WO2021111766A1 - 受光装置及び受光装置の制御方法、並びに、測距装置 - Google Patents

受光装置及び受光装置の制御方法、並びに、測距装置 Download PDF

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bias
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unit
receiving element
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PCT/JP2020/040241
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龍太郎 本間
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith

Definitions

  • the present disclosure relates to a light receiving device, a control method of the light receiving device, and a distance measuring device.
  • a light receiving element there is a light receiving device using an element that generates a signal in response to the light reception of a photon.
  • the light emitted from the light source toward the distance measuring object is reflected by the distance measuring object and returned.
  • the ToF (Time of Flight) method which measures the time until, is adopted.
  • a SPAD element Single Photon Avalanche Diode element
  • the SPAD elements are arrayed and used as one pixel.
  • V BD breakdown voltage
  • the characteristics of the SPAD element depend on how large a bias voltage (excess bias voltage) is applied to the breakdown voltage V BD. Changes. Breakdown voltage When the voltage value of VBD varies, the excess bias voltage appears to change, so the characteristics of each SPAD element vary greatly. Therefore, even if the breakdown voltage VBD voltage value varies, a technique for correcting the excess bias voltage is required so that the characteristics of each SPAD element are the same.
  • the excess bias voltage can be adjusted according to the amount of lower bound light.
  • the prior art described in Patent Document 1 is one of the techniques for adjusting the excess bias voltage, the excess bias voltage is adjusted (corrected) with respect to the variation in the voltage value of the breakdown voltage VBD for each light receiving element. No consideration is given to.
  • a bias voltage having an equal voltage value can be applied to each light receiving element, and a control method for the light receiving device and the light receiving device, and the light receiving device. It is an object of the present invention to provide a distance measuring device having the above.
  • the light receiving device of the present disclosure for achieving the above object is A light receiving element that generates a signal in response to the light received by a photon, Bias adjustment unit that adjusts the voltage value of the bias voltage applied to the light receiving element, and A signal processing unit that sets the voltage value of the bias voltage to be adjusted by the bias adjustment unit according to the variation in characteristics of each light receiving element. To be equipped.
  • the ranging device of the present disclosure for achieving the above object is A light receiving element that generates a signal in response to the light received by a photon, Bias adjustment unit that adjusts the voltage value of the bias voltage applied to the light receiving element, and A signal processing unit that sets the voltage value of the bias voltage to be adjusted by the bias adjustment unit according to the variation in characteristics of each light receiving element. It has a light receiving device provided with.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a distance measuring device to which the technique according to the present disclosure is applied.
  • 2A and 2B are block diagrams showing an example of a specific configuration of the distance measuring device according to this application example.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a basic pixel circuit configuration using a SPAD element.
  • FIG. 4A is a characteristic diagram showing the current-voltage characteristics of the PN junction of the SPAD element, and
  • FIG. 4B is a waveform diagram provided for explaining the circuit operation of the pixel circuit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the necessity of correcting the excess bias voltage V EX.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the light receiving device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a distance measuring device to which the technique according to the present disclosure is applied.
  • 2A and 2B are block diagrams showing an example of a specific configuration of the distance measuring device according to
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of auto-calibration of the excess bias voltage V EX in the light receiving device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view showing the layout of the mounting form of the bias adjusting unit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing the layout of the mounting form of the bias adjusting unit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing the layout of the mounting embodiment of the bias adjusting unit according to the seventh embodiment.
  • FIG. 15A is a circuit diagram showing a circuit configuration of a configuration form of the bias adjusting unit according to the eighth embodiment
  • FIG. 15B is a circuit diagram showing a circuit configuration of the configuration form of the bias adjusting unit according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an alternative circuit of the bias adjusting unit according to the tenth embodiment.
  • FIG. 17A is a circuit diagram showing a circuit configuration of an alternative circuit of the bias adjusting unit according to the eleventh embodiment
  • FIG. 17B is a circuit diagram showing a circuit configuration of an alternative circuit of the bias adjusting unit according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 15A is a circuit diagram showing a circuit configuration of a configuration form of the bias adjusting unit according to the eighth embodiment
  • FIG. 15B is a circuit diagram showing a circuit configuration of the configuration form of the bias adjusting unit according to the
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the flow of the calibration process according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram showing an example of the configuration of the light receiving device according to the modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of an installation position of the distance measuring device.
  • Example 1 (Excess bias voltage auto-calibration method 1) 3-2.
  • Example 2 (Excess bias voltage auto-calibration method 2) 3-3.
  • Example 3 (Excess bias voltage auto-calibration method 3) 3-4.
  • Example 4 (Excess bias voltage auto-calibration method 4) 3-5.
  • Example 5 (Implementation form 1 of the bias adjustment unit) 3-6.
  • Example 6 (Implementation form 2 of the bias adjustment unit) 3-7.
  • Example 7 (Implementation Form 3 of Bias Adjustment Unit) 3-8.
  • Example 8 (Structure 1 of the bias adjusting unit) 3-9.
  • Example 9 (Structure of Bias Adjustment Unit 2) 3-10.
  • Example 10 (Structure 1 as an alternative to the bias adjusting unit) 3-11.
  • Example 11 (Structure 2 as an alternative to the bias adjusting unit) 3-12.
  • Example 12 (Structure 3 as an alternative to the bias adjusting unit) 3-13.
  • Example 13 (Example of processing of calibration of excess bias voltage) 4.
  • Modification example 5 Application example of the technology according to the present disclosure (example of mobile body) 6. Configuration that can be taken by this disclosure
  • the light receiving element can be configured to include a single photon avalanche diode.
  • the bias adjusting unit can be configured to adjust the voltage value of the excess bias voltage applied to the single photon avalanche diode.
  • the dead time of the light receiving element is detected in the signal processing unit that feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the dead time of the light receiving element is indirectly detected from the saturation count rate of the light receiving element, the dark count rate of the light receiving element is detected, or the timing of the rising edge of the output pulse of the light receiving element is detected. can do.
  • a control method thereof, and a distance measuring device at least two semiconductor substrates, a first semiconductor substrate and a second semiconductor substrate, are laminated with respect to the light receiving device.
  • the structure may have a laminated structure, and the light receiving elements may be two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit may be configured to be mounted on the second semiconductor substrate for each light receiving element, for each predetermined area, or for each pixel row with respect to the light receiving elements arranged in a matrix. ..
  • the bias adjusting unit is configured by a linear regulator or a switching regulator. can do.
  • the bias adjusting unit may be configured by using a resistance ladder, a variable current source, or a variable resistance element.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a distance measuring device to which the technique according to the present disclosure is applied.
  • the distance measuring device 1 according to this application example has a peak wavelength in the infrared wavelength region as a measuring method for measuring the distance to the subject 10 which is the object to be measured.
  • the ToF method is adopted, in which the flight time until the laser beam) is reflected by the subject 10 and returns is measured.
  • the distance measuring device 1 according to this application example includes a light source 20 and a light receiving device 30. Then, as the light receiving device 30, the light receiving device according to the embodiment of the present disclosure described later can be used.
  • the light source 20 has, for example, a laser driving unit 21, a laser light source 22, and a diffusion lens 23, and irradiates the subject 10 with a laser beam.
  • the laser drive unit 21 drives the laser light source 22 under the control of the control unit 40.
  • the laser light source 22 is composed of, for example, a semiconductor laser, and emits laser light by being driven by the laser driving unit 21.
  • the diffusing lens 23 diffuses the laser light emitted from the laser light source 22 and irradiates the subject 10.
  • the light receiving device 30 includes a light receiving lens 31, a light sensor 32 which is a light receiving unit, and a signal processing unit 33, and receives the reflected laser light which is reflected by the subject 10 and returned from the irradiation laser light from the light source 20. ..
  • the light receiving lens 31 collects the reflected laser light from the subject 10 on the light receiving surface of the light sensor 32.
  • the optical sensor 32 receives the reflected laser light from the subject 10 that has passed through the light receiving lens 31 in pixel units and performs photoelectric conversion.
  • a two-dimensional array sensor in which pixels including a light receiving element are two-dimensionally arranged in a matrix (array) can be used.
  • the output signal of the optical sensor 32 is supplied to the control unit 40 via the signal processing unit 33.
  • the control unit 40 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit) or the like, controls the light source 20 and the light receiving device 30, and the laser beam emitted from the light source 20 toward the subject 10 is the subject 10. Measure the time until it is reflected by and returns. Based on this measured time, the distance to the subject 10 can be obtained.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the timer is started at the timing when the pulse light is irradiated from the light source 20, and the timer is stopped at the timing when the light receiving device 30 receives the pulse light to measure the time.
  • pulsed light is irradiated from the light source 20 at a predetermined cycle, the cycle when the light receiving device 30 receives the pulsed light is detected, and the phase difference between the light emitting cycle and the light receiving cycle is used. You may measure the time. The time measurement is executed a plurality of times, and the time is measured by detecting the position of the peak of the ToF histogram obtained by accumulating the times measured a plurality of times.
  • the light receiving element of the pixel is an element that generates a signal in response to the light receiving of a photon, for example, SPAD (Single Photon Avalanche Diode).
  • SPAD Single Photon Avalanche Diode
  • a sensor consisting of elements is used. That is, the light receiving device 30 in the distance measuring device 1 according to this application example has a configuration in which a SPAD element is used as the light receiving element of the pixel.
  • the SPAD element operates in a Geiger mode in which the element is operated with a reverse voltage exceeding the breakdown voltage (yield voltage).
  • the pixel light receiving element is not limited to the SPAD element, and various elements operating in the Geiger mode such as APD (avalanche photodiode) and SiPM (silicon photomultiplier) can be used.
  • FIG. 3 shows an example of the configuration of a basic pixel circuit in the light receiving device 30 using the SPAD element.
  • the basic configuration for one pixel is illustrated.
  • the basic pixel circuit of the pixel 50 with SPAD devices the cathode electrode of the SPAD device 51, for example through a load 54 composed of P-type MOS transistor Q L, is connected to a terminal 52 of the power supply voltage V DD is applied ,
  • the anode electrode of the SPARC element 51 is connected to the terminal 53 to which the anode voltage Vano is applied.
  • As the anode voltage Vano a large negative voltage that causes avalanche multiplication is applied (see FIG. 4B).
  • the gate electrode of the P-type MOS transistor Q L, the bias voltage V bias to operate the MOS transistor Q L as the desired current source is applied.
  • the cathode voltage V CA of the MOSFET element 51 is derived as a MOSFET output (pixel output) via the CMOS inverter 55 composed of the P-type MOS transistor Q p and the N-type MOS transistor Q n.
  • the CMOS inverter 55 can be said to be a comparison circuit (comparator) using the threshold voltage V th as a comparison reference, and a waveform that shapes the waveform of the cathode voltage V CA which is the output of the SPAD element 51 based on the threshold voltage V th. It can also be called a shaping circuit.
  • a voltage equal to or higher than the breakdown voltage V BD is applied to the SPAD element 51.
  • An excess voltage above the breakdown voltage V BD is called the excess bias voltage V EX. Breakdown voltage
  • the characteristics of the SPAD element 51 change depending on how large the excess bias voltage V EX is applied with respect to the voltage value of the BD.
  • FIG. 4A illustrates the relationship between the breakdown voltage V BD , the excess bias voltage V EX , and the operating points of the SPAD element 51.
  • circuit operation example of a pixel circuit using a SPAD element [Circuit operation example of a pixel circuit using a SPAD element] Subsequently, an example of the circuit operation of the pixel circuit having the above configuration will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 4B.
  • the cathode voltage V CA drops and the voltage between the terminals of the SPAD element 51 becomes the breakdown voltage V BD of the PN diode, the avalanche current stops. Then, the electrons generated and accumulated by the avalanche multiplication are discharged through the load 54 (for example, the P-type MOS transistor Q L ), and the cathode voltage V CA rises. Then, the cathode voltage V CA recovers to the power supply voltage V DD , and returns to the initial state again.
  • the load 54 for example, the P-type MOS transistor Q L
  • the cathode voltage V CA is waveform-shaped by the CMOS inverter 55, and the pulse signal having the pulse width T starting from the arrival time of one photon becomes the SPAD output (pixel output).
  • the SPAD element 51 is arrayed and used as one pixel.
  • the characteristics of the SPAD element 51 change depending on how large the excess bias voltage V EX is applied to the breakdown voltage V BD, which is one of the parameters of the SPAD element 51. .. Then, when the voltage value of the breakdown voltage V BD varies, the excess bias voltage V EX appears to change, so that the characteristics of each SPAD element 51 vary greatly.
  • the excess bias voltage V EX applied to SPAD devices A and SPAD element B are different, for example, the pulse width of the output pulse of the SPAD device A is T A, the pulse width of the output pulse of the SPAD device B T B, and the increase characteristic variation of each SPAD device 51. Therefore, it is necessary to correct (adjust) the voltage value of the excess bias voltage V EX. That is, a so-called auto-calibration technique is required in which the excess bias voltage V EX is corrected (adjusted) so that the characteristics of each SPAD element 51 are the same even if the voltage value of the breakdown voltage V BD varies.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the light receiving device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the light receiving device 30 according to the present embodiment includes a bias adjusting unit 60 that adjusts (corrects) the voltage value of the excess bias voltage V EX applied to the breakdown voltage V BD of the SPAD element 51.
  • the bias adjusting unit 60 is provided, for example, between the power supply line of the power supply voltage V DD and the load 54, and adjusts (corrects) the voltage value of the excess bias voltage V EX applied to the SPAD element 51.
  • the configuration in which the bias adjusting unit 60 is provided between the power supply line of the power supply voltage V DD and the load 54 is illustrated here, the configuration is such that the bias adjusting unit 60 is provided between the load 54 and the cathode electrode of the SPAD element 51. Alternatively, it may be provided between the anode electrode of the SPAD element 51 and the power supply line on the low potential (for example, GND) side.
  • the voltage value of the excess bias voltage V EX to be adjusted by the bias adjusting unit 60 is set by the signal processing unit 33.
  • the signal processing unit 33 has an excess bias voltage V to be adjusted by the bias adjusting unit 60 according to the characteristic variation of each SPAD element 51, for example, according to the difference in the voltage value of the excess bias voltage V EX for each SPAD element 51.
  • Set the EX voltage value That is, the signal processing unit 33 feeds back the voltage value of the excess bias voltage V EX to be adjusted by the bias adjusting unit 60 to the bias adjusting unit 60 according to the characteristic variation of each SPAD element 51.
  • the light receiving device 30 even if the breakdown voltage VBD voltage value varies for each SPAD element 51 by adjusting the voltage value of the excess bias voltage V EX (auto calibration). , The excess bias voltage V EX with the same voltage value can be applied to each SPAD element 51. Thereby, the characteristic variation caused by the SPAD element 51 can be suppressed.
  • characteristics caused by the SPAD element 51 characteristics such as a dead time DT (Dead Time) in which the SPAD element 51 cannot react to photons, a detection efficiency PDE for detecting photons, and a temperature compensation range can be exemplified.
  • the "equal voltage value” means not only the case where the voltage value is exactly the same but also the case where the voltage value is substantially the same, and the existence of various variations occurring in design or manufacturing is permissible. Will be done.
  • FIG. 7 shows an explanatory diagram of the auto-calibration of the excess bias voltage V EX in the light receiving device 30 according to the present embodiment.
  • V BD fluctuates to V BD '
  • V EX ' waveform diagram on the left side of FIG. 7
  • V EX ' ⁇ V EX is adjusted with respect to the voltage value of the excess bias voltage V EX (waveform diagram on the right side of FIG. 7).
  • the waveform diagram on the right side of FIG. 7 corresponds to the waveform diagram of FIG. 4B.
  • a state in which the characteristics vary for each SPAD element 51 for example, a state in which the voltage value of the excess bias voltage V EX differs for each SPAD element 51, for example, a dead time DT in which the SPAD element 51 cannot react to photons is measured. It is possible to detect by doing. Therefore, the dead time or the saturation count rate, which is a dependent parameter thereof, is detected (measured) by the signal processing unit 33, and the detection result is fed back to the bias adjusting unit 60 to automatically calibrate the excess bias voltage V EX. Can be realized.
  • the dead time DT or the saturation count rate which is a dependent parameter thereof is measured and auto-calibration is performed. It was supposed to be realized, but it is not limited to this.
  • the dark count rate DCR which is the generation rate of dark electrons, can be measured, or the timing of the rising edge of the output pulse of the SPAD element 51 can be detected to realize auto-calibration.
  • the first embodiment is the auto-calibration method 1 of the excess bias voltage V EX , which detects a dead time in which the SPAD element 51 cannot react to photons, feeds back the detection result to the bias adjusting unit 60, and between the SPAD elements 51. This is an example of performing auto-calibration so that the dead times are aligned.
  • FIG. 8 shows an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the first embodiment.
  • the figure on the left is a waveform diagram of the output pulses of the SPAD element A and the SPAD element B
  • the figures in the middle and the right are waveform diagrams in which the results of multiple measurements are accumulated for each pulse width and made into a histogram.
  • the horizontal axis is the pulse width
  • the vertical axis is the number of counts of the output pulse having the pulse width.
  • the SPAD element 51 is a high-performance optical sensor capable of detecting the incident of a single photon with a certain probability PDE (Photon Detection Efficiency).
  • PDE Photon Detection Efficiency
  • the difference in the voltage value of the excess bias voltage V EX for each SPAD element 51 appears as the difference in the dead time DT in which the SPAD element 51 cannot react to photons.
  • the signal processing unit 33 detects the dead time DT as the pulse width for each of the SPAD element A and the SPAD element B, and generates a frequency distribution (histogram) thereof. Then, the detection result of the pulse width is fed back to the bias adjusting unit 60, and in this example, as shown in the waveform diagram on the right side of FIG. 8, the peak of the histogram of the SPAD element B is the histogram of the SPAD element A. The voltage value of the excess bias voltage V EX of the SPAD element B is adjusted so as to match the peak.
  • the second embodiment is the auto-calibration method 2 of the excess bias voltage V EX , which indirectly detects the dead time from the saturation count rate, feeds back the detection result to the bias adjusting unit 60, and interposes the SPAD element 51. This is an example of performing auto-calibration so that the saturation count rates are the same.
  • the saturation count rate represents the degree of saturation. That is, the saturation count rate is a dependent parameter of the dead time DT. Therefore, the dead time DT can be indirectly detected from the saturation count rate.
  • FIG. 9 shows an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the second embodiment.
  • the figure on the left side is a waveform diagram of the output pulses of the SPAD element A and the SPAD element B
  • the figures in the middle and the right side are waveform diagrams obtained by accumulating the times measured a plurality of times and forming a histogram. Is the amount of incident light, and the vertical axis is the number of photons counted per unit time.
  • the signal processing unit 33 indirectly detects the dead time DT from the saturation count rate for each of the SPAD element A and the SPAD element B. Then, the detection result of the dead time DT is fed back to the bias adjusting unit 60, and in this example, as shown in the waveform diagram on the right side of FIG. 9, the saturation count rate of the SPAD element A is the saturation of the SPAD element B. The voltage value of the excess bias voltage V EX of the SPAD element B is adjusted so as to match the count rate.
  • the third embodiment is the auto-calibration method 3 of the excess bias voltage V EX , which detects the dark count rate DCR which is the generation rate of dark electrons, feeds back the detection result to the bias adjusting unit 60, and makes the SPAD element 51.
  • This is an example of performing auto-calibration so that the dark count rates DCR are aligned between them.
  • an output pulse is generated by, for example, a carrier excited by heat in the SPAD element 51 even in a state where no light is incident.
  • the generation rate per unit time at this time is the dark count rate DCR, and the unit is cps (count persecond).
  • the difference in the voltage value of the excess bias voltage V EX for each SPAD element 51 appears as the difference in the dark count rate DCR.
  • the SPAD element B has a higher excess bias voltage V EX than the SPAD element A and a large number of output pulses are generated is illustrated.
  • FIG. 10 shows an explanatory diagram of the auto-calibration method according to the third embodiment.
  • the figure on the left side is a waveform diagram of the dark count rate DCR of the SPAD element A and the SPAD element B, and the horizontal axis is time.
  • the signal processing unit 33 detects the dark count rate DCR for each of the SPAD element A and the SPAD element B.
  • the dark count rate DCR of the SPAD element A is set to 1 kcps
  • the dark count rate DCR of the SPAD element B is set to 3.8 kcps.
  • the detection result of the dark count rate DCR is fed back to the bias adjusting unit 60, and in this example, the dark count rate DCR of the SPAD element B matches the dark count rate DCR of the SPAD element A (3.8 kcps ⁇ 1 kcps). ),
  • the voltage value of the excess bias voltage V EX of the SPAD element B is adjusted.
  • the fourth embodiment is the auto-calibration method 4 of the excess bias voltage V EX , which detects the timing of the rising edge of the output pulse of the SPAD element 51, feeds back the detection result to the bias adjusting unit 60, and feeds the detection result to the bias adjusting unit 60.
  • This is an example of performing auto-calibration so that the timing of the rising edge is aligned between them.
  • the difference in the voltage value of the excess bias voltage V EX for each SPAD element 51 appears as the timing difference of the rising edge of the output pulse of the SPAD element 51.
  • FIG. 11 An explanatory diagram of the auto-calibration method according to the fourth embodiment is shown in FIG.
  • the figure on the left side is a waveform diagram of the output pulses of the SPAD element A and the SPAD element B
  • the figures in the middle and the right side are waveform diagrams obtained by accumulating the times measured a plurality of times and forming a histogram. Is the distance ( ⁇ time), and the vertical axis is the histogram.
  • the timing of the rising edge of the output pulse is deviated from the distance measurement result for the distance measurement object at the same distance. (Difference) is detected. Then, the detection result of the rising edge timing is fed back to the bias adjusting unit 60, and in this example, as shown in the waveform diagram on the right side of FIG. 11, the rising edge timing of the SPAD element B is the rising edge timing of the SPAD element A. The voltage value of the excess bias voltage V EX of the SPAD element B is adjusted so as to match the edge timing.
  • the auto-calibration methods according to the first, second, third, and fourth embodiments described above may be used alone to correct the excess bias voltage V EX , or they may be used alone. May be used in appropriate combinations to correct the excess bias voltage V EX. When used in combination, it is preferable to weight each of them to correct the excess bias voltage V EX.
  • the fifth embodiment is the first embodiment of the bias adjusting unit 60, and is an example in which the bias adjusting unit 60 is mounted for each SPAD element 51.
  • FIG. 12 shows the layout of the mounting form of the bias adjusting unit 60 according to the fifth embodiment.
  • a SPAD array in which the SPAD elements 51 are two-dimensionally arranged in a matrix (4 rows ⁇ 4 columns) is illustrated.
  • the SPAD element 51 is arranged on the first semiconductor substrate 71, and the second semiconductor substrate 71 is arranged.
  • the configuration in which the bias adjusting unit 60 is arranged on the semiconductor substrate 72 is illustrated.
  • the bias adjusting unit 60 is mounted on each of the SPAD elements 51 on the above-mentioned SPAD array. In this way, by providing the bias adjusting unit 60 for each SPAD element 51 and adjusting the voltage value of the excess bias voltage V EX (auto calibration), the voltage value of the breakdown voltage VBD can be adjusted for each SPAD element 51. Even if it varies, the excess bias voltage V EX can be corrected for each of the SPAD elements 51. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the characteristics of each pixel 50 due to variations in the voltage value of the breakdown voltage VBD for each SPAD element 51.
  • the sixth embodiment is the second embodiment of the bias adjusting unit 60, and is an example of mounting the bias adjusting unit 60 for each predetermined area.
  • FIG. 13 shows the layout of the mounting embodiment of the bias adjusting unit 60 according to the sixth embodiment.
  • the bias adjusting unit 60 is used for each SPAD element 51 as in the case of the fifth embodiment. Is ideally implemented. However, from the viewpoint of physical layout, the bias adjusting unit 60 may not be mounted for each SPAD element 51.
  • the SPAD array of 4 rows ⁇ 4 columns is divided into areas, for example, in units of 4 elements (2 rows ⁇ 2 columns) adjacent to each other, and the bias adjustment unit is used for each area. It is configured to mount 60. It is considered that the variation in the voltage value of the breakdown voltage VBD applied to the SPAD elements 51 adjacent to each other is small. Therefore, even when the bias adjusting unit 60 is mounted for each area, the excess bias voltage V EX of the SPAD element 51 can be corrected for each area.
  • the seventh embodiment is the third embodiment of the bias adjusting unit 60, and is an example in which the bias adjusting unit 60 is mounted for each pixel string of the SPAD array.
  • FIG. 14 shows the layout of the mounting embodiment of the bias adjusting unit 60 according to the seventh embodiment.
  • the seventh embodiment is another example in which the bias adjusting unit 60 cannot be mounted for each SPAD element 51 from the viewpoint of physical layout.
  • the bias adjusting unit 60 is mounted for each pixel string in the SPAD array of 4 rows ⁇ 4 columns.
  • the excess bias voltage V EX of the SPAD element 51 can be corrected for each pixel string.
  • the eighth embodiment is the first configuration form of the bias adjusting unit 60, and is an example realized by a linear regulator.
  • FIG. 15A shows a circuit configuration of the configuration form of the bias adjusting unit 60 according to the eighth embodiment.
  • the bias adjusting unit 60 is composed of a linear regulator including an error amplifier 61 for error detection, a reference voltage source 62, and an output transistor 63.
  • the reference voltage source 62 is composed of a resistance element R 61 and a resistance element R 62 connected in series, and the output transistor 63 is composed of, for example, a P-channel type MOS transistor.
  • the power supply voltage V DD becomes the input voltage V in
  • the output voltage V out is applied to the cathode electrode of the SPAD element 51 via the load 54. This point is the same in each of the examples described later. Further, the detection signal (detection result) FB of the signal processing unit 33 is fed back as the reference voltage V ref of the error amplifier 61.
  • the ninth embodiment is the second configuration form of the bias adjusting unit 60, and is an example realized by a switching regulator.
  • FIG. 15B shows a circuit configuration of the configuration form of the bias adjusting unit 60 according to the ninth embodiment.
  • the bias adjusting unit 60 is composed of a switching regulator including a switch element 64, a switch element 65, an inductor 66, a capacitor 67, and a control circuit 68.
  • the switch element 64 is composed of, for example, a P-channel type MOS transistor
  • the switch element 65 is composed of, for example, an N-channel type MOS transistor.
  • the control circuit 68 receives the detection signal FB of the signal processing unit 33 as an input, and performs on / off control of the switch element 64 and the switch element 65 according to the detection signal FB. Then, the input voltage V in is time-divided by the switch element 64 and the switch element 65, and smoothed by the inductor 66 and the capacitor 67 to obtain a desired output voltage V out.
  • the inductor 66 may be provided inside the chip or outside the chip.
  • the tenth embodiment is the first configuration form that is an alternative to the bias adjusting unit 60, and is an example realized by using a resistance ladder.
  • FIG. 16 shows a circuit configuration of an alternative circuit of the bias adjusting unit 60 according to the tenth embodiment.
  • the alternative circuit 60'of the bias adjusting unit 60 has n resistance elements R 1 to R n connected in series between the terminal of the input voltage V in and the reference potential node (for example, GND). It is composed of a resistance ladder composed of a control circuit 601 and a control circuit 601.
  • the control circuit 601 is a selector that receives the detection signal FB of the signal processing unit 33 as an input and selects the voltage derived to each connection node of the resistance ladder according to the detection signal FB. As described above, even if the bias adjusting unit 60 is realized by using the resistance ladder, the voltage value of the excess bias voltage V EX applied to the SPAD element 51 can be adjusted.
  • the eleventh embodiment is the second configuration form that is an alternative to the bias adjusting unit 60, and is an example realized by using a variable current source.
  • the circuit configuration of the alternative circuit of the bias adjusting unit 60 according to the eleventh embodiment is shown in FIG. 17A.
  • Alternate circuit 60 of the bias adjuster 60 according to the embodiment 11 ' is constituted by the variable current source 602 and a resistor 603 connected in series between a terminal and a reference potential node of the input voltage V in (e.g., GND) Has been done.
  • the variable current source 602 receives the detection signal FB of the signal processing unit 33 as an input, and controls the current flowing in the series circuit according to the detection signal FB. As described above, even if the bias adjusting unit 60 is realized by using the variable current source 602, the voltage value of the excess bias voltage V EX applied to the SPAD element 51 can be adjusted.
  • the twelfth embodiment is the third configuration form that is an alternative to the bias adjusting unit 60, and is an example realized by using a variable resistance element.
  • the circuit configuration of the alternative circuit of the bias adjusting unit 60 according to the twelfth embodiment is shown in FIG. 17B.
  • the variable resistance element 605 receives the detection signal FB of the signal processing unit 33 as an input, and controls the current flowing in the series circuit according to the detection signal FB. As described above, even if the bias adjusting unit 60 is realized by using the variable resistance element 605, the voltage value of the excess bias voltage V EX applied to the SPAD element 51 can be adjusted.
  • the thirteenth embodiment is a control method of the light receiving device 30 according to the present embodiment, and is an example of a calibration process for adjusting the voltage value of the excess bias voltage V EX.
  • FIG. 18 shows an example of the flow of the calibration process according to the thirteenth embodiment. This calibration process is executed in the signal processing unit 33 shown in FIG. 6, for example, when the signal processing unit 33 is configured by using a processor, under the control of the processor.
  • the processor constituting the signal processing unit 33 acquires the response characteristics of the SPAD element 51 (step S11), and then has a dead time DT, a dark count rate DCR, or a dark count rate DCR. The saturation count rate or the timing of the rising edge of the output pulse is measured (step S12).
  • the processor determines whether or not the measured value of the dead time DT, the dark count rate DCR, the saturation count rate, or the timing of the rising edge of the output pulse is within the set value range ( In step S13), if it is within the set value range (YES in S13), a series of processes for calibration is completed.
  • the processor determines that the measured value is out of the set value range (NO in S13)
  • the processor changes the setting of the excess bias voltage V EX to be adjusted by the bias adjusting unit 60 (step S14), and then returns to step S11.
  • the above-mentioned series of processes is executed.
  • each SPAD element 51 has its own voltage value.
  • An excess bias voltage V EX with equal voltage values can be applied. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the characteristics of each pixel 50 due to variations in the voltage value of the breakdown voltage VBD for each SPAD element 51.
  • the signal processing unit 33 feeds back the voltage value of the excess bias voltage V EX to be adjusted by the bias adjusting unit 60 to the bias adjusting unit 60 according to the characteristic variation of each SPAD element 51.
  • the configuration is not limited to feedback control.
  • the characteristics of each SPAD device 51 for example, in advance acquires the voltage value of the excess bias voltage V EX of each SPAD device 51, SPAD devices each 51 a voltage value to be adjusted It is also possible to store the look-up table (LUT) set in the above in the memory unit 80 and perform calibration based on the look-up table.
  • LUT look-up table
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products. A more specific application example will be described below.
  • the technology according to the present disclosure includes any type of movement such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, robots, construction machines, agricultural machines (tractors), and the like. It may be realized as a distance measuring device mounted on the body.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system 7000, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 7000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 7010.
  • the vehicle control system 7000 includes a drive system control unit 7100, a body system control unit 7200, a battery control unit 7300, an external information detection unit 7400, an in-vehicle information detection unit 7500, and an integrated control unit 7600. ..
  • the communication network 7010 connecting these plurality of control units conforms to any standard such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN (Local Area Network) or FlexRay (registered trademark). It may be an in-vehicle communication network.
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • LAN Local Area Network
  • FlexRay registered trademark
  • Each control unit includes a microcomputer that performs arithmetic processing according to various programs, a storage unit that stores a program executed by the microcomputer or parameters used for various arithmetics, and a drive circuit that drives various control target devices. To be equipped.
  • Each control unit is provided with a network I / F for communicating with other control units via the communication network 7010, and is provided by wired communication or wireless communication with devices or sensors inside or outside the vehicle. A communication I / F for performing communication is provided. In FIG.
  • the microcomputer 7610 general-purpose communication I / F 7620, dedicated communication I / F 7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I / F 7660, audio image output unit 7670, The vehicle-mounted network I / F 7680 and the storage unit 7690 are shown.
  • Other control units also include a microcomputer, a communication I / F, a storage unit, and the like.
  • the drive system control unit 7100 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 7100 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.
  • the drive system control unit 7100 may have a function as a control device such as ABS (Antilock Brake System) or ESC (Electronic Stability Control).
  • the vehicle condition detection unit 7110 is connected to the drive system control unit 7100.
  • the vehicle state detection unit 7110 may include, for example, a gyro sensor that detects the angular velocity of the axial rotation motion of the vehicle body, an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, an accelerator pedal operation amount, a brake pedal operation amount, or steering wheel steering. Includes at least one of the sensors for detecting angular velocity, engine speed, wheel speed, and the like.
  • the drive system control unit 7100 performs arithmetic processing using a signal input from the vehicle state detection unit 7110 to control an internal combustion engine, a drive motor, an electric power steering device, a braking device, and the like.
  • the body system control unit 7200 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 7200 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as head lamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 7200 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 7200 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the battery control unit 7300 controls the secondary battery 7310, which is the power supply source of the drive motor, according to various programs. For example, information such as the battery temperature, the battery output voltage, or the remaining capacity of the battery is input to the battery control unit 7300 from the battery device including the secondary battery 7310. The battery control unit 7300 performs arithmetic processing using these signals to control the temperature of the secondary battery 7310 or the cooling device provided in the battery device.
  • the vehicle outside information detection unit 7400 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 7000.
  • the image pickup unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420 is connected to the vehicle exterior information detection unit 7400.
  • the imaging unit 7410 includes at least one of a ToF (Time Of Flight) camera, a stereo camera, a monocular camera, an infrared camera, and other cameras.
  • the vehicle exterior information detection unit 7420 is used to detect, for example, the current weather or an environmental sensor for detecting the weather, or other vehicles, obstacles, pedestrians, etc. around the vehicle equipped with the vehicle control system 7000. At least one of the ambient information detection sensors is included.
  • the environmental sensor may be, for example, at least one of a raindrop sensor that detects rainy weather, a fog sensor that detects fog, a sunshine sensor that detects the degree of sunshine, and a snow sensor that detects snowfall.
  • the ambient information detection sensor may be at least one of an ultrasonic sensor, a radar device, and a LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) device.
  • the image pickup unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420 may be provided as independent sensors or devices, or may be provided as a device in which a plurality of sensors or devices are integrated.
  • FIG. 21 shows an example of the installation positions of the image pickup unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420.
  • the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, 7918 are provided, for example, at at least one of the front nose, side mirrors, rear bumpers, back door, and upper part of the windshield of the vehicle interior of the vehicle 7900.
  • the image pickup unit 7910 provided on the front nose and the image pickup section 7918 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 7900.
  • the imaging units 7912 and 7914 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 7900.
  • the image pickup unit 7916 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7918 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior is mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 21 shows an example of the shooting range of each of the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916.
  • the imaging range a indicates the imaging range of the imaging unit 7910 provided on the front nose
  • the imaging ranges b and c indicate the imaging ranges of the imaging units 7912 and 7914 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range d indicates the imaging range d.
  • the imaging range of the imaging unit 7916 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, a bird's-eye view image of the vehicle 7900 as viewed from above can be obtained.
  • the vehicle exterior information detection units 7920, 7922, 7924, 7926, 7928, 7930 provided on the front, rear, side, corners of the vehicle 7900 and the upper part of the windshield in the vehicle interior may be, for example, an ultrasonic sensor or a radar device.
  • the vehicle exterior information detection units 7920, 7926, 7930 provided on the front nose, rear bumper, back door, and upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 7900 may be, for example, a lidar device.
  • These out-of-vehicle information detection units 7920 to 7930 are mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, or the like.
  • the vehicle outside information detection unit 7400 causes the image pickup unit 7410 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image data. Further, the vehicle exterior information detection unit 7400 receives detection information from the connected vehicle exterior information detection unit 7420. When the vehicle exterior information detection unit 7420 is an ultrasonic sensor, a radar device, or a lidar device, the vehicle exterior information detection unit 7400 transmits ultrasonic waves, electromagnetic waves, or the like, and receives received reflected wave information.
  • the vehicle outside information detection unit 7400 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on a road surface based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform an environment recognition process for recognizing rainfall, fog, road surface conditions, etc., based on the received information.
  • the vehicle outside information detection unit 7400 may calculate the distance to an object outside the vehicle based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform image recognition processing or distance detection processing for recognizing people, vehicles, obstacles, signs, characters on the road surface, etc. based on the received image data.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 performs processing such as distortion correction or alignment on the received image data, and synthesizes the image data captured by different imaging units 7410 to generate a bird's-eye view image or a panoramic image. May be good.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform the viewpoint conversion process using the image data captured by different imaging units 7410.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 7510 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 7500.
  • the driver state detection unit 7510 may include a camera that captures the driver, a biosensor that detects the driver's biological information, a microphone that collects sound in the vehicle interior, and the like.
  • the biosensor is provided on, for example, the seat surface or the steering wheel, and detects the biometric information of the passenger sitting on the seat or the driver holding the steering wheel.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may calculate the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, and may determine whether the driver is dozing or not. You may.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may perform processing such as noise canceling processing on the collected audio signal.
  • the integrated control unit 7600 controls the overall operation in the vehicle control system 7000 according to various programs.
  • An input unit 7800 is connected to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 is realized by a device such as a touch panel, a button, a microphone, a switch or a lever, which can be input-operated by a passenger. Data obtained by recognizing the voice input by the microphone may be input to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 may be, for example, a remote control device using infrared rays or other radio waves, or an externally connected device such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant) that supports the operation of the vehicle control system 7000. You may.
  • the input unit 7800 may be, for example, a camera, in which case the passenger can input information by gesture. Alternatively, data obtained by detecting the movement of the wearable device worn by the passenger may be input. Further, the input unit 7800 may include, for example, an input control circuit that generates an input signal based on the information input by the passenger or the like using the input unit 7800 and outputs the input signal to the integrated control unit 7600. By operating the input unit 7800, the passenger or the like inputs various data to the vehicle control system 7000 and instructs the processing operation.
  • the storage unit 7690 may include a ROM (Read Only Memory) for storing various programs executed by the microcomputer, and a RAM (Random Access Memory) for storing various parameters, calculation results, sensor values, and the like. Further, the storage unit 7690 may be realized by a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disc Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, an optical magnetic storage device, or the like.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the general-purpose communication I / F 7620 is a general-purpose communication I / F that mediates communication with various devices existing in the external environment 7750.
  • General-purpose communication I / F7620 is a cellular communication protocol such as GSM (registered trademark) (Global System of Mobile communications), WiMAX, LTE (Long Term Evolution) or LTE-A (LTE-Advanced), or wireless LAN (Wi-Fi).
  • GSM Global System of Mobile communications
  • WiMAX Wireless F
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-A
  • Wi-Fi wireless LAN
  • Other wireless communication protocols such as (also referred to as (registered trademark)) and Bluetooth (registered trademark) may be implemented.
  • the general-purpose communication I / F 7620 connects to a device (for example, an application server or a control server) existing on an external network (for example, the Internet, a cloud network, or a business-specific network) via, for example, a base station or an access point. You may. Further, the general-purpose communication I / F7620 uses, for example, P2P (Peer To Peer) technology, and is a terminal existing in the vicinity of the vehicle (for example, a terminal of a driver, a pedestrian, or a store, or an MTC (Machine Type Communication) terminal). May be connected with.
  • P2P Peer To Peer
  • MTC Machine Type Communication
  • the dedicated communication I / F 7630 is a communication I / F that supports a communication protocol formulated for use in a vehicle.
  • the dedicated communication I / F7630 uses a standard protocol such as WAVE (Wireless Access in Vehicle Environment), DSRC (Dedicated Short Range Communications), or cellular communication protocol, which is a combination of lower layer IEEE802.11p and upper layer IEEE1609. May be implemented.
  • Dedicated communication I / F7630 typically includes vehicle-to-vehicle (Vehicle to Vehicle) communication, road-to-vehicle (Vehicle to Infrastructure) communication, vehicle-to-home (Vehicle to Home) communication, and pedestrian-to-pedestrian (Vehicle to Pedertian) communication. ) Carry out V2X communication, a concept that includes one or more of the communications.
  • the positioning unit 7640 receives, for example, a GNSS signal from a GNSS (Global Navigation Satellite System) satellite (for example, a GPS signal from a GPS (Global Positioning System) satellite), executes positioning, and executes positioning, and the latitude, longitude, and altitude of the vehicle. Generate location information including.
  • the positioning unit 7640 may specify the current position by exchanging signals with the wireless access point, or may acquire position information from a terminal such as a mobile phone, PHS, or smartphone having a positioning function.
  • the beacon receiving unit 7650 receives radio waves or electromagnetic waves transmitted from a radio station or the like installed on the road, and acquires information such as the current position, traffic jam, road closure, or required time.
  • the function of the beacon receiving unit 7650 may be included in the above-mentioned dedicated communication I / F 7630.
  • the in-vehicle device I / F 7660 is a communication interface that mediates the connection between the microcomputer 7610 and various in-vehicle devices 7760 existing in the vehicle.
  • the in-vehicle device I / F7660 may establish a wireless connection using a wireless communication protocol such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication) or WUSB (Wireless USB).
  • a wireless communication protocol such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication) or WUSB (Wireless USB).
  • the in-vehicle device I / F7660 is via a connection terminal (and a cable if necessary) (not shown), USB (Universal Serial Bus), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface), or MHL (Mobile).
  • a wired connection such as High-definition Link may be established.
  • the in-vehicle device 7760 may include, for example, at least one of a passenger's mobile device or wearable device, or an information device carried or attached to the vehicle.
  • the in-vehicle device 7760 may include a navigation device that searches for a route to an arbitrary destination.
  • the in-vehicle device I / F 7660 exchanges control signals or data signals with these in-vehicle devices 7760.
  • the in-vehicle network I / F7680 is an interface that mediates communication between the microcomputer 7610 and the communication network 7010.
  • the vehicle-mounted network I / F7680 transmits and receives signals and the like according to a predetermined protocol supported by the communication network 7010.
  • the microcomputer 7610 of the integrated control unit 7600 is via at least one of general-purpose communication I / F7620, dedicated communication I / F7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I / F7660, and in-vehicle network I / F7680. Based on the information acquired in the above, the vehicle control system 7000 is controlled according to various programs. For example, the microcomputer 7610 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the acquired information inside and outside the vehicle, and outputs a control command to the drive system control unit 7100. May be good.
  • the microcomputer 7610 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. Cooperative control may be performed for the purpose of.
  • the microcomputer 7610 automatically travels autonomously without relying on the driver's operation by controlling the driving force generator, steering mechanism, braking device, etc. based on the acquired information on the surroundings of the vehicle. Coordinated control for the purpose of driving or the like may be performed.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 7610 has information acquired via at least one of general-purpose communication I / F7620, dedicated communication I / F7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I / F7660, and in-vehicle network I / F7680. Based on the above, three-dimensional distance information between the vehicle and an object such as a surrounding structure or a person may be generated, and local map information including the peripheral information of the current position of the vehicle may be created. Further, the microcomputer 7610 may predict a danger such as a vehicle collision, a pedestrian or the like approaching or entering a closed road based on the acquired information, and may generate a warning signal.
  • the warning signal may be, for example, a signal for generating a warning sound or turning on a warning lamp.
  • the audio image output unit 7670 transmits an output signal of at least one of audio and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 7710, a display unit 7720, and an instrument panel 7730 are exemplified as output devices.
  • the display unit 7720 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • the display unit 7720 may have an AR (Augmented Reality) display function.
  • the output device may be other devices other than these devices, such as headphones, wearable devices such as eyeglass-type displays worn by passengers, and projectors or lamps.
  • the display device displays the results obtained by various processes performed by the microcomputer 7610 or the information received from other control units in various formats such as texts, images, tables, and graphs. Display visually.
  • the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data, acoustic data, or the like into an analog signal and outputs it audibly.
  • At least two control units connected via the communication network 7010 may be integrated as one control unit.
  • each control unit may be composed of a plurality of control units.
  • the vehicle control system 7000 may include another control unit (not shown).
  • the other control unit may have a part or all of the functions carried out by any of the control units. That is, as long as information is transmitted and received via the communication network 7010, predetermined arithmetic processing may be performed by any control unit.
  • a sensor or device connected to one of the control units may be connected to the other control unit, and the plurality of control units may send and receive detection information to and from each other via the communication network 7010. .
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the ToF camera in the above-described configuration, for example, when the imaging unit 7410 includes a ToF camera. Then, by applying the technique according to the present disclosure, it is possible to realize a light receiving device capable of performing distance measurement with high reliability. Then, by mounting the light receiving device as a light receiving device of the distance measuring device, for example, a vehicle control system capable of detecting an object to be measured with high accuracy can be constructed.
  • the present disclosure may also have the following configuration.
  • a light receiving element that generates a signal in response to light reception of a photon
  • Bias adjustment unit that adjusts the voltage value of the bias voltage applied to the light receiving element
  • a signal processing unit that sets the voltage value of the bias voltage to be adjusted by the bias adjustment unit according to the variation in characteristics of each light receiving element.
  • a light receiving device comprising.
  • the characteristic variation for each light receiving element is the difference in the voltage value of the bias voltage for each light receiving element.
  • A-3 The signal processing unit feeds back the difference in the voltage value of the bias voltage for each light receiving element to the bias adjusting unit.
  • the light receiving element is composed of a single photon avalanche diode.
  • the light receiving device according to any one of the above [A-1] to the above [A-3].
  • the bias adjusting unit adjusts the voltage value of the excess bias voltage applied to the single photon avalanche diode.
  • the signal processing unit detects the dead time of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the signal processing unit indirectly detects the dead time of the light receiving element from the saturation count rate of the light receiving element, and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the light receiving device according to the above [A-4] or the above [A-5].
  • the signal processing unit detects the dark count rate of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the light receiving device according to the above [A-4] or the above [A-5].
  • the signal processing unit detects the timing of the rising edge of the output pulse of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the light receiving elements are two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit is mounted on the second semiconductor substrate for each light receiving element with respect to the light receiving elements arranged in a matrix.
  • [A-12] The light receiving elements are two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit is mounted on the second semiconductor substrate for each predetermined area with respect to the light receiving elements arranged in a matrix.
  • [A-13] The light receiving elements are two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit is mounted on the second semiconductor substrate for each pixel row with respect to the light receiving elements arranged in a matrix.
  • the bias adjusting unit is composed of a linear regulator.
  • the bias adjustment unit is composed of a switching regulator.
  • the bias adjusting unit is configured by using a resistance ladder.
  • the bias adjusting unit is configured by using a variable current source.
  • the bias adjusting unit is configured by using a variable resistance element.
  • Control method of light receiving device ⁇ [B-1] A light receiving element that generates a signal in response to a photon reception, and a light receiving element. Bias adjustment unit that adjusts the voltage value of the bias voltage applied to the light receiving element, In controlling the light receiving device equipped with Set the voltage value of the bias voltage to be adjusted by the bias adjustment unit according to the characteristic variation of each light receiving element. Control method of the light receiving device. [B-2] The characteristic variation for each light receiving element is the difference in the voltage value of the bias voltage for each light receiving element. The method for controlling a light receiving device according to the above [B-1]. [B-3] The difference in the voltage value of the bias voltage for each light receiving element is fed back to the bias adjustment unit.
  • the method for controlling a light receiving device is composed of a single photon avalanche diode.
  • the method for controlling a light receiving device is composed of a single photon avalanche diode.
  • the method for controlling a light receiving device is composed of a single photon avalanche diode.
  • the bias adjusting unit adjusts the voltage value of the excess bias voltage applied to the single photon avalanche diode.
  • [B-6] Detects the dead time of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjustment unit.
  • the method for controlling a light receiving device according to the above [B-4] or the above [B-5].
  • [B-7] The dead time of the light receiving element is indirectly detected from the saturation count rate of the light receiving element, and the detection result is fed back to the bias adjusting unit.
  • [B-8] Detects the dark count rate of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjustment unit.
  • [B-9] The timing of the rising edge of the output pulse of the light receiving element is detected, and the detection result is fed back to the bias adjusting unit.
  • ⁇ C. Distance measuring device ⁇ [C-1] A light receiving element that generates a signal in response to light reception of a photon, Bias adjustment unit that adjusts the voltage value of the bias voltage applied to the light receiving element, and A signal processing unit that sets the voltage value of the bias voltage to be adjusted by the bias adjustment unit according to the variation in characteristics of each light receiving element. A ranging device having a light receiving device comprising. [C-2] The characteristic variation for each light receiving element is the difference in the voltage value of the bias voltage for each light receiving element. The distance measuring device according to the above [C-1]. [C-3] The signal processing unit feeds back the difference in the voltage value of the bias voltage for each light receiving element to the bias adjusting unit. The distance measuring device according to the above [C-2].
  • the light receiving element is composed of a single photon avalanche diode.
  • the distance measuring device according to any one of the above [C-1] to the above [C-3].
  • the bias adjustment unit adjusts the voltage value of the excess bias voltage applied to the single photon avalanche diode.
  • the signal processing unit detects the dead time of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the signal processing unit indirectly detects the dead time of the light receiving element from the saturation count rate of the light receiving element, and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the distance measuring device according to the above [C-4] or the above [C-5].
  • the signal processing unit detects the dark count rate of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • the distance measuring device according to the above [C-4] or the above [C-5].
  • the signal processing unit detects the timing of the rising edge of the output pulse of the light receiving element and feeds back the detection result to the bias adjusting unit.
  • [C-10] It has a laminated structure in which at least two semiconductor substrates of a first semiconductor substrate and a second semiconductor substrate are laminated. The distance measuring device according to any one of the above [C-1] to the above [C-9].
  • the light receiving elements are two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit is mounted on the second semiconductor substrate for each light receiving element with respect to the light receiving elements arranged in a matrix.
  • [C-12] The light receiving elements are two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit is mounted on the second semiconductor substrate for each predetermined area with respect to the light receiving elements arranged in a matrix.
  • [C-13] The light receiving elements are two-dimensionally arranged in a matrix on the first semiconductor substrate.
  • the bias adjusting unit is mounted on the second semiconductor substrate for each pixel row with respect to the light receiving elements arranged in a matrix.
  • the bias adjusting unit is composed of a linear regulator.
  • the bias adjustment unit is composed of a switching regulator.
  • the bias adjusting unit is configured by using a resistance ladder.
  • the bias adjusting unit is configured by using a variable current source.
  • the bias adjusting unit is configured by using a variable resistance element.
  • 1 Distance measuring device, 10 ... Subject (object to be measured), 20 ... Light source, 21 ... Laser drive unit, 22 ... Laser light source, 23 ... Diffuse lens, 30 ... -Light receiving device, 31 ... Light receiving lens, 32 ... Optical sensor, 33 ... Signal processing unit, 40 ... Control unit, 50 ... Pixels, 51 ... SPAD element, 54 ... Load, 55 ... CMOS inverter, 60 ... Bias adjustment unit

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Abstract

本開示の受光装置は、光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、を備える。また、本開示の測距装置は、上記の構成の受光装置を有する。

Description

受光装置及び受光装置の制御方法、並びに、測距装置
　本開示は、受光装置及び受光装置の制御方法、並びに、測距装置に関する。
　受光素子として、光子の受光に応じて信号を発生する素子を用いた受光装置がある。この種の受光装置では、測距対象物（被写体）までの距離を測定する測定法として、測距対象物に向けて光源から照射した光が、当該測距対象物で反射されて戻ってくるまでの時間を計測するＴｏＦ（Time of Flight：飛行時間）法が採用されている。
　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子としては、例えば、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode：単一光子アバランシェダイオード）素子が知られている。受光素子として例えばＳＰＡＤ素子を用いた受光装置では、ＳＰＡＤ素子をアレイ化し、１画素として用いている。
　ところで、ＳＰＡＤ素子のパラメータの一つとしてブレイクダウン電圧ＶBDがあり、このブレイクダウン電圧ＶBDに対して、どの程度大きな電圧値のバイアス電圧（エクセスバイアス電圧）を印加するかによってＳＰＡＤ素子の特性が変わる。ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらつくと、エクセスバイアス電圧が変わって見えるため、ＳＰＡＤ素子毎の特性が大きくばらついてしまう。そのため、ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらついても、ＳＰＡＤ素子毎の特性が揃うように、エクセスバイアス電圧を補正する技術が必要となる。
　従来、エクセスバイアス電圧を調整する技術の一つとして、下界光を検出し、その検出結果に基づいてエクセスバイアス電圧を調整する技術、例えば、高光量の条件下では感度を落とし、低光量の条件下では感度を上げる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－８１２５４号公報
　上記の特許文献１に記載の従来技術によれば、下界光の光量に応じてエクセスバイアス電圧を調整することができる。しかしながら、当該特許文献１に記載の従来技術は、エクセスバイアス電圧を調整する技術の一つではあるものの、受光素子毎のブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値のばらつきに対するエクセスバイアス電圧の調整（補正）については何ら考慮されていない。
　本開示は、受光素子毎にブレイクダウン電圧の電圧値がばらついたとしても、受光素子毎に等しい電圧値のバイアス電圧を印加することができる受光装置及び受光装置の制御方法、並びに、当該受光装置を有する測距装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本開示の受光装置は、
　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、
　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、
　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、
　を備える。
　また、上記の目的を達成するための本開示の受光装置の制御方法は、
　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、及び、
　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、
　を備える受光装置の制御に当たって、
　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する。
　また、上記の目的を達成するための本開示の測距装置は、
　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、
　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、
　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、
　を備える受光装置を有する。
図１は、本開示に係る技術が適用される測距装置の一例を示す概略構成図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、本適用例に係る測距装置の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 図３は、ＳＰＡＤ素子を用いた基本的な画素回路の構成の一例を示す回路図である。 図４Ａは、ＳＰＡＤ素子のＰＮ接合の電流－電圧特性を示す特性図であり、図４Ｂは、画素回路の回路動作の説明に供する波形図である。 図５は、エクセスバイアス電圧ＶEXを補正する必要性について説明する図である。 図６は、本開示の実施形態に係る受光装置の構成の一例を示すブロック図である。 図７は、本開示の実施形態に係る受光装置におけるエクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーションについての説明図である。 図８は、実施例１に係るオートキャリブレーション手法についての説明図である。 図９は、実施例２に係るオートキャリブレーション手法についての説明図である。 図１０は、実施例３に係るオートキャリブレーション手法についての説明図である。 図１１は、実施例４に係るオートキャリブレーション手法についての説明図である。 図１２は、実施例５に係るバイアス調整部の実装形態のレイアウトを示す分解斜視図である。 図１３は、実施例６に係るバイアス調整部の実装形態のレイアウトを示す分解斜視図である。 図１４は、実施例７に係るバイアス調整部の実装形態のレイアウトを示す分解斜視図である。 図１５Ａは、実施例８に係るバイアス調整部の構成形態の回路構成を示す回路図であり、図１５Ｂは、実施例９に係るバイアス調整部の構成形態の回路構成を示す回路図である。 図１６は、実施例１０に係るバイアス調整部の代替回路の回路構成を示す回路図である。 図１７Ａは、実施例１１に係るバイアス調整部の代替回路の回路構成を示す回路図であり、図１７Ｂは、実施例１２に係るバイアス調整部の代替回路の回路構成を示す回路図である。 図１８は、実施例１３に係るキャリブレーションの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１９は、本開示の実施形態の変形例に係る受光装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２０は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 図２１は、測距装置の設置位置の例を示す図である。
　以下、本開示に係る技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示に係る技術は実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置、全般に関する説明
２．本開示に係る技術が適用される測距装置
　２－１．測距装置の具体的な構成例
　２－２．ＳＰＡＤ素子を用いた基本的な画素回路例
　２－３．ＳＰＡＤ素子を用いた画素回路の回路動作例
　２－４．エクセスバイアス電圧ＶEXを補正する必要性について
３．本開示の実施形態
　３－１．実施例１（エクセスバイアス電圧のオートキャリブレーション手法１）
　３－２．実施例２（エクセスバイアス電圧のオートキャリブレーション手法２）
　３－３．実施例３（エクセスバイアス電圧のオートキャリブレーション手法３）
　３－４．実施例４（エクセスバイアス電圧のオートキャリブレーション手法４）
　３－５．実施例５（バイアス調整部の実装形態その１）
　３－６．実施例６（バイアス調整部の実装形態その２）
　３－７．実施例７（バイアス調整部の実装形態その３）
　３－８．実施例８（バイアス調整部の構成形態その１）
　３－９．実施例９（バイアス調整部の構成形態その２）
　３－１０．実施例１０（バイアス調整部の代替となる構成形態その１）
　３－１１．実施例１１（バイアス調整部の代替となる構成形態その２）
　３－１２．実施例１２（バイアス調整部の代替となる構成形態その３）
　３－１３．実施例１３（エクセスバイアス電圧のキャリブレーションの処理例）
４．変形例
５．本開示に係る技術の適用例（移動体の例）
６．本開示がとることができる構成
＜本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置、全般に関する説明＞
　本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置にあっては、受光素子毎の特性ばらつきの影響は、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値に表れる。従って、受光素子毎の特性ばらつきについて、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いとすることができる。そして、信号処理部について、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いを、バイアス調整部にフィードバックする構成とすることができる。
　上述した好ましい構成を含む本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置にあっては、受光素子について、単一光子アバランシェダイオードから成る構成とすることができる。そして、バイアス調整部について、単一光子アバランシェダイオードに印加するエクセスバイアス電圧の電圧値を調整する構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置にあっては、検出結果をバイアス調整部にフィードバックする信号処理部について、受光素子のデッドタイムを検出する、又は、受光素子の飽和カウントレートから間接的に受光素子のデッドタイムを検出する、又は、受光素子のダークカウントレートを検出する、又は、受光素子の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出する構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置にあっては、受光装置について、第１の半導体基板及び第２の半導体基板の少なくとも２つの半導体基板が積層された積層構造を有する構成とし、受光素子について、第１の半導体基板に行列状に２次元配置された構成とすることができる。そして、バイアス調整部について、行列状配置の受光素子に対して第２の半導体基板に受光素子毎に、又は、所定のエリア毎に、又は、画素列毎に実装された構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の受光装置及びその制御方法、並びに測距装置にあっては、バイアス調整部について、リニアレギュレータによって構成されている、又は、スイッチングレギュレータによって構成された構成とすることができる。あるいは又、バイアス調整部について、抵抗ラダー、可変電流源、又は、可変抵抗素子を用いて構成された構成とすることができる。
＜本開示に係る技術が適用される測距装置＞
　図１は、本開示に係る技術が適用される測距装置の一例を示す概略構成図である。本適用例に係る測距装置１は、測距対象物である被写体１０までの距離を測定する測定法として、被写体１０に向けて照射した光（例えば、赤外の波長域にピーク波長を有するレーザ光）が、当該被写体１０で反射されて戻ってくるまでの飛行時間を測定するＴｏＦ法を採用している。ＴｏＦ法による距離測定を実現するために、本適用例に係る測距装置１は、光源２０及び受光装置３０を備えている。そして、受光装置３０として、後述する本開示の実施形態に係る受光装置を用いることができる。
［測距装置の具体的な構成例］
　本適用例に係る測距装置１の具体的な構成の一例を図２Ａ及び図２Ｂに示す。光源２０は、例えば、レーザ駆動部２１、レーザ光源２２、及び、拡散レンズ２３を有し、被写体１０に対してレーザ光を照射する。レーザ駆動部２１は、制御部４０による制御の下に、レーザ光源２２を駆動する。レーザ光源２２は、例えば半導体レーザから成り、レーザ駆動部２１によって駆動されることによってレーザ光を出射する。拡散レンズ２３は、レーザ光源２２から出射されたレーザ光を拡散し、被写体１０に対して照射する。
　受光装置３０は、受光レンズ３１、受光部である光センサ３２、及び、信号処理部３３を有し、光源２０からの照射レーザ光が被写体１０で反射されて戻ってくる反射レーザ光を受光する。受光レンズ３１は、被写体１０からの反射レーザ光を光センサ３２の受光面上に集光する。光センサ３２は、受光レンズ３１を経た被写体１０からの反射レーザ光を画素単位で受光し、光電変換する。光センサ３２としては、受光素子を含む画素が行列状（アレイ状）に２次元配置されて成る２次元アレイセンサを用いることができる。
　光センサ３２の出力信号は、信号処理部３３を経由して制御部４０へ供給される。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理ユニット）等によって構成され、光源２０及び受光装置３０を制御するとともに、光源２０から被写体１０に向けて照射したレーザ光が、当該被写体１０で反射されて戻ってくるまでの時間の計測を行う。この計測した時間を基に、被写体１０までの距離を求めることができる。
　時間計測の方法としては、光源２０からパルス光を照射したタイミングでタイマーをスタートさせ、受光装置３０が当該パルス光を受光したタイミングでタイマーをストップして時間を計測する。時間計測のその他の方法として、光源２０から所定の周期でパルス光を照射し、受光装置３０が当該パルス光を受光した際の周期を検出し、発光の周期と受光の周期との位相差から時間を計測してもよい。時間計測は複数回実行され、複数回計測された時間を積み上げたＴｏＦヒストグラムのピークの位置を検出することによって時間を計測する。
　そして、本適用例に係る測距装置１では、光センサ３２として、画素の受光素子が、光子の受光に応じて信号を発生する素子、例えば、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode：単一光子アバランシェダイオード）素子から成るセンサを用いている。すなわち、本適用例に係る測距装置１における受光装置３０は、画素の受光素子としてＳＰＡＤ素子を用いた構成となっている。ＳＰＡＤ素子は、ブレイクダウン電圧（降伏電圧）を超えた逆電圧で素子を動作させるガイガーモードで動作する。尚、画素の受光素子としては、ＳＰＡＤ素子に限定されるものではなく、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）や、ＳｉＰＭ（シリコンフォトマルチプライヤ）等、ガイガーモードで動作する種々の素子を用いることができる。
［ＳＰＡＤ素子を用いた基本的な画素回路例］
　ＳＰＡＤ素子を用いた受光装置３０における基本的な画素回路の構成の一例を図３に示す。ここでは、１画素分の基本構成を図示している。
　ＳＰＡＤ素子を用いた画素５０の基本的な画素回路は、ＳＰＡＤ素子５１のカソード電極が、例えばＰ型ＭＯＳトランジスタＱLから成る負荷５４を介して、電源電圧ＶDDが与えられる端子５２に接続され、ＳＰＡＤ素子５１のアノード電極が、アノード電圧Ｖanoが与えられる端子５３に接続された構成となっている。アノード電圧Ｖanoとしては、アバランシェ増倍が発生する大きな負電圧が印加される（図４Ｂ参照）。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱLのゲート電極には、当該ＭＯＳトランジスタＱLを所望の電流源として動作させるためのバイアス電圧Ｖbiasが印加される。
　そして、ＳＰＡＤ素子５１のカソード電圧ＶCAが、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱp及びＮ型ＭＯＳトランジスタＱnから成るＣＭＯＳインバータ５５を介してＳＰＡＤ出力（画素出力）として導出される。ＣＭＯＳインバータ５５は、閾値電圧Ｖthを比較基準とする比較回路（比較器）ということもできるし、閾値電圧Ｖthを基準としてＳＰＡＤ素子５１の出力であるカソード電圧ＶCAの波形整形を行う波形整形回路ということもできる。
　ＳＰＡＤ素子５１には、ブレイクダウン電圧ＶBD以上の電圧が印加される。ブレイクダウン電圧ＶBD以上の過剰電圧は、エクセスバイアス電圧ＶEXと呼ばれる。ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値に対して、どの程度大きな電圧値のエクセスバイアス電圧ＶEXを印加するかによってＳＰＡＤ素子５１の特性が変わる。
　ガイガーモードで動作するＳＰＡＤ素子５１のＰＮ接合のＩ（電流）－Ｖ（電圧）特性を図４Ａに示す。図４Ａには、ブレイクダウン電圧ＶBD、エクセスバイアス電圧ＶEX、及び、ＳＰＡＤ素子５１の動作点の関係を図示している。
［ＳＰＡＤ素子を用いた画素回路の回路動作例］
　続いて、上記の構成の画素回路の回路動作の一例について、図４Ｂの波形図を用いて説明する。
　ＳＰＡＤ素子５１に電流が流れていない状態では、ＳＰＡＤ素子５１には（ＶDD－Ｖano）の値の電圧が印加されている。この電圧値（ＶDD－Ｖano）は、（ＶBD＋ＶEX）である。そして、ＳＰＡＤ素子５１のＰＮ接合部で暗電子の発生レートＤＣＲ（Dark Count Rate）や光照射によって発生した電子がアバランシェ増倍を生じ、アバランシェ電流が発生する。この現象は、遮光されている状態（即ち、光が入射していない状態）でも確率的に発生している。これが暗電子の発生レート、即ち、ダークカウントレートＤＣＲ（Dark Count Rate）である。
　カソード電圧ＶCAが低下し、ＳＰＡＤ素子５１の端子間の電圧がＰＮダイオードのブレイクダウン電圧ＶBDになると、アバランシェ電流が停止する。そして、アバランシェ増倍で発生し、蓄積された電子が、負荷５４（例えば、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱL）を通して放電し、カソード電圧ＶCAが上昇する。そして、カソード電圧ＶCAが電源電圧ＶDDまで回復し、再び初期状態に戻る。
　ＳＰＡＤ素子５１に光が入射して１個でも電子－正孔対が発生すると、それが種となってアバランシェ電流が発生するので、光子１個の入射でも、ある検知効率ＰＤＥ（Photon Detection Efficiency）で検出することができる。
　以上の動作が繰り返される。そして、この一連の動作において、カソード電圧ＶCAが、ＣＭＯＳインバータ５５で波形整形され、１フォトンの到来時刻を開始点とするパルス幅Ｔのパルス信号がＳＰＡＤ出力（画素出力）となる。
［エクセスバイアス電圧ＶEXを補正する必要性について］
　上述したように、受光素子として例えばＳＰＡＤ素子５１を用いた受光装置３０では、ＳＰＡＤ素子５１をアレイ化し、１画素として用いている。上記の構成の受光装置３０において、ＳＰＡＤ素子５１のパラメータの一つであるブレイクダウン電圧ＶBDに対してどの程度大きな電圧値のエクセスバイアス電圧ＶEXを印加するかによってＳＰＡＤ素子５１の特性が変わる。そして、ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらつくと、エクセスバイアス電圧ＶEXが変わって見えるため、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性が大きくばらついてしまうことになる。
　ここで、ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値が異なる２つのＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂについて、図５を用いて説明する。図５に示すように、ＳＰＡＤ素子Ａのブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値をＶBD1、ＳＰＡＤ素子Ｂのブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値をＶBD2（ＶBD1＜ＶBD2）とする。このとき、ＳＰＡＤ素子Ａには、電圧値ＶEX1のエクセスバイアス電圧ＶEXが印加され、ＳＰＡＤ素子Ｂには、電圧値ＶEX2（ＶEX1＞ＶEX2）のエクセスバイアス電圧ＶEXが印加されることになる。
　このように、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂに印加されるエクセスバイアス電圧ＶEXが異なることで、例えば、ＳＰＡＤ素子Ａの出力パルスのパルス幅がＴA、ＳＰＡＤ素子Ｂの出力パルスのパルス幅がＴBとなり、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性ばらつきが増える。このことから、エクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を補正（調整）することが必要となる。すなわち、ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらついても、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性が揃うように、エクセスバイアス電圧ＶEXを補正（調整）する、所謂、オートキャリブレーションの技術が必要となる。
＜本開示の実施形態＞
　そこで、本開示の実施形態に係る受光装置では、ブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらついても、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性が揃うように、エクセスバイアス電圧ＶEXを補正する技術を導入する。以下に、本開示の実施形態に係る受光装置について説明する。本開示の実施形態に係る受光装置は、上記の構成の測距装置１の受光装置３０として用いることができる。
　図６は、本開示の実施形態に係る受光装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る受光装置３０は、ＳＰＡＤ素子５１のブレイクダウン電圧ＶBDに印加するエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整（補正）するバイアス調整部６０を備えている。バイアス調整部６０は、例えば、電源電圧ＶDDの電源ラインと負荷５４との間に設けられており、ＳＰＡＤ素子５１に印加されるエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整（補正）する。
　尚、ここでは、バイアス調整部６０を、電源電圧ＶDDの電源ラインと負荷５４との間に設ける構成を例示したが、負荷５４とＳＰＡＤ素子５１のカソード電極との間に設ける構成とすることもできるし、ＳＰＡＤ素子５１のアノード電極と低電位（例えば、ＧＮＤ）側の電源ラインとの間に設ける構成とすることもできる。
　バイアス調整部６０で調整すべきエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値は、信号処理部３３によって設定される。信号処理部３３は、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性ばらつきに応じて、例えば、ＳＰＡＤ素子５１毎のエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の違いに応じて、バイアス調整部６０で調整すべきエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を設定する。すなわち、信号処理部３３は、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部６０で調整すべきエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を、バイアス調整部６０にフィードバックする。
　本実施形態に係る受光装置３０によれば、エクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の調整（オートキャリブレーション）を行うことにより、ＳＰＡＤ素子５１毎にブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらついたとしても、ＳＰＡＤ素子５１毎に等しい電圧値のエクセスバイアス電圧ＶEXを印加することができる。これにより、ＳＰＡＤ素子５１に起因する特性ばらつきを抑制することができる。ＳＰＡＤ素子５１に起因する特性としては、ＳＰＡＤ素子５１が光子に反応できないデッドタイムＤＴ（Dead Time）、光子を検知する検知効率ＰＤＥ、温度補償範囲といった特性を例示することができる。
　ここで、「等しい電圧値」とは、厳密に等しい電圧値である場合の他、実質的に等しい電圧値である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
　本実施形態に係る受光装置３０におけるエクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーションについての説明図を図７に示す。ブレイクダウン電圧ＶBDがＶBD’に変動すると、これに伴ってエクセスバイアス電圧ＶEXがＶEX’に変動する（図７の左側の波形図）。これに対し、バイアス調整部６０の作用により、エクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値について、ＶEX’→ＶEXの調整が行われる（図７の右側の波形図）。図７の右側の波形図は、図４Ｂの波形図に相当する。
　ＳＰＡＤ素子５１毎に特性がばらついている状態、例えば、ＳＰＡＤ素子５１毎にエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値が異なっている状態については、例えば、ＳＰＡＤ素子５１が光子に反応できないデッドタイムＤＴを測定することによって検出することが可能である。そのため、デッドタイム、あるいは、その従属パラメータである飽和カウントレートを信号処理部３３で検出（測定）し、その検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックすることで、エクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーションを実現することができる。
　尚、ここでは、一例として、ＳＰＡＤ素子５１毎にエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値が異なっている状態について、デッドタイムＤＴ、あるいは、その従属パラメータである飽和カウントレートを測定し、オートキャリブレーションを実現するとしたが、これに限られるものではない。例えば、暗電子の発生レートであるダークカウントレートＤＣＲを測定、あるいは、ＳＰＡＤ素子５１の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出し、オートキャリブレーションを実現することができる。
　以下に、本実施形態に係る受光装置３０におけるエクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーションについての具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
　実施例１は、エクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーション手法その１であり、ＳＰＡＤ素子５１が光子に反応できないデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、ＳＰＡＤ素子５１間でデッドタイムが揃うようにオートキャリブレーションを行う例である。
　実施例１に係るオートキャリブレーション手法についての説明図を図８に示す。図８において、左側の図は、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂの出力パルスの波形図であり、真ん中及び右側の図は、複数回計測した結果をパルス幅毎に積み上げてヒストグラム化した波形図であり、横軸がパルス幅、縦軸がそのパルス幅を有する出力パルスのカウント回数である。
　ＳＰＡＤ素子５１は、単一光子の入射を、ある確率ＰＤＥ（Photon Detection Efficiency）で検出できる高性能な光センサである。しかし、一度光子の検出を行うと、数ｎｓ～数十ｎｓ程度の間、光子に反応できない時間、即ち、デッドタイムＤＴが存在する。そして、ＳＰＡＤ素子５１毎のエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の違いは、ＳＰＡＤ素子５１が光子に反応できないデッドタイムＤＴの差として表れる。
　実施例１に係るオートキャリブレーション手法では、信号処理部３３において、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂのそれぞれについて、デッドタイムＤＴをパルス幅として検出し、その頻度分布(ヒストグラム)を生成する。そして、パルス幅の検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、本例にあっては、図８の右側の波形図に示すように、ＳＰＡＤ素子Ｂのヒストグラムのピークが、ＳＰＡＤ素子Ａのヒストグラムのピークに合致するように、ＳＰＡＤ素子Ｂのエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整する。
［実施例２］
　実施例２は、エクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーション手法その２であり、飽和カウントレートから間接的にデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、ＳＰＡＤ素子５１間で飽和カウントレートが揃うようにオートキャリブレーションを行う例である。
　ＳＰＡＤ素子５１の出力パルスのパルス幅Ｔが広ければ広いほど信号が飽和しやすく、狭ければ狭いほど信号が飽和しにくい。この飽和の程度を表すのが飽和カウントレートである。すなわち、飽和カウントレートは、デッドタイムＤＴの従属パラメータである。従って、飽和カウントレートから間接的にデッドタイムＤＴを検出することができる。
　実施例２に係るオートキャリブレーション手法についての説明図を図９に示す。図９において、左側の図は、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂの出力パルスの波形図であり、真ん中及び右側の図は、複数回計測した時間を積み上げてヒストグラム化した波形図であり、横軸が入射光量、縦軸が単位時間当たりのフォトンのカウント数である。
　実施例２に係るオートキャリブレーション手法では、信号処理部３３において、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂのそれぞれについて、飽和カウントレートから間接的にデッドタイムＤＴを検出する。そして、デッドタイムＤＴの検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、本例にあっては、図９の右側の波形図に示すように、ＳＰＡＤ素子Ａの飽和カウントレートが、ＳＰＡＤ素子Ｂの飽和カウントレートに合致するように、ＳＰＡＤ素子Ｂのエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整する。
［実施例３］
　実施例３は、エクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーション手法その３であり、暗電子の発生レートであるダークカウントレートＤＣＲを検出し、その検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、ＳＰＡＤ素子５１間でダークカウントレートＤＣＲが揃うようにオートキャリブレーションを行う例である。
　ＳＰＡＤ素子５１では、光の入射がない状態でも、例えば、ＳＰＡＤ素子５１内で熱によって励起されたキャリアによって出力パルスが発生する。このときの単位時間当たりの発生レートがダークカウントレートＤＣＲであり、単位は、ｃｐｓ（ｃｏｕｎｔ　ｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）である。そして、ＳＰＡＤ素子５１毎のエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の違いは、ダークカウントレートＤＣＲの差として表れる。ここでは、ＳＰＡＤ素子Ｂの方がＳＰＡＤ素子Ａよりもエクセスバイアス電圧ＶEXが高く、出力パルスが多く発生している場合を例示している。
　実施例３に係るオートキャリブレーション手法についての説明図を図１０に示す。図１０において、左側の図は、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子ＢのダークカウントレートＤＣＲの波形図であり、横軸が時間である。
　実施例３に係るオートキャリブレーション手法では、信号処理部３３において、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂのそれぞれについて、ダークカウントレートＤＣＲを検出する。ここでは、一例として、ＳＰＡＤ素子ＡのダークカウントレートＤＣＲを１ｋｃｐｓとし、ＳＰＡＤ素子ＢのダークカウントレートＤＣＲを３．８ｋｃｐｓとしている。そして、ダークカウントレートＤＣＲの検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、本例にあっては、ＳＰＡＤ素子ＢのダークカウントレートＤＣＲがＳＰＡＤ素子ＡのダークカウントレートＤＣＲに合致（３．８ｋｃｐｓ→１ｋｃｐｓ）するように、ＳＰＡＤ素子Ｂのエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整する。
［実施例４］
　実施例４は、エクセスバイアス電圧ＶEXのオートキャリブレーション手法その４であり、ＳＰＡＤ素子５１の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出し、その検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、ＳＰＡＤ素子５１間で立ち上がりエッジのタイミングが揃うようにオートキャリブレーションを行う例である。ＳＰＡＤ素子５１毎のエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の違いは、ＳＰＡＤ素子５１の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミング差として表れる。
　実施例４に係るオートキャリブレーション手法についての説明図を図１１に示す。図１１において、左側の図は、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂの出力パルスの波形図であり、真ん中及び右側の図は、複数回計測した時間を積み上げてヒストグラム化した波形図であり、横軸が距離（⇔時間）、縦軸がヒストグラムである。
　実施例４に係るオートキャリブレーション手法では、信号処理部３３において、ＳＰＡＤ素子Ａ及びＳＰＡＤ素子Ｂのそれぞれについて、同距離の測距対象物に対する測距結果から、出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングのずれ（差）を検出する。そして、立ち上がりエッジタイミングの検出結果をバイアス調整部６０にフィードバックし、本例にあっては、図１１の右側の波形図に示すように、ＳＰＡＤ素子Ｂの立ち上がりエッジタイミングが、ＳＰＡＤ素子Ａの立ち上がりエッジタイミングに合致するように、ＳＰＡＤ素子Ｂのエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整する。
　以上説明した実施例１、実施例２、実施例３、及び、実施例４に係るオートキャリブレーション手法については、単独で用いてエクセスバイアス電圧ＶEXの補正を行うようにしてもよいし、それらを適宜組み合わせて用いてエクセスバイアス電圧ＶEXの補正を行うようにしてもよい。組み合わせて用いる場合には、好ましくは、それぞれに重み付けをしてエクセスバイアス電圧ＶEXの補正を行うようにするとよい。
［実施例５］
　実施例５は、バイアス調整部６０の実装形態その１であり、ＳＰＡＤ素子５１毎にバイアス調整部６０を実装する例である。
　実施例５に係るバイアス調整部６０の実装形態のレイアウトを図１２に示す。ここでは、図面の簡略化のために、ＳＰＡＤ素子５１が行列状に（４行×４列）に２次元配置されて成るＳＰＡＤ配列を例示している。また、第１の半導体基板７１及び第２の半導体基板７２の少なくとも２つの半導体基板が積層された積層構造の受光装置３０において、第１の半導体基板７１にＳＰＡＤ素子５１が配置され、第２の半導体基板７２にバイアス調整部６０が配置される構成を例示している。これらの点については、後述する実施例６及び実施例７においても同じである。
　実施例５に係る実装形態のレイアウトでは、上記のＳＰＡＤ配列に対し、ＳＰＡＤ素子５１毎にバイアス調整部６０を実装する構成となっている。このように、ＳＰＡＤ素子５１毎にバイアス調整部６０を備え、エクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の調整（オートキャリブレーション）を設けることにより、ＳＰＡＤ素子５１毎にブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらついたとしても、ＳＰＡＤ素子５１個々についてエクセスバイアス電圧ＶEXの補正を行うことができる。これにより、ＳＰＡＤ素子５１毎のブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値のばらつきに起因する画素５０毎の特性はらつきを抑制することができる。
［実施例６］
　実施例６は、バイアス調整部６０の実装形態その２であり、所定のエリア毎にバイアス調整部６０を実装する例である。実施例６に係るバイアス調整部６０の実装形態のレイアウトを図１３に示す。
　ＳＰＡＤ素子５１個々のブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値のばらつきに起因する画素５０毎の特性はらつきを抑制する観点からすると、実施例５の場合のように、ＳＰＡＤ素子５１毎にバイアス調整部６０を実装することが理想的である。しかし、物理レイアウト的観点から、バイアス調整部６０をＳＰＡＤ素子５１毎に実装できない場合がある。
　実施例６に係る実装形態のレイアウトでは、４行×４列のＳＰＡＤ配列に対し、例えば、互いに隣接する４素子（２行×２列）を単位としてエリア分けし、そのエリア毎にバイアス調整部６０を実装する構成となっている。互いに隣接するＳＰＡＤ素子５１に印加されるブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値のばらつきは小さいと考えられる。従って、エリア毎にバイアス調整部６０を実装した場合であっても、ＳＰＡＤ素子５１のエクセスバイアス電圧ＶEXの補正をエリア単位で行うことができる。
［実施例７］
　実施例７は、バイアス調整部６０の実装形態その３であり、ＳＰＡＤ配列の画素列毎にバイアス調整部６０を実装する例である。実施例７に係るバイアス調整部６０の実装形態のレイアウトを図１４に示す。
　実施例７は、物理レイアウト的観点から、バイアス調整部６０をＳＰＡＤ素子５１毎に実装できない場合の別の例である。実施例７に係る実装形態のレイアウトでは、４行×４列のＳＰＡＤ配列に対し、画素列毎にバイアス調整部６０を実装する構成となっている。実施例７の実装例の場合は、ＳＰＡＤ素子５１のエクセスバイアス電圧ＶEXの補正を画素列単位で行うことができる。
［実施例８］
　実施例８は、バイアス調整部６０の構成形態その１であり、リニアレギュレータで実現する例である。実施例８に係るバイアス調整部６０の構成形態の回路構成を図１５Ａに示す。
　実施例８に係るバイアス調整部６０は、誤差検出用のエラーアンプ６１、基準電圧源６２、及び、出力トランジスタ６３から成るリニアレギュレータによって構成されている。基準電圧源６２は、直列接続された抵抗素子Ｒ61及び抵抗素子Ｒ62から成り、出力トランジスタ６３は、例えばＰチャネル型のＭＯＳトランジスタから成る。
　上記の構成のバイアス調整部６０において、図６との対応関係では、電源電圧ＶDDが入力電圧Ｖinとなり、出力電圧Ｖoutが負荷５４を介してＳＰＡＤ素子５１のカソード電極に印加される。この点については、後述する各実施例においても同じである。また、信号処理部３３の検出信号（検出結果）ＦＢが、エラーアンプ６１の基準電圧Ｖrefとしてフィードバックされる。
［実施例９］
　実施例９は、バイアス調整部６０の構成形態その２であり、スイッチングレギュレータで実現する例である。実施例９に係るバイアス調整部６０の構成形態の回路構成を図１５Ｂに示す。
　実施例９に係るバイアス調整部６０は、スイッチ素子６４、スイッチ素子６５、インダクタ６６、コンデンサ６７、及び、制御回路６８から成るスイッチングレギュレータによって構成されている。スイッチ素子６４は、例えばＰチャネル型のＭＯＳトランジスタから成り、スイッチ素子６５は、例えばＮチャネル型のＭＯＳトランジスタから成る。
　制御回路６８は、信号処理部３３の検出信号ＦＢを入力とし、当該検出信号ＦＢに応じてスイッチ素子６４及びスイッチ素子６５のオン／オフ制御を行う。そして、入力電圧Ｖinを、スイッチ素子６４及びスイッチ素子６５によって時間分割し、インダクタ６６及びコンデンサ６７によって平滑化することで所望の出力電圧Ｖoutを得る。尚、インダクタ６６については、チップ内に設けることもできるし、チップ外に設けることもできる。
［実施例１０］
　実施例１０は、バイアス調整部６０の代替となる構成形態その１であり、抵抗ラダーを用いて実現する例である。実施例１０に係るバイアス調整部６０の代替回路の回路構成を図１６に示す。
　実施例１０に係るバイアス調整部６０の代替回路６０’は、入力電圧Ｖinの端子と基準電位ノード（例えば、ＧＮＤ）との間に直列に接続されたｎ個の抵抗素子Ｒ1～Ｒnから成る抵抗ラダー、及び、制御回路６０１によって構成されている。制御回路６０１は、信号処理部３３の検出信号ＦＢを入力とし、当該検出信号ＦＢに応じて、抵抗ラダーの各接続ノードに導出される電圧を選択するセレクタである。このように、バイアス調整部６０を、抵抗ラダーを用いて実現する構成であっても、ＳＰＡＤ素子５１に印加するエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の調整を行うことができる。
［実施例１１］
　実施例１１は、バイアス調整部６０の代替となる構成形態その２であり、可変電流源を用いて実現する例である。実施例１１に係るバイアス調整部６０の代替回路の回路構成を図１７Ａに示す。
　実施例１１に係るバイアス調整部６０の代替回路６０’は、入力電圧Ｖinの端子と基準電位ノード（例えば、ＧＮＤ）との間に直列に接続された可変電流源６０２及び抵抗素子６０３によって構成されている。可変電流源６０２は、信号処理部３３の検出信号ＦＢを入力とし、当該検出信号ＦＢに応じて、当該直列回路に流れる電流を制御する。このように、バイアス調整部６０を、可変電流源６０２を用いて実現する構成であっても、ＳＰＡＤ素子５１に印加するエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の調整を行うことができる。
［実施例１２］
　実施例１２は、バイアス調整部６０の代替となる構成形態その３であり、可変抵抗素子を用いて実現する例である。実施例１２に係るバイアス調整部６０の代替回路の回路構成を図１７Ｂに示す。
　実施例１２に係るバイアス調整部６０の代替回路６０’は、入力電圧Ｖinの端子と基準電位ノード（例えば、ＧＮＤ）との間に直列に接続された定電流源６０４及び可変抵抗素子６０５によって構成されている。可変抵抗素子６０５は、信号処理部３３の検出信号ＦＢを入力とし、当該検出信号ＦＢに応じて、当該直列回路に流れる電流を制御する。このように、バイアス調整部６０を、可変抵抗素子６０５を用いて実現する構成であっても、ＳＰＡＤ素子５１に印加するエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の調整を行うことができる。
［実施例１３］
　実施例１３は、本実施形態に係る受光装置３０の制御方法であり、エクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を調整するキャリブレーションの処理例である。実施例１３に係るキャリブレーションの処理の流れの一例を図１８に示す。このキャリブレーションの処理は、図６に示す信号処理部３３において、例えば、信号処理部３３がプロセッサを用いて構成されるとき、当該プロセッサによる制御の下に実行される。
　信号処理部３３を構成するプロセッサ（以下、単に「プロセッサ」と記述する）は、ＳＰＡＤ素子５１の応答特性を取得し（ステップＳ１１）、次いで、デッドタイムＤＴ、又は、ダークカウントレートＤＣＲ、又は、飽和カウントレート、又は、出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを計測する（ステップＳ１２）。
　次に、プロセッサは、デッドタイムＤＴ、又は、ダークカウントレートＤＣＲ、又は、飽和カウントレート、又は、出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングの計測値が設定値の範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１３）、設定値の範囲内であれば（Ｓ１３のＹＥＳ）であれば、キャリブレーションのための一連の処理を終了する。プロセッサは、計測値が設定値の範囲外と判断した場合（Ｓ１３のＮＯ）、バイアス調整部６０で調整するエクセスバイアス電圧ＶEXを設定変更し（ステップＳ１４）、しかる後、ステップＳ１１に戻って上述した一連の処理を実行する。
　実施例１３に係るキャリブレーションの処理、即ち、エクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値の調整によれば、ＳＰＡＤ素子５１毎にブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値がばらついたとしても、ＳＰＡＤ素子５１毎に等しい電圧値のエクセスバイアス電圧ＶEXを印加することができる。これにより、ＳＰＡＤ素子５１毎のブレイクダウン電圧ＶBDの電圧値のばらつきに起因する画素５０毎の特性はらつきを抑制することができる。
＜変形例＞
　以上、本開示に係る技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示に係る技術は当該実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した受光装置及び測距装置の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
　例えば、上記の実施形態では、信号処理部３３が、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部６０で調整すべきエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値を、バイアス調整部６０にフィードバックしてキャリブレーションを行う構成としたが、フィードバック制御に限られるものではない。具体的には、図１９に示すように、ＳＰＡＤ素子５１毎の特性、例えば、ＳＰＡＤ素子５１毎のエクセスバイアス電圧ＶEXの電圧値をあらかじめ取得して、調整すべき電圧値をＳＰＡＤ素子５１毎に設定したルックアップテーブル（ＬＵＴ）をメモリ部８０に格納しておき、当該ルックアップテーブルを基にキャリブレーションを行う構成とすることもできる。
＜本開示に係る技術の適用例＞
　本開示に係る技術は、様々な製品に適用することができる。以下に、より具体的な適用例について説明する。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される測距装置として実現されてもよい。
［移動体］
　図２０は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２０に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller　Area　Network）、ＬＩＮ（Local　Interconnect　Network）、ＬＡＮ（Local　Area　Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
　各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２０では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
　駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock　Brake　System）又はＥＳＣ（Electronic　Stability　Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
　駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
　ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
　車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time　Of　Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
　環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light　Detection　and　Ranging、Laser　Imaging　Detection　and　Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
　ここで、図２１は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　尚、図２１には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
　図２０に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
　また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
　車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
　統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal　Digital　Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
　記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read　Only　Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random　Access　Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard　Disc　Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
　汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global　System　of　Mobile　communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer　To　Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine　Type　Communication）端末）と接続してもよい。
　専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless　Access　in　Vehicle　Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated　Short　Range　Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle　to　Vehicle）通信、路車間（Vehicle　to　Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle　to　Home）の通信及び歩車間（Vehicle　to　Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
　測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。尚、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
　ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。尚、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
　車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near　Field　Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless　USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition　Multimedia　Interface）、又はＭＨＬ（Mobile　High-definition　Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
　車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
　統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced　Driver　Assistance　System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
　マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
　音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２０の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented　Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
　尚、図２０に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部７４１０がＴｏＦカメラを含む場合に、当該ＴｏＦカメラに適用され得る。そして、本開示に係る技術を適用することにより、信頼性の高い測距を行うことができる受光装置を実現できる。そして、当該受光装置を測距装置の受光装置として搭載することで、例えば、測定対象物を高精度にて検出可能な車両制御システムを構築できる。
＜本開示がとることができる構成＞
　尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
≪Ａ．受光装置≫
［Ａ－１］光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、
　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、
　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、
　を備える受光装置。
［Ａ－２］受光素子毎の特性ばらつきは、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いである、
　上記［Ａ－１］に記載の受光装置。
［Ａ－３］信号処理部は、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いを、バイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ａ－２］に記載の受光装置。
［Ａ－４］受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－３］のいずれかに記載の受光装置。
［Ａ－５］バイアス調整部は、単一光子アバランシェダイオードに印加するエクセスバイアス電圧の電圧値を調整する、
　上記［Ａ－４］に記載の受光装置。
［Ａ－６］信号処理部は、受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ａ－４］又は上記［Ａ－５］に記載の受光装置。
［Ａ－７］信号処理部は、受光素子の飽和カウントレートから間接的に受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ａ－４］又は上記［Ａ－５］に記載の受光装置。
［Ａ－８］信号処理部は、受光素子のダークカウントレートを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ａ－４］又は上記［Ａ－５］に記載の受光装置。
［Ａ－９］信号処理部は、受光素子の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ａ－４］又は上記［Ａ－５］に記載の受光装置。
［Ａ－１０］第１の半導体基板及び第２の半導体基板の少なくとも２つの半導体基板が積層された積層構造を有する、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－９］のいずれかに記載の受光装置。
［Ａ－１１］受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して受光素子毎に第２の半導体基板に実装されている、
　上記［Ａ－１０］に記載の受光装置。
［Ａ－１２］受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して所定のエリア毎に第２の半導体基板に実装されている、
　上記［Ａ－１０］に記載の受光装置。
［Ａ－１３］受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して画素列毎に第２の半導体基板に実装されている、
　上記［Ａ－１０］に記載の受光装置。
［Ａ－１４］バイアス調整部は、リニアレギュレータによって構成されている、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－１３］のいずれかに記載の受光装置。
［Ａ－１５］バイアス調整部は、スイッチングレギュレータによって構成されている、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－１３］のいずれかに記載の受光装置。
［Ａ－１６］バイアス調整部は、抵抗ラダーを用いて構成されている、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－１３］のいずれかに記載の受光装置。
［Ａ－１７］バイアス調整部は、可変電流源を用いて構成されている、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－１３］のいずれかに記載の受光装置。
［Ａ－１８］バイアス調整部は、可変抵抗素子を用いて構成されている、
　上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－１３］のいずれかに記載の受光装置。
≪Ｂ．受光装置の制御方法≫
［Ｂ－１］光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、及び、
　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、
　を備える受光装置の制御に当たって、
　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する、
　受光装置の制御方法。
［Ｂ－２］受光素子毎の特性ばらつきは、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いである、
　上記［Ｂ－１］に記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－３］受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いを、バイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｂ－２］に記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－４］受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
　上記［Ｂ－１］乃至上記［Ｂ－３］のいずれかに記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－５］バイアス調整部は、単一光子アバランシェダイオードに印加するエクセスバイアス電圧の電圧値を調整する、
　上記［Ｂ－４］に記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－６］受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｂ－４］又は上記［Ｂ－５］に記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－７］受光素子の飽和カウントレートから間接的に受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｂ－４］又は上記［Ｂ－５］に記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－８］受光素子のダークカウントレートを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｂ－４］又は上記［Ｂ－５］に記載の受光装置の制御方法。
［Ｂ－９］受光素子の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｂ－４］又は上記［Ｂ－５］に記載の受光装置の制御方法。
≪Ｃ．測距装置≫
［Ｃ－１］光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、
　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、
　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、
　を備える受光装置を有する測距装置。
［Ｃ－２］受光素子毎の特性ばらつきは、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いである、
　上記［Ｃ－１］に記載の測距装置。
［Ｃ－３］信号処理部は、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いを、バイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｃ－２］に記載の測距装置。
［Ｃ－４］受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－３］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｃ－５］バイアス調整部は、単一光子アバランシェダイオードに印加するエクセスバイアス電圧の電圧値を調整する、
　上記［Ｃ－４］に記載の測距装置。
［Ｃ－６］信号処理部は、受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｃ－４］又は上記［Ｃ－５］に記載の測距装置。
［Ｃ－７］信号処理部は、受光素子の飽和カウントレートから間接的に受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｃ－４］又は上記［Ｃ－５］に記載の測距装置。
［Ｃ－８］信号処理部は、受光素子のダークカウントレートを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｃ－４］又は上記［Ｃ－５］に記載の測距装置。
［Ｃ－９］信号処理部は、受光素子の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
　上記［Ｃ－４］又は上記［Ｃ－５］に記載の測距装置。
［Ｃ－１０］第１の半導体基板及び第２の半導体基板の少なくとも２つの半導体基板が積層された積層構造を有する、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－９］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｃ－１１］受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して受光素子毎に第２の半導体基板に実装されている、
　上記［Ｃ－１０］に記載の測距装置。
［Ｃ－１２］受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して所定のエリア毎に第２の半導体基板に実装されている、
　上記［Ｃ－１０］に記載の測距装置。
［Ｃ－１３］受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して画素列毎に第２の半導体基板に実装されている、
　上記［Ｃ－１０］に記載の測距装置。
［Ｃ－１４］バイアス調整部は、リニアレギュレータによって構成されている、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－１３］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｃ－１５］バイアス調整部は、スイッチングレギュレータによって構成されている、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－１３］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｃ－１６］バイアス調整部は、抵抗ラダーを用いて構成されている、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－１３］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｃ－１７］バイアス調整部は、可変電流源を用いて構成されている、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－１３］のいずれかに記載の測距装置。
［Ｃ－１８］バイアス調整部は、可変抵抗素子を用いて構成されている、
　上記［Ｃ－１］乃至上記［Ｃ－１３］のいずれかに記載の測距装置。
　１・・・測距装置、１０・・・被写体（測定対象物）、２０・・・光源、２１・・・レーザ駆動部、２２・・・レーザ光源、２３・・・拡散レンズ、３０・・・受光装置、３１・・・受光レンズ、３２・・・光センサ、３３・・・信号処理部、４０・・・制御部、５０・・・画素、５１・・・ＳＰＡＤ素子、５４・・・負荷、５５・・・ＣＭＯＳインバータ、６０・・・バイアス調整部

Claims (20)

  1. 　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、
    　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、
    　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、
    　を備える受光装置。
  2. 　受光素子毎の特性ばらつきは、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いである、
    　請求項１に記載の受光装置。
  3. 　信号処理部は、受光素子毎のバイアス電圧の電圧値の違いを、バイアス調整部にフィードバックする、
    　請求項２に記載の受光装置。
  4. 　受光素子は、単一光子アバランシェダイオードから成る、
    　請求項１に記載の受光装置。
  5. 　バイアス調整部は、単一光子アバランシェダイオードに印加するエクセスバイアス電圧の電圧値を調整する、
    　請求項４に記載の受光装置。
  6. 　信号処理部は、受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
    　請求項４に記載の受光装置。
  7. 　信号処理部は、受光素子の飽和カウントレートから間接的に受光素子のデッドタイムを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
    　請求項４に記載の受光装置。
  8. 　信号処理部は、受光素子のダークカウントレートを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
    　請求項４に記載の受光装置。
  9. 　信号処理部は、受光素子の出力パルスの立ち上がりエッジのタイミングを検出し、その検出結果をバイアス調整部にフィードバックする、
    　請求項４に記載の受光装置。
  10. 　第１の半導体基板及び第２の半導体基板の少なくとも２つの半導体基板が積層された積層構造を有する、
    　請求項１に記載の受光装置。
  11. 　受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
    　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して受光素子毎に第２の半導体基板に実装されている、
    　請求項１０に記載の受光装置。
  12. 　受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
    　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して所定のエリア毎に第２の半導体基板に実装されている、
    　請求項１０に記載の受光装置。
  13. 　受光素子は、第１の半導体基板に行列状に２次元配置されており、
    　バイアス調整部は、行列状配置の受光素子に対して画素列毎に第２の半導体基板に実装されている、
    　請求項１０に記載の受光装置。
  14. 　バイアス調整部は、リニアレギュレータによって構成されている、
    　請求項１に記載の受光装置。
  15. 　バイアス調整部は、スイッチングレギュレータによって構成されている、
    　請求項１に記載の受光装置。
  16. 　バイアス調整部は、抵抗ラダーを用いて構成されている、
    　請求項１に記載の受光装置。
  17. 　バイアス調整部は、可変電流源を用いて構成されている、
    　請求項１に記載の受光装置。
  18. 　バイアス調整部は、可変抵抗素子を用いて構成されている、
    　請求項１に記載の受光装置。
  19. 　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、及び、
    　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、
    　を備える受光装置の制御に当たって、
    　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する、
    　受光装置の制御方法。
  20. 　光子の受光に応じて信号を発生する受光素子、
    　受光素子に印加するバイアス電圧の電圧値を調整するバイアス調整部、及び、
    　受光素子毎の特性ばらつきに応じて、バイアス調整部で調整すべきバイアス電圧の電圧値を設定する信号処理部、
    　を備える受光装置を有する測距装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023162734A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023176643A (ja) * 2022-05-31 2023-12-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01205611A (ja) * 1988-02-10 1989-08-18 Nec Corp フォトダイオードセンサー用電流アンプ
JPH07284026A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Sony Corp 固体撮像装置
JP2013042365A (ja) * 2011-08-16 2013-02-28 Nec Corp アバランシェ・フォト・ダイオード調整システムおよびアバランシェ・フォト・ダイオード調整方法
JP2014078794A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Fujitsu Ltd 光受信回路及び光受信装置
US20160223397A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Industrial Technology Research Institute System and method for controlling excess bias of single photon avalanche photo diode
JP2018174224A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 株式会社デンソー 光検出器
WO2019065490A1 (ja) * 2017-09-26 2019-04-04 パイオニア株式会社 制御装置、検出装置、アバランシェダイオードを制御する方法、プログラム及び記憶媒体
JP2019075394A (ja) * 2017-10-12 2019-05-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、および、電子装置
JP2019190892A (ja) * 2018-04-20 2019-10-31 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 受光装置及び測距装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01205611A (ja) * 1988-02-10 1989-08-18 Nec Corp フォトダイオードセンサー用電流アンプ
JPH07284026A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Sony Corp 固体撮像装置
JP2013042365A (ja) * 2011-08-16 2013-02-28 Nec Corp アバランシェ・フォト・ダイオード調整システムおよびアバランシェ・フォト・ダイオード調整方法
JP2014078794A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Fujitsu Ltd 光受信回路及び光受信装置
US20160223397A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Industrial Technology Research Institute System and method for controlling excess bias of single photon avalanche photo diode
JP2018174224A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 株式会社デンソー 光検出器
WO2019065490A1 (ja) * 2017-09-26 2019-04-04 パイオニア株式会社 制御装置、検出装置、アバランシェダイオードを制御する方法、プログラム及び記憶媒体
JP2019075394A (ja) * 2017-10-12 2019-05-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、および、電子装置
JP2019190892A (ja) * 2018-04-20 2019-10-31 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 受光装置及び測距装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023162734A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置

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