WO2023037617A1 - 発光装置、測距装置 - Google Patents

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WO2023037617A1
WO2023037617A1 PCT/JP2022/011731 JP2022011731W WO2023037617A1 WO 2023037617 A1 WO2023037617 A1 WO 2023037617A1 JP 2022011731 W JP2022011731 W JP 2022011731W WO 2023037617 A1 WO2023037617 A1 WO 2023037617A1
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WO
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light
emission
unit
emitting
target value
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PCT/JP2022/011731
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直樹 増満
桂久 大尾
Original Assignee
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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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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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
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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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
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating

Definitions

  • This technology includes a light-emitting device having a light-emitting unit that emits light for distance measurement, and a range-finding unit that receives light emitted from the light-emitting unit and reflected by an object to measure the distance of the object.
  • the present invention relates to a distance measuring device and, more particularly, to a calibration technique for the driving current value of a light emitting section.
  • a distance measuring device that performs distance measurement by the ToF (Time Of Flight) method is provided with a light emitting unit that emits light for distance measurement to an object to be distanced.
  • a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser is used as the light emitting unit, and so-called APC (Auto Power Control) is performed in order to appropriately correct changes in the amount of light emitted depending on temperature or the like.
  • the APC here means a process of obtaining a drive current target value for the light emitting unit for achieving the target light emission amount by the light emitting unit.
  • a device having a plurality of light emitting channels is used as a light emitting unit, and all the light emitting channels are caused to emit light to determine the distance to be measured.
  • All channel flash distance measurement (normal distance measurement) that measures the distance of the entire area at once, and zone distance measurement that sequentially measures the area to be measured by firing some of the light emission channels in order. are performed individually. In zone ranging, since light is emitted for each of some light emission channels, it is conceivable to obtain the drive current target value for each light emission channel.
  • Patent Document 1 discloses a technique for performing APC by monitoring the light emission amount for each light emission channel for a light emission unit having a plurality of light emission channels.
  • This technology was created in view of the above circumstances, and aims to reduce the power consumption of a device equipped with a light emitting unit that emits light for distance measurement.
  • a light-emitting device includes a light-emitting unit that emits light for distance measurement, a light-receiving unit that receives the light emitted by the light-emitting unit, and a target drive current for the light-emitting unit based on a received light signal from the light-receiving unit.
  • the light emitting unit In addition to calculating the target value, in the case where the light emitting unit is caused to emit light so as to have a basic irradiation light amount different from the light emission period for calculation, which is a period during which the light emitting unit is caused to emit light for calculating the target value, the light emission for calculation and a control unit for causing the light emitting unit to emit light with a drive current based on a corrected target value obtained by correcting the target value based on a basic irradiation light amount difference from the period.
  • the "basic irradiation light amount” means the irradiation light amount to the object when the driving current value of the light emitting unit is set to a certain value.
  • the light emitting unit emits light so that the basic irradiation light amount is different from the light emission period for calculation specifically means that when the light emitting unit has a plurality of light emission channels, light emission different from the light emission period for calculation is performed.
  • the case where the light emitting part is made to emit light depending on the number of channels can be mentioned.
  • spot light emission may be performed while surface light emission is performed in the calculation light emission period.
  • the driving current value of the light emitting unit is the same value as the calculation light emission period, the irradiation light amount to the object will be different.
  • the light emitting part is caused to emit light in such a manner”.
  • the light emitting unit when the light emitting unit is caused to emit light so that the basic irradiation light amount is different from the light emitting period for calculation, the light emitting unit is driven with the drive current based on the target value after correction based on the difference in the basic irradiation light amount from the light emitting period for calculation.
  • the light emitting unit is driven with the drive current based on the target value after correction based on the difference in the basic irradiation light amount from the light emitting period for calculation.
  • a distance measuring device includes a light emitting unit that emits light for distance measurement, and a distance measuring unit that receives light emitted from the light emitting unit and reflected by an object to measure the distance of the object.
  • a light receiving unit for receiving light emitted by the light emitting unit; calculating a target value of a drive current for the light emitting unit based on a light receiving signal from the light receiving unit;
  • a post-correction target obtained by correcting the target value based on a difference in basic irradiation light amount from the calculation light emission period when the light emitting unit is caused to emit light so as to have a basic irradiation light amount different from the light emission period for calculation, which is a period during which light is emitted.
  • a control unit that causes the light emitting unit to emit light by driving current according to the value.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring device including a light emitting device according to a first embodiment of the present technology
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of internal circuit configuration of a sensor unit in the embodiment
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a pixel included in the sensor section in the embodiment
  • FIG. It is a figure for demonstrating the electrical structural example of the light emission part in 1st embodiment. It is the figure which showed the structural structural example of the light emission part and control part in 1st embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of zone ranging
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a difference in distance from a light-receiving element for each light-emitting channel;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration in which a light receiving element is provided for each light emitting channel; 4 is a flowchart showing a specific processing procedure example for realizing a light emission control method as the first embodiment;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a light emission method during APC in a modified example of the first embodiment;
  • FIG. 10 is a flowchart showing a specific processing procedure example for realizing a light emission control method as a modified example of the first embodiment;
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a range finding method that uses both normal range finding and spot range finding using surface emission; It is a block for demonstrating the structural example of the distance measuring device as 2nd embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a structural configuration example of a light-emitting unit included in the distance measuring device of the second embodiment;
  • FIG. 11 is a flowchart showing a specific processing procedure example for realizing a light emission control method as a second embodiment;
  • FIG. 11 is a flowchart showing a specific processing procedure example for realizing a light emission control method as a second embodiment;
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring device 1 including a light emitting device as a first embodiment according to the present technology.
  • the light-emitting device as the first embodiment includes at least a light-emitting section 10, a light-receiving section 11, and a control section .
  • the distance measuring device 1 of the embodiment corresponds to the ToF (Time of Flight) method for the light emitted from the light emitting unit 10 that emits light for distance measurement and the light that is emitted from the light emitting unit 10 and reflected by the object Ob.
  • a sensor unit 12 configured to be capable of receiving light is provided, and a distance image generation unit 13, a light receiving unit 11, and a control unit 14 are provided.
  • the distance measuring device 1 is capable of performing distance measurement by the ToF method on a pixel-by-pixel basis, and is capable of obtaining a distance image.
  • the distance image means an image showing distance information for each pixel.
  • the distance measuring device 1 is configured to perform distance measurement by the indirect ToF method.
  • the indirect ToF method is a distance measurement method that calculates the distance to the object Ob based on the phase difference between the irradiation light Li for the object Ob and the reflected light Lr obtained by reflecting the irradiation light Li from the object Ob. It is said that Note that a direct ToF method can also be adopted as a distance measurement method.
  • the direct ToF method is also a method of performing distance measurement based on the reflected light Lr from the object Ob. It is different from the indirect ToF method in that the distance is obtained by measuring the time difference to the point.
  • the light emitting unit 10 has one or a plurality of light emitting elements (light emitting elements 101 to be described later) as a light source, and emits irradiation light Li toward the object Ob.
  • the light emitting unit 10 emits IR light having a wavelength in the range of 750 nm to 1400 nm, for example, as the irradiation light Li. Details of the light emitting unit 10 will be described later.
  • the light receiving section 11 receives light emitted by the light emitting section 10 .
  • the light receiving section 11 is used for monitoring the light emitted by the light emitting section 10 in APC (Auto Power Control) of the light emitting section 10 . Details of the light receiving unit 11 will also be described later.
  • the sensor section 12 receives the reflected light Lr. Specifically, the light receiving operation of the reflected light Lr is performed so that the phase difference between the reflected light Lr and the irradiation light Li can be detected.
  • the sensor unit 12 of this example includes a photoelectric conversion element (photodiode PD), a first transfer gate element (transfer transistor TG-A) for transferring accumulated charges of the photoelectric conversion element, and a second transfer gate element (transfer transistor TG-A). and a gate element (transfer transistor TG-B), and a plurality of pixels Px are arranged two-dimensionally. conduct.
  • the control unit 14 is configured as an electric circuit unit including, for example, an IC (Integrated Circuit), and controls the operation of the light emitting unit 10 to emit the irradiation light Li and the operation of the sensor unit 12 .
  • the irradiation light Li light that is intensity-modulated so that the intensity changes at a predetermined cycle is used.
  • pulsed light is repeatedly emitted at a predetermined cycle as the irradiation light Li.
  • light emission cycle Cl such a light emission cycle of pulsed light
  • the period between the light emission start timings of the pulsed light when the pulsed light is repeatedly emitted at the light emission period Cl is referred to as "one modulation period Pm" or simply “modulation period Pm".
  • the control unit 14 controls the light emitting operation of the light emitting unit 10 so that the irradiation light Li is emitted only during a predetermined light emitting period for each modulation period Pm.
  • the light emission period Cl is set to a relatively high speed, for example, from several tens of MHz to several hundreds of MHz.
  • the signal charge accumulated in the photoelectric conversion element in the pixel Px of the sensor section 12 is divided into two by the first transfer gate element and the second transfer gate element that are alternately turned on. It is distributed to Floating Diffusion (FD).
  • FD Floating Diffusion
  • the cycle of alternately turning on the first transfer gate element and the second transfer gate element is the same as the light emission cycle Cl of the light emitting section 10 . That is, the first transfer gate element and the second transfer gate element are each turned on once every modulation period Pm, and the distribution of the signal charge to the two floating diffusions as described above is performed every modulation period Pm.
  • the transfer transistor TG-A as the first transfer gate element is turned on during the emission period of the irradiation light Li in the modulation period Pm
  • the transfer transistor TG-B as the second transfer gate element is turned on during the irradiation period Pm. It is turned on during the non-emission period of light Li.
  • the phase of the transfer transistor TG-A with respect to the emission cycle of the irradiation light Li is The transfer transistor TG-B is turned on/off in a period shifted by 90 degrees, and the transfer transistor TG-B may be turned on/off in a period shifted by 270 degrees from the period of the irradiation light Li.
  • the signal charge accumulated in each floating diffusion by one distribution using the first and second transfer gate elements as described above is relatively small. become something. Therefore, in the indirect ToF method, the emission of the illumination light Li is repeated several thousand times to several tens of thousands of times for each distance measurement (that is, for obtaining one distance image). While the irradiation light Li is emitted repeatedly, the distribution of the signal charge to each floating diffusion using the first and second transfer gate elements as described above is repeated.
  • the control unit 14 controls the light receiving operation by the sensor unit 12 and the light emitting operation by the light emitting unit 10 based on the common clock.
  • control unit 14 performs APC processing based on the received light signal from the light receiving unit 11 in response to the case where the drive current value of the light emitting unit 10 should be calibrated.
  • the APC process here is a process for obtaining a target value for the drive current of the light emitting unit 10, and the details will be explained later.
  • the distance image generation unit 13 generates a distance image based on the charge signals accumulated in each floating diffusion by the above-described sorting operation in the sensor unit 12 .
  • the distance can be calculated for each pixel Px, and distance information can be obtained for each pixel Px.
  • a known method can be used for calculating distance information by the indirect ToF method based on two types of detection signals (detection signals for each floating diffusion) for each pixel Px, and a description thereof is omitted here. do.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal circuit configuration example of the sensor unit 12.
  • the sensor unit 12 includes a pixel array unit 111, a transfer gate driver 112, a vertical driver 113, a system controller 114, a column processor 115, a horizontal driver 116, a signal processor 117, and a data storage unit 118. It has
  • the pixel array unit 111 has a configuration in which a plurality of pixels Px are two-dimensionally arranged in rows and columns.
  • Each pixel Px has a photodiode PD, which will be described later, as a photoelectric conversion element. Details of the pixel Px will be described again with reference to FIG.
  • the row direction refers to the horizontal arrangement direction of the pixels Px
  • the column direction refers to the vertical arrangement direction of the pixels Px. In the drawing, the row direction is the horizontal direction, and the column direction is the vertical direction.
  • a row drive line 120 is wired along the row direction for each pixel row with respect to the matrix-like pixel arrangement, and two gate drive lines 121 and two vertical signal lines are provided for each pixel column. Lines 122 are laid out along the column direction.
  • the row drive line 120 transmits a drive signal for driving when reading a signal from the pixel Px.
  • the row drive line 120 is shown as one wiring, but it is not limited to one.
  • One end of the row driving line 120 is connected to an output terminal corresponding to each row of the vertical driving section 113 .
  • the system control unit 114 includes a timing generator that generates various timing signals, and controls the transfer gate driving unit 112, the vertical driving unit 113, and the column processing unit 115 based on the various timing signals generated by the timing generator. , and the horizontal driving unit 116, etc. are controlled.
  • the transfer gate driver 112 drives two transfer gate elements provided for each pixel Px through the two gate drive lines 121 provided for each pixel column as described above. As described above, the two transfer gate elements are alternately turned on every modulation period Pm. Therefore, the system control unit 114 supplies the clock input from the control unit 14 to the transfer gate drive unit 112, and the transfer gate drive unit 112 drives the two transfer gate elements based on this clock. do.
  • the vertical driving unit 113 is configured by a shift register, an address decoder, etc., and drives the pixels Px of the pixel array unit 111 all at once or in units of rows. That is, the vertical drive section 113 constitutes a drive section that controls the operation of each pixel Px of the pixel array section 111 together with the system control section 114 that controls the vertical drive section 113 .
  • a signal (charge signal) corresponding to is input to the column processing unit 115 through the corresponding vertical signal line 122 .
  • the column processing unit 115 performs predetermined signal processing on the detection signal read from each pixel Px through the vertical signal line 122, and temporarily holds the detection signal after the signal processing. Specifically, the column processing unit 115 performs noise removal processing by CDS (Correlated Double Sampling), A/D (Analog to Digital) conversion processing, and the like as signal processing.
  • CDS Correlated Double Sampling
  • A/D Analog to Digital
  • the two detection signals (detection signals for each floating diffusion) from each pixel Px are read every predetermined number of repeated light emissions of the irradiation light Li (every thousands to tens of thousands of repeated light emissions described above). done once. Therefore, the system control unit 114 controls the vertical driving unit 113 based on the above-described clock so that the readout timing of the detection signal from each pixel Px is set to the timing of each repeated light emission of the irradiation light Li a predetermined number of times. Control so that
  • the horizontal driving section 116 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and selects unit circuits corresponding to the pixel columns of the column processing section 115 in order. By selective scanning by the horizontal drive unit 116, detection signals that have undergone signal processing for each unit circuit in the column processing unit 115 are sequentially output.
  • the signal processing unit 117 has at least an arithmetic processing function, and performs predetermined signal processing on the detection signal output from the column processing unit 115 .
  • the data storage unit 118 temporarily stores data necessary for signal processing in the signal processing unit 117 .
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit of pixels Px arranged two-dimensionally in the pixel array section 111 .
  • the pixel Px has one photodiode PD as a photoelectric conversion element and one OF (overflow) gate transistor OFG.
  • the pixel Px has two transfer transistors TG as transfer gate elements, two floating diffusions FD, two reset transistors RST, two amplifier transistors AMP, and two select transistors SEL.
  • the transfer transistor TG when distinguishing between the transfer transistor TG, the floating diffusion FD, the reset transistor RST, the amplification transistor AMP, and the selection transistor SEL, which are provided two each in the pixel Px, as shown in FIG. A and TG-B, floating diffusions FD-A and FD-B, reset transistors RST-A and RST-B, amplification transistors AMP-A and AMP-B, and selection transistors SEL-A and SEL-B.
  • the OF gate transistor OFG, the transfer transistor TG, the reset transistor RST, the amplification transistor AMP, and the selection transistor SEL are composed of, for example, N-type MOS transistors.
  • the OF gate transistor OFG becomes conductive when an OF gate signal SOFG supplied to its gate is turned on.
  • the OF gate transistor OFG becomes conductive, the photodiode PD is clamped to a predetermined reference potential VDD and the accumulated charge is reset.
  • the OF gate signal SOFG is supplied from the vertical driving section 113, for example.
  • the transfer transistor TG-A becomes conductive when the transfer drive signal STG-A supplied to its gate is turned on, and transfers the signal charge accumulated in the photodiode PD to the floating diffusion FD-A.
  • the transfer transistor TG-B becomes conductive when the transfer drive signal STG-B supplied to its gate is turned on, and transfers the charges accumulated in the photodiode PD to the floating diffusion FD-B.
  • the transfer drive signals STG-A and STG-B are supplied from the transfer gate driver 112 through gate drive lines 121-A and 121-B provided as one of the gate drive lines 121 shown in FIG. .
  • the floating diffusions FD-A and FD-B are charge holding units that temporarily hold charges transferred from the photodiodes PD.
  • the reset transistor RST-A becomes conductive when the reset signal SRST supplied to its gate is turned on, and resets the potential of the floating diffusion FD-A to the reference potential VDD.
  • the reset transistor RST-B becomes conductive when the reset signal SRST supplied to its gate is turned on, and resets the potential of the floating diffusion FD-B to the reference potential VDD.
  • the reset signal SRST is supplied from the vertical driving section 113, for example.
  • the amplification transistor AMP-A has a source connected to the vertical signal line 122-A via the selection transistor SEL-A, and a drain connected to a reference potential VDD (constant current source) to form a source follower circuit.
  • the amplification transistor AMP-B has a source connected to the vertical signal line 122-B via the selection transistor SEL-B and a drain connected to a reference potential VDD (constant current source) to form a source follower circuit.
  • the vertical signal lines 122-A and 122-B are each provided as one of the vertical signal lines 122 shown in FIG.
  • the selection transistor SEL-A is connected between the source of the amplification transistor AMP-A and the vertical signal line 122-A, and becomes conductive when the selection signal SSEL supplied to the gate is turned on, and the floating diffusion FD- The charge held in A is output to the vertical signal line 122-A through the amplification transistor AMP-A.
  • the selection transistor SEL-B is connected between the source of the amplification transistor AMP-B and the vertical signal line 122-B, and becomes conductive when the selection signal SSEL supplied to the gate is turned on, and the floating diffusion FD- B is output to the vertical signal line 122-B through the amplification transistor AMP-A. Note that the selection signal SSEL is supplied from the vertical drive section 113 via the row drive line 120 .
  • a reset operation for resetting the charges of the pixels Px is performed in all pixels. That is, for example, the OF gate transistor OFG, each reset transistor RST, and each transfer transistor TG are turned on (conducting state), and the charges accumulated in the photodiode PD and each floating diffusion FD are reset.
  • the light receiving operation for distance measurement is started in all pixels.
  • the light-receiving operation referred to here means a light-receiving operation performed for one time of distance measurement. That is, during the light receiving operation, the operation of alternately turning on the transfer transistors TG-A and TG-B is repeated a predetermined number of times (in this example, several thousand times to several tens of thousands of times).
  • the period during which light is received for one time of distance measurement will be referred to as "light receiving period Pr".
  • the period during which the transfer transistor TG-A is ON (that is, the period during which the transfer transistor TG-B is OFF) continues over the period during which the irradiation light Li is emitted.
  • the remaining period that is, the non-light emitting period of the irradiation light Li, is the period during which the transfer transistor TG-B is on (that is, the period during which the transfer transistor TG-A is off). That is, in the light receiving period Pr, the operation of distributing the charge of the photodiode PD to the floating diffusions FD-A and FD-B is repeated a predetermined number of times within one modulation period Pm.
  • each pixel Px of the pixel array section 111 is line-sequentially selected.
  • select transistors SEL-A and SEL-B are turned on.
  • the charges accumulated in the floating diffusion FD-A are output to the column processing section 115 via the vertical signal line 122-A.
  • the charges accumulated in the floating diffusion FD-B are output to the column processing section 115 via the vertical signal line 122-B.
  • the reflected light Lr received by the pixel Px is delayed according to the distance to the object Ob from the timing when the light emitting unit 10 emits the irradiation light Li. Since the distribution ratio of charges accumulated in the two floating diffusions FD-A and FD-B changes depending on the delay time according to the distance to the object Ob, these two floating diffusions FD-A and FD-B It is possible to obtain the distance to the object Ob from the distribution ratio of the accumulated charges.
  • This 4-phase method performs distance measurement calculation based on the above-mentioned IQ modulation, and uses not only light reception signals with a phase difference of 0 degrees and 180 degrees with respect to the light emission signal, but also light reception signals with a phase difference of 90 degrees and 270 degrees. .
  • the floating diffusion is caused by the transfer drive signal STG-A having a phase difference of 0 degrees and the transfer drive signal STG-B having a phase difference of 180 degrees with respect to the light emission signal as illustrated above.
  • Charges are distributed to the floating diffusions FD-A and FD-B by the transfer drive signal STG-B having a phase difference of 270 degrees, and light receiving signals having a phase difference of 90 degrees and 270 degrees are obtained.
  • the 4-phase method of distance measurement calculation using four types of light reception signals with phase differences of 0 degrees, 180 degrees, 90 degrees, and 270 degrees is well known, and a detailed description thereof will be omitted here.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an electrical configuration example of the light emitting unit 10, and shows an electrical internal configuration example of the light emitting unit 10 together with the control unit 14 and the light receiving unit 11 shown in FIG. ing.
  • the light emitting section 10 includes a light emitting unit 10a configured with a plurality of light emitting elements 101.
  • a semiconductor light emitting element is used for each light emitting element 101 .
  • each light emitting element 101 uses a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser).
  • the light emitting unit 10a is configured as a semiconductor chip on which the plurality of light emitting elements 101 are formed. In other words, each light emitting element 101 is formed on the same chip in this example.
  • each light emitting element 101 constitutes a light emission channel Ch for irradiating irradiation light Li to each zone in the target area for distance measurement in a time-division manner in zone distance measurement, which will be described later.
  • the light-emitting unit 10a has four light-emitting elements 101, and one light-emitting element 101 constitutes one light-emitting channel Ch.
  • the area to be measured is divided into the same number of zones as the number of light emission channels Ch, and each zone is sequentially irradiated with irradiation light Li from the corresponding light emission channels Ch in a time division manner. To go.
  • one light emitting channel Ch is composed of only one light emitting element 101, but this is only an example, and one light emitting channel Ch may be composed of a plurality of light emitting elements 101. It is possible.
  • the control unit 14 is configured to be able to drive each light emitting element 101 individually. Although illustration is omitted, in the light emitting unit 10a in this example, the anodes (or cathodes) of the light emitting elements 101 of VCSEL are connected in common, and the light emitting elements 101 are connected to a common power source.
  • the control unit 14 includes a driver circuit for each light emitting element 101, and performs ON/OFF control of the transistor in the driver circuit, thereby determining whether or not the driving current is supplied from the common power supply to each light emitting element 101. It is possible to switch between In other words, ON/OFF control of light emission can be performed for each light emitting element 101 .
  • the light receiving section 11 has a light receiving element 11a.
  • a photodiode for example, is used for the light receiving element 11a.
  • the number of light-emitting channels Ch in the light-emitting section 10 is plural, while the number of light-receiving elements 11a in the light-receiving section 11 is one.
  • FIG. 5 is a diagram showing a structural configuration example of the light emitting unit 10 and the control unit 14. As shown in FIG. As shown in the figure, in the distance measuring device 1 of this example, a semiconductor device (semiconductor package) in which the light emitting unit 10a and the light receiving element 11a are arranged, and a semiconductor device as the control section 14 are mounted on the wiring substrate 30. ing.
  • a semiconductor device semiconductor package in which the light emitting unit 10a and the light receiving element 11a are arranged, and a semiconductor device as the control section 14 are mounted on the wiring substrate 30. ing.
  • the light emitting section 10 is structurally configured with a diffuser 20 for diffusing the light emitted by the light emitting unit 10a.
  • the diffuser 20 is configured by, for example, a DOE (Diffractive Optical Element).
  • the light emitted by the light emitting unit 10a and diffused by the diffuser 20 is irradiated onto the object Ob as the irradiation light Li shown in FIG.
  • part of the light emitted from the light emitting unit 10a is reflected by the diffuser 20 (reflected light Rt in the drawing).
  • the light receiving element 11a is arranged at a position capable of receiving the reflected light Rt. That is, during the APC process, the drive current target value is calculated based on the received light signal of the reflected light Rt.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of zone ranging.
  • Zone ranging makes it possible to measure a farther object (i.e., the upper limit of the measurable range) compared to normal ranging, in which the range is measured by irradiating the entire area to be measured with irradiation light Li. expansion) becomes a ranging method.
  • the ranging device 1 has a ranging mode for performing normal ranging (hereinafter referred to as a "normal ranging mode”) and a ranging mode for performing zone ranging (hereinafter referred to as a "zone ranging mode"). ”), and can be executed by switching between normal ranging and zone ranging.
  • the target area for ranging is divided into a plurality of zones Z, and ranging is performed by emitting light from the corresponding emission channel Ch for each zone Z (see FIG. 6A).
  • the zones are divided into four zones Z1, Z2, Z3, and Z4 corresponding to the fact that the number of emission channels Ch is four.
  • the range is measured by emitting light only from the corresponding channel Ch1, and for zone Z2, only the channel Ch2, which is the corresponding channel Ch, is illuminated. Measure the distance.
  • the range is measured by emitting light only from channel Ch3, which is the corresponding channel Ch, and for zone Z4, only channel Ch4, which is the corresponding channel Ch, is emitted. to measure the distance.
  • zonal ranging by synthesizing the ranging results obtained for each zone Z in this manner, ranging results for the entire ranging target area, that is, a range image are obtained (see FIG. 6B).
  • a predetermined upper limit should be set for the irradiation light amount per unit time with respect to the range-finding target area.
  • the amount of irradiation light per unit time for the area to be measured can be expressed as "4".
  • the upper limit of the amount of irradiation light for each zone Z is "1" when normal distance measurement is performed.
  • zone distance measurement only one zone Z is irradiated with light per unit time.
  • the target value of the drive current should be obtained for each emission channel Ch. If only one light receiving element 11a is provided to perform light reception for APC, it becomes difficult to perform accurate target value calculation due to the difference in the distance between the light receiving element 11a for each light emission channel Ch. put away.
  • FIG. 8 if a light receiving element 11a is provided for each light emission channel Ch, it is possible to prevent the distance difference shown in FIG. 7 from occurring. However, in this case, it is necessary to provide a plurality of light receiving elements 11a, which leads to an increase in the size and cost of the distance measuring device 1.
  • FIG. 8 if a light receiving element 11a is provided for each light emission channel Ch, it is possible to prevent the distance difference shown in FIG. 7 from occurring. However, in this case, it is necessary to provide a plurality of light receiving elements 11a, which leads to an increase in the size and cost of the distance measuring device 1.
  • the light emitting unit 10 when the light emitting unit 10 is caused to emit light so as to have a basic irradiation light amount different from the light emitting period for calculation, which is a period during which the light emitting unit 10 emits light for calculating the target value, the light emitting period for calculation is used.
  • a method is adopted in which the light emitting unit 10 is caused to emit light by a drive current based on a corrected target value obtained by correcting the target value based on the basic irradiation light amount difference of .
  • the "basic irradiation light amount” means the irradiation light amount for the object Ob when the driving current value of the light emitting unit 10 is set to a certain value.
  • the corrected target value as described above is used as the target value set during zone ranging. More specifically, in this example, the target value obtained for normal distance measurement performed by lighting all the light emission channels Ch is determined by the number of light emission channels Ch that are lighted during normal distance measurement and the number of light emission channels Ch that are lighted during zone distance measurement. A post-correction target value corrected by a coefficient determined based on the difference from the number is obtained, and the post-correction target value is used as the target value of the drive current during zone ranging. At this time, APC is performed by emitting light from all emission channels Ch corresponding to normal distance measurement.
  • the target value after correction is a value obtained by correcting the target value obtained by APC corresponding to such normal distance measurement according to the difference in the number of light emission channels Ch.
  • the light emission unit 10 is obtained as a value obtained by multiplying the total number of light emission channels Ch in , as a coefficient.
  • the light emission channel Ch can be caused to emit light with an appropriate amount of irradiation light for realizing the irradiation light intensity of "4" described above, and the distance measurement accuracy of the zone distance measurement can be improved.
  • the distance difference between each light emission channel Ch and the light receiving element 11a is offset, and an appropriate drive current target value when all the light emission channels Ch emit light. can be calculated.
  • the drive current value of the light emitting unit 10 is set to the corrected target value obtained by correcting the drive current target value obtained by the APC for emitting light from all the light emission channels Ch with a coefficient.
  • the drive current value for each Ch can be set to an appropriate value, and the ranging accuracy of zone ranging can be improved.
  • the size and cost of the distance measuring device 1 can be reduced.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a specific processing procedure example for realizing the light emission control method as the first embodiment described above. Specifically, FIG. 9 shows an example of a processing procedure to be executed by the control unit 14 shown in FIG.
  • step S101 the control unit 14 performs APC processing by light emission of all Ch. That is, APC processing is performed based on the received light signal of the light receiving section 11 obtained by causing all the light emitting channels Ch in the light emitting section 10 to emit light.
  • the APC process here may be performed as a process of obtaining a driving current target value for making the amount of light emitted by the light emitting unit 10 a target amount of light, and a specific processing method is not particularly limited.
  • a method of calculating a target current (ILD_T) as a target value as disclosed in Reference 1 below can be cited.
  • Reference 1 JP 2019-41201
  • step S102 the control unit 14 waits for the start of distance measurement, and when it is determined that distance measurement has started, the process proceeds to step S103 to determine the distance measurement mode. Specifically, it is determined whether the mode is the normal ranging mode or the zone ranging mode.
  • step S104 the control unit 14 proceeds to step S104 to set the target value obtained in the APC process (S101) as the drive current value, and in the following step S105, the normal distance measurement mode is set. to start the light emission drive. That is, for all the light emitting channels Ch of the light emitting unit 10, the light emitting operation for distance measurement (light emitting operation by repeated light emission described above) is started by the drive current value set in step S104.
  • step S105 After executing the process of step S105, the control unit 14 advances the process to step S108.
  • step S106 multiplies the target value obtained by the APC process by the coefficient n/m to obtain the drive current value.
  • n is the number of light emission channels Ch that emit light in the light emission period for calculation described above, and in this example is "4", which is the total number of light emission channels Ch.
  • m is the number of emission channels Ch that emit light during partial emission ranging in which only some of the plurality of emission channels Ch emit light to perform ranging. is the number of light emission channels Ch for performing That is, in the process of step S106 in this case, the value obtained by multiplying the target value obtained by the APC process by "4" is set as the driving current value.
  • step S107 following step S106 the control unit 14 starts light emission driving for zone ranging. That is, the process of executing the light emitting operation for distance measurement (light emitting operation by repeated light emission described above) is started in order from the light emitting channel Ch1 to the light emitting channel Ch4 channel by channel with the drive current value set in step S104.
  • step S107 After executing the process of step S107, the control unit 14 advances the process to step S108.
  • step S108 the control unit 14 determines whether or not the distance measurement has ended. If the distance measurement has not ended, the process proceeds to step S109 to determine whether or not the distance measurement mode has been switched. When determining that the ranging mode is not switched, the control unit 14 returns to step S108. That is, depending on steps S108 and S109, a loop is formed to wait for either the end of distance measurement or the switching of the distance measurement mode.
  • step S109 If it is determined in step S109 that the ranging mode has been switched, the control unit 14 returns to step S103. As a result, according to the ranging mode after switching, the appropriate processing of the corresponding processing for normal ranging described in steps S104 and S105 and the corresponding processing for zone ranging described in steps S106 and S107 is performed. is executed.
  • step S108 if it is determined in step S108 that the distance measurement has ended, the control unit 14 ends the series of processes shown in FIG.
  • all the emission channels Ch are caused to emit light during APC, but in order to obtain an appropriate drive current target value, it is not essential to cause all the emission channels Ch to emit light during APC.
  • the distance difference between each light emitting channel Ch and the light receiving element 11a is canceled out to provide an appropriate drive current. target value can be obtained.
  • the driving current value is set by multiplying the driving current target value calculated by causing the two emission channels Ch to emit light in the APC process by a coefficient m/s.
  • s is the number of light emission channels Ch (the total number of light emission channels Ch) that emit light during normal distance measurement. That is, the coefficient in this case is "1/2" rather than 2/4.
  • the irradiation light amount per unit time for the area to be measured can be set to an appropriate amount as the upper limit amount ("4" in the above example) in each of the normal ranging and the zone ranging.
  • the number of emission channels Ch on the side closer to the light receiving element 11a and the number on the side farther from the light receiving element 11a are determined as the emission channels Ch to be emitted during APC processing.
  • the number of the light emitting channels Ch is one, but if the number of the light emitting channels Ch is an even number such as six or more, the light emitting channel on the side closer to the light receiving element 11a that emits light during the APC process It is conceivable that the number of Ch and the number of light emission channels Ch on the far side from the light receiving element 11a are respectively plural.
  • the value of m here is not limited to 2, but may be a multiple of 2 equal to or greater than 4.
  • FIG. 11 shows a specific processing procedure example for realizing the light emission control method as a modification of the first embodiment as described above.
  • the same reference numerals and the same step numbers are assigned to the same parts as those already explained, and the explanation thereof is omitted.
  • control unit 14 in this case performs the APC process of step S201 instead of the APC process of step S101. Specifically, a process of obtaining a drive current target value based on light reception signals obtained by causing m light emission channels Ch to emit light is performed.
  • control unit 14 determines in step S103 that the distance measurement mode is the normal distance measurement mode, it executes the process of step S202 instead of step S104. That is, a process of setting a value obtained by multiplying the target value obtained by the APC process by a coefficient m/s as the drive current value is performed.
  • the coefficient for obtaining the driving current value of the emission channel Ch in the partial emission distance measurement that is, the coefficient by which the target value obtained by the APC process is multiplied is "n/m".
  • the coefficient is not limited to "n/m”, but may be determined depending on, for example, how much the measurable upper limit distance is desired to be extended compared to normal range finding.
  • the second embodiment relates to distance measurement using spot light emission.
  • spot light emission means a light emission mode for irradiating an object Ob with irradiation light Li in a dot pattern, as disclosed in Reference Document 2 below, for example.
  • the shape of each dot in the dot pattern here is not limited to circular, and may include shapes other than circular, such as elliptical.
  • the object Ob is irradiated with the irradiation light Li through the diffuser 20 so as to have a substantially uniform illuminance distribution.
  • the light emission mode for irradiating the object Ob with the irradiation light Li so as to provide a substantially uniform illuminance distribution is referred to as "surface light emission" in contrast to the above-described spot light emission.
  • spot distance measurement the distance measurement method of performing distance measurement based on the reflected light Lr obtained by spot light emission.
  • the resolution of the distance image is improved by using diffused light. may not be able to properly acquire distance measurement information.
  • multipaths of the reflected light Lr are likely to occur, making it difficult to obtain appropriate distance measurement information.
  • spot distance measurement that emits light in a dot pattern the light from each dot is less diffused, so multipathing of the reflected light Lr is less likely to occur, and accurate distance measurement information is obtained even for the corners of a room. can be obtained.
  • distance measurement is performed based only on the reflected light Lr of the dot portion, the resolution of the distance image tends to decrease.
  • multipath correction is performed using a normal distance image obtained by normal distance measurement using surface emission and a spot distance image obtained by spot distance measurement.
  • the distance information is corrected to the image corresponding to the spot distance image. Correction processing is performed based on the distance information obtained from the part.
  • the multipath correction processing based on the spot distance image may employ a known technique, and is not particularly limited here. As an example, it is conceivable to employ the technique disclosed in Reference 3 below. ⁇ Reference 3: US Patent Application Publication No. 2013/0148102
  • the corrected distance image obtained by performing the above-described multipath correction processing is an image that achieves both improved resolution due to surface emission and improved distance measurement accuracy in areas where multipath occurs.
  • FIG. 13 is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring device 1A as a second embodiment configured to be able to obtain a corrected range image as described above. Differences from the distance measuring device 1 of the first embodiment shown in FIG. The point is that the distance image generator 13A is provided.
  • the light emitting section 10A differs from the light emitting section 10 in that it includes an irradiation light switching section 21 .
  • the irradiation light switching unit 21 switches the light emission mode of the light emitting unit 10A between surface light emission and spot light emission.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a structural configuration example of the light emitting section 10A. As illustrated, in the light emitting unit 10A, an irradiation light switching unit 21 is arranged on the light emitting unit 10a. As a result, it is possible to switch the irradiation light Li from the light emitting section 10A between the irradiation light Li by surface emission and the irradiation light Li by spot emission using the light emitting unit 10a as a light source.
  • irradiation light switching unit 21 Various configurations of the irradiation light switching unit 21 are conceivable, and the configuration is not limited to a specific one. For example, as disclosed in Reference 2 mentioned above, it is conceivable to employ a configuration in which surface emission and spot emission are switched by focus adjustment. Alternatively, it is conceivable to employ a configuration in which a liquid crystal panel is used to switch between surface emission and spot emission.
  • FIG. 14 shows a semiconductor device as the control section 14A.
  • the semiconductor device as the control section 14A is mounted on the wiring board 30 together with the semiconductor device in which the light emitting section 10A and the light receiving element 11a are arranged. It is
  • a control unit 14A differs from the control unit 14 in that it has a function of controlling the light emitting unit 10A to perform a light emitting operation for realizing spot ranging as well as normal ranging. Specifically, the control unit 14A controls the irradiation light switching unit 21 to cause the light emitting unit 10A to emit surface light in the normal distance measurement mode in which normal distance measurement is performed, and the irradiation light in the spot distance measurement mode in which spot distance measurement is performed. The switching unit 21 is controlled to cause the light emitting unit 10A to emit spot light. At this time, the control unit 14A makes the number of the light emitting elements 101 that emit light the same during surface light emission and spot light emission. Specifically, in this example, all the light emitting elements 101 in the light emitting section 10A are caused to emit light both during surface light emission and spot light emission.
  • control unit 14A performs a process of setting a corrected target value of the drive current target value obtained by the APC process as the drive current value of the light emitting unit 10A during spot distance measurement.
  • the APC process is performed by causing the light emitting unit 10A to emit surface light.
  • the basic irradiation light amount during spot light emission is different from the basic irradiation light amount during the light emission period for calculation.
  • the basic irradiation light amount during spot light emission is smaller than the basic irradiation light amount during surface light emission because the irradiation area is sparse.
  • the driving current target value for surface emission obtained by the APC process is corrected so that the basic irradiation light amount difference becomes an appropriate difference, such as by canceling such a basic irradiation light amount difference, and the corrected target value is used as a spot light. It is set as the drive current value during light emission.
  • the coefficient used for correcting the drive current target value in this case is obtained experimentally based on the difference in basic irradiation light quantity between surface emission and spot emission. Specifically, for example, with respect to the amount of irradiation light per unit time for the range-finding target area, a coefficient that can match the amount of irradiation light during spot emission with the amount of irradiation light during surface emission is obtained by experiment.
  • the distance image generation unit 13A performs the above-described multipath correction processing based on the normal distance image and the spot distance image obtained by the sensor unit 12 in this case to generate a corrected distance image.
  • step S101 the control unit 14A executes APC processing by all Ch emission. That is, processing for calculating the drive current target value is performed based on the light receiving signal of the light receiving element 11a obtained by causing all the light emitting elements 101 in the light emitting section 10A to emit light.
  • step S102 following step S101 the control unit 14A waits for the start of distance measurement, and if it is determined that distance measurement has started, the normal distance measurement mode or the spot distance measurement mode is selected as distance measurement mode determination processing in step S301. determine whether there is
  • the flow of processing in the normal ranging mode is the same as that explained in FIG. 9 above, so duplicate explanations are avoided.
  • the irradiation light switching unit 21 is controlled so that the light emitting unit 10A emits surface light during normal distance measurement.
  • step S302 the control unit 14A proceeds to step S302, and performs processing for setting a value obtained by multiplying the target value obtained by the APC processing by a predetermined coefficient as the drive current value. That is, a value obtained by multiplying the target value calculated in step S101 by the coefficient obtained by the experiment as described above is set as the driving current value for the spot light emission.
  • step S303 following step S302 the control unit 14A starts light emission driving for spot ranging. That is, the irradiation light switching unit 21 is controlled so that the light emitting unit 10A performs spot light emission, and all the light emitting elements 101 in the light emitting unit 10A are operated for distance measurement by the drive current value set in step S302 (described above). light emission operation by repeated light emission) is started.
  • step S303 After executing the process of step S303, the control unit 14A advances the process to step S108. As shown in the figure, when it is determined in step S109 that the ranging mode has been switched, the control unit 14A returns to the ranging mode determination processing in step S301. As a result, appropriate light emission control is executed in accordance with each of the normal ranging mode and the spot ranging mode.
  • the number of light emitting elements 101 that emit light is the same between the calculation light emission period (light emission period in APC processing) and the spot light emission. It is also possible to vary the number of light-emitting elements 101 that emit light.
  • the embodiment is not limited to the specific example described above, and various modifications can be made.
  • the light emission control method according to the present technology is applied when distance measurement is performed by the ToF method. It can be widely and suitably applied when a distance measurement method is adopted in which distance measurement is performed by receiving .
  • the light-emitting device as an embodiment includes a light-emitting portion (10 or 10A) for emitting light for distance measurement, a light-receiving portion (10) for receiving light emitted by the light-emitting portion, and a light-receiving Based on the received light signal from the unit, the target value of the driving current of the light emitting unit is calculated, and light is emitted so that the basic irradiation light amount is different from the light emission period for calculation, which is the period in which the light emitting unit is caused to emit light for calculating the target value.
  • a control unit for causing the light emitting unit to emit light by driving current based on the corrected target value obtained by correcting the target value based on the basic irradiation light amount difference from the light emitting period for calculation when the light emitting unit is caused to emit light.
  • the "basic irradiation light amount” means the irradiation light amount for the object when the driving current value of the light emitting section is set to a certain value. "When the light emitting unit emits light so that the basic irradiation light amount is different from the light emission period for calculation" specifically means that when the light emitting unit has a plurality of light emission channels, light emission different from the light emission period for calculation is performed.
  • the light emitting part is made to emit light depending on the number of channels can be mentioned.
  • spot light emission dot pattern light emission
  • surface light emission is performed in the calculation light emission period.
  • the driving current value of the light emitting unit is the same value as the calculation light emission period, the irradiation light amount to the object will be different.
  • the light emitting part is caused to emit light in such a manner”.
  • the light emitting unit when the light emitting unit is caused to emit light so that the basic irradiation light amount is different from the light emitting period for calculation, the light emitting unit is driven with the drive current based on the target value after correction based on the difference in the basic irradiation light amount from the light emitting period for calculation.
  • the light emitting unit is driven with the drive current based on the target value after correction based on the difference in the basic irradiation light amount from the light emitting period for calculation.
  • the drive current target value is calculated (calibrated) for each light emission channel. configuration). Further, when a distance measurement method using surface emission and spot emission is adopted to obtain one distance image, it is not necessary to calculate the drive current target value for both surface emission and spot emission. In this way, power consumption can be reduced by eliminating the need to calculate the drive current target value for each light emission for distance measurement.
  • the light-emitting section has a plurality of light-emitting channels
  • the control section (14) causes only some of the plurality of light-emitting channels to emit light to perform distance measurement.
  • some of the emission channels are controlled to emit light by drive currents based on corrected target values obtained for some of the emission channels.
  • the drive current target value It is possible to eliminate the need to calculate (calibrate), thereby partially eliminating the need to arrange a light receiving element for each light emission channel. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the light-emitting device.
  • the number of distance measurements per unit time can be increased, and the accuracy of distance measurement can be improved.
  • the controller causes at least the closest and furthest emission channels from the plurality of emission channels to emit light during the calculation emission period. This makes it possible to appropriately calculate the target value even when the number of light receiving elements in the light receiving section is one. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the post-correction target value.
  • control section causes all the light-emitting channels in the light-emitting section to emit light during the calculation light-emitting period. This makes it possible to more appropriately calculate the target value when the number of light receiving elements in the light receiving section is one. Therefore, it is possible to further improve the accuracy of the post-correction target value.
  • the control unit when n is the number of light-emitting channels that emit light during the light-emitting period for calculation, and m is the number of light-emitting channels that emit light during partial light-emitting distance measurement, the control unit performs partial light-emitting At the time of distance measurement, m light emission channels are controlled to emit light by a drive current based on a corrected target value obtained by multiplying the target value by a coefficient n/m.
  • the illumination light intensity can be increased more than in the case of normal ranging in which all emission channels are illuminated to perform ranging. Therefore, it is possible to expand the range-finding upper limit distance as compared with the case of performing normal range-finding.
  • the control unit causes all the light-emitting channels of the light-emitting unit to emit light during the light-emitting period for calculation, and causes only one light-emitting channel of the light-emitting unit to emit light during partial light emission distance measurement,
  • one emission channel is controlled to emit light by a drive current based on a corrected target value obtained by multiplying the target value by the total number of emission channels in the light emission unit.
  • the light-emitting unit (same 10A) is configured to be capable of switching between surface light emission and spot light emission, and the control unit causes the light-emitting unit to perform surface light emission during the light emission period for calculation.
  • the control unit causes the light-emitting unit to perform surface light emission during the light emission period for calculation.
  • the light-emitting unit is caused to emit light by the drive current based on the corrected target value obtained by correcting the target value based on the difference in the basic irradiation light amount.
  • the light-emitting section has a plurality of light-emitting elements, and the number of light-emitting elements that emit light during the light emission period for calculation and during spot light emission is the same. As a result, it is possible to appropriately obtain the post-correction target value used for spot light emission. Therefore, it is possible to improve the accuracy of distance measurement using spot light emission.
  • a distance measuring device (same 1 or 1A) as an embodiment includes a light emitting unit that emits light for distance measurement, and receives light emitted from the light emitting unit and reflected by an object to measure the distance of the object.
  • a target value for the driving current of the light emitting unit is calculated based on the distance measuring unit (sensor unit 12, distance image generating unit 13 or 13A), the light receiving unit that receives the light emitted by the light emitting unit, and the light receiving signal from the light receiving unit.
  • the light emitting unit when the light emitting unit emits light so that the basic irradiation light amount is different from the light emitting period for calculation, which is the period during which the light emitting unit emits light for calculating the target value, the difference in the basic irradiation light amount from the light emitting period for calculation and a control unit for causing the light emitting unit to emit light by a drive current based on the corrected target value obtained by correcting the target value based on the control unit.
  • a distance measuring device it is possible to obtain the same actions and effects as those of the light emitting device as the embodiment described above.
  • the distance measuring unit performs distance measurement by the ToF method. This eliminates the need to calculate the drive current target value for each light emission for range finding when range finding is performed by the ToF method. Therefore, it is possible to reduce the power consumption of the distance measuring device that performs distance measurement using the ToF method.
  • a light emitting unit that emits light for distance measurement; a light receiving unit that receives the light emitted by the light emitting unit; A target value of the drive current of the light emitting unit is calculated based on the light receiving signal from the light receiving unit, and a basic irradiation light amount different from a light emitting period for calculation, which is a period during which the light emitting unit is caused to emit light for calculating the target value.
  • a control unit that causes the light emitting unit to emit light with a drive current based on a corrected target value obtained by correcting the target value based on a basic irradiation light amount difference from the calculation light emitting period; A light emitting device.
  • the light emitting unit has a plurality of light emitting channels
  • the control unit causes only some of the plurality of emission channels to emit light during partial emission distance measurement, in which distance measurement is performed by causing the some emission channels to emit light.
  • the light-emitting device according to (1) wherein the light-emitting device is controlled to emit light by a drive current based on the corrected target value.
  • the control unit causes all light emission channels in the light emission unit to emit light during the light emission period for calculation, causes only one light emission channel in the light emission unit to emit light during the partial light emission distance measurement, and causes the light emission unit to emit light during the partial light emission distance measurement.
  • the one emission channel is controlled to emit light by a drive current based on the corrected target value obtained by multiplying the target value by the total number of emission channels in the light emitting unit.
  • the light emitting unit is configured to be switchable between surface light emission and spot light emission,
  • the control unit causes the light emitting unit to emit surface light during the light emission period for calculation to calculate the target value, and calculates the target value based on the basic irradiation light amount difference when the light emitting unit performs the spot light emission.
  • the light-emitting device according to (1) wherein the light-emitting section is caused to emit light by a drive current based on a corrected target value obtained by correction.
  • the light emitting unit has a plurality of light emitting elements, The light-emitting device according to (7), wherein the number of the light-emitting elements that emit light is the same during the light-emitting period for calculation and during the spot light-emission.
  • a light emitting unit that emits light for distance measurement; a distance measuring unit that receives the light emitted from the light emitting unit and reflected by the object to measure the distance of the object; a light receiving unit that receives light emitted by the light emitting unit; A target value of the drive current of the light emitting unit is calculated based on the light receiving signal from the light receiving unit, and a basic irradiation light amount different from a light emitting period for calculation, which is a period during which the light emitting unit is caused to emit light for calculating the target value.
  • a control unit that causes the light emitting unit to emit light using a drive current based on a corrected target value obtained by correcting the target value based on a basic irradiation light amount difference from the calculation light emitting period;
  • a ranging device (10) The distance measuring device according to (9), wherein the distance measuring unit performs distance measurement by a ToF method.

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Abstract

本技術に係る発光装置は、測距用の光を発する発光部と、発光部が発した光を受光する受光部と、受光部による受光信号に基づき、発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、目標値の算出のために発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合において、算出用発光期間との基本照射光量差に基づき目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により発光部を発光させる制御部と、を備える。

Description

発光装置、測距装置
　本技術は、測距用の光を発する発光部を備えた発光装置と、発光部より発せられ対象物で反射された光を受光して対象物についての測距を行う測距部を備えた測距装置とに関するものであり、特には、発光部の駆動電流値についてのキャリブレーション技術に関する。
　例えば、ＴｏＦ（Time Of Flight）方式による測距を行う測距装置には、測距対象となる対象物に測距のための光を発する発光部が設けられる。
　発光部には、例えば半導体レーザ等の半導体発光素子が用いられるが、温度等に依存した発光量変化を適切に補正するために、いわゆるＡＰＣ（Auto Power Control）が行われる。ここでのＡＰＣとは、発光部による発光量を目標とする発光量とするための発光部の駆動電流目標値を求める処理を意味する。
　ここで、対象物に照射した光の反射光に基づき測距を行う測距装置においては、発光部として複数の発光チャンネルを有するものを用い、全ての発光チャンネルを発光させて測距対象とするエリア全体の測距を一度に行う全チャンネル発光測距（通常測距）と、一部の発光チャンネルを順に発光させて測距対象とするエリアを一部ずつ測距していくゾーン測距とを個別に行うものがある。
　ゾーン測距においては、一部の発光チャンネルずつ発光を行うため、発光チャンネルごとに駆動電流目標値を求めることが考えられる。
　下記特許文献１には、複数の発光チャンネルを有する発光部について、発光チャンネルごとに発光量をモニタしてＡＰＣを行う技術が開示されている。
特開２０１２－２３０１８０号公報
　しかしながら、発光チャンネルごとにＡＰＣを行う場合には、発光チャンネルごとにＡＰＣのための発光を行うことになるため消費電力の増大化を招く。
　本技術は上記のような事情に鑑みなされたものであり、測距用の光を発する発光部を備えた装置について、消費電力の削減を図ることを目的とする。
　本技術に係る発光装置は、測距用の光を発する発光部と、前記発光部が発した光を受光する受光部と、前記受光部による受光信号に基づき、前記発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、前記目標値の算出のために前記発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように前記発光部を発光させる場合において、前記算出用発光期間との基本照射光量差に基づき前記目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる制御部と、を備えるものである。
　ここで、「基本照射光量」とは、発光部の駆動電流値を或る一定の値とした場合における対象物に対する照射光量を意味する。「算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合」とは、具体的には、発光部が複数の発光チャンネルを有する場合において、算出用発光期間とは異なる発光チャンネル数により発光部を発光させる場合を挙げることができる。或いは、算出用発光期間において面発光を行うのに対し、スポット発光（ドットパターン発光）を行う場合も挙げることができる。これら何れの場合も、発光部の駆動電流値を算出用発光期間と同じ値とした場合には対象物に対する照射光量が異なるものとなり、従って、「算出基準発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合」に該当するものである。
　上記のように算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合において、算出用発光期間との基本照射光量差に基づく補正後目標値による駆動電流で発光部を駆動させるようにすることで、算出用発光期間とは異なる基本照射光量による発光を行う場合であっても、基本照射光量の差を適切に補正することが可能となり、適切な照射光量が実現されるように発光部を駆動することが可能とされる。
　本技術に係る測距装置は、測距用の光を発する発光部と、前記発光部より発せられ対象物で反射された光を受光して前記対象物についての測距を行う測距部と、前記発光部が発した光を受光する受光部と、前記受光部による受光信号に基づき、前記発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、前記目標値の算出のために前記発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように前記発光部を発光させる場合において、前記算出用発光期間との基本照射光量差に基づき前記目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる制御部と、を備えるものである。
　このような測距装置によっても、上記した本技術に係る発光装置と同様の作用が得られる。
本技術に係る第一実施形態としての発光装置を備えて構成される測距装置の構成例を説明するためのブロック図である。 実施形態におけるセンサ部の内部回路構成例を示したブロック図である。 実施形態におけるセンサ部が有する画素の等価回路図である。 第一実施形態における発光部の電気的構成例を説明するための図である。 第一実施形態における発光部及び制御部の構造的な構成例を示した図である。 ゾーン測距についての説明図である。 発光チャンネルごとの受光素子との距離差についての説明図である。 発光チャンネルごとに受光素子を設けた構成の説明図である。 第一実施形態としての発光制御手法を実現するための具体的な処理手順例を示したフローチャートである。 第一実施形態の変形例におけるＡＰＣ時の発光手法についての説明図である。 第一実施形態の変形例としての発光制御手法を実現するための具体的な処理手順例を示したフローチャートである。 面発光による通常測距とスポット測距とを併用する測距手法の説明図である。 第二実施形態としての測距装置の構成例を説明するためのブロックである。 第二実施形態の測距装置が有する発光部の構造的な構成例についての説明図である。 第二実施形態としての発光制御手法を実現するための具体的な処理手順例を示したフローチャートである。
　以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。
＜１．第一実施形態＞
（1-1．測距装置の構成概要）
（1-2．発光部について）
（1-3．ゾーン測距について）
（1-4．実施形態としての制御手法＞
＜２．第二実施形態＞
＜３．変形例＞
＜４．実施形態のまとめ＞
＜５．本技術＞
＜１．第一実施形態＞
（1-1．測距装置の構成概要）
　図１は、本技術に係る第一実施形態としての発光装置を備えて構成される測距装置１の構成例を説明するためのブロック図である。
　図１において、第一実施形態としての発光装置は、少なくとも発光部１０、受光部１１、及び制御部１４を含むものである。
　図示のように実施形態の測距装置１は、測距用の光を発する発光部１０と、発光部１０より発せられ対象物Ｏｂで反射された光についてＴｏＦ（Time of Flight）方式に対応した受光動作が可能に構成されたセンサ部１２とを備えると共に、距離画像生成部１３、受光部１１、及び制御部１４を備えている。
　実施形態における測距装置１は、画素単位でＴｏＦ方式による測距を行うことが可能とされ、距離画像を得ることが可能とされている。ここで、距離画像とは、画素ごとに距離の情報を示す画像を意味する。
　本例において、測距装置１は、インダイレクトＴｏＦ方式による測距を行うように構成されている。インダイレクトＴｏＦ方式は、対象物Ｏｂに対する照射光Ｌｉと、照射光Ｌｉが対象物Ｏｂで反射されて得られる反射光Ｌｒとの位相差に基づいて対象物Ｏｂまでの距離を算出する測距方式とされる。
　なお、測距方式についてはダイレクトＴｏＦ方式を採用することもできる。ダイレクトＴｏＦ方式としても、対象物Ｏｂからの反射光Ｌｒに基づき測距を行う方式となるが、照射光Ｌｉと反射光Ｌｒとの位相差ではなく、照射光Ｌｉの発光から反射光Ｌｒの受光までの時間差を計測して距離を求める点がインダイレクトＴｏＦ方式の場合とは異なるものとなる。
　発光部１０は、光源として一又は複数の発光素子（後述する発光素子１０１）を有し、対象物Ｏｂに対する照射光Ｌｉを発する。本例において、発光部１０は、照射光Ｌｉとして例えば波長が７５０ｎｍから１４００ｎｍの範囲のＩＲ光を発光する。
　なお、発光部１０の詳細については後に改めて説明する。
　受光部１１は、発光部１０が発した光を受光する。この受光部１１は、発光部１０のＡＰＣ（Auto Power Control）において発光部１０が発する光をモニタするために用いられるものである。
　なお、受光部１１の詳細についても後に改めて説明する。
　センサ部１２は、反射光Ｌｒを受光する。具体的には、反射光Ｌｒと照射光Ｌｉの位相差を検出可能となるように反射光Ｌｒの受光動作を行う。
　後述もするが、本例のセンサ部１２は、光電変換素子（フォトダイオードＰＤ）と、光電変換素子の蓄積電荷を転送するための第一転送ゲート素子（転送トランジスタＴＧ－Ａ）と第二転送ゲート素子（転送トランジスタＴＧ－Ｂ）とを含んで構成された画素Ｐｘが二次元に複数配列された画素アレイ部１１１を有しており、画素ＰｘごとにインダイレクトＴｏＦ方式に対応した受光動作を行う。
　制御部１４は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）等を含む電気回路部として構成され、発光部１０による照射光Ｌｉの発光動作、及びセンサ部１２の動作を制御する。
　インダイレクトＴｏＦ方式を含め、ＴｏＦ方式による測距を行う場合、照射光Ｌｉとしては、所定の周期で強度が変化するように強度変調された光が用いられる。具体的に、本例では、照射光Ｌｉとして、パルス光を所定周期で繰り返し発光する。以下、このようなパルス光の発光周期のことを「発光周期Ｃｌ」と表記する。また、発光周期Ｃｌによりパルス光が繰り返し発光される際におけるパルス光の発光開始タイミング間の期間のことを「１変調期間Ｐｍ」或いは単に「変調期間Ｐｍ」と表記する。
　制御部１４は、変調期間Ｐｍごとに所定の発光期間のみ照射光Ｌｉを発するように発光部１０の発光動作を制御する。
　ＴｏＦ方式において、発光周期Ｃｌは、例えば数十ＭHzから数百ＭHz程度と比較的高速とされる。
　ここで、公知のようにインダイレクトＴｏＦ方式では、センサ部１２の画素Ｐｘにおける光電変換素子に蓄積された信号電荷が、交互にオンされる第一転送ゲート素子、第二転送ゲート素子によって二つのフローティングディフュージョン（ＦＤ）に振り分けられる。この際、第一転送ゲート素子と第二転送ゲート素子を交互にオンする周期は発光部１０の発光周期Ｃｌと同周期とされる。すなわち、第一転送ゲート素子、第二転送ゲート素子はそれぞれ変調期間Ｐｍごとに１度オンとされるものであり、上記のような信号電荷の二つのフローティングディフュージョンへの振り分けは、変調期間Ｐｍごとに繰り返し行われる。
　例えば、第一転送ゲート素子としての転送トランジスタＴＧ－Ａは、変調期間Ｐｍにおける照射光Ｌｉの発光期間においてオンとされ、第二転送ゲート素子としての転送トランジスタＴＧ－Ｂは、変調期間Ｐｍにおける照射光Ｌｉの非発光期間においてオンとされる。
　また、測距演算においてＩＱ変調（Ｉ：Ｉｎ－ｐｈａｓｅ（同相成分）、Ｑ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ（直交成分））を適用する場合には、転送トランジスタＴＧ－Ａは照射光Ｌｉの発光周期に対し位相が９０度ずれた周期でオン／オフされ、転送トランジスタＴＧ－Ｂは照射光Ｌｉの周期に対し位相が２７０度ずれた周期でオン／オフされることもある。
　前述のように、発光周期Ｃｌは比較的高速とされるため、上記のような第一、第二転送ゲート素子を用いた１回の振り分けにより各フローティングディフュージョンに蓄積される信号電荷は比較的微量なものとなる。このためインダイレクトＴｏＦ方式では、１回の測距につき（つまり１枚分の距離画像を得るにあたり）、照射光Ｌｉの発光を数千回から数万回程度繰り返し、センサ部１２では、このように照射光Ｌｉが繰り返し発光される間、上記のような第一、第二転送ゲート素子を用いた各フローティングディフュージョンへの信号電荷の振り分けを繰り返し行う。
　上記説明から理解されるように、センサ部１２においては、画素Ｐｘごとに第一転送ゲート素子、第二転送ゲート素子を照射光Ｌｉの発光周期に基づくタイミングで駆動することになる。このため、制御部１４は、共通のクロックに基づいてセンサ部１２による受光動作、発光部１０による発光動作の制御を行う。
　また、制御部１４は、発光部１０の駆動電流値についてキャリブレーションを行うべき場合に対応して、受光部１１による受光信号に基づき、ＡＰＣ処理を行う。ここでのＡＰＣ処理は、発光部１０の駆動電流についての目標値を求める処理となるが、詳細については後に改めて説明する。
　距離画像生成部１３は、センサ部１２における前述した振り分け動作により各フローティングディフュージョンに蓄積された電荷信号に基づいて、距離画像の生成を行う。
　各フローティングディフュージョンに蓄積された電荷信号について、インダイレクトＴｏＦ方式による所定の演算を行うことで、画素Ｐｘごとに距離（対象物までの距離）を算出することができ、画素Ｐｘごとに距離の情報を示す距離画像を得ることができる。なお、画素Ｐｘごとに二種の検出信号（フローティングディフュージョンごとの検出信号）に基づいてインダイレクトＴｏＦ方式による距離情報を算出する手法については公知の手法を用いることができ、ここでの説明は省略する。
  図２は、センサ部１２の内部回路構成例を示したブロック図である。
　図示のようにセンサ部１２は、画素アレイ部１１１、転送ゲート駆動部１１２、垂直駆動部１１３、システム制御部１１４、カラム処理部１１５、水平駆動部１１６、信号処理部１１７、及びデータ格納部１１８を備えている。
　画素アレイ部１１１は、複数の画素Ｐｘが行方向及び列方向の行列状に二次元に配列された構成となっている。各画素Ｐｘは、光電変換素子として後述するフォトダイオードＰＤを有する。なお、画素Ｐｘの詳細については図３により改めて説明する。
　ここで、行方向とは、水平方向の画素Ｐｘの配列方向を言い、列方向とは、垂直方向の画素Ｐｘの配列方向を言う。図中では、行方向を横方向、列方向を縦方向としている。
　画素アレイ部１１１においては、行列状の画素配列に対して、画素行ごとに行駆動線１２０が行方向に沿って配線されるとともに、各画素列に二つのゲート駆動線１２１、二つの垂直信号線１２２がそれぞれ列方向に沿って配線されている。例えば、行駆動線１２０は、画素Ｐｘから信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。なお、図２では、行駆動線１２０について１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。行駆動線１２０の一端は、垂直駆動部１１３の各行に対応した出力端に接続されている。
　システム制御部１１４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などによって構成され、該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、転送ゲート駆動部１１２、垂直駆動部１１３、カラム処理部１１５、及び水平駆動部１１６などの駆動制御を行う。
　転送ゲート駆動部１１２は、システム制御部１１４の制御に基づき、上記のように各画素列に二つ設けられるゲート駆動線１２１を通じて、画素Ｐｘごとに二つ設けられた転送ゲート素子を駆動する。
　前述のように、二つの転送ゲート素子は変調期間Ｐｍごとに交互にオンするものとされる。このため、システム制御部１１４は、転送ゲート駆動部１１２に対し、前述した制御部１４より入力されるクロックを供給し、転送ゲート駆動部１１２は、このクロックに基づいて二つの転送ゲート素子を駆動する。
　垂直駆動部１１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部１１１の画素Ｐｘを全画素同時或いは行単位等で駆動する。すなわち、垂直駆動部１１３は、垂直駆動部１１３を制御するシステム制御部１１４とともに、画素アレイ部１１１の各画素Ｐｘの動作を制御する駆動部を構成している。
　垂直駆動部１１３による駆動制御に応じて画素行の各画素Ｐｘから出力される（読み出される）検出信号、具体的には、画素Ｐｘごとに二つ設けられたフローティングディフュージョンそれぞれに蓄積された信号電荷に応じた信号（電荷信号）は、対応する垂直信号線１２２を通してカラム処理部１１５に入力される。カラム処理部１１５は、各画素Ｐｘから垂直信号線１２２を通して読み出された検出信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の検出信号を一時的に保持する。具体的には、カラム処理部１１５は、信号処理としてＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）によるノイズ除去処理やＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換処理等を行う。
　ここで、各画素Ｐｘからの二つの検出信号（フローティングディフュージョンごとの検出信号）の読み出しは、照射光Ｌｉの所定回数分の繰り返し発光ごと（前述した数千から数万回の繰り返し発光ごと）に１度行われる。
　従って、システム制御部１１４は、前述したクロックに基づき垂直駆動部１１３を制御して、各画素Ｐｘからの検出信号の読み出しタイミングが、このように照射光Ｌｉの所定回数分の繰り返し発光ごとのタイミングとなるように制御する。
　水平駆動部１１６は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部１１５の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１１６による選択走査により、カラム処理部１１５において単位回路ごとに信号処理された検出信号が順番に出力される。
　信号処理部１１７は、少なくとも演算処理機能を有し、カラム処理部１１５から出力される検出信号に対して所定の信号処理を施す。
　データ格納部１１８は、信号処理部１１７での信号処理にあたって、その処理に必要なデータを一時的に格納する。
　図３は、画素アレイ部１１１に二次元配列された画素Ｐｘの等価回路を示している。
　画素Ｐｘは、光電変換素子としてのフォトダイオードＰＤとＯＦ（オーバーフロー）ゲートトランジスタＯＦＧとをそれぞれ１個ずつ有する。また、画素Ｐｘは、転送ゲート素子としての転送トランジスタＴＧ、フローティングディフュージョンＦＤ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬをそれぞれ２個ずつ有する。
　ここで、画素Ｐｘにおいて２個ずつ設けられる転送トランジスタＴＧ、フローティングディフュージョンＦＤ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬのそれぞれを区別する場合、図３に示されるように、転送トランジスタＴＧ－Ａ及びＴＧ－Ｂ、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ及びＦＤ－Ｂ、リセットトランジスタＲＳＴ－Ａ及びＲＳＴ－Ｂ、増幅トランジスタＡＭＰ－Ａ及びＡＭＰ－Ｂ、選択トランジスタＳＥＬ－Ａ及びＳＥＬ－Ｂと表記する。
　ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、転送トランジスタＴＧ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬは、例えば、Ｎ型のＭＯＳトランジスタで構成される。
　ＯＦゲートトランジスタＯＦＧは、ゲートに供給されるＯＦゲート信号ＳＯＦＧがオンされると導通状態となる。フォトダイオードＰＤは、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧが導通状態となると、所定の基準電位ＶＤＤにクランプされて蓄積電荷がリセットされる。
　なお、ＯＦゲート信号ＳＯＦＧは、例えば垂直駆動部１１３より供給される。
　転送トランジスタＴＧ－Ａは、ゲートに供給される転送駆動信号ＳＴＧ－Ａがオンされると導通状態となり、フォトダイオードＰＤに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－Ａに転送する。転送トランジスタＴＧ－Ｂは、ゲートに供給される転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂがオンされると導通状態となり、フォトダイオードＰＤに蓄積されている電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに転送する。
　転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂは、それぞれが図２に示したゲート駆動線１２１の一つとして設けられたゲート駆動線１２１－Ａ、１２１－Ｂを通じて転送ゲート駆動部１１２より供給される。
　フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ及びＦＤ－Ｂは、フォトダイオードＰＤから転送された電荷を一時保持する電荷保持部である。
　リセットトランジスタＲＳＴ－Ａは、ゲートに供給されるリセット信号ＳＲＳＴがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａの電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。同様に、リセットトランジスタＲＳＴ－Ｂはゲートに供給されるリセット信号ＳＲＳＴがオンされることで導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂの電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。
　なお、リセット信号ＳＲＳＴは、例えば垂直駆動部１１３より供給される。
　増幅トランジスタＡＭＰ－Ａは、ソースが選択トランジスタＳＥＬ－Ａを介して垂直信号線１２２－Ａに接続され、ドレインが基準電位ＶＤＤ（定電流源）に接続されて、ソースフォロワ回路を構成する。増幅トランジスタＡＭＰ－Ｂは、ソースが選択トランジスタＳＥＬ－Ｂを介して垂直信号線１２２－Ｂに接続され、ドレインが基準電位ＶＤＤ（定電流源）に接続されてソースフォロワ回路を構成する。
　ここで、垂直信号線１２２－Ａ、１２２－Ｂは、それぞれ図２に示した垂直信号線１２２の一つとして設けられたものである。
　選択トランジスタＳＥＬ－Ａは、増幅トランジスタＡＭＰ－Ａのソースと垂直信号線１２２－Ａとの間に接続され、ゲートに供給される選択信号ＳＳＥＬがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａに保持された電荷を増幅トランジスタＡＭＰ－Ａを介して垂直信号線１２２－Ａに出力する。
　選択トランジスタＳＥＬ－Ｂは、増幅トランジスタＡＭＰ－Ｂのソースと垂直信号線１２２－Ｂとの間に接続され、ゲートに供給される選択信号ＳＳＥＬがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに保持された電荷を増幅トランジスタＡＭＰ－Ａを介して垂直信号線１２２－Ｂに出力する。
　なお、選択信号ＳＳＥＬは、行駆動線１２０を介して垂直駆動部１１３より供給される。
　画素Ｐｘの動作について簡単に説明する。
　先ず、受光を開始する前に、画素Ｐｘの電荷をリセットするリセット動作が全画素で行われる。すなわち、例えばＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、各リセットトランジスタＲＳＴ、及び各転送トランジスタＴＧがオン（導通状態）とされ、フォトダイオードＰＤ、各フローティングディフュージョンＦＤの蓄積電荷がリセットされる。
　蓄積電荷のリセット後、全画素で測距のための受光動作が開始される。ここで言う受光動作とは、１回の測距のために行われる受光動作を意味する。すなわち、受光動作中では、転送トランジスタＴＧ－ＡとＴＧ－Ｂを交互にオンする動作が所定回数（本例では数千回から数万回程度）繰り返される。以下、このような１回の測距のために行われる受光動作の期間を「受光期間Ｐｒ」と表記する。
　受光期間Ｐｒにおいて、発光部１０の１変調期間Ｐｍ内では、例えば転送トランジスタＴＧ－Ａがオンの期間（つまり転送トランジスタＴＧ－Ｂがオフの期間）が照射光Ｌｉの発光期間にわたって継続された後、残りの期間、つまり照射光Ｌｉの非発光期間は、転送トランジスタＴＧ－Ｂがオンの期間（つまり転送トランジスタＴＧ－Ａがオフの期間）とされる。すなわち、受光期間Ｐｒにおいては、１変調期間Ｐｍ内にフォトダイオードＰＤの電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－ＡとＦＤ－Ｂとに振り分ける動作が所定回数繰り返される。
　そして、受光期間Ｐｒが終了すると、画素アレイ部１１１の各画素Ｐｘが、線順次に選択される。選択された画素Ｐｘでは、選択トランジスタＳＥＬ－Ａ及びＳＥＬ－Ｂがオンされる。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａに蓄積された電荷が垂直信号線１２２－Ａを介してカラム処理部１１５に出力される。また、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに蓄積された電荷は垂直信号線１２２－Ｂを介してカラム処理部１１５に出力される。
　以上で、１回の受光動作が終了し、リセット動作から始まる次の受光動作が実行される。
　ここで、画素Ｐｘが受光する反射光Ｌｒは、発光部１０が照射光Ｌｉを発したタイミングから、対象物Ｏｂまでの距離に応じて遅延されている。対象物Ｏｂまでの距離に応じた遅延時間によって、二つのフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに蓄積される電荷の配分比が変化するため、これら二つのフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに蓄積される電荷の配分比から、対象物Ｏｂまでの距離を求めることが可能である。
　ここで、上記では、インダイレクトＴｏＦ方式による測距について、いわゆる２ｐｈａｓｅ方式による測距を行う場合を例示した。すなわち、発光信号に対する位相差を０度、１８０度とした転送駆動信号ＳＴＧにより電荷振り分けを行って得られる２種の受光信号（フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂそれぞれに蓄積された電荷信号）から距離を算出する場合を例示した。
　しかしながら、インダイレクトＴｏＦ方式による測距としては、いわゆる４ｐｈａｓｅ方式による測距を行うこともできる。この４ｐｈａｓｅ方式は、前述したＩＱ変調に基づく測距演算を行うものであり、発光信号に対する位相差を０度、１８０度とした受光信号のみでなく、９０度、２７０度とした受光信号を用いる。
　この場合、受光期間Ｐｒにおいては、上記で例示したように発光信号に対する位相差を０度とした転送駆動信号ＳＴＧ－Ａと該位相差を１８０度とした転送駆動信号ＳＴＧ－ＢとによりフローティングディフュージョンＦＤ－ＡとＦＤ－Ｂへの電荷振り分けを行って位相差０度と位相差１８０度の受光信号を得る動作と、発光信号に対する位相差を９０度とした転送駆動信号ＳＴＧ－Ａと該位相差を２７０度とした転送駆動信号ＳＴＧ－ＢとによりフローティングディフュージョンＦＤ－ＡとＦＤ－Ｂへの電荷振り分けを行って位相差９０度と位相差２７０度の受光信号を得る動作とを行う。
　なお、これら位相差０度、１８０度、９０度、２７０度の４種の受光信号を用いて行われる４ｐｈａｓｅ方式による測距演算は公知であり、ここでの詳細説明は省略する。
（1-2．発光部について）
　図４及び図５を参照し、発光部１０の構成例を説明する。
　図４は、発光部１０の電気的構成例を説明するための図であり、発光部１０の電気的な内部構成例と共に、図１に示した制御部１４と受光部１１とを併せて示している。
　図示のように発光部１０は、複数の発光素子１０１を有して構成された発光ユニット１０ａを備えている。各発光素子１０１には半導体発光素子が用いられる。具体的に、本例において各発光素子１０１にはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光型レーザ）が用いられている。
　本例において、発光ユニット１０ａは、これら複数の発光素子１０１が形成された半導体チップとして構成されている。換言すれば、本例において各発光素子１０１は同一チップ上に形成されている。
　本例において、個々の発光素子１０１は、それぞれ後述するゾーン測距において、測距対象エリア内の各ゾーンに時分割で照射光Ｌｉを照射するための発光チャンネルＣｈを構成する。具体的に、本例では、発光ユニット１０ａは四つの発光素子１０１を有し、一つの発光素子１０１がそれぞれ一つの発光チャンネルＣｈを構成する。後述するように、ゾーン測距では、測距対象エリアを発光チャンネルＣｈの数と同数のゾーンに分割し、各ゾーンに対し、時分割に、対応する発光チャンネルＣｈによる照射光Ｌｉを順に照射していく。
　以下、四つの発光チャンネルＣｈを区別する場合には、図４の括弧内に示すように、「Ｃｈ」の符号の末尾に数字を付して「Ｃｈ１」「Ｃｈ２」「Ｃｈ３」「Ｃｈ４」と表記する。
　なお、ここでは一つの発光チャンネルＣｈが一つの発光素子１０１のみで構成される例としているが、これはあくまで一例であり、一つの発光チャンネルＣｈが複数の発光素子１０１で成る構成を採ることも可能である。
　制御部１４は、各発光素子１０１の駆動を個別に行うことが可能に構成されている。
　図示は省略するが、本例において発光ユニット１０ａは、ＶＣＳＥＬによる各発光素子１０１のアノード（又はカソード）がコモン接続されて、各発光素子１０１には共通の電源が接続されている。制御部１４は、発光素子１０１ごとにドライバ回路を備えており、該ドライバ回路におけるトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、発光素子１０１ごとに、上記した共通の電源から駆動電流を流すか否かの切り替えを行うことが可能とされる。すなわち、発光素子１０１ごとに、発光のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことが可能とされている。
　図４において、受光部１１は、受光素子１１ａを有している。受光素子１１ａには、例えばフォトダイオードが用いられる。
　本例において、発光部１０における発光チャンネルＣｈの数は複数とされるのに対し、受光部１１が有する受光素子１１ａの数は一つとされている。
　図５は、発光部１０及び制御部１４の構造的な構成例を示した図である。
　図示のように本例の測距装置１においては、発光ユニット１０ａと受光素子１１ａとが配置された半導体装置（半導体パッケージ）と、制御部１４としての半導体装置とが配線基板３０上に実装されている。
　図示のように発光部１０は、構造的には、発光ユニット１０ａが発した光を拡散させるためのディフューザ２０を有して構成される。ディフューザ２０は、例えばＤＯＥ（Diffractive Optical Element：回折光学素子）により構成される。
　発光ユニット１０ａにより発せられディフューザ２０で拡散された光が、図１に示した照射光Ｌｉとして対象物Ｏｂに照射される。
　ここで、発光ユニット１０ａより発せられた光の一部は、ディフューザ２０で反射される（図中、反射光Ｒｔ）。受光素子１１ａは、この反射光Ｒｔを受光可能な位置に配置されている。すなわち、ＡＰＣ処理時には、このような反射光Ｒｔの受光信号に基づき駆動電流目標値の算出が行われる。
（1-3．ゾーン測距について）
　図６は、ゾーン測距についての説明図である。
　ゾーン測距は、測距対象エリアの全体に照射光Ｌｉを照射して測距を行う通常測距と比較して、より遠くの物体まで測距を可能とする（つまり測距可能上限距離の拡大化を図る）測距手法となる。本実施形態では、測距装置１は、上記の通常測距を行う測距モード（以下「通常測距モード」と表記する）と、ゾーン測距を行う測距モード（以下「ゾーン測距モード」と表記する）とを有し、これら通常測距とゾーン測距とを切り替えて実行可能とされているものとする。
　先に触れたように、ゾーン測距においては、測距対象エリアを複数のゾーンＺに分割し、ゾーンＺごとに、対応する発光チャンネルＣｈを発光させて測距を行う（図６Ａ参照）。具体的に、本例では、発光チャンネルＣｈの数が４とされたことに対応して、ゾーンとしてはゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４の四つに分割される。ゾーンＺ１の測距については、対応する発光チャンネルＣｈである発光チャンネルＣｈ１のみを発光させて測距を行い、ゾーンＺ２の測距については対応する発光チャンネルＣｈである発光チャンネルＣｈ２のみを発光させて測距を行う。同様に、ゾーンＺ３の測距については対応する発光チャンネルＣｈである発光チャンネルＣｈ３のみを発光させて測距を行い、ゾーンＺ４の測距については対応する発光チャンネルＣｈである発光チャンネルＣｈ４のみを発光させて測距を行う。
　そして、ゾーン測距では、このようにゾーンＺごとに得られた測距結果を合成することで、測距対象エリア全体についての測距結果、すなわち距離画像を得る（図６Ｂ参照）。
　ここで、被写体の目の保護等、安全性を確保する上では、測距対象エリアに対する単位時間あたりの照射光量に所定の上限を設けるべきである。
　例えば、通常測距を行う場合において、ゾーンＺごとの照射光量が「１」であると仮定すると、測距対象エリアに対する単位時間あたりの照射光量は「４」と表現できる。仮に、この「４」が照射光量の上限であるとすると、通常測距を行う場合、各ゾーンＺに対する照射光量は「１」が上限となる。
　これに対し、ゾーン測距を行う場合には、単位時間あたりに一つのゾーンＺにしか光照射を行わないため、上記のように測距対象エリアに対する照射光量上限が「４」である場合には、各ゾーンＺについて「４」による光照射を行うことが可能となる。すなわち、ゾーンＺごとの照射光強度を通常測距時よりも高めることが可能となり、より遠くに位置する物体まで照射光Ｌｉを照射することが可能となる。
　従って、通常測距よりも測距可能上限距離の拡大化を図ることができるものである。
　ゾーン測距のように一つの発光チャンネルＣｈごとに照射光Ｌｉの発光を行う場合には、発光チャンネルＣｈごとに、駆動電流の目標値を求めるべきであるが、図７のように、受光素子１１ａを一つのみ設けてＡＰＣのための受光を行うと、発光チャンネルＣｈごとに受光素子１１ａとの間の距離が異なることに起因して、正確な目標値算出を行うことが困難となってしまう。
　図８に例示するように、発光チャンネルＣｈごとに受光素子１１ａを設けるようにすれば、図７に示すような距離差が生じないようにすることが可能となるため、発光チャンネルＣｈごとに正確な目標値算出を行うことが可能となるが、この場合には、受光素子１１ａを複数設けることを要し、測距装置１の大型化やコストアップに繋がる。
（1-4．実施形態としての制御手法＞
　そこで本実施形態では、目標値の算出のために発光部１０を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部１０を発光させる場合において、算出用発光期間との基本照射光量差に基づき目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により発光部１０を発光させるという手法を採る。
　ここで、「基本照射光量」とは、発光部１０の駆動電流値を或る一定の値とした場合における対象物Ｏｂに対する照射光量を意味する。「算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合」とは、第一実施形態のように発光部１０が複数の発光チャンネルＣｈを有する場合には、算出用発光期間とは異なる発光チャンネル数により発光部１０を発光させる場合が該当する。
　具体的に、本実施形態では、ゾーン測距時に設定する目標値について、上記のような補正後目標値を用いる。より具体的に、本例では、全発光チャンネルＣｈを発光させて行う通常測距について求めた目標値を、通常測距時に発光させる発光チャンネルＣｈの数とゾーン測距時に発光させる発光チャンネルＣｈの数との差に基づき定めた係数により補正した補正後目標値を得、該補正後目標値をゾーン測距時における駆動電流の目標値として用いる。
　このとき、ＡＰＣについては、通常測距に対応して、全発光チャンネルＣｈを発光させて行う。そして、補正後目標値としては、このような通常測距に対応したＡＰＣで得た目標値を、上記した発光チャンネルＣｈの数の差に応じて補正した値、具体的には、発光部１０における発光チャンネルＣｈの総数を係数として乗じた値として求める。これにより、ゾーン測距において、前述した「４」の照射光強度を実現する適切な照射光量により発光チャンネルＣｈを発光させることができ、ゾーン測距の測距精度向上を図ることができる。
　上記のようにＡＰＣを全発光チャンネルＣｈを発光させて行うことで、発光チャンネルＣｈごとの受光素子１１ａとの距離差を相殺して、全発光チャンネルＣｈを発光させる場合の適切な駆動電流目標値を算出することが可能となる。そして、ゾーン測距時には、発光部１０の駆動電流値を、このように全発光チャンネルＣｈを発光させるＡＰＣにより求めた駆動電流目標値を係数で補正した補正後目標値とすることで、発光チャンネルＣｈごとの駆動電流値を適切な値とすることができ、ゾーン測距の測距精度向上を図ることができる。
　また、発光チャンネルＣｈごとに受光素子１１ａを設ける必要もなくなるため、測距装置１の小型化、及びコスト削減を図ることができる。
　図９は、上記により説明した第一実施形態としての発光制御手法を実現するための具体的な処理手順例を示したフローチャートである。具体的に図９では、図１に示した制御部１４が実行すべき処理手順の例を示している。
　先ず、制御部１４はステップＳ１０１で、全Ｃｈ発光によるＡＰＣ処理を行う。すなわち、発光部１０における全ての発光チャンネルＣｈを発光させて得られる受光部１１の受光信号に基づくＡＰＣ処理を行う。
　ここでのＡＰＣ処理としては、発光部１０による照射光量を目標の照射光量とするための駆動電流目標値を求める処理として行われればよく、具体的な処理手法については特に限定されない。具体的な一例としては、例えば下記参考文献１に開示されるようなターゲット電流（ＩＬＤ＿Ｔ）を目標値として算出する手法を挙げることができる。

　・参考文献１：特開２０１９－４１２０１
　ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２で制御部１４は、測距開始を待機し、測距開始であると判定した場合は、ステップＳ１０３に処理を進めて測距モードを判定する。具体的には、通常測距モードとゾーン測距モードの何れであるかの判定を行う。
　ステップＳ１０３において、通常測距モードであると判定した場合、制御部１４はステップＳ１０４に進み、ＡＰＣ処理（Ｓ１０１）で求めた目標値を駆動電流値として設定し、続くステップＳ１０５で通常測距用の発光駆動を開始する。すなわち、発光部１０の全発光チャンネルＣｈについて、ステップＳ１０４で設定した駆動電流値により測距のための発光動作（前述した繰り返し発光による発光動作）を開始させる。
　ステップＳ１０５の処理を実行したことに応じ、制御部１４はステップＳ１０８に処理を進める。
　一方、ステップＳ１０３において、測距モードがゾーン測距モードであると判定した場合、制御部１４はステップＳ１０６に進み、ＡＰＣ処理で求めた目標値に係数ｎ／ｍを乗じた値を駆動電流値として設定する。
　ここで、ｎは、上述した算出用発光期間において発光を行う発光チャンネルＣｈの数であり、本例では発光チャンネルＣｈの総数である「４」である。また、ｍは、複数の発光チャンネルＣｈのうち一部の発光チャンネルＣｈのみを発光させて測距を行う部分発光測距時に発光を行う発光チャンネルＣｈの数、つまり本例ではゾーン測距時に発光を行う発光チャンネルＣｈの数であり、具体的には「１」である。つまりこの場合のステップＳ１０６の処理では、ＡＰＣ処理で求めた目標値に「４」を乗じた値を駆動電流値として設定する。
　ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７で制御部１４は、ゾーン測距用の発光駆動を開始する。すなわち、発光チャンネルＣｈ１から発光チャンネルＣｈ４まで１チャンネルずつ順に、ステップＳ１０４で設定した駆動電流値により測距のための発光動作（前述した繰り返し発光による発光動作）を実行させる処理を開始する。
　ステップＳ１０７の処理を実行したことに応じ、制御部１４はステップＳ１０８に処理を進める。
　ステップＳ１０８で制御部１４は、測距終了か否かを判定し、測距終了でなければ、ステップＳ１０９に進んで測距モードの切り替えがあるか否かを判定する。
　測距モードの切り替えがないと判定した場合、制御部１４はステップＳ１０８に戻る。すなわち、ステップＳ１０８及びＳ１０９によっては、測距終了と測距モード切り替えの何れかを待機するループが形成されている。
　ステップＳ１０９において、測距モードの切り替えがあると判定した場合、制御部１４はステップＳ１０３に戻る。これにより、切り替え後の測距モードに応じて、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５で説明した通常測距時の対応処理と、ステップＳ１０６及びＳ１０７で説明したゾーン測距時の対応処理のうちの適切な処理が実行される。
　一方、ステップＳ１０８で測距終了と判定した場合、制御部１４は図９に示す一連の処理を終える。
　ここで、上記では、ＡＰＣ時において全ての発光チャンネルＣｈを発光させる例を挙げたが、適切な駆動電流目標値を得るにあたり、ＡＰＣ時に全ての発光チャンネルＣｈを発光させることは必須ではない。
　例えば図１０に例示するように、受光素子１１ａに対し最も近い発光チャンネルＣｈと最も遠い発光チャンネルＣｈのみを発光させることも可能である。
　このように受光素子１１ａに対し最も近い発光チャンネルＣｈと最も遠い発光チャンネルＣｈのみを発光させた場合であっても、発光チャンネルＣｈごとの受光素子１１ａとの距離差を相殺して適切な駆動電流目標値を得ることができる。
　具体的にこの場合、通常測距時には、ＡＰＣ処理において上記二つの発光チャンネルＣｈを発光させて算出した駆動電流目標値に対し、係数ｍ／ｓを乗じた値を駆動電流値として設定する。ここで、ｓは、通常測距時に発光を行う発光チャンネルＣｈの数（発光チャンネルＣｈの総数）である。つまり、この場合の係数は２／４より「１／２」である。
　一方、ゾーン測距時には、駆動電流値として、ＡＰＣ処理において算出した駆動電流目標値に係数ｎ／ｍ、つまり「２／１＝２」を乗じた値を設定する。
　これにより、通常測距時、ゾーン測距時のそれぞれにおいて、測距対象エリアに対する単位時間あたりの照射光量を上限量（前述の例における「４」）としての適切な量とすることができる。
　なお、ここでは発光チャンネルＣｈの総数が四つであることを前提として、ＡＰＣ処理時に発光させる発光チャンネルＣｈとして、受光素子１１ａに対し近い側の発光チャンネルＣｈの数、受光素子１１ａに対し遠い側の発光チャンネルＣｈの数をそれぞれ一つとする例を挙げたが、発光チャンネルＣｈの数が例えば六つ以上の偶数である場合には、ＡＰＣ処理時に発光させる受光素子１１ａに対し近い側の発光チャンネルＣｈの数、受光素子１１ａに対し遠い側の発光チャンネルＣｈの数は、それぞれ複数とすることも考えられる。このように、ここでのｍの値としては、２に限定されるものではなく、４以上の２の倍数となり得るものである。
　図１１のフローチャートに、上記のような第一実施形態の変形例としての発光制御手法を実現するための具体的な処理手順例を示す。
　なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号や同一ステップ番号を付して説明を省略する。
　図１１において、この場合の制御部１４は、ステップＳ１０１のＡＰＣ処理に代えてステップＳ２０１のＡＰＣ処理を行う。具体的には、ｍ個の発光チャンネルＣｈを発光させて得られる受光信号に基づいて駆動電流目標値を求める処理を行う。
　また、この場合の制御部１４は、ステップＳ１０３で測距モードが通常測距モードであると判定した場合に、ステップＳ１０４に代えてステップＳ２０２の処理を実行する。すなわち、ＡＰＣ処理で求めた目標値に係数ｍ／ｓを乗じた値を駆動電流値として設定する処理を行う。
　この場合の制御部１４も、ステップＳ１０３で測距モードがゾーン測距モードであると判定した場合には、ステップＳ１０６の処理を行う。すなわち、ＡＰＣ処理で求めた目標値に係数ｎ／ｍ（図１０の例では２／１＝２）を乗じた値を駆動電流値として設定する処理を行う。
　なお、上記では部分発光測距時における発光チャンネルＣｈの駆動電流値を求めるための係数、すなわちＡＰＣ処理で求めた目標値に対して乗算する係数を「ｎ／ｍ」とする例を挙げたが、該係数については、例えば通常測距時に対して測距可能上限距離をどの程度拡大したいか等によって定めればよく、「ｎ／ｍ」に限定されるものではない。
＜２．第二実施形態＞
　第二実施形態は、スポット発光による測距に係るものである。
　ここで言うスポット発光とは、例えば下記参考文献２に開示されるように、ドットパターンによる照射光Ｌｉを対象物Ｏｂに対して照射するための発光態様を意味する。ここでのドットパターンにおける各ドットの形状は、円形に限定されるものではなく、例えば楕円形等の円形以外の形状も含み得る。

　・参考文献２：特開２０２１－３４２３９号公報
　第一実施形態で説明した通常測距では、対象物Ｏｂに対してディフューザ２０を介して略均一な照度分布となるように照射光Ｌｉを照射するようにされている。このように対象物Ｏｂに対し略均一な照度分布となるように照射光Ｌｉを照射するための発光態様のことを、上記したスポット発光と対比して「面発光」と表記する。
　なお以下、スポット発光により得られた反射光Ｌｒに基づき測距を行う測距手法のことを「スポット測距」と表記する。
　ここで、面発光による通常測距では、拡散光を用いることで距離画像の解像度向上が図られるが、反射光Ｌｒのマルチパス（複数回反射）の影響により、対象物Ｏｂの形状等に依存して測距情報を適切に取得できない場合がある。具体的に、例えば部屋の角部等については反射光Ｌｒのマルチパスが生じ易く、適切な測距情報を得ることが困難とされる。
　一方で、ドットパターンを発光するスポット測距では、各ドットの光は拡散が抑えられたものとなるため、反射光Ｌｒのマルチパスが生じ難く、部屋の角部等についても正確な測距情報を得ることが可能となる。但し、ドット部分の反射光Ｌｒのみに基づいて測距が行われるため、距離画像の解像度が低下する傾向となる。
　このため、面発光による通常測距とスポット測距とを併用する測距手法が提案されている。
　具体的には、図１２に例示するように、面発光による通常測距で得た通常距離画像と、スポット測距により得たスポット距離画像とを用いて、マルチパスの補正を行うものである。具体的に、ここでのマルチパス補正処理としては、通常距離画像においてマルチパスの影響により信頼性が低い距離情報が得られている画像部分について、その距離情報を、スポット距離画像の対応する画像部分で得られている距離情報に基づいて補正する処理が行われる。
　なお、スポット距離画像に基づくマルチパス補正処理については公知の手法が採られればよく、ここで特に限定はしない。一例としては、例えば下記参考文献３に開示される手法を採用すること等が考えられる。

　・参考文献３：米国特許出願公開第２０１３／０１４８１０２号明細書
　上記のようなマルチパス補正処理が行われて得られる補正済み距離画像は、面発光による解像度向上と、マルチパス発生部分の測距精度向上との両立が図られた画像であると言える。
　図１３は、上記のような補正済み距離画像を得ることが可能に構成された第二実施形態としての測距装置１Ａの構成例を説明するためのブロック図である。
　図１に示した第一実施形態の測距装置１との相違点は、発光部１０に代えて発光部１０Ａが、制御部１４に代えて制御部１４Ａが、距離画像生成部１３に代えて距離画像生成部１３Ａがそれぞれ設けられた点である。
　発光部１０Ａは、照射光切替部２１を備える点が発光部１０と異なる。
　照射光切替部２１は、発光部１０Ａの発光態様について、面発光とスポット発光との切り替えを行う。
　図１４は、発光部１０Ａの構造的な構成例についての説明図である。
　図示のように発光部１０Ａにおいては、発光ユニット１０ａ上に照射光切替部２１が配置されている。これにより、発光ユニット１０ａを光源として、発光部１０Ａからの照射光Ｌｉについて、面発光による照射光Ｌｉとスポット発光による照射光Ｌｉとの切り替えを行うことが可能とされる。
　なお、照射光切替部２１の構成については多様に考えられ、特定の構成に限定されるものではない。例えば、上述した参考文献２に開示されるように、フォーカス調整により面発光とスポット発光とを切り替える構成を採ることが考えられる。或いは、液晶パネルを用いて面発光とスポット発光との切り替えを行う構成を採ることも考えられる。
　なお、この場合、受光素子１１ａには、発光ユニット１０ａより発せられ照射光切替部２１で反射された光が受光される。
　また、図１４では制御部１４Ａとしての半導体装置を示しているが、本例において制御部１４Ａとしての半導体装置は、発光部１０Ａと受光素子１１ａが配置された半導体装置と共に配線基板３０上に実装されている。
　図１３において、制御部１４Ａは、発光部１０Ａを制御して通常測距のみでなくスポット測距を実現させるための発光動作を実行させる機能を有する点が制御部１４と異なる。
　具体的に、制御部１４Ａは、通常測距を行う通常測距モード時には、照射光切替部２１を制御して発光部１０Ａを面発光させ、スポット測距を行うスポット測距モード時には、照射光切替部２１を制御して発光部１０Ａをスポット発光させる。
　このとき、制御部１４Ａは、面発光時とスポット発光時とで発光を行う発光素子１０１の数を同数とする。具体的に本例では、面発光時とスポット発光時の双方において、発光部１０Ａにおける全ての発光素子１０１を発光させる。
　また、制御部１４Ａは、スポット測距時における発光部１０Ａの駆動電流値として、ＡＰＣ処理で得た駆動電流目標値の補正後目標値を設定する処理を行う。
　本例において、ＡＰＣ処理は、発光部１０Ａを面発光させて行うが、この場合、スポット発光時の基本照射光量は、算出用発光期間における基本照射光量とは異なるものとなる。具体的に、スポット発光時の基本照射光量は、照射領域がまばらとなる分、面発光時の基本照射光量よりも小さくなる。
　そこで、このような基本照射光量差を相殺する等、基本照射光量差が適切な差となるように、ＡＰＣ処理で求めた面発光時の駆動電流目標値を補正し、補正後目標値をスポット発光時の駆動電流値として設定する。
　ここで、この場合の駆動電流目標値の補正に用いる係数は、面発光時とスポット発光時との基本照射光量差に基づき実験的に求めておくことが考えられる。具体的には、例えば測距対象エリアに対する単位時間あたりの照射光量について、スポット発光時の照射光量を面発光時における照射光量と一致させることのできる係数を実験により求めておく等である。
　図１３において、距離画像生成部１３Ａは、この場合のセンサ部１２で得られる通常距離画像とスポット距離画像とに基づき、前述したマルチパス補正処理を行って補正済み距離画像を生成する。
　図１５のフローチャートに、上記のような第二実施形態としての発光制御手法を実現するための具体的な処理手順例を示す。
　制御部１４Ａは、ステップＳ１０１で全Ｃｈ発光によるＡＰＣ処理を実行する。すなわち、発光部１０Ａにおける全ての発光素子１０１を発光させて得られる受光素子１１ａの受光信号に基づき、駆動電流目標値を算出する処理を行う。
　ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２で制御部１４Ａは、測距開始を待機し、測距開始と判定した場合は、ステップＳ３０１の測距モード判定処理として、通常測距モードとスポット測距モードの何れであるかの判定を行う。
　通常測距モードである場合の処理の流れは先の図９で説明したものと同様となるため重複説明は避ける。但し、この場合、通常測距時には、発光部１０Ａが面発光を行うように照射光切替部２１を制御する。
　一方、スポット測距モードであった場合、制御部１４ＡはステップＳ３０２に進み、ＡＰＣ処理で求めた目標値に所定係数を乗じた値を駆動電流値として設定する処理を行う。すなわち、上述のように実験により求められた係数を所定係数として、該所定係数をステップＳ１０１で算出した目標値に乗じた値をスポット発光時の駆動電流値として設定するものである。
　ステップＳ３０２に続くステップＳ３０３で制御部１４Ａは、スポット測距用の発光駆動を開始する。すなわち、発光部１０Ａがスポット発光を行うように照射光切替部２１を制御すると共に、発光部１０Ａにおける全ての発光素子１０１が、ステップＳ３０２で設定した駆動電流値により測距用の発光動作（前述した繰り返し発光による発光動作）を行うように制御する処理を開始する。
　制御部１４Ａは、ステップＳ３０３の処理を実行したことに応じ、ステップＳ１０８に処理を進める。
　図示のようにステップＳ１０９で測距モード切り替えがあると判定した場合、制御部１４Ａは、ステップＳ３０１の測距モード判定処理に戻る。これにより、通常測距モードとスポット測距モードのそれぞれに応じて適切な発光制御が実行される。
　上記のような第二実施形態としての発光制御手法が採られることで、１枚の距離画像を得るにあたり面発光とスポット発光とを行う測距手法が採られる場合において、面発光とスポット発光の双方について駆動電流目標値の算出を行う必要がなくなる。
　従って、面発光とスポット発光とを行う測距手法を実現するにあたっての消費電力削減を図ることができる。
　なお、上記では算出用発光期間（ＡＰＣ処理での発光期間）とスポット発光時とで発光を行う発光素子１０１の数を同じとする例を挙げたが、算出用発光期間とスポット発光時とで発光を行う発光素子１０１の数を異ならせることも可能である。
＜３．変形例＞
　なお、実施形態としては上記により説明した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得る。
　例えば、上記では、ＴｏＦ方式による測距を行う場合に本技術に係る発光制御手法を適用する例を挙げたが、本技術は、ＴｏＦ方式に限らず、対象物Ｏｂに照射した光の反射光を受光して測距を行う測距方式が採られる場合に広く好適に適用することができる。
　また、上記では発光素子１０１にＶＣＳＥＬを用いる例を挙げたが、ＶＣＳＥＬ以外の半導体レーザ等、他の半導体発光素子が用いられる場合にも本技術は好適に適用することができる。
＜４．実施形態のまとめ＞
　上記により説明したように、実施形態としての発光装置は、測距用の光を発する発光部（同１０又は１０Ａ）と、発光部が発した光を受光する受光部（同１０）と、受光部による受光信号に基づき、発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、目標値の算出のために発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合において、算出用発光期間との基本照射光量差に基づき目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により発光部を発光させる制御部（同１４又は１４Ａ）と、を備えるものである。
　前述のように「基本照射光量」とは、発光部の駆動電流値を或る一定の値とした場合における対象物に対する照射光量を意味する。「算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合」とは、具体的には、発光部が複数の発光チャンネルを有する場合において、算出用発光期間とは異なる発光チャンネル数により発光部を発光させる場合を挙げることができる。或いは、算出用発光期間において面発光を行うのに対し、スポット発光（ドットパターン発光）を行う場合も挙げることができる。これら何れの場合も、発光部の駆動電流値を算出用発光期間と同じ値とした場合には対象物に対する照射光量が異なるものとなり、従って、「算出基準発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合」に該当するものである。
　上記のように算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合において、算出用発光期間との基本照射光量差に基づく補正後目標値による駆動電流で発光部を駆動させるようにすることで、算出用発光期間とは異なる基本照射光量による発光を行う場合であっても、基本照射光量の差を適切に補正することが可能となり、適切な照射光量が実現されるように発光部を駆動することが可能とされる。
　従って、例えばゾーン測距のように１枚の距離画像を得るにあたり一部発光チャネルを順に発光させていくような測距手法が採られる場合において、発光チャンネルごとに駆動電流目標値の算出（キャリブレーション）を行う必要がなくなる。また、１枚の距離画像を得るにあたり面発光とスポット発光とを行う測距手法が採られる場合には、面発光とスポット発光の双方について駆動電流目標値の算出を行う必要がなくなる。このように測距のための発光ごとに駆動電流目標値の算出を行う必要がなくなることで、消費電力の削減を図ることができる。
　また、実施形態としての発光装置においては、発光部は複数の発光チャンネルを有し、制御部（同１４）は、複数の発光チャンネルのうち一部の発光チャンネルのみを発光させて測距を行う部分発光測距時において、一部の発光チャンネルが、一部の発光チャンネルについて得た補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御している。
　これにより、例えばゾーン測距のように１枚の距離画像を得るにあたり一部の発光チャネルを順に発光させていくような測距手法が採られる場合において、一部発光チャンネルごとに駆動電流目標値の算出（キャリブレーション）を行う必要をなくすことが可能となり、それにより、一部発光チャンネルごとに受光素子を配置する必要をなくすことが可能となる。
　従って、発光装置の小型化、及びコスト削減を図ることができる。
　さらに、一部発光チャンネルごとに目標値算出のためのキャリブレーションを行う必要がなくなることで、単位時間あたりの測距回数を増やすことができ、測距精度の向上を図ることができる。
　さらに、実施形態としての発光装置においては、制御部は、算出用発光期間において、複数の発光チャンネルのうち少なくとも受光部に対し最も近い発光チャンネルと最も遠い発光チャンネルとを発光させている。
　これにより、受光部における受光素子を一つとした場合であっても、目標値を適切に算出することが可能となる。
　従って、補正後目標値の精度向上を図ることができる。
　さらにまた、実施形態としての発光装置においては、制御部は、算出用発光期間において、発光部における全ての発光チャンネルを発光させている。
　これにより、受光部における受光素子を一つとした場合において、目標値をより適切に算出することが可能となる。
　従って、補正後目標値のさらなる精度向上を図ることができる。
　また、実施形態としての発光装置においては、算出用発光期間に発光を行う発光チャンネルの数をｎ、部分発光測距時に発光を行う発光チャンネルの数をｍとしたとき、制御部は、部分発光測距時において、ｍ個の発光チャンネルが、目標値に係数ｎ／ｍを乗じることで得た補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御している。
　これにより、部分発光測距時において、全発光チャンネルを発光させて測距を行う通常測距を行う場合よりも照射光強度が高められる。
　従って、通常測距を行う場合よりも測距可能上限距離の拡大化を図ることができる。
　さらに、実施形態としての発光装置においては、制御部は、算出用発光期間には発光部における全ての発光チャンネルを発光させ、部分発光測距時には発光部における一つの発光チャンネルのみを発光させると共に、部分発光測距時において、一つの発光チャンネルが、目標値に発光部における発光チャンネルの総数を乗じることで得た補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御している。
　これにより、部分発光測距時に発光を行う発光チャンネル数が１とされる場合において、算出用発光期間に全発光チャンネルを発光させることで得た適切な目標値を適切な係数で補正した適切な補正後目標値を得ることが可能となる。
　従って、測距精度の向上を図ることができる。
　さらにまた、実施形態としての発光装置においては、発光部（同１０Ａ）は、面発光とスポット発光との切り替えが可能に構成され、制御部は、算出用発光期間に発光部を面発光させて目標値を算出し、発光部がスポット発光を行う場合において、目標値を基本照射光量差に基づき補正して得た補正後目標値による駆動電流により発光部を発光させている。
　これにより、１枚の距離画像を得るにあたり面発光とスポット発光とを行う測距手法が採られる場合において、面発光とスポット発光の双方について駆動電流目標値の算出を行う必要がなくなる。
　従って、面発光とスポット発光とを行う測距手法を実現するにあたっての消費電力削減を図ることができる。
　また、実施形態としての発光装置においては、発光部は複数の発光素子を有し、算出用発光期間とスポット発光時とで発光を行う発光素子の数が同じとされている。
　これにより、スポット発光に用いる補正後目標値を適切に求めることが可能とされる。
　従って、スポット発光による測距について測距精度の向上を図ることができる。
　実施形態としての測距装置（同１又は１Ａ）は、測距用の光を発する発光部と、発光部より発せられ対象物で反射された光を受光して対象物についての測距を行う測距部（センサ部１２、距離画像生成部１３又は１３Ａ）と、発光部が発した光を受光する受光部と、受光部による受光信号に基づき、発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、目標値の算出のために発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように発光部を発光させる場合において、算出用発光期間との基本照射光量差に基づき目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により発光部を発光させる制御部と、を備えるものである。
　このような測距装置によっても、上記した実施形態としての発光装置と同様の作用及び効果を得ることができる。
　また、実施形態としての測距装置においては、測距部は、ＴｏＦ方式による測距を行っている。
　これにより、ＴｏＦ方式による測距が行われる場合に対応して、測距のための発光ごとに駆動電流目標値の算出を行う必要がなくなる。
　従って、ＴｏＦ方式による測距を行う測距装置について、消費電力の削減を図ることができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
＜８．本技術＞
　なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
　測距用の光を発する発光部と、
　前記発光部が発した光を受光する受光部と、
　前記受光部による受光信号に基づき、前記発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、前記目標値の算出のために前記発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように前記発光部を発光させる場合において、前記算出用発光期間との基本照射光量差に基づき前記目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる制御部と、を備える
　発光装置。
（２）
　前記発光部は複数の発光チャンネルを有し、
　前記制御部は、前記複数の発光チャンネルのうち一部の発光チャンネルのみを発光させて測距を行う部分発光測距時において、前記一部の発光チャンネルが、前記一部の発光チャンネルについて得た前記補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御する
　前記（１）に記載の発光装置。
（３）
　前記制御部は、前記算出用発光期間において、前記複数の発光チャンネルのうち少なくとも前記受光部に対し最も近い発光チャンネルと最も遠い発光チャンネルとを発光させる
　前記（２）に記載の発光装置。
（４）
　前記制御部は、前記算出用発光期間において、前記発光部における全ての前記発光チャンネルを発光させる
　前記（３）に記載の発光装置。
（５）
　前記算出用発光期間に発光を行う前記発光チャンネルの数をｎ、前記部分発光測距時に発光を行う発光チャンネルの数をｍとしたとき、
　前記制御部は、前記部分発光測距時において、ｍ個の前記発光チャンネルが、前記目標値に係数ｎ／ｍを乗じることで得た前記補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御する
　前記（２）から（４）の何れかに記載の発光装置。
（６）
　前記制御部は、前記算出用発光期間には前記発光部における全ての発光チャンネルを発光させ、前記部分発光測距時には前記発光部における一つの発光チャンネルのみを発光させると共に、前記部分発光測距時において、前記一つの発光チャンネルが、前記目標値に前記発光部における発光チャンネルの総数を乗じることで得た前記補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御する
　前記（５）に記載の発光装置。
（７）
　前記発光部は、面発光とスポット発光との切り替えが可能に構成され、
　前記制御部は、前記算出用発光期間に前記発光部を前記面発光させて前記目標値を算出し、前記発光部が前記スポット発光を行う場合において、前記目標値を前記基本照射光量差に基づき補正して得た補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる
　前記（１）に記載の発光装置。
（８）
　前記発光部は複数の発光素子を有し、
　前記算出用発光期間と前記スポット発光時とで発光を行う前記発光素子の数が同じとされた
　前記（７）に記載の発光装置。
（９）
　測距用の光を発する発光部と、
　前記発光部より発せられ対象物で反射された光を受光して前記対象物についての測距を行う測距部と、
　前記発光部が発した光を受光する受光部と、
　前記受光部による受光信号に基づき、前記発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、前記目標値の算出のために前記発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように前記発光部を発光させる場合において、前記算出用発光期間との基本照射光量差に基づき前記目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる制御部と、を備える
　測距装置。
（１０）
　前記測距部は、ＴｏＦ方式による測距を行う
　前記（９）に記載の測距装置。
１，１Ａ　測距装置
１０，１０Ａ　発光部
１０ａ　発光ユニット
１０１　発光素子
１１　受光部
１１ａ　受光素子
１２　センサ部
１３，１３Ａ　距離画像生成部
１４，１４Ａ　制御部
２０　ディフューザ
２１　照射光切替部
３０　配線基板
Ｏｂ　対象物
Ｌｉ　照射光
Ｌｒ　反射光
Ｃｈ，Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４　発光チャンネル
Ｚ，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４　ゾーン

Claims (10)

  1. 　測距用の光を発する発光部と、
    　前記発光部が発した光を受光する受光部と、
    　前記受光部による受光信号に基づき、前記発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、前記目標値の算出のために前記発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように前記発光部を発光させる場合において、前記算出用発光期間との基本照射光量差に基づき前記目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる制御部と、を備える
    　発光装置。
  2. 　前記発光部は複数の発光チャンネルを有し、
    　前記制御部は、前記複数の発光チャンネルのうち一部の発光チャンネルのみを発光させて測距を行う部分発光測距時において、前記一部の発光チャンネルが、前記一部の発光チャンネルについて得た前記補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御する
    　請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記制御部は、前記算出用発光期間において、前記複数の発光チャンネルのうち少なくとも前記受光部に対し最も近い発光チャンネルと最も遠い発光チャンネルとを発光させる
    　請求項２に記載の発光装置。
  4. 　前記制御部は、前記算出用発光期間において、前記発光部における全ての前記発光チャンネルを発光させる
    　請求項３に記載の発光装置。
  5. 　前記算出用発光期間に発光を行う前記発光チャンネルの数をｎ、前記部分発光測距時に発光を行う発光チャンネルの数をｍとしたとき、
    　前記制御部は、前記部分発光測距時において、ｍ個の前記発光チャンネルが、前記目標値に係数ｎ／ｍを乗じることで得た前記補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御する
    　請求項２に記載の発光装置。
  6. 　前記制御部は、前記算出用発光期間には前記発光部における全ての発光チャンネルを発光させ、前記部分発光測距時には前記発光部における一つの発光チャンネルのみを発光させると共に、前記部分発光測距時において、前記一つの発光チャンネルが、前記目標値に前記発光部における発光チャンネルの総数を乗じることで得た前記補正後目標値による駆動電流により発光されるように制御する
    　請求項５に記載の発光装置。
  7. 　前記発光部は、面発光とスポット発光との切り替えが可能に構成され、
    　前記制御部は、前記算出用発光期間に前記発光部を前記面発光させて前記目標値を算出し、前記発光部が前記スポット発光を行う場合において、前記目標値を前記基本照射光量差に基づき補正して得た補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる
    　請求項１に記載の発光装置。
  8. 　前記発光部は複数の発光素子を有し、
    　前記算出用発光期間と前記スポット発光時とで発光を行う前記発光素子の数が同じとされた
    　請求項７に記載の発光装置。
  9. 　測距用の光を発する発光部と、
    　前記発光部より発せられ対象物で反射された光を受光して前記対象物についての測距を行う測距部と、
    　前記発光部が発した光を受光する受光部と、
    　前記受光部による受光信号に基づき、前記発光部の駆動電流の目標値を算出すると共に、前記目標値の算出のために前記発光部を発光させる期間である算出用発光期間とは異なる基本照射光量となるように前記発光部を発光させる場合において、前記算出用発光期間との基本照射光量差に基づき前記目標値を補正した補正後目標値による駆動電流により前記発光部を発光させる制御部と、を備える
    　測距装置。
  10. 　前記測距部は、ＴｏＦ方式による測距を行う
    　請求項９に記載の測距装置。
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