WO2021153162A1 - 測距装置及び測距方法 - Google Patents

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WO2021153162A1
WO2021153162A1 PCT/JP2021/000011 JP2021000011W WO2021153162A1 WO 2021153162 A1 WO2021153162 A1 WO 2021153162A1 JP 2021000011 W JP2021000011 W JP 2021000011W WO 2021153162 A1 WO2021153162 A1 WO 2021153162A1
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light emitting
light
drive
distance measuring
region
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崎村　昇
敦史 鈴木
中村　仁
恭範 佃
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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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    • G01C3/02—Details
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    • G—PHYSICS
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    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters

Definitions

  • This disclosure relates to a distance measuring device and a distance measuring method.
  • ToF Time-of-Flight
  • SPAD Single Photon Avalanche Diode
  • the distance measuring device of one form according to the present disclosure includes a light emitting unit that emits irradiation light and a distance measuring unit that calculates the distance to the subject based on the incident light.
  • the light emitting unit is located in a first region of a light emitting element array including a plurality of light emitting elements arranged in an array, a drive circuit for driving the plurality of light emitting elements, and the plurality of light emitting elements.
  • the first drive that causes the two or more light emitting elements belonging to the light emitting element to emit light in the first cycle
  • the second drive that causes the two or more light emitting elements belonging to the second region different from the first region to emit light in the first cycle.
  • the drive circuit includes a first control circuit that controls the drive circuit so as to execute, and the first control circuit switches between the first drive and the second drive at least once within a predetermined period. To control.
  • the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings below.
  • a so-called flash type ranging device in which SPAD pixels are arranged in a two-dimensional grid pattern to acquire a wide-angle ranging image (also referred to as a depth image) at one time and a ranging device thereof are used.
  • the distance measuring method will be described with an example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration example of the distance measuring device (system) according to the first embodiment.
  • the distance measuring device 1 includes a light emitting unit (Tx) 100 and a distance measuring unit (Rx) 200, respectively, via an external interface (I / F) 140/260 and a host (not shown). Is connected with.
  • the light emitting unit 100 that emits irradiation light includes a laser array 130, a drive circuit 120, a control circuit 110, and the above-mentioned external I / F 140.
  • the laser array 130 includes a configuration in which a plurality of laser elements are arranged in an array. Each laser element outputs laser light (also referred to as irradiation light) having a predetermined wavelength in a predetermined pulse repetition cycle (also referred to as PRI cycle) according to the drive by the drive circuit 120.
  • laser light also referred to as irradiation light
  • a predetermined pulse repetition cycle also referred to as PRI cycle
  • a vertical cavity surface emission laser (Vertical Cavity Surface Emitting LASER: VCSEL) can be used.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting LASER
  • the present invention is not limited to this, and various light sources capable of emitting light having a predetermined wavelength may be used.
  • the drive circuit 120 drives each laser element of the laser array 130.
  • the drive circuit 120 may be configured to be able to drive each laser element independently, or may be configured to be able to be driven row by row, column by column, or area by area.
  • the drive circuit 120 may include, for example, a plurality of drive circuits provided one-to-one with respect to each laser element.
  • the light emitting unit 100 is provided with, for example, a substrate provided with the laser array 130 on a substrate provided with the drive circuit 120 so that the individual laser elements 30 and the individual drive circuits correspond in the vertical direction.
  • a so-called VCSEL on Driver configuration to be arranged can be adopted.
  • the drive circuit 120 may include, for example, a plurality of drive circuits provided one by row, column by column, or area by area.
  • Control circuit 110 controls the drive circuit 120 according to, for example, an instruction from the host or the distance measuring unit 200.
  • the control circuit 110 may also include a sequencer, a bank setting register, and the like, which will be described later.
  • the distance measuring unit 200 that generates a distance measuring image based on incident light (including reflected light) includes, for example, a light receiving unit 230, a TDC (Time-to-Digital Converter) 240, a processing circuit 250, and a laser trigger generation circuit. It includes 220, a control circuit 210, and the above-mentioned external I / F 260.
  • a light receiving unit 230 includes, for example, a light receiving unit 230, a TDC (Time-to-Digital Converter) 240, a processing circuit 250, and a laser trigger generation circuit. It includes 220, a control circuit 210, and the above-mentioned external I / F 260.
  • TDC Time-to-Digital Converter
  • the light receiving unit 230 includes, for example, a SPAD array 231 and a detection circuit 232.
  • the SPAD array 231 includes, for example, a configuration in which a plurality of SPAD elements (for example, see the SPAD element 21 in FIG. 12) are arranged in a two-dimensional lattice pattern (also referred to as a matrix pattern). For example, the cathode potential VS of each SPAD element 21 is read out by the reading circuit 22 described later as a photon detection result.
  • the detection circuit 232 includes, for example, a read-out circuit having a one-to-one correspondence with each SPAD element 21 (see, for example, the read-out circuit 22 of FIG. 12), and reads and outputs the detection of photons by each SPAD element 21. do.
  • Each readout circuit 22 has, for example, a function of detecting that each SPAD element 21 detects a photon and enters a quenching state, and a function of quickly recharging each SPAD element 21 to the original state. Further, as will be described later, each readout circuit 22 outputs, for example, a pulse (detection signal PXOUT) whose rising timing is the timing at which each SPAD element 21 detects a photon.
  • each SPAD element 21 and the readout circuit 22 connected to the SPAD element 21 are also referred to as SPAD pixels.
  • the TDC 240 measures, for example, the flight time of a photon from the light emission of the light emitting unit 100 to the detection of the reflected light by the SPAD pixel, and outputs the measured time as a digital output value TDCOUT.
  • the TDC 240 is provided with a TDC circuit (corresponding to the TDC circuit 241 in FIG. 11) for each pixel, and the elapsed time from the generation timing of the laser trigger LT or the output timing of the irradiation light to the detection timing of the reflected light, which will be described later, is set for each pixel. It is measured with high resolution (for example, about 100 ps (picosecond) cycle), and the time obtained by the measurement is output as a digital output value TDCOUT.
  • high resolution for example, about 100 ps (picosecond) cycle
  • the pixels in the present description may be each pixel when a plurality of SPAD pixels partitioned by a predetermined area are treated as one pixel, or when one SPAD pixel is treated as one pixel. It may be each pixel of.
  • the processing circuit 250 In the processing circuit 250, for example, based on the output value TDCOUT of each pixel output from the TDC 240, the distance information to the subject of each pixel (the reflected light is incident on the light receiving unit 230 after the irradiation light is emitted from the light emitting unit 100). It may be ToF information regarding the time required for the process. In the following description, the distance information and the ToF information are collectively referred to as distance information).
  • the processing circuit 250 may include, for example, a histogram generation unit and a distance calculation unit.
  • Histogram generation unit generates a histogram for each pixel based on the output value TDCOUT of each pixel output from the TDC 240. For example, the histogram generator generates a histogram for each pixel by adding the output value TDCOUT output from the TDC 240 for each pixel to the count value (cumulative value) stored in the BIN corresponding to the sampling cycle. ..
  • the distance calculation unit calculates the distance information of each pixel based on the histogram generated by the histogram generation unit. For example, the distance calculation circuit identifies the peak of the cumulative value of each histogram (that is, the peak of the number of times photons are detected), and generates distance information for each pixel based on the BIN number of the specified peak.
  • the distance information of the pixels may be calculated based on the center of gravity (average) obtained from the specified BIN and the cumulative value.
  • the laser trigger generation circuit 220 generates, for example, a timing (laser trigger LT) for outputting the irradiation light to the light emitting unit 100 according to the control from the control circuit 210.
  • Control circuit 210 controls the detection circuit 232 and the laser trigger generation circuit 220 according to an instruction from the host input via the external I / F 260, for example. Further, the control circuit 210 generates a distance measurement image for one frame from the distance information of each pixel generated by the processing circuit 250, and outputs the generated distance image to an external host via the external I / F 260.
  • the control circuit 210 may also include an area setting register and the like, which will be described later.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration example of the light receiving portion according to the present embodiment.
  • the light receiving unit 230 includes an array unit 233, a timing control circuit 234, a drive circuit 235, and an output circuit 236.
  • the array unit 233 includes a plurality of SPAD pixels 20 arranged in a two-dimensional grid pattern.
  • Each SPAD pixel 20 is composed of the above-mentioned one SPAD element 21 and one readout circuit 22.
  • the pixel drive line LD (vertical direction in the drawing) is connected for each column, and the output signal line LS (horizontal direction in the drawing) is connected for each row.
  • One end of the pixel drive line LD is connected to the output end corresponding to each column of the drive circuit 235, and one end of the output signal line LS is connected to the input end corresponding to each line of the output circuit 236.
  • Timing control circuit 234 includes a timing generator and the like that generate various timing signals, and controls the drive circuit 235 and the output circuit 236 based on the various timing signals generated by the timing generator.
  • the drive circuit 235 includes a shift register, an address decoder, and the like, and drives each SPAD pixel 20 of the array unit 233 at the same time for all pixels, in a column unit, or the like. Therefore, the drive circuit 235 includes at least a circuit that applies a bias voltage (quenching voltage) described later to each SPAD pixel 20 in the selection row in the array unit 233.
  • a bias voltage quenching voltage
  • the detection signal PXOUT output from each SPAD pixel 20 in the column selected and scanned by the drive circuit 235 is input to the output circuit 236 through each of the output signal lines LS.
  • the output circuit 236 outputs the detection signal PXOUT input from each SPAD pixel 20 to the TDC 240 (see FIG. 1).
  • the sampling cycle is a cycle for measuring the time (flight time) from the emission of the irradiation light by the light emitting unit 100 to the detection of the incident of the reflected light by the light receiving unit 230.
  • a period shorter than the PRI period of the light emitting unit 100 is set in this sampling period. For example, by shortening the sampling period, it is possible to estimate or calculate the flight time of the photon emitted from the light emitting unit 100 and reflected by the subject with higher time resolution. This means that by increasing the sampling frequency, it is possible to estimate or calculate the distance to the subject with higher ranging resolution.
  • the distance L to the subject can be estimated or calculated by the following equation (1).
  • L C ⁇ t / 2 (1)
  • the sampling period is 1 ns (nanoseconds). In that case, one sampling period corresponds to 15 cm (centimeter). This indicates that the ranging resolution is 15 cm when the sampling frequency is 1 GHz. Further, when the sampling frequency is doubled to 2 GHz, the sampling period is 0.5 ns (nanoseconds), so one sampling period corresponds to 7.5 cm (centimeters). This indicates that the ranging resolution can be halved when the sampling frequency is doubled. By increasing the sampling frequency and shortening the sampling period in this way, it is possible to estimate or calculate the distance to the subject with higher accuracy.
  • FIG. 3 is a plan view showing a layout example of a light emitting surface in the laser array according to the present embodiment.
  • the light emitting surface may be a surface in which the light emitting portions of a plurality of laser elements are arranged in an array.
  • each laser element 30 may be, for example, a VCSEL.
  • FIG. 3 illustrates a case where a total of 64 laser elements 30 are arranged in an 8 ⁇ 8 matrix, the number and arrangement of the laser elements 30 are not limited to this, and various changes are made. May be done.
  • a bank is assigned to each laser element 30 according to the position on the light emitting surface.
  • the bank may be, for example, identification information for identifying a drive target among the plurality of laser elements 30.
  • one of a total of four banks # 0 to # 3 is assigned to each of the 64 laser elements 30. That is, in FIG. 3, a first irradiation pattern using 16 laser elements 30 to which bank # 0 is assigned and a second irradiation pattern using 16 laser elements 30 to which bank # 1 is assigned. , A total of four irradiations, a third irradiation pattern using 16 laser elements 30 to which bank # 2 is assigned and a fourth irradiation pattern using 16 laser elements 30 to which bank # 3 is assigned.
  • An example is a case where distance measurement is performed using any of the patterns.
  • each bank may be assigned to the plurality of laser elements 30 so that, for example, the laser elements 30 belonging to the same bank are evenly dispersed on the light emitting surface of the laser array 130. ..
  • the layout of the bank shown in FIG. 3 is merely an example and can be variously modified.
  • the laser elements 30 belonging to the same bank are controlled so as to repeatedly emit light at a predetermined PRI cycle during the same sampling period.
  • the sampling period may correspond to a period for generating one frame (one ranging image). Therefore, with respect to the irradiation light emitted from the laser element 30 belonging to the same bank, the flight time until the light is reflected by the subject and received by the distance measuring unit 200 is repeatedly measured by the distance measuring unit 200 during the same sampling period. ..
  • the laser element 30 marked with '0' in FIG. 3 is repeatedly emitted, and the flight time of the irradiation light is repeatedly measured in the ranging unit 200. ..
  • the plurality of laser elements 30 of the laser array 130 are divided into a plurality of regions (two regions A and B in FIG. 3).
  • the laser elements 30 divided into different regions are driven to emit light during different periods (this is referred to as a region selection period) even if they belong to the same bank. That is, in the present embodiment, one sampling period is divided into a plurality of region selection periods, and the laser elements 30 (however, the same bank) belonging to different regions in each region selection period emit light in a predetermined light emission cycle. Driven.
  • the laser element 30 divided into the region A and the laser element 30 divided into the region B are different regions even if they belong to the same bank (any of # 0 to # 3). It is driven so as to emit light at a predetermined light emission cycle during the selection period.
  • the energy of each laser pulse (irradiation light) emitted from each laser element 30 is generated. Even if (also referred to as intensity) is increased, it is possible to reduce the average energy of the irradiation light emitted from each laser element 30 during a predetermined period. As a result, as will be described later, it is possible to increase the peak power of the laser pulse while satisfying the eye safety standard, so that the distance measurement accuracy can be improved and the laser per unit time can be maintained while maintaining the distance measurement accuracy. It is possible to reduce the number of irradiations.
  • the region to be light-emitting in each region selection period (that is, the laser element 30 belonging to each region) is selected by, for example, the region selection signal FSEL described later.
  • FIG. 4 is a timing chart showing an example of distance measurement operation according to the present embodiment.
  • the configuration illustrated in FIG. 3 is cited. That is, in this description, the light emitting unit 100 and the distance measuring unit 200 have a total of four irradiation patterns based on banks # 0 to # 3, and each bank # 0 to # 3 has 16 observation points (16 laser elements). A case where distance measurement is performed at a total of 64 points by sequentially selecting each bank # 0 to # 3 with (corresponding to 30) is illustrated.
  • step S01 the number of laser irradiations to the light emitting unit 100 and the pulse repetition period (PRI cycle) are set, the SPAD pixel 20 to be driven is selected for the light receiving unit 230, and the circuit for the TDC 240 (corresponding to the TDC circuit 241 in FIG. 11). ) Selection and other settings may be included.
  • the laser element 30 assigned to bank # 0 repeatedly emits light in the PRI cycle, starting from the laser trigger signal (LT) output by the ranging unit 200.
  • the laser element 30 of the light emitting unit 100 emits light 10,000 to 100,000 times in the PRI cycle during this sampling period.
  • a histogram is generated based on the light (including reflected light) incident during this period, distance information is calculated based on the generated histogram, and a distance measuring image is generated (the distance measuring image is generated).
  • the generated ranging image may be output to the outside in frame units during the next blanking period, for example (step S03). Further, during the present blanking period, various settings related to the next bank (bank # 1 in FIG. 4) can be executed (step S11).
  • the distance information of each pixel is generated for each of banks # 0 to # 3.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing a first example of a light emitting operation according to the present embodiment.
  • the light emitting operation shown in FIG. 5 corresponds to, for example, an example of a light emitting operation of the light emitting unit 100 in the section R2 of FIG.
  • a predetermined period is set as a unit period, and the area selection period for each area is set by dividing the unit period by the number of areas.
  • the unit period is divided into the area selection periods RS1 and RS2, respectively, of the areas A and B. That is, each unit period is divided so that the duty ratio for each region in each unit period becomes a predetermined ratio.
  • the laser elements 30 belonging to different regions in the same bank are driven so as to emit light in the PRI cycle.
  • the laser element 30 belonging to the bank # 0 and belonging to the region A (this is referred to as the laser element 30 of the bank # 0A) is driven so as to emit light in the PRI cycle
  • the region In the selection period RS2 the laser element 30 belonging to the bank # 0 and belonging to the region B (this is referred to as the laser element 30 of the bank # 0B) is driven so as to emit light in the PRI cycle.
  • the laser element 30 belonging to the region A is driven to emit light in the PRI cycle in the region selection period RS1
  • the laser element 30 belonging to the region B is driven to emit light in the region selection period RS2. It is driven to emit light in a periodic manner.
  • the predetermined period in this description may be, for example, a period based on a laser safety standard such as Class-1 eye safety standard (International standard is IEC_6025-1, Japan is JIS C6802), for example, IEC 6025-1. If it is based on, the period may be 18 ⁇ s (microseconds) specified in the edition 2 or 5 ⁇ s specified in the edition 3.
  • the present invention is not limited to this, and various changes may be made as long as it is possible to comply with various laser safety standards. That is, this predetermined period can be appropriately changed according to changes in the country or region in which the distance measuring device and the distance measuring method according to the present embodiment are used, laser safety standards such as IEC and JIS, and the like.
  • the division of the unit period into each region is even, but it is not essential that the unit period is even, and there may be a bias. That is, the duty ratio for each region in each unit period is preferably 50:50, but may be adjusted to 60:40 or the like. When such a bias exists, the light emitting unit 100 is controlled so as to comply with the above laser safety standards and the like in the region where the longer region selection period is set.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing a second example of the light emitting operation according to the present embodiment.
  • the light emitting operation shown in FIG. 6 also corresponds to, for example, an example of the light emitting operation of the light emitting unit 100 in the section R2 of FIG. 4, similarly to FIG.
  • the unit period is divided into the same number of region selection periods RS1 and RS2 as the number of regions A and B, and the laser elements 30 belonging to different banks # 0A and # 0B are made to emit light in each region selection period RS1 and RS2. This illustrates the case where the energy of the irradiation light per unit time of each region A and B is reduced.
  • reducing the energy of the irradiation light per unit time of each region A and B is not limited to the method according to the first example, and is, for example, in the same bank as in the second example shown in FIG. It can also be realized by alternately causing the laser element 30 belonging to the region A and the laser element 30 belonging to the region B to emit light in the PRI cycle.
  • the pulse repetition period of the laser element 30 belonging to each region is, for example, a period obtained by multiplying the PRI period according to the first example by the number of divided regions.
  • the laser element 30 belonging to the region A and the laser element 30 belonging to the region B emit light at the same time.
  • the light emission of the laser element 30 belonging to the region A and the light emission of the laser element 30 belonging to the region B transition according to the state of the region selection signal (FSEL) input from the distance measuring unit 200 to the light emitting unit 100.
  • FSEL region selection signal
  • the phase difference between the pulse repetition period of the laser element 30 belonging to the bank # 0A and the pulse repetition period of the laser element 30 belonging to the bank # 0B is the PRI period, that is, in the bank # 0A. It is not essential that the laser element 30 belonging to the laser element 30 and the laser element 30 belonging to the bank # 0B are driven in opposite phases, and they may be driven with a phase difference that can prevent simultaneous light emission.
  • f is the focal length of the objective lens 131 included in the light emitting unit 100
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the basic configuration of the light emitting unit according to the present embodiment. Note that FIG. 9 focuses on the 16 laser elements 30 belonging to the bank # 0, and illustrates a case where the bank # 0 is divided into two regions, a region A and a region B.
  • the drive circuit 120-0 for bank # 0A in the drive circuit 120 has a transistor 41 to which the drive enable signal DRV0E is applied from the sequencer 111 in the control circuit 110 to the gate and a transistor 42 to which the laser trigger LT is applied to the gate. Be prepared.
  • the drive circuit 120-1 for bank # 0B includes a transistor 41 to which the drive enable signal DRV1E is applied from the sequencer 111 to the gate, and a transistor 42 to which the laser trigger LT is applied to the gate.
  • the sequencer 111 sets the drive enable signals DRV0E and DRV1E to each drive circuit 120-based on the bank number assigned to each laser element 30 (and its drive circuit) in the bank setting register 112 in the control circuit 110. It is applied to the gate of the transistor 41 at 0,120-1. Further, the bank setting register 112 stores, for example, a bank number assigned to each laser element 30 (and its drive circuit) from an external host via an external I / F 140.
  • the anode electrode of the laser element 30 is connected to the common (common anode) in all the laser elements 30, and a high potential is supplied.
  • the cathode electrodes of the laser elements 30 (D0A to D7A) belonging to the region A of the bank # 0 are driven to a low potential in the PRI cycle by the drive circuit 120-0 during the region selection period RS1, and the region B of the bank # 0 B.
  • the cathode electrodes of the laser elements 30 (D0B to D7B) belonging to the above are driven to a low potential in the PRI cycle by the drive circuit 120-1 during the region selection period RS2.
  • a voltage equal to or higher than a predetermined voltage is applied between both electrodes of each laser element 30, so that each laser element 30 emits light in a PRI cycle.
  • FIG. 10 is a timing chart showing an example of light emission control according to the present embodiment.
  • the laser trigger LT is input from the laser trigger generation circuit 220 of the ranging unit 200 to the light emitting unit 100 at the PRI cycle.
  • the laser trigger LT is input to the drive circuit 120 via the control circuit 110, for example.
  • the present invention is not limited to this, and the laser trigger generation circuit 220 may directly input to the drive circuit 120.
  • the region selection signal FSEL whose state changes for each region selection period RS1 and RS2 is input from the control circuit 210 of the distance measuring unit 200 to the control circuit 110 of the light emitting unit 100.
  • the sequencer 111 of the control circuit 110 controls the drive enable signals DRV0E and DRV1E of the regions A and B, respectively, based on the transition state of the region selection signal FSEL.
  • the laser elements 30 (D0A to D7A) in the region A emit light in synchronization with the laser trigger LT.
  • the laser elements 30 (D0B to D7B) in the region B emit light in synchronization with the laser trigger LT.
  • control circuit 110 first drives the laser element 30 belonging to the region A in the same bank to emit light in the PRI cycle among the plurality of laser elements 30, and the laser element 30 belonging to the region B in the same bank in the PRI cycle.
  • the drive circuit 120 is controlled so as to execute the second drive for emitting light.
  • the above light emission control is repeated a predetermined number of times of laser irradiation in the same bank during the same sampling period. As a result, the distance measurement for the bank is completed. Then, when the distance measurement for the bank is completed, the same operation is executed for the next bank, and finally the distance information for one frame is generated.
  • the region of the SPAD pixel 20 may be a region corresponding to the region of the laser element 30. That is, as illustrated in FIG. 3, when the laser element 30 in the laser array 130 is divided into the area A and the area B, the SPAD pixel 20 in the SPAD array 231 is also divided into the area A and the area B in the same manner. May be done.
  • FIG. 11 is a partial configuration example of the ranging unit according to the present embodiment, and is a diagram for explaining a method of selecting a SPAD pixel area and a data flow up to histogram generation.
  • a plurality of SPAD pixels 20 are arranged in a matrix in the SPAD array 231.
  • PX0A shows the SPAD pixel 20 of the area A in the bank #
  • PX0B shows the SPAD pixel 20 of the area B in the bank # 0.
  • the area A of the SPAD array 231 corresponds to the area A of the laser array 130
  • the area B of the SPAD array 231 corresponds to the area B of the laser array 130. That is, the reflected light of the irradiation light emitted from the laser element 30 belonging to the region A of the laser array 130 is detected by the SPAD pixel 20 belonging to the region A of the SPAD array 231 and the laser element 30 belonging to the region B of the laser array 130. The reflected light of the irradiation light emitted from the SPAD array 231 is detected by the SPAD pixel 20 belonging to the region B of the SPAD array 231.
  • the boundary line that divides the SPAD array 231 into the area A and the area B is not always a position that completely divides the light receiving surface of the SPAD array 231 into two due to the influence of optical distortion and the like, and may differ for each bank. Therefore, the area A and the area B are set by the area setting register 211 of the control circuit 210 for each bank. In the area setting register 211, the column in which "0" is stored corresponds to the area A, and the column in which "1" is stored corresponds to the area B.
  • each column stored in the area setting register 211 and the area selection signal FSEL are input to the XNOR circuit 212 provided for each column. Therefore, each column is set to the selected state (reading target) based on the result of the negative exclusive OR of the register value and the area selection signal FSEL.
  • the column selection signal YE supplied to the selected column is ‘1’.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a basic configuration example of the SPAD pixel according to the present embodiment.
  • the SPAD pixel 20 includes a SPAD element 21, a read circuit 22, a latch 26, and an output buffer 27.
  • the SPAD element 21 operates in the Geiger mode, and a photon is applied in a state where a negative bias voltage VSPAD (for example, about -10V to -20V) equal to or higher than the breakdown voltage (breakdown voltage) is applied between the anode and the cathode.
  • VSPAD negative bias voltage
  • breakdown voltage breakdown voltage
  • the read circuit 22 is composed of three transistors 23 to 25.
  • the transistor 23 is, for example, a quenching resistor, and may be composed of a P-type MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) transistor.
  • the transistors 24 and 25 are, for example, selection transistors for selecting the SPAD pixel 20.
  • the selection transistor 24 may be composed of, for example, a P-type MOS transistor, and the selection transistor 25 may be composed of, for example, an N-type MOS transistor.
  • a bias voltage also referred to as a quench voltage preset for allowing the transistor 23 to act as a quench resistor is applied to the gate of the transistor 23 which is a quench resistor.
  • an output from the latch 26, which will be described later, is applied to each of the gates of the selection transistors 24 and 25.
  • the latch 26 is composed of a latch circuit 261, a NAND circuit 262, and a buffer 263.
  • the latch circuit 261 holds pixel selection / non-selection information.
  • the NAND circuit 262 calculates the negative logical product of the pixel selection / non-selection information held by the latch circuit 261 and the column selection signal YE. The calculation result of this negative logical product is applied to the gates of the selection transistors 24 and 25 in the read circuit 22, and is input to the control terminal OE of the output buffer 27 via the buffer 263.
  • the pixel selection signal PXSEL 0.
  • the selection transistor 24 is turned off and the selection transistor 25 is turned on, so that the cathode potential VS of the SPAD element 21 becomes 0V. That is, only the breakdown voltage is applied to the SPAD element 21, and the mode is such that photons are not detected.
  • the pixel selection signal PXSEL 1.
  • the column selection signal YE 1
  • the output PXE of the NAND circuit 262 becomes 0, the selection transistor 24 is turned on, the selection transistor 25 is turned off, and the SPAD element 21 has a breakdown voltage or higher. Voltage is applied. As a result, the electric charge generated by the photon incident on the SPAD element 21 easily reaches the avalanche multiplication region.
  • the cathode potential VS of the SPAD element 21 is discharged to the 0V side, and the current source of the quench resistance 23 is used.
  • the cathode potential VS is recharged.
  • a detection signal PXOUT with the detection timing of the photon as a rising edge is output from the output buffer 27.
  • the TDC240 converts the timing time of the rising edge of the detection signal PXOUT into a digital value.
  • the histogram generation unit 251 (see FIG. 11) in the processing circuit 250 is divided into two systems, for example, a histogram generation unit 253A for the area A and a histogram generation unit 253B for the area B.
  • the output value TDCOUT input from the TDC circuit 241 is distributed to the histogram generation unit 253A or 253B by, for example, the selector 252 that operates based on the area selection signal FSEL.
  • the histogram A of the region A generated by the histogram generation unit 253A accumulates the output value TDCOUT (that is, the number of photon detections) of the TDC 240, which is the timing when the photon is detected in the SPAD pixel 20 (PX0A) of the region A.
  • the histogram B in the region B generated by the histogram generation unit 253B accumulates the output value TDCOUT (that is, the number of photon detections) of the TDC 240, which is the timing when the photon is detected in the SPAD pixel 20 (PX0B) in the region B. do.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration example for realizing the synchronous control according to the first example of the present embodiment.
  • the external host 90 via the serial I / F 92.
  • the correspondence between the identification information that identifies the irradiation pattern (hereinafter referred to as the irradiation pattern ID) and the address of the laser element 30 used in each irradiation pattern (hereinafter referred to as the laser element selection address) is input to the light emitting unit 100.
  • each irradiation pattern ID and the address of the SPAD pixel 20 used in each irradiation pattern are input from the host 90 to the ranging unit 200 via the serial I / F 92.
  • the irradiation pattern referred to here may be an irradiation pattern determined by the combination of the bank used (any of banks # 0 to # 3) and the selected area (area A or B).
  • control circuit 110 of the light emitting unit 100 holds the correspondence between the irradiation pattern ID and the laser element selection address in a memory (not shown).
  • control circuit 210 of the ranging unit 200 holds the correspondence between the irradiation pattern ID and the pixel selection address in a memory (not shown).
  • the irradiation pattern ID is input from the host 90 to the light emitting unit 100 and the distance measuring unit 200 via the serial I / F 92 at a predetermined switching cycle.
  • the control circuit 110 of the light emitting unit 100 expands the laser selection address of the laser element 30 to be used in the bank setting register 112 (see FIG. 9) based on the irradiation pattern ID input from the host 90.
  • the control circuit 210 of the ranging unit 200 expands the pixel selection address of the SPAD pixel 20 to be used in the area setting register 211 (see FIG. 11) based on the irradiation pattern ID input from the host 90.
  • the irradiation pattern ID is input from the host 90 to the light emitting unit 100 and the distance measuring unit 200 at a predetermined switching cycle. That is, the irradiation pattern to be used is switched under the synchronous control by the host 90.
  • the laser power adjustment signal LPA for adjusting the energy of the irradiation light emitted from each laser element 30 may be input from the distance measuring unit 200 to the light emitting unit 100.
  • the laser power adjustment signal LPA may be calculated by the control circuit 210, for example, based on the distance from the generated histogram to the subject of each pixel specified. For example, for the laser element 30 corresponding to a pixel having a short distance to the subject, a laser power adjustment signal LPA is generated so that irradiation light having a weak energy is emitted, and the laser element corresponding to a pixel having a long distance to the subject is generated. For 30, the laser power adjustment signal LPA may be generated so that the irradiation light of strong energy is emitted.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration example for realizing synchronous control according to the second example of the present embodiment.
  • the operation of the blanking period (corresponding to steps S01, S11, S21 and S31 in FIG. 4) in the second example may be the same as that in the first example.
  • the distance measuring unit 200 and the light emitting unit 100 are directly connected via a dedicated pin. Further, in the second example, the control circuit 210 of the ranging unit 200 incorporates a sequencer 213 that outputs an irradiation pattern ID at a predetermined switching cycle.
  • the sequencer 213 incorporated in the control circuit 210 of the distance measuring unit 200 sets the irradiation pattern ID as a dedicated pin at a predetermined switching cycle. Is input to the light emitting unit 100 via.
  • the distance measuring unit 200 and the light emitting unit 100 are directly connected via a dedicated pin, and the irradiation pattern ID that switches from the distance measuring unit 200 to the light emitting unit 100 at a predetermined switching cycle is directly input via the dedicated pin.
  • the irradiation pattern can be switched at a higher speed.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration example for realizing synchronous control according to the third example of the present embodiment.
  • the operation of the blanking period (corresponding to steps S01, S11, S21 and S31 in FIG. 4) in the third example may be the same as in the first and second examples.
  • the distance measuring unit 200 and the light emitting unit 100 are directly connected via a dedicated pin as in the second example. Further, in the third example, the control circuit 110 of the light emitting unit 100 incorporates a sequencer 114 that outputs an irradiation pattern ID at a predetermined switching cycle.
  • the sequencer 114 incorporated in the control circuit 110 of the light emitting unit 100 sets the irradiation pattern ID as a dedicated pin at a predetermined switching cycle. Input to the ranging unit 200 via.
  • the distance measuring unit 200 and the light emitting unit 100 are directly connected via a dedicated pin, and the light emitting unit 100 is transferred to the distance measuring unit 200.
  • the irradiation pattern ID that switches at a predetermined switching cycle via the dedicated pin, the irradiation pattern can be switched at a higher speed.
  • the distance measuring operation is repeatedly executed while switching a plurality of irradiation patterns having different patterns in a short time.
  • the irradiation pattern is switched once within a predetermined period (for example, 5 ⁇ s or 18 ⁇ s).
  • the positions of dots (spots) in each of the plurality of irradiation patterns are different from each other.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration example of the distance measuring device (system) according to the present embodiment.
  • the distance measuring device 2 according to the present embodiment emits light from the control circuit 210 of the distance measuring unit 200 in the same configuration as the distance measuring device 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment.
  • the laser stop information LSI is input to the control circuit 110 of the unit 100.
  • the laser stop information LSI may be information for specifying the laser element 30 that stops the light emission of the laser element 30 in the PRI cycle on the light emitting unit 100 side.
  • the laser stop information LSI may include information for individually designating the laser element 30 for stopping light emission, may include information for designating each region, or may be designated for each bank. Information may be included.
  • control circuit 210 specifies a histogram having a peak sufficient for calculating the distance information by periodically referring to the histogram generated in the histogram generation unit of the processing circuit 250, for example. ..
  • control circuit 210 identifies a histogram in which the cumulative value stored in an arbitrary BIN reaches a predetermined value.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a histogram corresponding to pixels having a relatively short distance to the subject
  • FIG. 19 is an example of a histogram corresponding to pixels having a relatively long distance to the subject. It is a figure which shows.
  • a relatively short-distance subject and a relatively long-distance subject exist within the angles of view of the light-emitting unit 100 and the light-receiving unit 230, as shown in FIG. 18, a histogram of pixels corresponding to the relatively short-distance subject.
  • the peak value of the cumulative value stored in the BIN is a value sufficient for calculating the distance information (corresponding to the above-mentioned predetermined value, hereinafter referred to as a sufficient value)
  • FIG. 19 shows.
  • the histogram of pixels corresponding to a subject at a relatively long distance there is a situation where the peak value of the cumulative value stored in the BIN has not yet reached a sufficient value.
  • the light emission of the laser element 30 corresponding to the pixel is stopped.
  • control circuit 210 inputs a laser stop information LSI including information for identifying the pixel corresponding to the histogram specified as described above and the laser element 30 corresponding to the laser element 30 to the control circuit 110 of the light emitting unit 100. ..
  • the control circuit 110 stops the light emission of the laser element 30 designated by the laser stop information LSI.
  • FIGS. 20 and 21 are diagrams for explaining an example of the individual stop function of laser light emission according to the present embodiment
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of driving the laser element 30 immediately after the start of the sampling period.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of driving the laser element 30 after the peak value of the cumulative value stored in the BIN reaches a sufficient value.
  • the cumulative value of any BIN does not reach a sufficient value regardless of the distance of the subject, and all the laser elements in the bank # 0 30 emits light in synchronization with the laser trigger LT.
  • the ranging unit 200 to the light emitting unit 100 specify a laser element 30 corresponding to a pixel in which the cumulative value of an arbitrary BIN reaches a sufficient value.
  • the laser stop information LSI for this is input.
  • the laser stop information LSI for identifying the laser element 30 belonging to the region R3 is input from the distance measuring unit 200 to the light emitting unit 100.
  • the control circuit 110 of the light emitting unit 100 stops the light emission of the laser element 30 designated by the laser stop information LSI.
  • the laser element 30 with the hatched diagonal lines is the laser element 30 in which the periodic light emission drive is continued, and the white laser element 30 is stopped from the light emission drive.
  • FIG. 22 is a timing chart showing an operation example of the laser individual stop function focusing on the pixels of the bank # 0 belonging to the region A in FIGS. 20 and 21.
  • the control circuit 210 of the ranging unit 200 performs a check of the histogram corresponding to the pixel belonging to the region A during the sampling period of the region B, and the histogram having the BIN reaching a sufficient value. Check if exists. If there is a histogram with a BIN that has reached a sufficient value, the control circuit 210 stops the laser including the address of the laser element 30 corresponding to the pixel corresponding to the histogram by the sampling period of the next region A.
  • the information LSI is output to the light emitting unit 100 to stop the light emission of the laser element 30. For example, in the examples shown in FIGS.
  • the laser stop information LSI including the address of the laser element 30 belonging to the area R3 among the laser elements 30 of the bank # 0 belonging to the area A is output to the light emitting unit 100.
  • the light emission of the laser element 30 is stopped.
  • the periodic laser emission operation is continued as it is.
  • control circuit 210 also checks the histogram of the area B during the sampling period of the area A, and checks whether or not there is a histogram having a BIN that has reached a sufficient value. If there is a histogram with a BIN that has reached a sufficient value, laser stop information including the address of the laser element 30 corresponding to the pixel corresponding to the histogram by the sampling period of the control circuit 210h and the next region B.
  • the LSI is output to the light emitting unit 100 to stop the light emission of the laser element 30.
  • the laser element 30 corresponding to the pixel emits light. To stop. As a result, unnecessary power consumption can be reduced.
  • feedback control may be executed in which the excess bias (breakdown voltage + ⁇ voltage) is individually adjusted according to the intensity of the background light based on the state of the histogram being created.
  • the feedback control at that time may be a control based on the signal peak position (that is, the distance to the subject).
  • the direct ToF type distance measuring devices 1 and 2 have been described with examples, but the present invention is not limited to this, and for example, an indirect ToF type distance measuring device or a structured light type ranging device has a period. It is possible to apply each of the above-described embodiments to a distance measuring device including a light source that specifically emits irradiation light.
  • each laser is used instead of the objective lens 131.
  • a diffuser plate configured to output the irradiation light emitted from the element 30 in a predetermined direction for each predetermined area may be used. In that case, on the light receiving unit 230 side, each area may be driven in association with the SPAD pixel 20 instead of the laser element 30.
  • a distance measuring device including a light emitting unit that emits irradiation light and a distance measuring unit that calculates a distance to a subject based on incident light.
  • the light emitting unit A light emitting element array having a plurality of light emitting elements arranged in an array, A drive circuit that drives the plurality of light emitting elements, Among the plurality of light emitting elements, a first drive for causing two or more of the light emitting elements belonging to the first region to emit light in a first cycle, and two or more of the light emitting elements belonging to a second region different from the first region.
  • a first control circuit that controls the drive circuit so as to execute the second drive that emits light in the first cycle, and With The first control circuit is a distance measuring device that controls the drive circuit so as to switch between the first drive and the second drive at least once within a predetermined period.
  • the predetermined period is a period of 5 ⁇ s or less.
  • the two or more light emitting elements that emit light by the first drive are formed on a second surface that is 10 cm (centimeter) away from the first surface on which the two or more light emitting elements are arranged and is parallel to the first surface.
  • the distance measuring device according to any one of (1) to (3) above, wherein the distance between the spots is 7 mm (millimeter) or more.
  • the plurality of light emitting elements include a plurality of first light emitting elements and a plurality of second light emitting elements different from the first light emitting element.
  • the first control circuit is Among the plurality of first light emitting elements, the first drive for causing two or more of the first light emitting elements belonging to the first region to emit light in the first cycle and belonging to the second region during the first period.
  • the second drive which causes two or more of the first light emitting elements to emit light in the first cycle, is executed.
  • the distance measuring device according to any one of (1) to (4), which executes the second drive for causing two or more of the second light emitting elements belonging to the second region to emit light in the first cycle. .. (6) The distance measuring device according to (5), wherein the first light emitting element and the second light emitting element are alternately arranged in the light emitting element array.
  • the ranging unit A light receiving element array having a plurality of light receiving elements arranged in an array, A detection circuit that detects the incident of light on the light receiving element in a second cycle shorter than the first cycle, and A processing circuit that calculates distance information to the subject based on the time from driving the light emitting element to detecting the incident of light on the light receiving element.
  • a second control circuit that controls the operation of the detection circuit and the processing circuit, and The distance measuring device according to any one of (1) to (6) above.
  • the second control circuit has a third drive for detecting the incident of light on two or more light receiving elements belonging to the third region among the plurality of light receiving elements, and a fourth region different from the third region.
  • the detection circuit is made to execute a fourth drive for detecting the incident of light on the two or more light receiving elements to which the light receiving element belongs.
  • the third drive is executed during the period in which the first control circuit causes the drive circuit to execute the first drive.
  • the distance measuring device according to (7), wherein the fourth drive is executed during a period in which the first control circuit causes the drive circuit to execute the second drive.
  • the light receiving element belonging to the third region detects the reflected light of the irradiation light emitted from the light emitting element belonging to the first region.
  • the distance measuring device according to (8), wherein the light receiving element belonging to the fourth region detects reflected light of irradiation light emitted from the light emitting element belonging to the second region.
  • the second control circuit generates a selection signal for switching between the first drive and the second drive, and generates a selection signal.
  • the light emitting unit and the distance measuring unit are directly connected via a dedicated pin.
  • the first control circuit switches between the first drive and the second drive based on the selection signal input from the second control circuit via the dedicated pin (7) to (9).
  • the distance measuring device according to any one item.
  • the first control circuit generates a selection signal for switching between the third drive and the fourth drive, and generates a selection signal.
  • the light emitting unit and the distance measuring unit are directly connected via a dedicated pin.
  • the second control circuit switches between the third drive and the fourth drive based on the selection signal input from the first control circuit via the dedicated pin. The distance measuring device described.
  • the distance measuring device according to any one of (1) to (9), wherein the first control circuit switches between the first drive and the second drive based on a selection signal input from the outside. (13) The processing circuit generates a histogram regarding the time from driving the light emitting element to the detection of light incident on the one or more light receiving elements for each pixel including one or more light receiving elements. The distance measuring device according to any one of (7) to (11), which calculates the distance information based on the generated histogram.
  • the second control circuit when the histogram calculated by the processing circuit has a peak sufficient for calculating the distance information to the subject, the light emitting element corresponding to the pixel used for creating the histogram Generates a stop signal to stop driving, The distance measuring device according to (13), wherein the first control circuit stops driving the light emitting element corresponding to the pixel used for creating the histogram based on the stop signal.
  • the second control circuit generates an adjustment signal for adjusting the light intensity of the irradiation light emitted from at least one of the plurality of light emitting elements based on the distance information calculated by the processing circuit.
  • the first control circuit adjusts the light intensity of the irradiation light emitted from the at least one light emitting element based on the adjustment signal. Any of the above (7) to (11), (13) and (14).
  • the drive circuit individually drives the plurality of light emitting elements.
  • the drive circuit drives the plurality of light emitting elements for each line or each area.
  • a light emitting element array including a plurality of light emitting elements arranged in an array, a light emitting unit including a drive circuit for driving the plurality of light emitting elements, and a light emitting unit that emits irradiation light, and a distance to a subject are calculated based on the incident light.
  • This is a distance measuring method using a distance measuring unit.
  • a first drive for causing two or more of the light emitting elements belonging to the first region to emit light in a first cycle, and two or more of the light emitting elements belonging to a second region different from the first region.
  • a distance measuring method including switching the second drive for emitting light in the first cycle at least once within a predetermined period.

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Abstract

測距レンジの拡大やフレームレートの向上を達成する。実施形態に係る測距装置（１）は、照射光を出射する発光部（１００）と、入射光に基づいて被写体までの距離を算出する測距部（２００）とを備える測距装置であって、前記発光部は、アレイ状に配列する複数の発光素子を備える発光素子アレイ（１３０）と、前記複数の発光素子を駆動する駆動回路（１２０）と、前記複数の発光素子のうち、第１領域に属する２以上の前記発光素子を第１周期で発光させる第１駆動と、前記第１領域とは異なる第２領域に属する２以上の前記発光素子を前記第１周期で発光させる第２駆動とを実行するように前記駆動回路を制御する第１制御回路（１１０）とを備え、前記第１制御回路は、所定期間内に少なくとも１回、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替えるように前記駆動回路を制御する。

Description

測距装置及び測距方法
　本開示は、測距装置及び測距方法に関する。
　ＳＰＡＤ（Single　Photon　Avalanche　Diode）素子を用いた直接ＴｏＦ（Time-of-Flight）方式の測距装置では、光源から照射された光子が被写体で反射してＳＰＡＤ素子に戻ってくるまでの光飛行時間（ＴｏＦ）を測定することで、被写体までの距離が測定される。ただし、１個の光子の飛行時間の測定では揺らぎが大きく精確な測距が難しいため、測定を何度も繰り返し行い、平均値処理により分解能を向上させている。
特開２０１０－９１３７７号公報
　このような測距技術の分野では、測距レンジの拡大やフレームレートの向上が強く望まれるが、被写体が遠方にある場合は反射光のエネルギーが著しく下がり、非常に多く（例えば、１０万回レベル）の測定回数が必要になる。一方で、目に対する安全性の制約からレーザ光の強度や照射回数を十分に上げることができず、測距レンジの拡大やフレームレートの向上を妨げる一因になっていた。
　そこで本開示では、測距レンジの拡大やフレームレートの向上を達成することが可能な測距装置及び測距方法を提案する。
　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の測距装置は、照射光を出射する発光部と、入射光に基づいて被写体までの距離を算出する測距部とを備える測距装置であって、前記発光部は、アレイ状に配列する複数の発光素子を備える発光素子アレイと、前記複数の発光素子を駆動する駆動回路と、前記複数の発光素子のうち、第１領域に属する２以上の前記発光素子を第１周期で発光させる第１駆動と、前記第１領域とは異なる第２領域に属する２以上の前記発光素子を前記第１周期で発光させる第２駆動とを実行するように前記駆動回路を制御する第１制御回路とを備え、前記第１制御回路は、所定期間内に少なくとも１回、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替えるように前記駆動回路を制御する。
第１の実施形態に係る測距装置（システム）の概略構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る受光部のより詳細な構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るレーザアレイにおける発光面のレイアウト例を示す平面図である。 第１の実施形態に係る測距動作例を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態に係る発光動作の第１例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る発光動作の第２例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る同一バンク内のレーザ素子が形成するドットを説明するための模式図である。 第１の実施形態に係る同一バンク内のレーザ素子間の物理的距離を説明するための模式図である。 第１の実施形態に係る発光部の基本構成の一例を示す回路図である。 第１の実施形態に係る発光制御の一例を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態に係る測距部の一部構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るＳＰＡＤ画素の基本構成例を示す回路図である。 第１の実施形態に係るＳＰＡＤ画素にフォトンが入射した際の電圧変化を説明するための図である。 第１の実施形態の第１例に係る同期制御を実現するための概略構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の第２例に係る同期制御を実現するための概略構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の第３例に係る同期制御を実現するための概略構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る測距装置（システム）の概略構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る被写体までの距離が比較的近距離である画素に対応するヒストグラムの一例を示す図である。 第２の実施形態に係る被写体までの距離が比較的遠距離である画素に対応するヒストグラムの一例を示す図である。 第２の実施形態に係るレーザ発光の個別停止機能例を説明するための図である（その１）。 第２の実施形態に係るレーザ発光の個別停止機能例を説明するための図である（その２）。 図２０及び図２１における領域Ａに着目したレーザ個別停止機能の動作例を示すタイミングチャートである。
　以下に、本開示の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．第１の実施形態
　　　１．１　構成例
　　　１．２　受光部のより詳細な構成例
　　　１．３　サンプリング周期
　　　１．４　レーザ素子の照射パターン例
　　　１．５　測距動作例
　　　１．６　発光動作例
　　　　１．６．１　第１例
　　　　１．６．２　第２例
　　　１．７　同一バンク内のレーザ素子間の物理的距離について
　　　１．８　発光部の基本構成例
　　　１．９　発光制御におけるタイミングチャート
　　　１．１０　領域選択方法及びデータフロー
　　　１．１１　ＳＰＡＤ画素の基本構成例
　　　１．１２　発光部と測距部との同期制御
　　　　１．１２．１　第１例
　　　　１．１２．２　第２例
　　　　１．１２．３　第３例
　　　１．１３　作用・効果
　　２．第２の実施形態
　１．第１の実施形態
　まず、第１の実施形態について、以下に図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、ＳＰＡＤ画素が２次元格子状に配列して一度に広角の測距画像（デプス画像ともいう）を取得する、所謂フラッシュ型と称される測距装置及びそれを用いた測距方法について、例を挙げて説明する。
　１．１　構成例
　図１は、第１の実施形態に係る測距装置（システム）の概略構成例を示すブロック図である。図１に示すように、測距装置１は、発光部（Ｔｘ）１００と、測距部（Ｒｘ）２００とを含み、それぞれ外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４０／２６０を介して不図示のホストと接続される。
　（発光部１００）
　照射光を出射する発光部１００は、レーザアレイ１３０と、駆動回路１２０と、制御回路１１０と、上述の外部Ｉ／Ｆ１４０とを備える。
　・レーザアレイ１３０
　レーザアレイ１３０は、複数のレーザ素子がアレイ状に配列された構成を備える。各レーザ素子は、駆動回路１２０による駆動に従い、所定のパルス繰返し周期（ＰＲＩ周期ともいう）で所定波長のレーザ光（照射光ともいう）を出力する。各レーザ素子には、例えば、垂直共振器面発光レーザ（Vertical　Cavity　Surface　Emitting　LASER：ＶＣＳＥＬ）を用いることができる。ただし、これに限定されず、所定波長の光を出射することが可能な種々の光源が用いられてよい。
　・駆動回路１２０
　駆動回路１２０は、レーザアレイ１３０の各レーザ素子を駆動する。駆動回路１２０は、個々のレーザ素子を独立して駆動可能に構成されていてもよいし、行ごと、列ごと又はエリアごとに駆動可能に構成されていてもよい。個々のレーザ素子の独立駆動を可能とする場合、駆動回路１２０は、例えば、レーザ素子それぞれに対して一対一に設けられた複数の駆動回路を含み得る。その場合、発光部１００には、例えば、個々のレーザ素子３０と個々の駆動回路とが上下方向において対応するように、駆動回路１２０が設けられた基板上にレーザアレイ１３０が設けられた基板を配置する、所謂ＶＣＳＥＬ　ｏｎ　Ｄｒｉｖｅｒの構成を採用することができる。一方、レーザ素子を行ごと、列ごと又はエリアごとに駆動可能とする場合、駆動回路１２０は、例えば、行ごと、列ごと又はエリアごとに１つずつ設けられた複数の駆動回路を含み得る。
　・制御回路１１０
　制御回路１１０は、例えば、ホスト又は測距部２００からの指示に従い、駆動回路１２０を制御する。この制御回路１１０には、後述するシーケンサやバンク設定レジスタ等も含まれ得る。
　（測距部２００）
　入射光（反射光を含む）に基づいて測距画像を生成する測距部２００は、例えば、受光部２３０と、ＴＤＣ（Time-to-Digital　Converter）２４０と、処理回路２５０、レーザトリガ生成回路２２０と、制御回路２１０、上述した外部Ｉ／Ｆ２６０とを備える。
　・受光部２３０
　受光部２３０は、例えば、ＳＰＡＤアレイ２３１と、検出回路２３２とを含む。
　・・ＳＰＡＤアレイ２３１
　ＳＰＡＤアレイ２３１は、例えば、複数のＳＰＡＤ素子（例えば、図１２のＳＰＡＤ素子２１参照）が２次元格子状（行列状ともいう）に配列された構成を備える。例えば、各ＳＰＡＤ素子２１のカソード電位ＶＳは、フォトンの検出結果として、後述する読出し回路２２に読み出される。
　・・検出回路２３２
　検出回路２３２は、例えば、各ＳＰＡＤ素子２１に対して一対一に対応する読出し回路（例えば、図１２の読出し回路２２を参照）を備えており、各ＳＰＡＤ素子２１によるフォトンの検出を読み出して出力する。各読出し回路２２は、例えば、各ＳＰＡＤ素子２１がフォトンを検出してクエンチ状態に入ることを検知する機能と、各ＳＰＡＤ素子２１を素早く元の状態にリチャージさせる機能とを備える。また、後述するように、各読出し回路２２は、例えば、各ＳＰＡＤ素子２１がフォトンを検出したタイミングを立ち上がりとするパルス（検出信号ＰＸＯＵＴ）を出力する。
　なお、本説明では、各ＳＰＡＤ素子２１とこれに接続された読出し回路２２とを、ＳＰＡＤ画素とも称する。
　・ＴＤＣ２４０
　ＴＤＣ２４０は、例えば、発光部１００が発光してから反射光がＳＰＡＤ画素で検出されるまでのフォトンの飛行時間を計測し、計測された時間をデジタルの出力値ＴＤＣＯＵＴとして出力する。例えば、ＴＤＣ２４０は、画素ごとにＴＤＣ回路（図１１におけるＴＤＣ回路２４１に相当）を備え、後述するレーザトリガＬＴの生成タイミング又は照射光の出力タイミングから反射光の検出タイミングまでの経過時間を画素ごとに高分解能（例えば、１００ｐｓ（ピコ秒）周期程度）で計測し、それにより得られた時間をデジタルの出力値ＴＤＣＯＵＴとして出力する。
　なお、本説明における画素とは、所定のエリアで区画された複数のＳＰＡＤ画素を１つの画素として扱った場合の各画素であってもよいし、１つのＳＰＡＤ画素を１つの画素として扱った場合の各画素であってもよい。
　・処理回路２５０
　処理回路２５０は、例えば、ＴＤＣ２４０から出力された各画素の出力値ＴＤＣＯＵＴに基づいて、各画素の被写体までの距離情報（照射光が発光部１００から出射してから反射光が受光部２３０に入射するまでの時間に関するＴｏＦ情報であってもよい。以下の説明では、距離情報とＴｏＦ情報とをまとめて距離情報という）を計算する。この処理回路２５０は、例えば、ヒストグラム生成部と、距離演算部とを含み得る。
　・・ヒストグラム生成部
　ヒストグラム生成部は、ＴＤＣ２４０から出力された各画素の出力値ＴＤＣＯＵＴに基づいて、画素ごとのヒストグラムを生成する。例えば、ヒストグラム生成部は、ＴＤＣ２４０から画素ごとに出力された出力値ＴＤＣＯＵＴを、サンプリング周期に対応するＢＩＮに格納されているカウント値（累積値）に加算することで、画素ごとのヒストグラムを生成する。
　・・距離演算部
　距離演算部は、ヒストグラム生成部により生成されたヒストグラムに基づいて、各画素の距離情報を計算する。例えば、距離演算回路は、各ヒストグラムの累積値のピーク（すなわち、フォトンの検出回数のピーク）を特定し、特定したピークのＢＩＮ番号に基づいて、画素ごとの距離情報を生成する。
　なお、累積値のピークとして複数のＢＩＮ番号を特定した場合には、例えば、特定したＢＩＮとその累積値とから求まる重心（平均）に基づいて、当該画素の距離情報が算出されてもよい。
　・レーザトリガ生成回路２２０
　レーザトリガ生成回路２２０は、例えば、制御回路２１０からの制御に従い、発光部１００に照射光を出力させるタイミング（レーザトリガＬＴ）を生成する。
　・制御回路２１０
　制御回路２１０は、例えば、外部Ｉ／Ｆ２６０を介して入力されたホストからの指示に従い、検出回路２３２及びレーザトリガ生成回路２２０を制御する。また、制御回路２１０は、処理回路２５０で生成された各画素の距離情報から１フレーム分の測距画像を生成し、生成した距画像を外部Ｉ／Ｆ２６０を介して外部のホストへ出力する。この制御回路２１０には、後述する領域設定レジスタ等も含まれ得る。
　１．２　受光部のより詳細な構成例
　次に、ＳＰＡＤアレイ２３１と検出回路２３２とを含む受光部２３０のより詳細な構成について説明する。図２は、本実施形態に係る受光部のより詳細な構成例を示すブロック図である。図２に示すように、受光部２３０は、アレイ部２３３と、タイミング制御回路２３４と、駆動回路２３５と、出力回路２３６とを備える。
　・アレイ部２３３
　アレイ部２３３は、２次元格子状に配列する複数のＳＰＡＤ画素２０を備える。各ＳＰＡＤ画素２０は、上述した１つのＳＰＡＤ素子２１と、１つの読出し回路２２とから構成される。
　複数のＳＰＡＤ画素２０に対しては、列ごとに画素駆動線ＬＤ（図面中の上下方向）が接続され、行ごとに出力信号線ＬＳ（図面中の左右方向）が接続される。画素駆動線ＬＤの一端は、駆動回路２３５の各列に対応した出力端に接続され、出力信号線ＬＳの一端は、出力回路２３６の各行に対応した入力端に接続される。
　・タイミング制御回路２３４
　タイミング制御回路２３４は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等を含み、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、駆動回路２３５及び出力回路２３６を制御する。
　・駆動回路２３５
　駆動回路２３５は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、アレイ部２３３の各ＳＰＡＤ画素２０を、全画素同時や列単位等で駆動する。そこで、駆動回路２３５は、少なくとも、アレイ部２３３内の選択列における各ＳＰＡＤ画素２０に、後述するバイアス電圧（クエンチ電圧）を印加する回路を含む。
　駆動回路２３５によって選択走査された列の各ＳＰＡＤ画素２０から出力される検出信号ＰＸＯＵＴは、出力信号線ＬＳの各々を通して出力回路２３６に入力される。
　・出力回路２３６
　出力回路２３６は、各ＳＰＡＤ画素２０から入力された検出信号ＰＸＯＵＴをＴＤＣ２４０（図１参照）へ出力する。
　１．３　サンプリング周期
　ここで、サンプリング周期とは、発光部１００が照射光を出射してから受光部２３０で反射光の入射が検出されるまでの時間（飛行時間）を計測する周期である。このサンプリング周期には、発光部１００のＰＲＩ周期よりも短い周期が設定される。例えば、サンプリング周期をより短くすることで、より高い時間分解能で、発光部１００から出射して被写体で反射したフォトンの飛行時間を推定又は算出することが可能となる。これは、サンプリング周波数をより高くすることで、より高い測距分解能で被写体までの距離を推定又は算出することが可能となることを意味している。
　例えば、発光部１００が照射光を出射して、この照射光が被写体で反射し、この反射光が受光部２３０に入射するまでの飛行時間をｔとすると、光速Ｃが一定（Ｃ≒３００，０００，０００ｍ（メートル）／ｓ（秒）であることから、被写体までの距離Ｌは、以下の式（１）ように推定又は算出することができる。
Ｌ＝Ｃ×ｔ／２　　（１）
　そこで、サンプリング周波数を１ＧＨｚとすると、サンプリング周期は１ｎｓ（ナノ秒）となる。その場合、１つのサンプリング周期は、１５ｃｍ（センチメートル）に相当する。これは、サンプリング周波数を１ＧＨｚとした場合の測距分解能が１５ｃｍであることを示している。また、サンプリング周波数を２倍の２ＧＨｚとすると、サンプリング周期は０．５ｎｓ（ナノ秒）となるため、１つのサンプリング周期は、７．５ｃｍ（センチメートル）に相当する。これは、サンプリング周波数を２倍とした場合、測距分解能を１／２にすることができることを示している。このように、サンプリング周波数を高くしてサンプリング周期を短くすることで、より精度良く、被写体までの距離を推定又は算出することが可能となる。
　１．４　レーザ素子の照射パターン例
　次に、本実施形態に係る発光部１００の照射パターン例について説明する。図３は、本実施形態に係るレーザアレイにおける発光面のレイアウト例を示す平面図である。なお、発光面とは、複数のレーザ素子の発光部がアレイ状に配列する面であってよい。
　図３に示すように、レーザアレイ１３０の発光面には、複数のレーザ素子３０が行列状に配列している。各レーザ素子３０は、上述したように、例えば、ＶＣＳＥＬであってもよい。なお、図３には、計６４個のレーザ素子３０が８×８の行列状に配列している場合が例示されているが、レーザ素子３０の数及び配列はこれに限定されず、種々変更されてよい。
　各レーザ素子３０には、発光面上の位置に応じてバンクがアサインされている。バンクとは、例えば、複数のレーザ素子３０のうちの駆動対象を特定するための識別情報であってもよい。図３に示す例では、６４個のレーザ素子３０それぞれに、＃０～＃３の計４つのバンクのいずれかがアサインされている。すなわち、図３には、バンク＃０がアサインされた１６個のレーザ素子３０を使用する第１照射パターンと、バンク＃１がアサインされた１６個のレーザ素子３０を使用する第２照射パターンと、バンク＃２がアサインされた１６個のレーザ素子３０を使用する第３照射パターンと、バンク＃３がアサインされた１６個のレーザ素子３０を使用する第４照射パターンとの、計４つの照射パターンの何れかを用いて、測距を行う場合が例示されている。
　なお、図３に示すように、複数のレーザ素子３０には、例えば、同じバンクに属するレーザ素子３０がレーザアレイ１３０の発光面において均等に分散するように、各バンクがアサインされていてもよい。ただし、図３に示すバンクのレイアウトは単なる一例であり、種々変形することが可能である。
　複数のレーザ素子３０のうち、同じバンクに属するレーザ素子３０は、同一のサンプリング期間中に所定のＰＲＩ周期で繰り返し発光するように制御される。サンプリング期間とは、１フレーム（１つの測距画像）を生成する期間に相当し得る。したがって、同一のバンクに属するレーザ素子３０から出射した照射光に関しては、同一のサンプリング期間中、被写体で反射して測距部２００で受光するまでの飛行時間が測距部２００において繰り返し計測される。例えば、バンク＃０が選択されているサンプリング期間では、図３中において‘０’が付されているレーザ素子３０が繰り返し発光され、その照射光の飛行時間が測距部２００において繰り返し計測される。
　ただし、本実施形態においては、レーザアレイ１３０の複数のレーザ素子３０は、複数（図３では、領域Ａと領域Ｂとの２つ）の領域に区分けされる。異なる領域に区分けされたレーザ素子３０は、同じバンクに属しているとしても、異なる期間（これを領域選択期間という）中に発光駆動される。すなわち、本実施形態では、１つのサンプリング期間が複数の領域選択期間に分割され、各領域選択期間で異なる領域に属するレーザ素子３０（ただし、同一のバンク）が所定の発光周期で発光するように駆動される。
　図３に示す例では、領域Ａに区分けされたレーザ素子３０と領域Ｂに区分けされたレーザ素子３０とは、同じバンク（＃０～＃３のいずれか）に属しているとしても、異なる領域選択期間に所定の発光周期で発光するように駆動される。
　このように、複数のレーザ素子３０を領域ごとに区分けし、それぞれの領域を異なる期間に発光駆動するように構成することで、各レーザ素子３０から出射される各レーザパルス（照射光）のエネルギー（強度ともいう）を高くしたとしても、所定期間中に各レーザ素子３０から出射される照射光の平均エネルギーを低減することが可能となる。それにより、後述するように、アイセーフティ規格を満足しながらレーザパルスのピークパワーを上げることが可能となるため、測距精度を向上することや、測距精度を維持しつつ単位時間あたりのレーザ照射回数を低減することなどが可能となる。また、同様の理由から、測距レンジの拡大や、屋外環境光照度に対するロバスト性の向上等も実現することが可能となる。さらに、アイセーフティ規格を満足しながら単位時間あたりのレーザ照射回数を増やすことも可能となるため、測距レンジを拡大することも可能となる。
　なお、各領域選択期間で発光対象とする領域（すなわち、各領域に属するレーザ素子３０）の選択は、例えば、後述する領域選択信号ＦＳＥＬによって実現される。
　１．５　測距動作例
　次に、本実施形態に係る測距装置の測距動作例を、図面を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る測距動作例を示すタイミングチャートである。なお、本説明では、図３に例示した構成を引用する。すなわち、本説明では、発光部１００及び測距部２００がバンク＃０～＃３に基づく計４つの照射パターンを有し、各バンク＃０～＃３が１６点の観測点（１６つのレーザ素子３０に相当）を備え、各々のバンク＃０～＃３を順次選択することにより、合計６４点で測距を行う場合を例示する。
　図４に示すように、本動作では、まず、バンク＃０のサンプリング期間に入る前のブランキング期間中に、バンク＃０に関する各種設定が、外部Ｉ／Ｆ２６０を介してホスト側から測距部２００に実行される（ステップＳ０１）。この設定には、発光部１００に対するレーザ照射回数及びパルス繰返し周期（ＰＲＩ周期）の設定、受光部２３０に対する駆動対象とするＳＰＡＤ画素２０の選択、ＴＤＣ２４０におけるに対する回路（図１１におけるＴＤＣ回路２４１に相当）の選択などの各種設定が含まれ得る。
　バンク＃０のサンプリング期間では、測距部２００が出力するレーザトリガ信号（ＬＴ）を起点に、バンク＃０にアサインされたレーザ素子３０がＰＲＩ周期で繰り返し発光する。例えば、発光部１００のレーザ素子３０は、このサンプリング期間中に、ＰＲＩ周期で、１万回から１０万回発光する。そして、測距部２００においては、この間に入射した光（反射光を含む）に基づいてヒストグラムが生成され、生成されたヒストグラムに基づいて距離情報が計算されて、測距画像が生成される（ステップＳ０２）。
　なお、生成された測距画像は、例えば、次のブランキング期間中に、フレーム単位で外部へ出力されてよい（ステップＳ０３）。また、本ブランキング期間中には、次のバンク（図４ではバンク＃１）に関する各種設定も実行され得る（ステップＳ１１）。
　以降、同様の動作を実行することで、バンク＃０～＃３それぞれについて、各画素の距離情報が生成される。
　１．６　発光動作例
　次に、本実施形態に係る測距動作における発光動作について、いくつか例を挙げて説明する。
　１．６．１　第１例
　図５は、本実施形態に係る発光動作の第１例を示すシーケンス図である。なお、図５に示す発光動作は、例えば、図４の区間Ｒ２における発光部１００の発光動作例に相当する。
　図５に示すように、第１例では、所定期間を単位期間とし、その単位期間を領域の数で分割することで、領域ごとの領域選択期間が設定される。図５に示す例では、単位期間が領域Ａ及びＢそれぞれの領域選択期間ＲＳ１及びＲＳ２に分割される。すなわち、各単位期間における領域ごとのデューティ比が所定の比率となるように、各単位期間が分割される。
　各領域選択期間では、同一バンクにおいて異なる領域に属するレーザ素子３０がＰＲＩ周期で発光するように駆動される。図５に示す例では、領域選択期間ＲＳ１において、バンク＃０に属し且つ領域Ａに属するレーザ素子３０（これをバンク＃０Ａのレーザ素子３０という）がＰＲＩ周期で発光するように駆動され、領域選択期間ＲＳ２において、バンク＃０に属し且つ領域Ｂに属するレーザ素子３０（これをバンク＃０Ｂのレーザ素子３０という）がＰＲＩ周期で発光するように駆動される。他のバンク＃１～＃３についても同様に、領域選択期間ＲＳ１において領域Ａに属するレーザ素子３０がＰＲＩ周期で発光するように駆動され、領域選択期間ＲＳ２において領域Ｂに属するレーザ素子３０がＰＲＩ周期で発光するように駆動される。
　なお、本説明における所定期間とは、例えば、Ｃｌａｓｓ－１　アイセーフティ規格（国際基準はＩＥＣ＿６０８２５－１、日本はＪＩＳ　Ｃ６８０２）等のレーザ安全規格に基づく期間であってよく、例えば、ＩＥＣ　６０８２５－１に基づく場合であれば、そのエディション２に規定された１８μｓ（マイクロ秒）やエディション３に規定された５μｓなどの期間であってよい。ただし、これに限定されず、各種のレーザ安全規格を遵守することが可能な期間であれば、種々変更されてよい。すなわち、この所定期間は、本実施形態に係る測距装置及び測距方法を使用する国や地域、ＩＥＣやＪＩＳ等のレーザ安全規格の変更等に応じて適宜変更され得る。
　また、単位期間の領域ごとへの分割は、均等であることが好ましいが、均等であることは必須ではなく、偏りが存在していてもよい。すなわち、各単位期間における領域ごとのデューティ比は５０：５０であることが望ましいが、６０：４０等に調整されてもよい。このような偏りが存在する場合、長い方の領域選択期間が設定された領域において、上記のレーザ安全規格等を遵守するように、発光部１００が制御される。
　１．６．２　第２例
　図６は、本実施形態に係る発光動作の第２例を示すシーケンス図である。なお、図６に示す発光動作も、図５と同様に、例えば、図４の区間Ｒ２における発光部１００の発光動作例に相当する。
　第１例では、単位期間を領域Ａ及びＢの数と同数の領域選択期間ＲＳ１及びＲＳ２に分割し、各領域選択期間ＲＳ１及びＲＳ２で異なるバンク＃０Ａ及び＃０Ｂに属するレーザ素子３０を発光させることで、各領域Ａ及びＢの単位時間あたりの照射光のエネルギーを低減させる場合を例示した。
　ただし、各領域Ａ及びＢの単位時間あたりの照射光のエネルギーを低減させることは、第１例に係る方法に限定されず、例えば、図６に示す第２例のように、同一のバンクにおいて、領域Ａに属するレーザ素子３０と領域Ｂに属するレーザ素子３０とをＰＲＩ周期で交互に発光させることでも実現することが可能である。その場合、各領域に属するレーザ素子３０のパルス繰返し周期は、例えば、第１例に係るＰＲＩ周期に分割した領域の数を掛け合わせた周期となる。
　第１例と第２例とのいずれにおいても、領域Ａに属するレーザ素子３０と領域Ｂに属するレーザ素子３０とが同時に発光することが回避されている。領域Ａに属するレーザ素子３０の発光と領域Ｂに属するレーザ素子３０との発光は、測距部２００から発光部１００に入力される領域選択信号（ＦＳＥＬ）の状態に従って遷移する。例えば、ＦＳＥＬ＝０のときは領域Ａに属するレーザ素子３０が選択されて発光し、ＦＳＥＬ＝１のときは領域Ｂに属するレーザ素子３０が選択されて発光するように駆動される。
　なお、第２例において、バンク＃０Ａに属するレーザ素子３０のパルス繰返し周期と、バンク＃０Ｂに属するレーザ素子３０のパルス繰返し周期との位相差がＰＲＩ周期であること、すなわち、バンク＃０Ａに属するレーザ素子３０とバンク＃０Ｂに属するレーザ素子３０とが逆位相で駆動されることは、必須ではなく、同時に発光することを防止することが可能な程度の位相差で駆動されればよい。
　１．７　同一バンク内のレーザ素子間の物理的距離について
　次に、アイセーフの視点から、同一バンク内の同一領域におけるレーザ素子３０間の物理的距離、あるいは、同一バンク内の異なる領域におけるレーザ素子３０の物理的距離をどの程度確保する必要があるかについて説明する。
　Ｃｌａｓｓ－１　アイセーフティ規格には、光源から１０ｃｍ先の人の黒目（直径Φ＝７ｍｍ）に入るレーザパワーに対する制約が記載されている。そこで、図７に示すように、黒目の中に同時に照射されるドットの数を１個とするための、同一のバンク（例えば、バンク＃０Ａ）に属するレーザ素子３０間の最小間隔Ｌは、以下の式（２）から求めることができる。言い換えれば、同時に発光する２以上のレーザ素子３０がその配列面から１０ｃｍ離れた面であって配列面と平行な面に形成するスポットの間隔を７ｍｍ以上とする場合のレーザ素子３０間の最小間隔Ｌは、以下の式（２）から求めることができる。なお、１つのドットとは、１つのレーザ素子３０が形成するスポットであってよい。
Ｌ＝ｆ・Φ／Ｄ　　（２）
　図８に示すように、式（２）において、ｆは発光部１００が備える対物レンズ１３１の焦点距離、Φは黒目の直径（＝７ｍｍ）、Ｄはレーザ素子３０と黒目との距離（＝１００ｍｍ）を示す。したがって、上記式（２）より、Ｌ＝７ｆ／１００となり、焦点距離ｆが１ｍｍの時、最小間隔Ｌは７０μｍと求めることができる。
　１．８　発光部の基本構成例
　次に、本実施形態に係る発光部１００の基本構成について、例を挙げて説明する。図９は、本実施形態に係る発光部の基本構成の一例を示す回路図である。なお、図９には、バンク＃０に属する１６個のレーザ素子３０に着目し、バンク＃０を領域Ａと領域Ｂとの２つの領域に分割した場合を例示する。
　図９において、‘Ｄ０Ａ’～‘Ｄ７Ａ’はバンク＃０の領域Ａにアサインされたレーザ素子３０を示し、‘Ｄ０Ｂ’～‘Ｄ７Ｂ’はバンク＃０の領域Ｂにアサインされたレーザ素子３０を示している。
　駆動回路１２０におけるバンク＃０Ａ用の駆動回路１２０－０は、ゲートに制御回路１１０におけるシーケンサ１１１から駆動イネーブル信号ＤＲＶ０Ｅが印加されるトランジスタ４１と、ゲートにレーザトリガＬＴが印加されるトランジスタ４２とを備える。同様に、バンク＃０Ｂ用の駆動回路１２０－１は、ゲートにシーケンサ１１１から駆動イネーブル信号ＤＲＶ１Ｅが印加されるトランジスタ４１と、ゲートにレーザトリガＬＴが印加されるトランジスタ４２とを備える。
　なお、シーケンサ１１１は、制御回路１１０内のバンク設定レジスタ１１２において各レーザ素子３０（及びその駆動回路）に対してアサインされたバンク番号に基づいて、駆動イネーブル信号ＤＲＶ０Ｅ、ＤＲＶ１Ｅを各駆動回路１２０－０，１２０－１におけるトランジスタ４１のゲートに印加する。また、バンク設定レジスタ１１２には、例えば、外部のホストから外部Ｉ／Ｆ１４０を介して、各レーザ素子３０（及びその駆動回路）に対してアサインされたバンク番号が格納される。
　レーザ素子３０のアノード電極は、全てのレーザ素子３０で共通（共通アノード）に接続され、高電位が供給される。一方、バンク＃０の領域Ａに属するレーザ素子３０（Ｄ０Ａ～Ｄ７Ａ）のカソード電極は、領域選択期間ＲＳ１中、駆動回路１２０－０によりＰＲＩ周期で低電位にドライブされ、バンク＃０の領域Ｂに属するレーザ素子３０（Ｄ０Ｂ～Ｄ７Ｂ）のカソード電極は、領域選択期間ＲＳ２中、駆動回路１２０－１によりＰＲＩ周期で低電位にドライブされる。それにより、各レーザ素子３０の両電極間に所定の電圧以上の電圧がかかることで、各レーザ素子３０がＰＲＩ周期で発光する。
　１．９　発光制御におけるタイミングチャート
　つづいて、本実施形態に係る発光部１００の発光制御について、タイミングチャートを用いて説明する。図１０は、本実施形態に係る発光制御の一例を示すタイミングチャートである。
　図１０に示すように、測距部２００のレーザトリガ生成回路２２０から発光部１００へは、ＰＲＩ周期でレーザトリガＬＴが入力される。このレーザトリガＬＴは、例えば、制御回路１１０を介して駆動回路１２０に入力される。ただし、これに限定されず、レーザトリガ生成回路２２０から直接、駆動回路１２０に入力されてもよい。
　また、測距部２００の制御回路２１０から発光部１００の制御回路１１０へは、領域選択期間ＲＳ１，ＲＳ２ごとに状態が遷移する領域選択信号ＦＳＥＬが入力される。制御回路１１０のシーケンサ１１１は、領域選択信号ＦＳＥＬの遷移状態に基づき、領域Ａ、Ｂそれぞれの駆動イネーブル信号ＤＲＶ０Ｅ、ＤＲＶ１Ｅを制御する。それにより、例えば領域Ａが選択されている期間中（ＦＳＥＬ＝０）は、レーザトリガＬＴに同期して領域Ａのレーザ素子３０（Ｄ０Ａ～Ｄ７Ａ）が発光する。また、領域Ｂが選択されている期間中（ＦＳＥＬ＝１）は、レーザトリガＬＴに同期して領域Ｂのレーザ素子３０（Ｄ０Ｂ～Ｄ７Ｂ）が発光する。
　すなわち、制御回路１１０は、複数のレーザ素子３０のうち、同一バンクにおける領域Ａに属するレーザ素子３０をＰＲＩ周期で発光させる第１駆動と、同一バンクにおける領域Ｂに属するレーザ素子３０をＰＲＩ周期で発光させる第２駆動とを実行するように駆動回路１２０を制御する。
　以上のような発光制御は、同一のサンプリング期間中、同一バンク内で所定のレーザ照射回数繰り返される。それにより、当該バンクについての測距が終了する。そして、当該バンクについての測距が終了すると、次のバンクについて、同様の動作が実行され、最終的に１フレーム分の距離情報が生成される。
　１．１０　領域選択方法及びデータフロー
　次に、測距部２００におけるＳＰＡＤ画素２０の領域選択方法と、ヒストグラム生成までのデータフローについて説明する。なお、ＳＰＡＤ画素２０の領域とは、レーザ素子３０の領域と対応する領域であってよい。すなわち、図３に例示するように、レーザアレイ１３０におけるレーザ素子３０を領域Ａと領域Ｂとに分割した場合には、ＳＰＡＤアレイ２３１におけるＳＰＡＤ画素２０も同様に、領域Ａと領域Ｂとに分割されてよい。
　図１１は、本実施形態に係る測距部の一部構成例であって、ＳＰＡＤ画素の領域選択方法と、ヒストグラム生成までのデータフローとを説明するための図である。図１１に示すように、ＳＰＡＤアレイ２３１には、複数のＳＰＡＤ画素２０がマトリックス状に配置されている。図１１において、ＰＸ０Ａは、バンク＃０における領域ＡのＳＰＡＤ画素２０を示し、ＰＸ０Ｂはバンク＃０における領域ＢのＳＰＡＤ画素２０を示している。
　なお、ＳＰＡＤアレイ２３１の領域Ａは、レーザアレイ１３０の領域Ａに対応し、ＳＰＡＤアレイ２３１の領域Ｂは、レーザアレイ１３０の領域Ｂに対応している。すなわち、レーザアレイ１３０の領域Ａに属するレーザ素子３０から出射された照射光の反射光は、ＳＰＡＤアレイ２３１の領域Ａに属するＳＰＡＤ画素２０で検出され、レーザアレイ１３０の領域Ｂに属するレーザ素子３０から出射された照射光の反射光は、ＳＰＡＤアレイ２３１の領域Ｂに属するＳＰＡＤ画素２０で検出される。
　ＳＰＡＤアレイ２３１を領域Ａと領域Ｂとに分割する境界線は、光学歪み等の影響により、ＳＰＡＤアレイ２３１の受光面を完全に２分する位置になるとは限らず、バンク毎に異なり得る。そのため、バンク毎に、領域Ａと領域Ｂが制御回路２１０の領域設定レジスタ２１１で設定される。領域設定レジスタ２１１において‘０’が格納されているカラムは領域Ａに対応し、‘１’が格納されているカラムは領域Ｂに対応する。
　領域設定レジスタ２１１に格納されているカラムごとの値と、領域選択信号ＦＳＥＬとは、カラムごとに設けられたＸＮＯＲ回路２１２に入力される。したがって、各カラムは、レジスタ値と領域選択信号ＦＳＥＬとの否定排他的論理和の結果に基づいて選択状態（読出し対象）とされる。選択状態とされたカラムに供給されるカラム選択信号ＹＥは‘１’となる。
　図１１に示す例においては、カラムＣ０～Ｃｎ－１が領域Ａに設定され、領域選択信号ＦＳＥＬ＝０のときに、この領域Ａのカラムが選択状態となる。また、カラムＣｎ～Ｃｍが領域Ｂに設定され、領域選択信号ＦＳＥＬ＝１のときに、この領域Ｂのカラムが選択状態となる。
　１．１１　ＳＰＡＤ画素の基本構成例
　次に、本実施形態に係るＳＰＡＤ画素２０の基本構成について説明する。図１２は、本実施形態に係るＳＰＡＤ画素の基本構成例を示す回路図である。
　図１２に示すように、ＳＰＡＤ画素２０は、ＳＰＡＤ素子２１と、読出し回路２２と、ラッチ２６と、出力バッファ２７とを備える。
　ＳＰＡＤ素子２１は、ガイガーモードで動作し、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の負バイアス電圧ＶＳＰＡＤ（例えば、－１０Ｖ～－２０Ｖ程度）が印加されている状態でフォトンが入射すると、アバランシェ電流を発生する。
　読出し回路２２は、３つのトランジスタ２３～２５から構成される。トランジスタ２３は、例えば、クエンチ抵抗であり、Ｐ型のＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタで構成され得る。トランジスタ２４及び２５は、例えば、当該ＳＰＡＤ画素２０を選択状態とするための選択トランジスタである。選択トランジスタ２４は、例えば、Ｐ型のＭＯＳトランジスタで構成され、選択トランジスタ２５は、例えば、Ｎ型のＭＯＳトランジスタで構成され得る。
　クエンチ抵抗であるトランジスタ２３のゲートには、例えば、当該トランジスタ２３をクエンチ抵抗として作用させるために予め設定されているバイアス電圧（クエンチ電圧ともいう）が印加される。
　選択トランジスタ２４及び２５のゲートそれぞれには、例えば、後述するラッチ２６からの出力が印加される。
　ラッチ２６は、ラッチ回路２６１と、ＮＡＮＤ回路２６２と、バッファ２６３とから構成される。ラッチ回路２６１は、画素の選択／非選択の情報を保持する。ＮＡＮＤ回路２６２は、ラッチ回路２６１で保持されている画素の選択／非選択の情報と、カラム選択信号ＹＥとの否定論理積を演算する。この否定論理積の演算結果は、読出し回路２２における選択トランジスタ２４及び２５のゲートに印加されるとともに、バッファ２６３を介して出力バッファ２７の制御端子ＯＥに入力される。
　以上のような構成において、ＳＰＡＤ画素２０が非選択状態の場合（ラッチ回路２６１には‘０’が格納）、画素選択信号ＰＸＳＥＬ＝０となる。このとき、ＮＡＮＤ回路２６２の出力ＰＸＥ＝１となるため、選択トランジスタ２４がオフ状態となり、選択トランジスタ２５がオン状態となって、それにより、ＳＰＡＤ素子２１のカソード電位ＶＳが０Ｖとなる。すなわち、ＳＰＡＤ素子２１にはブレークダウン電圧のみがかかる状態となり、フォトンを検出しないモードとなる。
　ＳＰＡＤ画素２０が選択状態の場合（ラッチ回路２６１には‘１’が格納）、画素選択信号ＰＸＳＥＬ＝１となる。このとき、カラム選択信号ＹＥ＝１であれば、ＮＡＮＤ回路２６２の出力ＰＸＥ＝０となり、選択トランジスタ２４がオン状態となり、選択トランジスタ２５がオフ状態となって、ＳＰＡＤ素子２１にブレークダウン電圧以上の電圧がかかる。それにより、ＳＰＡＤ素子２１にフォトンが入射することで発生した光電変換による電荷がアバランシェ増倍領域に到達し易い状態となる。
　図１３に示すように、フォトンの入射により発生した電荷がアバランシェ増倍領域に到達してアバランシェ電流が発生すると、ＳＰＡＤ素子２１のカソード電位ＶＳは０Ｖ側に放電され、クエンチ抵抗２３の電流源でカソード電位ＶＳが再充電される。
　ただし、ラッチ回路２６１においてＳＰＡＤ画素２０が選択状態とされている場合であっても、当該ＳＰＡＤ画素２０が属する領域（例えば、領域Ａ又はＢ）が選択されていない場合（カラムイ選択信号ＹＥ＝０）、ＳＰＡＤ素子２１の両電極間にはブレークダウン電圧が印加されるものの、ＳＰＡＤ画素２０自体が非選択状態となるため、フォトンの検出は実行されない。
　ＳＰＡＤ画素２０がフォトンを検出した場合、このフォトンの検出タイミングを立ち上がりエッジとする検出信号ＰＸＯＵＴが、出力バッファ２７から出力される。
　ＴＤＣ２４０は検出信号ＰＸＯＵＴの立ち上がりエッジのタイミング時間をデジタル値に変換する。
　処理回路２５０におけるヒストグラム生成部２５１（図１１参照）は、例えば、領域Ａ用のヒストグラム生成部２５３Ａと、領域Ｂ用のヒストグラム生成部２５３Ｂとの２系統に分かれている。ＴＤＣ回路２４１から入力された出力値ＴＤＣＯＵＴのヒストグラム生成部２５３Ａ又は２５３Ｂへの振り分けは、例えば、領域選択信号ＦＳＥＬに基づいて動作するセレクタ２５２によって行われる。
　ヒストグラム生成部２５３Ａが生成する領域ＡのヒストグラムＡは、領域ＡのＳＰＡＤ画素２０（ＰＸ０Ａ）でフォトンが検出されたタイミングであるＴＤＣ２４０の出力値ＴＤＣＯＵＴ（すなわち、フォトンの検出回数）を蓄積する。同様に、ヒストグラム生成部２５３Ｂが生成する領域ＢのヒストグラムＢは、領域ＢのＳＰＡＤ画素２０（ＰＸ０Ｂ）でフォトンが検出されたタイミングであるＴＤＣ２４０の出力値ＴＤＣＯＵＴ（すなわち、フォトンの検出回数）を蓄積する。
　１．１２　発光部と測距部との同期制御
　次に、発光部１００と測距部２００との同期制御について、幾つか例を挙げて説明する。
　１．１２．１　第１例
　図１４は、本実施形態の第１例に係る同期制御を実現するための概略構成例を示すブロック図である。
　図１４に示すように、第１例に係る測距装置１Ａでは、図４におけるブランキング期間（ステップＳ０１、Ｓ１１、Ｓ２１及びＳ３１に相当）において、外部のホスト９０からシリアルＩ／Ｆ９２を介して発光部１００へは、照射パターンを特定する識別情報（以下、照射パターンＩＤという）と、各照射パターンで使用するレーザ素子３０のアドレス（以下、レーザ素子選択アドレスという）の対応関係が入力されるとともに、ホスト９０からシリアルＩ／Ｆ９２を介して測距部２００へは、各照射パターンＩＤと、各照射パターンで使用するＳＰＡＤ画素２０のアドレス（以下、画素選択アドレスという）とが入力される。なお、ここでいう照射パターンとは、使用バンク（バンク＃０～＃３のいずれか）と選択領域（領域Ａ又はＢ）との組合せより定まる照射パターンであってもよい。
　これに対し、発光部１００の制御回路１１０は、照射パターンＩＤとレーザ素子選択アドレスとの対応関係を不図示のメモリに保持しておく。同様に、測距部２００の制御回路２１０は、照射パターンＩＤと画素選択アドレスとの対応関係を不図示のメモリに保持しておく。
　図４におけるサンプリング期間（ステップＳ０２、Ｓ１２、Ｓ２２及びＳ３２に相当）では、ホスト９０からシリアルＩ／Ｆ９２を介して発光部１００及び測距部２００へ、所定の切替え周期で照射パターンＩＤが入力される。これに対し、発光部１００の制御回路１１０は、ホスト９０から入力された照射パターンＩＤに基づいて、使用するレーザ素子３０のレーザ選択アドレスを、バンク設定レジスタ１１２（図９参照）に展開する。同様に、測距部２００の制御回路２１０は、ホスト９０から入力された照射パターンＩＤに基づいて、使用するＳＰＡＤ画素２０の画素選択アドレスを、領域設定レジスタ２１１（図１１参照）に展開する。
　このように、第１例では、ホスト９０から発光部１００及び測距部２００へ、所定の切替え周期で、照射パターンＩＤが入力される。すなわち、ホスト９０による同期制御の下で、使用する照射パターンが切り替えられる。
　なお、第１例において、測距部２００から発光部１００へは、各レーザ素子３０から出射される照射光のエネルギーを調整するためのレーザパワー調整信号ＬＰＡが入力されてもよい。レーザパワー調整信号ＬＰＡは、例えば、作成途中又は作成済みのヒストグラムから特定される各画素の被写体までの距離に基づいて、制御回路２１０によって算出されてもよい。例えば、被写体までの距離が短い画素に対応するレーザ素子３０については、弱いエネルギーの照射光が出射するように、レーザパワー調整信号ＬＰＡが生成され、被写体までの距離が長い画素に対応するレーザ素子３０については、強いエネルギーの照射光が出射するように、レーザパワー調整信号ＬＰＡが生成されてもよい。
　１．１２．２　第２例
　図１５は、本実施形態の第２例に係る同期制御を実現するための概略構成例を示すブロック図である。なお、第２例におけるブランキング期間（図４のステップＳ０１、Ｓ１１、Ｓ２１及びＳ３１に相当）の動作は、第１例と同様であってよい。
　図１５に示すように、第２例に係る測距装置１Ｂでは、測距部２００と発光部１００とが専用ピンを介して直接接続されている。また、第２例では、測距部２００の制御回路２１０に、所定の切替え周期で照射パターンＩＤを出力するシーケンサ２１３が組み込まれている。
　第２例におけるサンプリング期間（図４のステップＳ０２、Ｓ１２、Ｓ２２及びＳ３２に相当）では、測距部２００の制御回路２１０に組み込まれたシーケンサ２１３が、所定の切替え周期で照射パターンＩＤを専用ピンを介して発光部１００に入力する。
　このように、測距部２００と発光部１００とを専用ピンを介して直接接続し、測距部２００から発光部１００へこの専用ピンを介して所定の切替え周期で切り替わる照射パターンＩＤを直接入力する構成とすることで、照射パターンのより高速な切替えが可能となる。
　その他の構成及び動作は、第１例と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
　１．１２．３　第３例
　図１６は、本実施形態の第３例に係る同期制御を実現するための概略構成例を示すブロック図である。なお、第３例におけるブランキング期間（図４のステップＳ０１、Ｓ１１、Ｓ２１及びＳ３１に相当）の動作は、第１例及び第２例と同様であってよい。
　図１６に示すように、第３例に係る測距装置１Ｃでは、第２例と同様に、測距部２００と発光部１００とが専用ピンを介して直接接続されている。また、第３例では、発光部１００の制御回路１１０に、所定の切替え周期で照射パターンＩＤを出力するシーケンサ１１４が組み込まれている。
　第３例におけるサンプリング期間（図４のステップＳ０２、Ｓ１２、Ｓ２２及びＳ３２に相当）では、発光部１００の制御回路１１０に組み込まれたシーケンサ１１４が、所定の切替え周期で照射パターンＩＤを専用ピンを介して測距部２００に入力する。
　このように、発光部１００が主導して照射パターンＩＤを切り替える構成とした場合でも、測距部２００と発光部１００とを専用ピンを介して直接接続し、発光部１００から測距部２００へこの専用ピンを介して所定の切替え周期で切り替わる照射パターンＩＤを直接入力する構成とすることで、照射パターンのより高速な切替えが可能となる。
　その他の構成及び動作は、第１例又は第２例と同様であってよいため、ここでは詳細な説明を省略する。
　１．１３　作用・効果
　以上のように、本実施形態では、パターンが異なる複数の照射パターンを短時間に切り替えながら測距動作が繰り返し実行される。例えば、照射パターンは、所定期間（例えば、５μｓや１８μｓ）以内に１度切り替えられる。また、複数の照射パターンそれぞれにおけるドット（スポット）の位置は、互いに異なっている。これらの構成を備えることで、本実施形態では、所定期間あたりに人の黒目に入光するレーザパルスのエネルギーを低減することが可能となるため、一発あたりのレーザパルスのエネルギーを高めることが可能となる。
　それにより、アイセーフティ規格を満足しながらレーザパルスのピークパワーを上げることが可能となるため、測距精度を向上することや、測距精度を維持しつつ単位時間あたりのレーザ照射回数を低減することなどが可能となる。また、同様の理由から、測距レンジの拡大や、屋外環境光照度に対するロバスト性の向上等も実現することが可能となる。さらに、アイセーフティ規格を満足しながら単位時間あたりのレーザ照射回数を増やすことも可能となるため、測距レンジを拡大することも可能となる。
　２．第２の実施形態
　次に、第２の実施形態について、以下に図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、フラッシュ型の測距装置及びそれを用いた測距方法を例に挙げる。
　図１７は、本実施形態に係る測距装置（システム）の概略構成例を示すブロック図である。図１７に示すように、本実施形態に係る測距装置２は、第１の実施形態に係る測距装置１（図１参照）と同様の構成において、測距部２００の制御回路２１０から発光部１００の制御回路１１０へ、領域選択信号ＦＳＥＬに加え、レーザ停止情報ＬＳＩが入力されるように構成される。
　レーザ停止情報ＬＳＩは、発光部１００側において、レーザ素子３０のＰＲＩ周期での発光を停止するレーザ素子３０を特定するための情報であってよい。このレーザ停止情報ＬＳＩには、発光を停止するレーザ素子３０を個別に指定する情報が含まれていてもよいし、領域ごとに指定する情報が含まれていてもよいし、バンクごとに指定する情報が含まれていてもよい。
　本実施形態において、制御回路２１０は、例えば、処理回路２５０のヒストグラム生成部において生成されているヒストグラムを定期的に参照することで、距離情報を算出するのに十分なピークを持つヒストグラムを特定する。具体例としては、制御回路２１０は、任意のＢＩＮに格納されている累積値が所定値に達しているヒストグラムを特定する。
　距離情報を算出するのに十分なピークを持つヒストグラムに対応する画素については、それ以上測距動作を継続したとしても、測距精度の向上にあまり寄与することが無く、むしろ、不要な電力消費に繋がる。
　図１８は、被写体までの距離が比較的近距離である画素に対応するヒストグラムの一例を示す図であり、図１９は、被写体までの距離が比較的遠距離である画素に対応するヒストグラムの一例を示す図である。発光部１００及び受光部２３０の画角内に比較的近距離の被写体と比較的遠距離の被写体とが存在する場合、図１８に示すように、比較的近距離の被写体に対応する画素のヒストグラムでは、ＢＩＮに格納されている累積値のピーク値が距離情報を算出するのに十分な値（上述の所定値に相当。以下、十分な値という）となっているのに対し、図１９に示すように、比較的遠距離の被写体に対応する画素のヒストグラムでは、ＢＩＮに格納されている累積値のピーク値が十分な値に未だ達していない状況が存在する。
　このような状況では、比較的近距離の被写体に対応する画素については、それ以上測距動作を継続したとしても、測距精度の向上にあまり寄与することが無く、むしろ、不要な電力消費に繋がる。
　そこで本実施形態では、このようなヒストグラムに対応する画素については電力消費の低減を測るために、当該画素に対応するレーザ素子３０の発光を停止させる。
　具体的には、制御回路２１０は、上記のように特定したヒストグラムに対応する画素と対応するレーザ素子３０を特定するための情報を含むレーザ停止情報ＬＳＩを発光部１００の制御回路１１０に入力する。これに対し、制御回路１１０は、レーザ停止情報ＬＳＩで指定されたレーザ素子３０の発光を停止させる。
　図２０及び図２１は、本実施形態に係るレーザ発光の個別停止機能例を説明するための図であり、図２０は、サンプリング期間の開始直後のレーザ素子３０の駆動例を示す図であり、図２１は、ＢＩＮに格納されている累積値のピーク値が十分な値に達した後のレーザ素子３０の駆動例を示す図である。
　図２０に示すように、サンプリング期間の開始直後、すなわち測距開始直後は、被写体の距離に関係なくどのＢＩＮの累積値も十分な値に達しておらず、バンク＃０内の全てのレーザ素子３０がレーザトリガＬＴに同期して発光する。
　一方、任意のＢＩＮの累積値が十分な値に達すると、測距部２００から発光部１００へは、任意のＢＩＮの累積値が十分な値に達した画素に対応するレーザ素子３０を特定するためのレーザ停止情報ＬＳＩが入力される。図２１に示す例では、領域Ｒ３内に属するレーザ素子３０を特定するためのレーザ停止情報ＬＳＩが、測距部２００から発光部１００へ入力される。それに対し、発光部１００の制御回路１１０は、図２１に示すように、レーザ停止情報ＬＳＩで指定されたレーザ素子３０の発光を停止する。なお、図２０及び図２１において、斜線のハッチングが付されたレーザ素子３０は、周期的な発光駆動が継続されているレーザ素子３０であり、白抜きのレーザ素子３０は、発光駆動が停止されたレーザ素子３０である。
　また、図２２は、図２０及び図２１における領域Ａに属するバンク＃０の画素に着目したレーザ個別停止機能の動作例を示すタイミングチャートである。
　図２２に示すように、測距部２００の制御回路２１０は、領域Ｂのサンプリング期間中に、領域Ａに属する画素に対応するヒストグラムのチェックを実行し、十分な値に達したＢＩＮを有するヒストグラムが存在するか否かをチェックする。もし、十分な値に達したＢＩＮを有するヒストグラムが存在する場合、制御回路２１０は、次の領域Ａのサンプリング期間までに、当該ヒストグラムに対応する画素に対応するレーザ素子３０のアドレスを含むレーザ停止情報ＬＳＩを発光部１００に出力して、当該レーザ素子３０の発光を停止させる。例えば、図２０及び図２１に示す例では、領域Ａに属するバンク＃０のレーザ素子３０のうち、領域Ｒ３に属するレーザ素子３０のアドレスを含むレーザ停止情報ＬＳＩを発光部１００に出力して、当該レーザ素子３０の発光を停止させる。一方で、領域Ａに属するバンク＃０のレーザ素子３０であって領域Ｒ３以外に属するレーザ素子３０、すなわち、ＢＩＮに格納されている値が不十分なヒストグラムに対応する画素に対応するレーザ素子３０については、そのまま周期的なレーザ発光動作が継続される。
　同様に、制御回路２１０は、領域Ｂのヒストグラムチェックも領域Ａのサンプリング期間中に行い、十分な値に達したＢＩＮを有するヒストグラムが存在するか否かをチェックする。もし、十分な値に達したＢＩＮを有するヒストグラムが存在する場合、制御回路２１０ｈ、次の領域Ｂのサンプリング期間までに、当該ヒストグラムに対応する画素に対応するレーザ素子３０のアドレスを含むレーザ停止情報ＬＳＩを発光部１００に出力して、当該レーザ素子３０の発光を停止させる。
　以上のように、本実施形態では、ＢＩＮに格納されている累積値のピーク値が距離情報を算出するのに十分な値となっている画素については、その画素に対応するレーザ素子３０の発光を停止させる。それにより、不要な消費電力を削減することが可能となる。
　その他の構成、動作及び効果は、上述した第１の実施形態と同様であってよいため、個々では詳細な説明を省略する。
　なお、第２の実施形態では、作成途中のヒストグラムの状態に基づいてレーザ素子３０を停止するフィードバック制御を実行する場合を例示したが、このようなフィードバック制御に限定されない。例えば、作成途中のヒストグラムの状態に基づいて、背景光の強さに応じてエクセスバイアス（ブレークダウン電圧＋αの電圧）を個別に調整するフィードバック制御が実行されてもよい。その際のフィードバック制御は、信号ピーク位置（すなわち、被写体までの距離）に基づく制御であってもよい。
　また、上述した各実施形態では、直接ＴｏＦ方式の測距装置１，２について例を挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、間接ＴｏＦ方式やストラクチャードライト方式の測距装置など、周期的に照射光を出射する光源を備えた測距装置に対して上述した各実施形態を適用することが可能である。
　また、上述した各実施形態では、レーザ素子３０から出力された照射光を対物レンズ１３１を介して出射する場合を例示したが、これに限定されず、例えば、対物レンズ１３１に代えて、各レーザ素子３０から出射した照射光を所定のエリアごとに所定方向へ出力するように構成された拡散板が用いられてもよい。その場合、受光部２３０側では、レーザ素子３０の代わりに、各エリアがＳＰＡＤ画素２０に対応付けられて駆動されてよい。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　照射光を出射する発光部と、入射光に基づいて被写体までの距離を算出する測距部とを備える測距装置であって、
　前記発光部は、
　　アレイ状に配列する複数の発光素子を備える発光素子アレイと、
　　前記複数の発光素子を駆動する駆動回路と、
　　前記複数の発光素子のうち、第１領域に属する２以上の前記発光素子を第１周期で発光させる第１駆動と、前記第１領域とは異なる第２領域に属する２以上の前記発光素子を前記第１周期で発光させる第２駆動とを実行するように前記駆動回路を制御する第１制御回路と、
　を備え、
　前記第１制御回路は、所定期間内に少なくとも１回、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替えるように前記駆動回路を制御する
　測距装置。
（２）
　前記所定期間は、１８μｓ（マイクロ秒）以内の期間である前記（１）に記載の測距装置。
（３）
　前記所定期間は、５μｓ以内の期間である前記（２）に記載の測距装置。
（４）
　前記第１駆動により発光する前記２以上の発光素子が当該２以上の発光素子が配列する第１面から１０ｃｍ（センチメートル）離れた面であって前記第１面と平行な第２面に形成するスポットの間隔は、７ｍｍ（ミリメートル）以上である前記（１）～（３）の何れか１項に記載の測距装置。
（５）
　前記複数の発光素子は、複数の第１発光素子と、前記第１発光素子とは異なる複数の第２発光素子とを含み、
　前記第１制御回路は、
　　第１期間中に、前記複数の第１発光素子のうち、前記第１領域に属する２以上の前記第１発光素子を前記第１周期で発光させる前記第１駆動と、前記第２領域に属する２以上の前記第１発光素子を前記第１周期で発光させる前記第２駆動とを実行し、
　　前記第１期間とは異なる第２期間中に、前記複数の第２発光素子のうち、前記第１領域に属する２以上の前記第２発光素子を前記第１周期で発光させる前記第１駆動と、前記第２領域に属する２以上の前記第２発光素子を前記第１周期で発光させる前記第２駆動とを実行する
　前記（１）～（４）の何れか１項に記載の測距装置。
（６）
　前記第１発光素子と前記第２発光素子とは、前記発光素子アレイにおいて交互に配置されている前記（５）に記載の測距装置。
（７）
　前記測距部は、
　　アレイ状に配列する複数の受光素子を備える受光素子アレイと、
　　前記第１周期よりも短い第２周期で前記受光素子への光の入射を検出する検出回路と、
　前記発光素子を駆動してから前記受光素子への光の入射が検出されるまでの時間に基づいて被写体までの距離情報を算出する処理回路と、
　前記検出回路及び前記処理回路の動作を制御する第２制御回路と、
　を備える前記（１）～（６）の何れか１項に記載の測距装置。
（８）
　前記第２制御回路は、前記複数の受光素子のうち、第３領域に属する２以上の前記受光素子への光の入射を検出する第３駆動と、前記第３領域とは異なる第４領域に属する２以上の前記受光素子への光の入射を検出する第４駆動とを前記検出回路に実行させ、
　前記第３駆動は、前記第１制御回路が前記駆動回路に前記第１駆動を実行させている期間中に実行され、
　前記第４駆動は、前記第１制御回路が前記駆動回路に前記第２駆動を実行させている期間中に実行される
　前記（７）に記載の測距装置。
（９）
　前記第３領域に属する前記受光素子は、前記第１領域に属する前記発光素子から出射した照射光の反射光を検出し、
　前記第４領域に属する前記受光素子は、前記第２領域に属する前記発光素子から出射した照射光の反射光を検出する
　前記（８）に記載の測距装置。
（１０）
　前記第２制御回路は、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替えるための選択信号を生成し、
　前記発光部と前記測距部とは、専用ピンを介して直接接続され、
　前記第１制御回路は、前記専用ピンを介して前記第２制御回路から入力された前記選択信号に基づいて、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替える
　前記（７）～（９）の何れか１項に記載の測距装置。
（１１）
　前記第１制御回路は、前記第３駆動と前記第４駆動とを切り替えるための選択信号を生成し、
　前記発光部と前記測距部とは、専用ピンを介して直接接続され、
　前記第２制御回路は、前記専用ピンを介して前記第１制御回路から入力された前記選択信号に基づいて、前記第３駆動と前記第４駆動とを切り替える
　前記（８）又は（９）に記載の測距装置。
（１２）
　前記第１制御回路は、外部から入力された選択信号に基づいて、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替える前記（１）～（９）の何れか１項に記載の測距装置。
（１３）
　前記処理回路は、それぞれ１以上の前記受光素子を含む画素ごとに、前記発光素子を駆動してから前記１以上の受光素子への光の入射が検出されるまでの時間に関するヒストグラムを生成し、生成した前記ヒストグラムに基づいて、前記距離情報を算出する
　前記（７）～（１１）の何れか１項に記載の測距装置。
（１４）
　前記第２制御回路は、前記処理回路で算出された前記ヒストグラムが前記被写体までの前記距離情報を算出するのに十分なピークを有する場合、当該ヒストグラムの作成に使用した画素に対応する発光素子の駆動を停止する停止信号を生成し、
　前記第１制御回路は、前記停止信号に基づいて前記ヒストグラムの作成に使用した前記画素に対応する前記発光素子の駆動を停止する
　前記（１３）に記載の測距装置。
（１５）
　前記第２制御回路は、前記処理回路で算出された前記距離情報に基づいて、前記複数の発光素子のうちの少なくとも１つの発光素子から出射される照射光の光強度を調整する調整信号を生成し、
　前記第１制御回路は、前記調整信号に基づいて前記少なくとも１つの発光素子から出射される前記照射光の光強度を調整する
　前記（７）～（１１）、（１３）及び（１４）の何れか１項に記載の測距装置。
（１６）
　前記発光素子は、垂直共振器面発光レーザである前記（１）～（１５）の何れか１項に記載の測距装置。
（１７）
　前記駆動回路は、前記複数の発光素子を個別に駆動する前記（１）～（１５）の何れか１項に記載の測距装置。
（１８）
　前記駆動回路は、前記複数の発光素子をラインごと又はエリアごとに駆動する前記（１）～（１５）の何れか１項に記載の測距装置。
（１９）
　アレイ状に配列する複数の発光素子を備える発光素子アレイと、前記複数の発光素子を駆動する駆動回路とを備え、照射光を出射する発光部と、入射光に基づいて被写体までの距離を算出する測距部とを用いた測距方法であって、
　前記複数の発光素子のうち、第１領域に属する２以上の前記発光素子を第１周期で発光させる第１駆動と、前記第１領域とは異なる第２領域に属する２以上の前記発光素子を前記第１周期で発光させる第２駆動とを、所定期間内に少なくとも１回切り替えることを含む
　測距方法。
　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２　測距装置（システム）
　２０　ＳＰＡＤ画素
　２１　ＳＰＡＤ素子
　２２　読出し回路
　２３、２４、２５　トランジスタ
　２６　ラッチ
　２７　出力バッファ
　３０　レーザ素子
　４１、４２　トランジスタ
　９０　ホスト
　９２　シリアルＩ／Ｆ
　１００　発光部
　１１０　制御回路
　１１１　シーケンサ
　１１２　バンク設定レジスタ
　１１４　シーケンサ
　１２０、１２０－０、１２０－１　駆動回路
　１３０　レーザアレイ
　１３１　対物レンズ
　１４０　外部Ｉ／Ｆ
　２００　測距部
　２１０　制御回路
　２１１　領域設定レジスタ
　２１２　ＸＮＯＲ回路
　２１３　シーケンサ
　２２０　レーザトリガ生成回路
　２３０　受光部
　２３１　ＳＰＡＤアレイ
　２３２　検出回路
　２３３　アレイ部
　２３４　タイミング制御回路
　２３５　駆動回路
　２３６　出力回路
　２４０　ＴＤＣ
　２４１　ＴＤＣ回路
　２５０　処理回路
　２５１、２５３Ａ、２５３Ｂ　ヒストグラム生成部
　２５２　セレクタ
　２６０　外部Ｉ／Ｆ
　２６１　ラッチ回路
　２６２　ＮＡＮＤ回路
　２６３　バッファ

Claims (19)

  1. 　照射光を出射する発光部と、入射光に基づいて被写体までの距離を算出する測距部とを備える測距装置であって、
    　前記発光部は、
    　　アレイ状に配列する複数の発光素子を備える発光素子アレイと、
    　　前記複数の発光素子を駆動する駆動回路と、
    　　前記複数の発光素子のうち、第１領域に属する２以上の前記発光素子を第１周期で発光させる第１駆動と、前記第１領域とは異なる第２領域に属する２以上の前記発光素子を前記第１周期で発光させる第２駆動とを実行するように前記駆動回路を制御する第１制御回路と、
    　を備え、
    　前記第１制御回路は、所定期間内に少なくとも１回、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替えるように前記駆動回路を制御する
    　測距装置。
  2. 　前記所定期間は、１８μｓ（マイクロ秒）以内の期間である請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記所定期間は、５μｓ以内の期間である請求項２に記載の測距装置。
  4. 　前記第１駆動により発光する前記２以上の発光素子が当該２以上の発光素子が配列する第１面から１０ｃｍ（センチメートル）離れた面であって前記第１面と平行な第２面に形成するスポットの間隔は、７ｍｍ（ミリメートル）以上である請求項１に記載の測距装置。
  5. 　前記複数の発光素子は、複数の第１発光素子と、前記第１発光素子とは異なる複数の第２発光素子とを含み、
    　前記第１制御回路は、
    　　第１期間中に、前記複数の第１発光素子のうち、前記第１領域に属する２以上の前記第１発光素子を前記第１周期で発光させる前記第１駆動と、前記第２領域に属する２以上の前記第１発光素子を前記第１周期で発光させる前記第２駆動とを実行し、
    　　前記第１期間とは異なる第２期間中に、前記複数の第２発光素子のうち、前記第１領域に属する２以上の前記第２発光素子を前記第１周期で発光させる前記第１駆動と、前記第２領域に属する２以上の前記第２発光素子を前記第１周期で発光させる前記第２駆動とを実行する
    　請求項１に記載の測距装置。
  6. 　前記第１発光素子と前記第２発光素子とは、前記発光素子アレイにおいて交互に配置されている請求項５に記載の測距装置。
  7. 　前記測距部は、
    　　アレイ状に配列する複数の受光素子を備える受光素子アレイと、
    　　前記第１周期よりも短い第２周期で前記受光素子への光の入射を検出する検出回路と、
    　前記発光素子を駆動してから前記受光素子への光の入射が検出されるまでの時間に基づいて被写体までの距離情報を算出する処理回路と、
    　前記検出回路及び前記処理回路の動作を制御する第２制御回路と、
    　を備える請求項１に記載の測距装置。
  8. 　前記第２制御回路は、前記複数の受光素子のうち、第３領域に属する２以上の前記受光素子への光の入射を検出する第３駆動と、前記第３領域とは異なる第４領域に属する２以上の前記受光素子への光の入射を検出する第４駆動とを前記検出回路に実行させ、
    　前記第３駆動は、前記第１制御回路が前記駆動回路に前記第１駆動を実行させている期間中に実行され、
    　前記第４駆動は、前記第１制御回路が前記駆動回路に前記第２駆動を実行させている期間中に実行される
    　請求項７に記載の測距装置。
  9. 　前記第３領域に属する前記受光素子は、前記第１領域に属する前記発光素子から出射した照射光の反射光を検出し、
    　前記第４領域に属する前記受光素子は、前記第２領域に属する前記発光素子から出射した照射光の反射光を検出する
    　請求項８に記載の測距装置。
  10. 　前記第２制御回路は、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替えるための選択信号を生成し、
    　前記発光部と前記測距部とは、専用ピンを介して直接接続され、
    　前記第１制御回路は、前記専用ピンを介して前記第２制御回路から入力された前記選択信号に基づいて、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替える
    　請求項７に記載の測距装置。
  11. 　前記第１制御回路は、前記第３駆動と前記第４駆動とを切り替えるための選択信号を生成し、
    　前記発光部と前記測距部とは、専用ピンを介して直接接続され、
    　前記第２制御回路は、前記専用ピンを介して前記第１制御回路から入力された前記選択信号に基づいて、前記第３駆動と前記第４駆動とを切り替える
    　請求項８に記載の測距装置。
  12. 　前記第１制御回路は、外部から入力された選択信号に基づいて、前記第１駆動と前記第２駆動とを切り替える請求項１に記載の測距装置。
  13. 　前記処理回路は、それぞれ１以上の前記受光素子を含む画素ごとに、前記発光素子を駆動してから前記１以上の受光素子への光の入射が検出されるまでの時間に関するヒストグラムを生成し、生成した前記ヒストグラムに基づいて、前記距離情報を算出する
    　請求項７に記載の測距装置。
  14. 　前記第２制御回路は、前記処理回路で算出された前記ヒストグラムが前記被写体までの前記距離情報を算出するのに十分なピークを有する場合、当該ヒストグラムの作成に使用した画素に対応する発光素子の駆動を停止する停止信号を生成し、
    　前記第１制御回路は、前記停止信号に基づいて前記ヒストグラムの作成に使用した前記画素に対応する前記発光素子の駆動を停止する
    　請求項１３に記載の測距装置。
  15. 　前記第２制御回路は、前記処理回路で算出された前記距離情報に基づいて、前記複数の発光素子のうちの少なくとも１つの発光素子から出射される照射光の光強度を調整する調整信号を生成し、
    　前記第１制御回路は、前記調整信号に基づいて前記少なくとも１つの発光素子から出射される前記照射光の光強度を調整する
    　請求項７に記載の測距装置。
  16. 　前記発光素子は、垂直共振器面発光レーザである請求項１に記載の測距装置。
  17. 　前記駆動回路は、前記複数の発光素子を個別に駆動する請求項１に記載の測距装置。
  18. 　前記駆動回路は、前記複数の発光素子をラインごと又はエリアごとに駆動する請求項１に記載の測距装置。
  19. 　アレイ状に配列する複数の発光素子を備える発光素子アレイと、前記複数の発光素子を駆動する駆動回路とを備え、照射光を出射する発光部と、入射光に基づいて被写体までの距離を算出する測距部とを用いた測距方法であって、
    　前記複数の発光素子のうち、第１領域に属する２以上の前記発光素子を第１周期で発光させる第１駆動と、前記第１領域とは異なる第２領域に属する２以上の前記発光素子を前記第１周期で発光させる第２駆動とを、所定期間内に少なくとも１回切り替えることを含む
    　測距方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024095625A1 (ja) * 2022-10-31 2024-05-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置および測距方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023116280A (ja) * 2022-02-09 2023-08-22 株式会社小糸製作所 投光器、及び測定装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018108981A1 (en) * 2016-12-13 2018-06-21 Sensl Technologies Ltd. A lidar apparatus
US20180259623A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 OPSYS Tech Ltd. Eye-Safe Scanning LIDAR System
JP2018531374A (ja) * 2015-10-23 2018-10-25 ゼノマティクス・ナムローゼ・フエンノートシャップＸｅｎｏｍａｔｉｘ Ｎｖ 物体までの距離を測定するためのシステムおよび方法
US20190033429A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 OPSYS Tech Ltd. VCSEL Array LIDAR Transmitter with Small Angular Divergence
US20190204148A1 (en) * 2018-01-02 2019-07-04 Stmicroelectronics (Grenoble2) Sas Method for Managing Dynamic Range of an Optical Detection Device, and Corresponding Device
WO2019225224A1 (ja) * 2018-05-24 2019-11-28 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 時間計測装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018531374A (ja) * 2015-10-23 2018-10-25 ゼノマティクス・ナムローゼ・フエンノートシャップＸｅｎｏｍａｔｉｘ Ｎｖ 物体までの距離を測定するためのシステムおよび方法
WO2018108981A1 (en) * 2016-12-13 2018-06-21 Sensl Technologies Ltd. A lidar apparatus
US20180259623A1 (en) * 2017-03-13 2018-09-13 OPSYS Tech Ltd. Eye-Safe Scanning LIDAR System
US20190033429A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 OPSYS Tech Ltd. VCSEL Array LIDAR Transmitter with Small Angular Divergence
US20190204148A1 (en) * 2018-01-02 2019-07-04 Stmicroelectronics (Grenoble2) Sas Method for Managing Dynamic Range of an Optical Detection Device, and Corresponding Device
WO2019225224A1 (ja) * 2018-05-24 2019-11-28 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 時間計測装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024095625A1 (ja) * 2022-10-31 2024-05-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距装置および測距方法

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