殼體中。因此，收納於其他殼體，經由網路而連接之複數個裝置、及1個殼體中收納有複數個模組之1個裝置均為系統。
另，本說明書所記載之效果僅為例示而非限定性者，亦可具有本說明書所記載者以外之效果。
另，本技術可採取以下構成。 (1) 一種測距感測器，其具備： 相移電路，其相對於與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號，產生於1訊框期間內分時位移至複數個相位之相移驅動脈衝信號；及 像素，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積將反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號，上述反射光係自上述發光源照射之光受特定物體反射者。 (2) 如上述(1)記載之測距感測器，其中 上述相移電路於1訊框期間內之第1時序，使上述驅動脈衝信號位移至第1相位，於第2時序使上述驅動脈衝信號位移至第2相位。 (3) 如上述(1)或(2)記載之測距感測器，其中 產生位移至上述第1相位之上述相移驅動脈衝信號之第1期間、與產生位移至上述第2相位之上述相移驅動脈衝信號之第2期間不相同。 (4) 如上述(1)至(3)中任一項記載之測距感測器，其中 上述相移電路係產生於1訊框期間內分時位移至3個以上相位之上述相移驅動脈衝信號。 (5) 如上述(1)至(4)中任一項記載之測距感測器，其進而具備將上述像素2維配置為矩陣狀之像素陣列；且 上述像素具備： 光電轉換部，其將上述反射光進行光電轉換； 第1電荷累積部，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積上述電荷；及 第2電荷累積部，其基於相對於上述相移驅動脈衝信號經相位反轉之信號而累積上述電荷。 (6) 如上述(5)記載之測距感測器，其具備上述第1相移電路及第2相移電路之至少2個上述相移電路；且 上述第1相移電路產生供給至上述像素陣列之第1區域之上述像素的上述相移驅動脈衝信號； 上述第2相移電路產生供給至上述像素陣列之與上述第1區域不同之第2區域之上述像素的上述相移驅動脈衝信號。 (7) 如上述(6)記載之測距感測器，其中 上述第1相移電路所位移之相位與上述第2相移電路所位移之相位，於1訊框期間之至少一部分不相同。 (8) 如上述(6)記載之測距感測器，其中 上述第1相移電路所位移之相位與上述第2相移電路所位移之相位，於整個1訊框期間不相同。 (9) 如上述(6)至(8)中任一項記載之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域各自由1個以上之像素行構成。 (10) 如上述(6)至(9)中任一項記載之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域各自由複數個像素行構成。 (11) 如上述(6)記載之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域將上述像素陣列分割配置於垂直方向。 (12) 如上述(6)記載之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域配置為方格圖案狀。 (13) 如上述(6)至(12)中任一項記載之測距感測器，其中 上述第1相移電路所位移之相位與上述第2相移電路所位移之相位為正交之關係。 (14) 如上述(1)至(13)中任一項記載之測距感測器，其進而具備： 脈衝產生電路，其基於上述發光控制信號產生上述驅動脈衝信號，且供給至上述相移電路。 (15) 如上述(1)至(14)中任一項記載之測距感測器，其進而具備： 控制電路，其控制上述相移電路變更上述相移驅動脈衝信號之相位之時序。 (16) 如上述(1)至(15)中任一項記載之測距感測器，其進而具備： 發光控制部，其產生上述發光控制信號，且供給至上述發光源。 (17) 如上述(1)至(16)中任一項記載之測距感測器，其中 由積層有複數個晶粒之1個晶片構成。 (18) 一種測距感測器之驅動方法，其由具備相移電路、與像素之測距感測器之 上述相移電路，使與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號之相位位移，產生相移驅動脈衝信號；且 由上述像素，基於上述相移驅動脈衝信號而累積將反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號，上述反射光係自上述發光源照射之光受特定物體反射者。 (19) 一種測距模組，其具備： 發光源，其於基於發光控制信號之照射時序，對特定之物體照射光；及 測距感測器，其接收自上述發光源照射之光受上述特定物體反射之反射光；且 上述測距感測器具備： 相移電路，其使與上述發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號之相位位移，產生相移驅動脈衝信號；及 像素，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積將上述反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號。
11:測距模組 12:發光部 13:測距感測器 14:發光控制部 15:受光部 16:信號處理部 31:像素 32:像素陣列 33:驅動控制電路 41A:傳送電晶體 41B:傳送電晶體 42A:FD部 42B:FD部 43A:選擇電晶體 43B:選擇電晶體 44A:重設電晶體 44B:重設電晶體 51:光電二極體 52A:第1分接頭 52B:第2分接頭 53A:信號線 53B:信號線 71:脈衝產生電路 72:控制器 81X:相移電路 81XI:相移電路 81XQ:相移電路 81Y:相移電路 81YI:相移電路 81YQ:相移電路 81Z:相移電路 82:區塊驅動部 82X:區塊驅動部 82XI:區塊驅動部 82XQ:區塊驅動部 82Y:區塊驅動部 82YI:區塊驅動部 82YQ:區塊驅動部 82Z:區塊驅動部 101:期間 102:期間 151:感測器晶粒 152:邏輯晶粒 161:感測器部 162:邏輯部 171:第1晶片 172:第2晶片 173:中繼基板 201:智慧型手機 202:測距模組 203:攝像裝置 204:顯示器 205:揚聲器 206:麥克風 207:通信模組 208:感測器單元 209:觸控面板 210:控制單元 211:匯流排 221:應用處理部 222:操作系統處理部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:聲頻揚聲器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101:攝像部 12102:攝像部 12103:攝像部 12104:攝像部 12105:攝像部 12111:攝像範圍 12112:攝像範圍 12113:攝像範圍 12114:攝像範圍 A:檢測信號 A0 :檢測信號 A90 :檢測信號 A180 :檢測信號 A270 :檢測信號 ADDRESS DECODE_A:選擇信號 ADDRESS DECODE_B:選擇信號 B:檢測信號 B0 :檢測信號 B90 :檢測信號 B180 :檢測信號 B270 :檢測信號 BL_X:區塊 BL_XI:區塊 BL_XQ:區塊 BL_Y:區塊 BL_YI:區塊 BL_YQ:區塊 BL_Z:區塊 BL_ZI:區塊 BL_ZQ:區塊 c:光速 cnf:可靠度 CE:週期誤差 DIMIX_A:分配信號 DIMIX_B:分配信號 d:深度值 f:光之調變頻率 RST_A:重設信號 RST_B:重設信號 T:照射時間 ΔT:延遲時間 ϕ:反射光之相位偏差量
圖1係顯示適用本技術之測距模組之概略構成例之方塊圖。 圖2係顯示受光部之詳細構成例之方塊圖。 圖3係說明像素之動作之圖。 圖4係說明2Phase(相位)方式與4Phase方式之圖。 圖5係說明2Phase方式與4Phase方式之圖。 圖6係說明2Phase方式與4Phase方式之圖。 圖7係顯示受光部之更詳細之構成例之方塊圖。 圖8係說明相移處理之圖。 圖9A、B係說明各相位之電荷累積時間之圖。 圖10係說明各區塊之相移控制之圖。 圖11係顯示相位控制分割數3之概略構成例之圖。 圖12係說明相位控制分割數3之各區塊之相移控制之圖。 圖13A～F係說明像素陣列內之區塊之分割方法之圖。 圖14係說明IQ鑲嵌驅動之圖。 圖15係說明IQ鑲嵌驅動之圖。 圖16係說明IQ鑲嵌驅動之圖。 圖17係顯示以相位控制分割數4進行IQ鑲嵌驅動之例之圖。 圖18係說明各區塊之相移控制之圖。 圖19係顯示以相位控制分割數4進行IQ鑲嵌驅動之例之圖。 圖20A～C係說明擬sin化之週期誤差之效果之圖。 圖21A～C係說明擬sin化之週期誤差之效果之圖。 圖22A～C係說明擬sin化之週期誤差之效果之圖。 圖23A～C係說明擬sin化之週期誤差之效果之圖。 圖24係顯示以相位控制分割數6進行IQ鑲嵌驅動之例之圖。 圖25A、B係顯示測距感測器之晶片構成例之立體圖。 圖26係顯示作為搭載測距模組之電子機器之智慧型手機之構成例之方塊圖。 圖27係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖28係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。
15:受光部
31:像素
32:像素陣列
33:驅動控制電路
52A:第1分接頭
52B:第2分接頭
71:脈衝產生電路
72:控制器
81X:相移電路
81Y:相移電路
82X:區塊驅動部
82Y:區塊驅動部
A:檢測信號
B:檢測信號
BL_X:區塊
BL_Y:區塊

Claims (19)

  1. 一種測距感測器，其具備： 相移電路，其相對於與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號，產生於1訊框期間內分時位移至複數個相位之相移驅動脈衝信號；及 像素，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積將反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號，上述反射光係自上述發光源照射之光受特定物體反射者。
  2. 如請求項1之測距感測器，其中 上述相移電路於1訊框期間內之第1時序，使上述驅動脈衝信號位移至第1相位，於第2時序使上述驅動脈衝信號位移至第2相位。
  3. 如請求項2之測距感測器，其中 產生位移至上述第1相位之上述相移驅動脈衝信號之第1期間、與產生位移至上述第2相位之上述相移驅動脈衝信號之第2期間不相同。
  4. 如請求項1之測距感測器，其中 上述相移電路係產生於1訊框期間內分時位移至3個以上相位之上述相移驅動脈衝信號。
  5. 如請求項1之測距感測器，其進而具備將上述像素2維配置為矩陣狀之像素陣列；且 上述像素具備： 光電轉換部，其將上述反射光進行光電轉換； 第1電荷累積部，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積上述電荷；及 第2電荷累積部，其基於相對於上述相移驅動脈衝信號經相位反轉之信號而累積上述電荷。
  6. 如請求項5之測距感測器，其具備第1相移電路及第2相移電路之至少2個上述相移電路；且 上述第1相移電路產生供給至上述像素陣列之第1區域之上述像素的上述相移驅動脈衝信號； 上述第2相移電路產生供給至上述像素陣列之與上述第1區域不同之第2區域之上述像素的上述相移驅動脈衝信號。
  7. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1相移電路所位移之相位與上述第2相移電路所位移之相位，除一部分期間外不相同。
  8. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1相移電路所位移之相位與上述第2相移電路所位移之相位，於整個1訊框期間不相同。
  9. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域各自由1個以上之像素行構成。
  10. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域各自由複數個像素行構成。
  11. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域將上述像素陣列分割配置於垂直方向。
  12. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1區域及上述第2區域配置為方格圖案狀。
  13. 如請求項6之測距感測器，其中 上述第1相移電路所位移之相位與上述第2相移電路所位移之相位為正交之關係。
  14. 如請求項1之測距感測器，其進而具備： 脈衝產生電路，其基於上述發光控制信號產生上述驅動脈衝信號，且供給至上述相移電路。
  15. 如請求項1之測距感測器，其進而具備： 控制電路，其控制上述相移電路變更上述相移驅動脈衝信號之相位之時序。
  16. 如請求項1之測距感測器，其進而具備： 發光控制部，其產生上述發光控制信號，且供給至上述發光源。
  17. 如請求項1之測距感測器，其中 由積層有複數個晶粒之1個晶片構成。
  18. 一種測距感測器之驅動方法，其由具備相移電路與像素之測距感測器之 上述相移電路，使與表示發光源之照射時序之發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號之相位位移，產生相移驅動脈衝信號；且 由上述像素，基於上述相移驅動脈衝信號而累積將反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號，上述反射光係自上述發光源照射之光受特定物體反射者。
  19. 一種測距模組，其具備： 發光源，其於基於發光控制信號之照射時序，對特定物體照射光；及 測距感測器，其接收自上述發光源照射之光受上述特定物體反射之反射光；且 上述測距感測器具備： 相移電路，其使與上述發光控制信號對應而產生之驅動脈衝信號之相位位移，產生相移驅動脈衝信號；及 像素，其基於上述相移驅動脈衝信號而累積將上述反射光予以光電轉換而得之電荷，且輸出與累積電荷相應之檢測信號。
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