WO2024084921A1

WO2024084921A1 - 光検出素子及び電子機器

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Publication number: WO2024084921A1
Application number: PCT/JP2023/035566
Authority: WO
Inventors: 剛史大川; 武仕親川; 瑛広渡辺; 彰人関谷; 丹羅
Original assignee: ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date: 2022-10-19
Filing date: 2023-09-29
Publication date: 2024-04-25

Abstract

［課題］温度変化による測定精度の低下を抑制可能な光検出素子及び電子機器を提供する。［解決手段］上記の課題を解決するために、本開示によれば、入射光を光電変換して光電流を出力するフォトダイオードと、フォトダイオードの一端の電位を、フォトダイオードに関する温度に応じて変更させる制御を行う制御回路と、を備える光検出素子が提供される。

Description

光検出素子及び電子機器

　本開示は、光検出素子及び電子機器に関する。

　従来より、測距機能を持つ電子機器において、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式と呼ばれる測距方式が知られている。このＴｏＦ方式は、照射光を電子装置から物体に照射し、その照射光が反射して電子装置に戻ってくるまでの往復時間を求めて距離を測定する方式である。例えば、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｐｈｏｔｏｎ　Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｄｉｏｄｅ）により反射光を検出するＴｏＦ方式のカメラが提案されている。このＳＰＡＤは、光電流を増幅することにより感度を向上させたフォトダイオードである。

　ＳＰＡＤは、逆バイアスをある電圧以上に印加するガイガーモードで用いられる。このガイガーモードでは、アノード側に電源、カソード側に抵抗もしくは定電流をかけた状態で一定電位がかかるように制御される。

特開２０１９－７５３９４号公報

　ところが、ＳＰＡＤは、アノード側に一定電位を印可しても、アノードとカソード間の電圧が温度により変動してしまう。このため、アノードとカソード間の電圧にばらつきが生じて、測定精度が低下する恐れがある。

　本開示では、温度変化による測定精度の低下を抑制可能な光検出素子及び電子機器を提供する。

　上記の課題を解決するために、本開示によれば、
　入射光を光電変換して光電流を出力するフォトダイオードと、
　前記フォトダイオードの一端の電位を、前記フォトダイオードに関する温度に応じて変更させる制御を行う制御回路と、
　を備える光検出素子が提供される。

　前記制御回路は、前記温度が高いほど低い電位を前記フォトダイオードのアノードに供給させてもよい。

　前記フォトダイオードは、ガイガーモードで動作可能なＳＰＡＤであり、
　一端が前記フォトダイオードのカソードに接続された抵抗を更に備え、
　前記抵抗の他端には、所定電位が供給されてもよい。

　前記温度を検出する温度検出回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記温度検出回路の検出する前記温度に応じて、前記電位を制御してもよい。

　一端が前記フォトダイオードのカソードに接続された抵抗を更に備え、
　前記温度に応じて前記電位を制御する第１モードと、
　前記抵抗に前記光電流が流れたときの前記カソードのボトム電位が高いほど低い電位を前記フォトダイオードのアノードに供給する第２モードと、
　を有してもよい。

　前記フォトダイオードのアノードへの電位の供給を停止した後に、所定の回数まで前記第１モードで前記電位を制御してもよい。

　前記制御回路は、前記第１モードで前記電位を制御した後に、前記第２モードで前記電位を制御してもよい。

　前記制御回路は、前記カソードにおける所定の電位が検出できない場合に、前記第１モードで前記電位を制御してもよい。

　前記温度に応じて、前記電位を演算する演算回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記演算回路の演算結果に基づき、前記電位を制御してもよい。

　前記演算回路は、所定の係数と前記温度とに応じて、前記電位を演算してもよい。

　前記演算回路は、前記第２モードの制御を開始した最初の前記カソードのボトム電位と目的電位との差分値にも基づき、前記電位を演算してもよい。

　前記演算回路は、前記温度の所定の時間当たりの変動に基づき、前記電位を演算してもよい。

　前記抵抗に前記光電流が流れたときの前記カソードの最小値を前記ボトム電位として検出して前記演算回路に供給する検出回路を更に備えてもよい。

　前記検出回路は、撮像前の所定数の前記ボトム電位を含めた平滑化演算を行う平滑化回路を有しており、
　前記第１モードの所定の撮像回数は、前記撮像前の所定数に応じていてもよい。

　前記第１モードの所定の撮像回数は、起動時の１回であってもよい。

　前記抵抗および前記フォトダイオードを有する複数の画素回路が２次元の行列状に配置される画素アレイ部を備え、
　少なくとも２つの前記温度検出回路が、前記画素アレイ部が構成される素子の異なる位置にそれぞれ構成され、
　前記制御回路は、複数の画素回路内におけるそれぞれのフォトダイオードの一端の電位を、前記温度検出回路それぞれが検出する温度それぞれに基づき、変更させる制御を行ってもよい。　

　前記抵抗および前記フォトダイオードを有する複数の画素回路が２次元の行列状に配置される画素アレイ部を備え、
　前記複数の画素回路のなかの少なくとも２つの画素回路それぞれが、前記検出回路を有しており、
　前記制御回路は、複数の画素回路内におけるそれぞれのフォトダイオードの一端の電位を、前記検出回路が検出する電位それぞれに基づき、変更させる制御を行ってもよい。

　前記演算回路と前記制御回路は、同じ素子内に一体的に構成されてもよい。

　前記複数の画素回路のそれぞれの前記アノードの電位を供給する電源回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記電源回路を制御してもよい。

　本開示によれば、光検出素子と、
　前記電位を変更するタイミングと同期可能な測定光を照射する発光部と、
　を備える、電子機器が提供される。

本技術の第１実施形態における測距モジュールの一構成例を示すブロック図。本技術の第１の実施の形態における光検出素子の一構成例を示すブロック図。本実施形態に係る画素アレイ部及び制御回路の構成例を示す図。撮像用画素回路の回路構成例を示す図。フォトダイオードのアノードに一定のアノード電位を与えたときの温度特性を示す図。カソード電位の温度特性例を示す図。制御回路のフォトダイオードのアノード電位の制御例を示す図。制御回路の構成例を示す回路図。光検出素子の制御動作例を示す図。比較例として、温度モニタ値を用いない場合の光検出素子の制御動作例を示す図。モニタ画素回路及びＶＢＤモニタ回路の構成例を示す回路図。ＶＢＤモニタ回路の動作特性例を示す図。高温時に温度モニタ値を用いない場合のＶＢＤモニタ回路の動作特性例を示す図。高温時に温度モニタ値を用いない場合のカソード電位の時間変化を示す図。低温時に温度モニタ値を用いない場合のＶＢＤモニタ回路の動作特性例を示す図。低温時に温度モニタ値を用いない場合のカソード電位の時間変化を示す図。本実施形態に係る光検出素子の動作例を示すフローチャート。第１実施形態の変形例１に係る画素アレイ部及び演算回路３の構成例を示す図。第１実施形態の変形例２に係る画素アレイ部及び演算回路の構成例を示す図。第２実施形態に係る画素アレイ部の構成例を示すブロック図。フォトダイオードのカソード電位Ｖｃとアノード電位の時間変動を示す図。カソード電位Ｖｃの温度特性例を示す図。第２実施形態に係る光検出素子の動作例を示すフローチャート。第２実施形態に係る撮像素子の構成例を示す図。第３実施形態に係る画素アレイ部の構成例を示すブロック図。フォトダイオードのカソード電位Ｖｃ、アノード電位、温度の時間変動を示す図。温度変化が生じている場合のフォトダイオードの動作例を示す図。第２実施形態に係る撮像素子の構成例を示す図。第４実施形態における測距モジュールの一構成例を示すブロック図。アノード・カソード間電圧と撮像用画素回路の画素感度の関係を示す図。アノード・カソード間電圧と撮像用画素回路の距離誤差の関係を示す図。第４実施形態に係る光検出素子の構成例を示す図。起動時以外に全てフラグ１として制御を行った例を示す図。ＶＢＤモニタ回路が機能しない場合に、温度Ｔを用いた制御を行った例を示す図。第４実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２の構成例を示す図。本実施形態における測定動作中の制御処理例を示すフローチャート。第４実施形態の変形例１に係る画素アレイ部及び制御回路の構成例を示す図。第４実施形態の変形例２に係る画素アレイ部及び制御回路の構成例を示す図。第５実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２の回路構成例を示す図。反応回数閾値を１回とした場合のＶＢＤモニタ値の変化を示す図。反応回数閾値（微妙に明るい環境）を１回とし、ＶＢＤモニタ値の変化を示す図。反応回数閾値を４回とした場合のＶＢＤモニタ値の変化を示す図。反応回数閾値（微妙に明るい環境）を４回とした場合のＶＢＤモニタ値の変化を示す図。第５実施形態における測定動作中の制御処理例を示すフローチャート。本技術の第６実施形態における光検出素子の一構成例を示すブロック図。第６実施形態における制御処理例を示すフローチャート。第６実施形態の変形例１における光検出素子の一構成例を示すブロック図。第６実施形態の変形例２に係る光検出素子の一構成例を示すブロック図。本技術の第７実施形態における光画素アレイ部の一構成例を示すブロック図。第８実施形態における光検出素子の一構成例を示すブロック図。第６実施形態に係る温度モニタ回路とＶＢＤモニタ回路の一配置例を示す図。第９実施形態に係る温度モニタ回路とＶＢＤモニタ回路の一配置例を示す図。第９実施形態に係る画素アレイ部の構成例を示す図。第１０実施形態における画素アレイ部の一構成例を示すブロック図。１１実施形態における画素アレイ部の一構成例を示すブロック図。車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

　以下、図面を参照して、光検出素子及び電子機器の実施形態について説明する。以下では、光検出素子及び電子機器の主要な構成部分を中心に説明するが、光検出素子及び電子機器には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。

（第１実施形態）
［測距モジュールの構成例］
　図１は、本技術の第１実施形態における測距モジュール１００の一構成例を示すブロック図である。この測距モジュール１００は、物体までの距離を測定するものであり、発光部１１０、制御部１２０および光検出素子２００を備える。測距モジュール１００は、スマートフォン、パーソナルコンピュータや車載機器などの電子機器に搭載され、距離を測定するために用いられる。

　制御部１２０は、測距モジュール１００全体を制御する。例えば制御部１２０は、発光部１１０および光検出素子２００を同期して動作させるものである。この制御部１２０は、所定周波数（１０乃至２０メガヘルツなど）のクロック信号を発光制御信号ＣＬＫｐとして、発光部１１０および光検出素子２００に信号線１２８および１２９を介して供給する。

　発光部１１０は、制御部１２０からの発光制御信号ＣＬＫｐに同期して間欠光を照射光として供給する。例えば、照射光として近赤外光などが用いられる。

　光検出素子２００は、照射光に対する反射光を受光し、発光制御信号ＣＬＫｐの示す発光タイミングから反射光を受光したタイミングまでの往復時間を測定する。この光検出素子２００は、物体までの距離を往復時間から算出し、その距離を示す距離データを生成して出力する。

［光検出素子の構成例］
　図２は、本技術の第１の実施の形態における光検出素子２００の一構成例を示すブロック図である。この光検出素子２００は、制御回路２１０、アノード電位供給電源２２０と、信号処理部２３０および画素アレイ部（センサ）２４０を備える。なお、制御回路２１０は、制御部１２０（図１参照）内に構成することも可能である。

　制御回路２１０は、例えばＡＰ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）であり、画素アレイ部２４０内の画素回路のそれぞれの電位を制御可能である。制御回路２１０の詳細については後述する。

　アノード電位供給電源２２０は、制御回路２１０の制御にしたがい、画素アレイ部２４０内の画素回路にアノード電位を供給する。なお、本実施形態に係るアノード電位供給電源２２０が電源回路に対応する。

　信号処理部２３０は、画素回路からの信号と、制御部１２０からの発光制御信号ＣＬＫｐとに基づいて画素回路ごとに往復時間を測定し、距離を算出する。この信号処理部２３０は、距離を示す距離データを画素回路ごとに生成し、それらを外部に出力する。

　画素アレイ部２４０には、撮像用画素回路２５０と、モニタ画素回路２６０と、とが二次元格子状に配列される。画素アレイ部２４０の詳細についても後述する。また、モニタ画素回路２６０および画素アレイ部２４０の総数はＮ（Ｎは２以上の整数）個である。また、Ｎ個のうち少なくとも１つはモニタ画素回路２６０であり、残りは撮像用画素回路２５０である。以下、水平方向に配列された画素回路の集合を「行」と称し、行に垂直な方向に配列された画素回路の集合を「列」と称する場合がある。なお、本実施形態に係る撮像用画素回路２５０と、モニタ画素回路２６０と、が画素回路に対応する。また、この場合、距離データは、撮像用画素回路２５０ごとに生成される。

　［画素アレイ部の構成例］
　図３は、本実施形態に係る画素アレイ部及び制御回路の構成例を示す図である。以後の説明では、記載を簡略化するために、信号処理部２３０及び、撮像用画素回路２５０内の構成の一部を省略する場合がある。なお、撮像用画素回路２５０の詳細は図４で後述する。

　図３に示すように、画素アレイ部（センサ）２４０は、複数の撮像用画素回路２５０と、モニタ画素回路２６０と、ＶＢＤモニタ回路２７０と、温度モニタ回路２８０と、記憶部（Ｍｅｍｏｒｙ）２９０と、演算回路３００とを有する。また、演算回路３００は、アノード電位絶対値演算部３０１と、アノード電位調整量演算部３０２とを有する。なお、制御回路２１０の詳細は図８で後述する。また、本実施形態では、制御回路２１０と、演算回路３００とを、分離して構成しているがこれに限定されない。例えば、制御回路２１０と、演算回路３００と、を一素子として一体的に構成してもよい。この場合、制御回路２１０ないに演算回路３００を構成してもよい。或いは、演算回路３００ないに制御回路２１０を構成してもよい。また、一素子として構成した制御回路２１０と、演算回路３００と、を画素アレイ部２４０ないに構成してもよい。或いは、一素子として構成した制御回路２１０と、演算回路３００と、を画素アレイ部２４０外に構成してもよい。

　ここで、図４及び図５を用いて、撮像用画素回路２５０と、撮像用画素回路２５０の温度特性例を説明する。図４は、撮像用画素回路２５０の回路構成例を示す図である。図４に示すように、撮像用画素回路２５０は、抵抗２５１、フォトダイオード２５２、インバータ２７１、及びトランジスタ２７３、を有する。

　図５は、フォトダイオード２５２のアノードに一定のアノード電位Ｖａｃｏｎを与えたときの温度特性を示す図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のアノードに一定のアノード電位Ｖａｃｏｎを印可した場合のカソード電位Ｖｃを示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、インバータ２７１の出力信号を示す図である。縦軸が信号レベルを示し、横軸が時間を示す。図（ｃ）は、信号処理部２３０が生成するパルスの立ち上がり時間のヒストグラム例を示す図である。縦軸が頻度を示し、横軸が時間を示す。本実施形態では、測定対象の物体に対して、複数回の測定光が照射される。このため、複数のパルスの立ち上がり時間が信号処理部２３０により生成される。

　図４に示すように、抵抗２５１の一端は、フォトダイオード２５２のカソードに接続され、他端は、電位ＶＥの端子に接続される。フォトダイオード２５２は、反射光が入射されると、その入射光を光電変換して光電流を出力する。このフォトダイオード２５２として、例えば、ＳＰＡＤが用いられる。また、フォトダイオード２５２にアノード電位供給電源２２０から供給されるアノード電位は、制御回路２１０により制御される。

　図５の図（ａ）に示すように、反射光の入射時において、フォトダイオード２５２からの光電流が抵抗２５１に流れ、その電流値に応じてカソード電位Ｖｃが電位ＶＥから降下する。フォトダイオード２５２のアノードに一定のアノード電位Ｖａｃｏｎを与えたとき、フォトダイオード２５２が高温起動時のカソード電位ＶｃはラインＬ１００に示すように、カソード電位Ｖｃの降下電圧が、より小さくなる。一方で、フォトダイオード２５２のアノードに一定のアノード電位Ｖａｃｏｎを与えたとき、フォトダイオード２５２が低温起動時のカソード電位ＶｃはラインＬ１０２に示すように、カソード電位Ｖｃの降下電圧が、より大きくなる。

　本実施形態では、カソード電位Ｖｃの最小値をボトム電位Ｖｂｔｍと称する。フォトダイオード２５２の一定のアノード電位Ｖａｃｏｎと、ボトム電位Ｖｂｔｍとの差の電圧をブレイクダウン電圧ＶＢＤと称する。

　インバータ２７１は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの信号を反転してパルス信号ＯＵＴとして、信号処理回路２３０に出力する。このインバータ２７１は、図（ｂ）に示すように、カソード電位Ｖｃが所定の閾値Ｖｔｈより高い場合にローレベルのパルス信号Ｌ１０４、Ｌ１０６を出力し、その閾値以下の場合にハイレベルのパルス信号Ｌ１０４、Ｌ１０６を出力する。パルス信号Ｌ１０４が、高温起動時に対応し、パルス信号Ｌ１０６が、低温起動時に対応する。

　図（ｃ）に示すよう、信号処理部２３０は、パルス信号Ｌ１０４、Ｌ１０６の立上りのヒストグラムに基づき、パルス信号ＯＵＴの立上りの統計値に基づくタイミングを受光タイミングとして検出することができる。ヒストグラム信号Ｌ１０８が、高温起動時に対応し、ヒストグラム信号Ｌ１１０が、低温起動時に対応する。

　フォトダイオード２５２がＳＰＡＤである場合には、逆バイアスをある電圧以上に印加するガイガーモードで用いられる。そして、光が検出されると、インパクトイオン化によりクエンチ電圧（ボトム電位Ｖｂｔｍの発生時点の電圧）までアノード・カソード間電圧ＶＥＸが低下し、フォトダイオード２５２は、ハイインピーダンスから低インピーダンスの状態に移行する。光検出素子２００は、そのときのカソード電位の変化を例えば閾値Ｖｔｈで検出することでＴｏＦデータを作成することができる。アノード・カソード間電圧がクエンチ電圧まで低下すると、フォトダイオード２５２は再びハイインピーダンスになり、ハイインピーダンスになったことでプルアップにより再びガイガーモードに移行する。

　これらから分かる様に、起動時の温度が異なる場合に、カソード電位Ｖｃの降下特性が変動し、クエンチ電圧が変動する。これにより、検出距離にばらつきが生じてしまう。このため、本実施形態では、温度モニタ回路２８０で温度を測定し、温度に依存せずに、起動時におけるフォトダイオード２５２のボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔの近傍になるように、フォトダイオード２５２のアノード電位を制御する。

　再び、図３に示すように、モニタ画素回路２６０は、撮像用画素回路２５０と同様に、抵抗２５１、フォトダイオード２５２を有する。撮像用画素回路２５０と同様に、反射光の入射時において、フォトダイオード２５２からの光電流が抵抗２５１に流れ、その電流値に応じてカソード電位Ｖｃが降下する。

　ＶＢＤモニタ回路２７０は、モニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの信号をモニタする。より具体的には、ＶＢＤモニタ回路２７０は、カソード電位Ｖｃの最下部を含む領域のカソード電位Ｖｃ、すなわちボトム電位Ｖｂｔｍをサンプリングする。ＶＢＤモニタ回路２７０は、サンプリングしたボトム電位Ｖｂｔｍを、演算回路３００のアノード電位調整量演算部３０２に出力する。なお、ＶＢＤモニタ回路２７０の詳細は後述する。

　温度モニタ回路２８０は、モニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２の温度をモニタする。温度モニタ回路２８０は、画素アレイ部２４０内に配置される例えば温度センサである。この温度モニタ回路２８０は、例えば画素アレイ部２４０内の温度勾配等を考慮して、フォトダイオード２５２の温度をモニタすることが可能である。温度モニタ回路２８０は、測定した温度値を演算回路３００のアノード電位絶対値演算部３０２に出力する。なお、本実施形態に係る温度モニタ回路２８０が温度検出回路に対応する。

　記憶部（Ｍｅｍｏｒｙ）２９０は、フォトダイオード２５２における個体値温度係数αを記憶する。図６は、カソード電位Ｖｃの温度特性例を示す図である。縦軸は、フォトダイオード２５２のブレイクダウン電圧ＶＢＤを示し、横軸は、温度を示す。ブレイクダウン電圧の温度特性線ＶＢＤ（Ｔ）は、温度に対して、例えば線形特性を有する。なお、本実施形態では、温度特性線ＶＢＤ（Ｔ）を線形として説明するが、これに限定されない。例えば、非線形関数でもよい。

　この温度特性線ＶＢＤ（Ｔ）の傾きを個体値温度係数αとする。例えばセンサ出荷時のテスト測定で個体値温度係数αを測定可能である。例えば、出荷時の個体値取得温度Ｔ０と、そのときの温度特性線ＶＢＤ（Ｔ０）の値をＶＢＤ個体値ＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部２９０に記憶する。個体値温度係数αと、個体値取得温度Ｔ０と、ＶＢＤ個体値ＶＢＤ（Ｔ０）とが記憶されるので、各温度Ｔでの温度特性線ＶＢＤ（Ｔ）が線形演算で可能となる。なお、非線形である場合には、温度特性線ＶＢＤ（Ｔ）を温度テーブルとして記憶部２９０に記憶してもよい。

　演算回路３００のアノード電位絶対値演算部３０１は、温度モニタ回路２８０のモニタ温度値Ｔと、個体値温度係数α、個体値取得温度Ｔ０、ＶＢＤ及び個体値ＶＢＤ（Ｔ０）を用いて、フォトダイオード２５２のアノード電位を演算する。すなわち、例えば（１）式に示すように、温度Ｔにおけるブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）は、ＶＢＤ（Ｔ０）＋α×（Ｔ－Ｔ０）となる。ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ０）のときのボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔとなるときのフォトダイオード２５２のアノード電位を（ＶＥ－Ｖｔａｒｇｅｔ）－ＶＢＤ（Ｔ０）＋ｃとする。ｃは０を含む任意の定数である。したがって、温度Ｔにおけるカソード電位のブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）のときのボトム電位Ｖｂｔｍを目標電位Ｖｔａｒｇｅｔとするアノード電位ａｂｓは、例えば（２）式となる。　

　すなわち、このアノード電位絶対値演算部３０１は、起動時におけるフォトダイオード２５２のボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔの近傍になるように、例えば（１）、（２）式にしたがいフォトダイオード２５２のアノード電位ａｂｓを演算する。

［数式１］
ＶＢＤ（Ｔ）＝ＶＢＤ（Ｔ０）＋α×（Ｔ－Ｔ０）　　　　　　　　　　　　　　（１）
［数式２］
ａｂｓ＝（ＶＥ－Ｖｔａｒｇｅｔ）－ＶＢＤ（Ｔ）＋ｃ　　　　　　　　　　　　（２）

　図６に示すように、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）は、温度が高いほど大きくなる。このため、アノード電位ａｂｓは、温度が高いほど低くなる。

　一方で、２回目以降のアノード電位は、アノード電位調整量演算部３０２で演算される。このアノード電位調整量演算部３０２は、ＶＢＤモニタ回路２７０のモニタするボトム電位Ｖｂｔｍを用いて、（３）式にしたがいアノード電位の調整値ｄｅｌｔａを演算する。
［数式３］
ｄｅｌｔａ＝（Ｖｔａｒｇｅｔ－Ｖｂｔｍ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）

　図７は、制御回路２１０のフォトダイオード２５２のアノード電位の制御例を示す図である。図７は、図５の（ａ）と同様に、縦軸は、カソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１１４は、カソード電位Ｖｃを示す。

　制御回路２１０は、温度Ｔに応じてアノード電位を制御する第１モードと、抵抗２５１（図３参照）に光電流が流れたときのボトム電位Ｖｂｔｍが高いほど低い電位をフォトダイオード２５２のアノードに供給する第２モードと、を有する。

　すなわち、第１モードでは、図７のラインＬ１１４に示すように、制御回路２１０は、起動時には、温度モニタ回路２８０の温度Ｔと、個体値温度係数αを用いて、フォトダイオード２５２のアノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）となるようにアノード電位供給電源２２０を制御する。これにより、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔの近傍となる。　　

　一方で、第２モードでは、制御回路２１０は、動作中には、ＶＢＤモニタ回路２７０のボトム電位Ｖｂｔｍを用いて、前回のボトム電位Ｖｂｔｍに調整値ｄｅｌｔａ（（３）式を参照）を加算する。これにより、２回目以降の動作時のボトム電位Ｖｂｔｍは目標電位Ｖｔａｒｇｅｔとほぼ同値に漸近する。このように、制御回路２１０は、第２モードでは、フィードバック制御によりアノード電位供給電源２２０を制御する。

　このように、制御回路２１０は、起動時に第１モードでアノード電位を制御する。起動時とは、例えばフォトダイオード２５２のアノード電位の供給を停止した後に、再びアノード電位の供給を開始する場合である。一方で、制御回路２１０は、動作中には、第２モードでアノード電位を制御する。動作中とは、フォトダイオード２５２のアノード電位が連続して供給される状態である。すなわち、本実施形態では、第１モードでアノード電位を制御した後に、第２モードでアノード電位を制御する。

　図８は、制御回路２１０の構成例を示す回路図である。図８に示すように、制御回路２１０は、選択回路２１１と、保持回路２１２と、加算回路２１３とを有する。

　選択回路２１１は、例えばマルチプレクサであり、０側の入力端子にアノード電位絶対値演算部３０１が接続され、１側の入力端子に加算回路２１３の出力端子が接続される。また、選択回路２１１の出力端子は、アノード電位供給電源２２０と、保持回路２１２の一端に接続される。選択回路２１１は、例えば制御部１２０の制御信号に従い、０側の入力端子又は１側の入力端子の入力信号を選択して、出力する。

　保持回路２１２は、例えばメモリであり、保持回路２１２の他端は、加算回路２１３の一方の入力端子に接続される。保持回路２１２は、選択回路２１１の出力値を更新しつつ保持する。加算回路２１３の他方の入力端子には、アノード電位調整量演算部３０２が接続される。

　（起動時の動作）
　選択回路２１１は、光検出素子２００の起動時には、０側のアノード電位絶対値演算部３０１の入力であるフォトダイオード２５２のアノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）をアノード電位供給電源２２０に出力する。また、保持回路２１２は、起動時のアノード電位ａｂｓを保持する。これにより、アノード電位供給電源２２０は、起動時に、アノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）を撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードに供給する。

　（動作時の動作）
　加算回路２１３は、保持回路２１２からの入力値と、アノード電位調整量演算部３０２からの入力である調整値ｄｅｌｔａ（（３）式を参照）を加算し、選択回路２１１に出力する。すなわち、加算回路２１３は、前回のアノード電位の制御値と調整値ｄｅｌｔａを加算した今回の制御値を出力する。

　選択回路２１１は、光検出素子２００の動作時には、１側の加算回路２１３の出力する今回の制御値をアノード電位供給電源２２０に出力する。これにより、ボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔにほぼ同値に漸近する。

　図９は、光検出素子２００の制御動作例を示す図である。図（ａ）は、制御状態を模式的に示す図である。横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す。縦軸は、カソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１１４ａは、低温起動時のカソード電位Ｖｃを示し、ラインＬ１１６ａは、高温起動時のカソード電位Ｖｃを示す。また、ラインＬ１１４ｂは、低温起動後に続く動作時のカソード電位Ｖｃを示し、ラインＬ１１６ｂは、高温起動後に続く動作時のカソード電位Ｖｃを示す。

　図（ｃ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位を示す。縦軸は、アノード電位を示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１１８ａは、低温起動時のアノード電位を示し、ラインＬ１２０ａは、高温起動時のアノード電位を示す。また、ラインＬ１１８ｂは、低温起動後に続く動作時のアノード電位を示し、ラインＬ１２０ｂは、高温起動後に続く動作時のアノード電位を示す。

　図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電流を示す。縦軸は、アノード電流を示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１２２ａは、低温起動時のアノード電流を示し、ラインＬ１２４ａは、高温起動時のアノード電流を示す。また、ラインＬ１２２ｂは、低温起動後に続く動作時のアノード電流を示し、ラインＬ１２４ｂは、高温起動後に続く動作時のアノード電流を示す。

　図（ａ）の動作状態を説明する。まず、制御部１２０（図１）の制御に従い、光検出素子２００が駆動を開始する。このときにアノード電位供給電源２２０も駆動を開始する（タイミングｔ１０）。次に、制御部１２０の同期タイミングに従い、温度モニタ回路２８０が温度モニタ値を取得し、アノード電位絶対値演算部３０１は、アノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）を演算する（タイミングｔ１２）。続けて、制御回路２１０は、アノード電位ａｂｓをアノード電位供給電源２２０に供給し、アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位をアノード電位ａｂｓに制御する（タイミングｔ１４）。

　次に、発光部１１０の発光に同期して、フォトダイオード２５２の光電流の生成を待ち（タイミングｔ１６）、カソード電位Ｖｃが閾値ｔｈ（図５参照）を越えて所定の時間後のカソード電位ＶｃをＶＢＤモニタ回路２７０がボトム電位Ｖｂｔｍとして取得する（タイミングｔ１８）。続けて、制御回路２１０は、ボトム電位Ｖｂｔｍに調整値ｄｅｌｔａ（（３）式を参照）を加算した制御値をアノード電位供給電源２２０に供給し、アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位を制御値に制御する（タイミングｔ２０）。以後は、タイミングｔ１６～ｔ２０が撮像の終了まで繰り返される。

　図（ｃ）に示すように、タイミングｔ１４での電圧制御により、低温の起動時にはより高いアノード電位Ｌ１１８ａに制御され、高温の起動時にはより低いアノード電位Ｌ１２０ａに制御される。これにより、図（ｂ）に示すように、カソード電位ラインＬ１１４ａ、１１６ａは、低温の起動時の場合、及び高温の起動時の場合ともに、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔの近傍がボトム電位Ｖｂｔｍとなる。また、図（ｄ）に示すように、このときのアノード電流Ｌ１２２ａ、１２４ａは、低温の起動時の場合、及び高温の起動時の場合ともに、同等の値となり、距離測定の誤差が抑制される。

　同様に、動作時には、図（ｃ）に示すように、タイミングｔ２０での電圧制御により、低温の起動時にはより高いアノード電位Ｌ１１８ｂに制御され、低温の起動時にはより低いアノード電位Ｌ１２０ｂに制御される。これにより、図（ｂ）に示すように、カソード電位ラインＬ１１４ｂ、１１６ｂは、低温の起動時、及び高温の起動時に続く動作時にも、ボトム電位Ｖｂｔｍは、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔの近傍の値となる。また、図（ｄ）に示すように、このときのアノード電流Ｌ１２２ｂ、１２４ｂは、低温の起動時、及び高温の起動時に続く動作時にも、同等の値となり、距離測定の誤差が抑制される。

　図１０は、比較例として、温度モニタ値を用いない場合の光検出素子２００の制御動作例を示す図である。図（ａ）～図（ｄ）は、図８と同様である。図（ａ）は、温度モニタ値を用い場合の動作状態を模式的に示す図である。横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す。縦軸は、カソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１１４ｃは、低温起動時のカソード電位Ｖｃを示し、ラインＬ１１６ｃは、高温起動時のカソード電位Ｖｃを示す。また、ラインＬ１１４ｄは、低温起動後に続く動作時のカソード電位Ｖｃを示し、ラインＬ１１６ｄは、高温起動後に続く動作時のカソード電位Ｖｃを示す。

　図（ｃ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位を示す。縦軸は、アノード電位を示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１１８ｃは、低温起動時のアノード電位を示し、ラインＬ１２０ｃは、高温起動時のアノード電位を示す。また、ラインＬ１１８ｄは、低温起動後に続く動作時のアノード電位を示し、ラインＬ１２０ｄは、高温起動後に続く動作時のアノード電位を示す。

　図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電流を示す。縦軸は、アノード電流を示し、横軸は時間を示す。ここで、ラインＬ１２２ｃは、低温起動時のアノード電流を示し、ラインＬ１２４ｃは、高温起動時のアノード電流を示す。また、ラインＬ１２２ｄは、低温起動後に続く動作時のアノード電流を示し、ラインＬ１２４ｄは、高温起動後に続く動作時のアノード電流を示す。

　図（ａ）の動作状態を説明する。まず、制御部１２０（図１）の制御に従い、光検出素子２００が駆動を開始する。このときにアノード電位供給電源２２０も駆動を開始し、アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位を所定の固定電位に制御する（タイミングｔ１０ａ）。

　次に、発光部１１０の発光に同期して、フォトダイオード２５２の光電流の生成を待ち（タイミングｔ１６ａ）、カソード電位Ｖｃが閾値ｔｈ（図５参照）を越えて所定の時間後のカソード電位ＶｃをＶＢＤモニタ回路２７０がボトム電位Ｖｂｔｍとして取得（タイミングｔ１８ａ）する。制御回路２１０は、ボトム電位Ｖｂｔｍに調整値ｄｅｌｔａ（（３）式を参照）を加算した制御値をアノード電位供給電源２２０に供給し、アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位を制御値に制御する（ステップＳ２０ａ）。以後は、タイミングｔ１６ａ～ｔ２０ａが撮像の終了まで繰り返される。

　図（ｃ）に示すように、タイミングｔ１０ａでの電圧制御により、低温の起動時の場合、及び高温の起動時ともに同一のアノード電位Ｌ１１８ｃ、１２０ｃに制御される。これにより、図（ｂ）に示すように、低温の起動時の場合には、カソード電位ラインＬ１１４ｃは、目標電位Ｖｔａｒｇｅを越えてしまう場合がある。このため、フォトダイオード２５２のアノードと、カソード間の電圧ＶＥＸは、目的とする電圧よりも増加してしまう。

　一方で、図（ｂ）に示すように、高温の起動時の場合には、カソード電位ラインＬ１１６ｃは、目標電位Ｖｔａｒｇｅまで達しない状態となる場合がある。このため、フォトダイオード２５２のアノードと、カソード間の電圧ＶＥＸは、目的とする電圧よりも減少してしまう。このため、図５に示したように、距離測定の誤差が生じてしまう。

　また、図（ｄ）に示すように、このときのアノード電流Ｌ１２２ｃ、１２４ｃは、低温の起動時の場合、及び高温の起動時の場合とでばらついてしまう。

　同様に、動作時には、図（ｃ）に示すように、タイミングｔ２０ａでの電圧制御により、低温の起動時にはより高いアノード電位Ｌ１１８ｄに制御され、低温の起動時にはより低いアノード電位Ｌ１２０ｄに制御される。これにより、図（ｂ）に示すように、カソード電位ラインＬ１１４ｄ、１１６ｄは、低温の起動時、及び高温の起動時に続く動作時にも、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔの近傍がボトム電位Ｖｂｔｍとなる。また、図（ｄ）に示すように、このときのアノード電流Ｌ１２２ｄ、１２４ｄは、低温の起動時、及び高温の起動時に続く動作時にも、同等の値となり、距離測定の誤差が抑制される。このように、起動時に、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位を所定の固定電位で制御すると、フォトダイオード２５２の温度特性の影響を受け、起動時の測定誤差が増加してしまう。

　これらに対して、本願に係る制御回路２１０は、上述のように、温度モニタ回路２８０が温度モニタ値を取得し、アノード電位絶対値演算部３０１は、アノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）を演算する。そして、制御回路２１０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位をアノード電位ａｂｓに制御するので、フォトダイオード２５２の温度特性の影響を抑制でき、起動時の測定誤差が抑制される。

　ここで、図１１を用いて、ＢＤモニタ回路２７０の構成をより詳細に説明する。図１１は、モニタ画素回路２６０及びＶＢＤモニタ回路２７０の構成例を示す回路図である。モニタ画素回路２６０は、上述のように抵抗２５１、フォトダイオード２５２を有する。また、ＶＢＤモニタ回路２７０は、インバータ２７１、調整回路２７２、トランジスタ２７３、複数のバッファ２７４、２７７、スイッチング素子２７５、および静電容量２７６を有する。

　ＶＢＤモニタ回路２７０のインバータ２７１は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの信号を反転してパルス信号ＯＵＴとして、調整回路２７２に出力する。このインバータ２７１は、カソード電位Ｖｃが所定の閾値より高い場合にローレベルのパルス信号ＯＵＴを出力し、その閾値以下の場合にハイレベルのパルス信号ＯＵＴを出力する。調整回路２７２は、インバータ２７１が出力するハイレベルのパルス信号ＯＵＴを遅延時間とハイレベルの幅を調整する。

　トランジスタ２７３として、例えば、Ｎ型のＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタが用いられる。このトランジスタ２７３のゲートには、所定電位のゲート信号ＧＡＴが印加され、ソースは、バックゲートおよび接地端子と接続され、ドレインはフォトダイオード２５２のカソードとインバータ２７１の入力端子と、バッファ２７４の入力端子とに接続される。ゲート信号には、例えば、行の読出し期間においてローレベルが設定される。

　バッファ２７４の出力端子は、スイッチング素子２７５の一端に接続される。また、スイッチング素子２７５の他端は、バッファ２７７の入力端子と、静電容量２７６の一端に接続される。スイッチング素子２７５は、例えば、Ｎ型のＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタであり、調整回路２７２の出力信号がハイレベルのときに、接続状態となり、ローレベルのときに非接続状態となる。

　静電容量２７６の他端は、グランド電位に接続される。この静電容量２７６は、スイッチング素子２７５が接続状態のときにカソード電位Ｖｃをサンプリングする。図８に示すように、本実施形態に係るボトム電位Ｖｂｔｍは、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔに制御されるため、調整回路２７２がスイッチング素子２７５に印可されるハイレベルのパルス信号ＯＵＴの遅延時間とハイレベルの幅を調整することにより、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍをモニタすることが可能となる。すなわち、この静電容量２７６は、ボトム電位Ｖｂｔｍをサンプリングする。

　バッファ２７７の出力端子は、演算回路３００のアノード電位調整量演算部３０２（図３参照）に接続される。このバッファ２７７は、サンプリングしたボトム電位Ｖｂｔｍの値をアノード電位調整量演算部３０２に出力する。

　図１２は、ＶＢＤモニタ回路２７０の動作特性例を示す図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す図である。縦軸は、カソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１３０は、カソード電位Ｖｃの時間変化を示す。図（ｂ）は、調整回路２７２の出力信号を示す図である。縦軸は、信号レベルを示し、横軸は時間を示す。図（ｃ）は、静電容量２７６のサンプリング電位を示す図である。縦軸は、ボトム電位Ｖｂｔｍを示し、横軸は時間を示す。また、静電容量２７６のサンプリング可能な電位の範囲を出力ダイナミックレンジＷｄとして示す。ラインＬ１３４は、ボトム電位Ｖｂｔｍの時間変化を示す。図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電流を示す図である。縦軸は、アノード電流を示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１３６は、アノード電流の時間変化を示す。

　図（ａ）のラインＬ１３０に示すように、制御回路２１０で制御される場合に、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍは、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔに近接する。このときのフォトダイオード２５２におけるカソードとアノード間の電圧ＶＥＸは、目的値となる。

　図（ｂ）のラインＬ１３２に示すように、インバータ２７１は、カソード電位Ｖｃが所定の閾値より高い場合にローレベルのパルス信号ＯＵＴを出力する。そして、調整回路２７２は、予め定められた時間遅（Ｄｅｌａｙ）れでで、パルス信号ＯＵＴを遅延させ、予め定められたパルス（Ｐｕｌｓｅ）幅に成形する。この、時間遅（Ｄｅｌａｙ）及びパルス（Ｐｕｌｓｅ）幅は、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍの位置に設定される。これにより、図（ｃ）のラインＬ１３４に示すように、静電容量２７６は、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍをサンプリングし、ボトム電位Ｖｂｔｍとして出力する。また、図（ｄ）のラインＬ１３６に示すようにアノード電流も閾値Ｖｔｈに対して、目的となる時刻にピークが形成される。

　図１３は、高温時に温度モニタ値を用いない場合のＶＢＤモニタ回路２７０の動作特性例を示す図である。（ａ）から図（ｄ）は、図１２と同等の図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す図である。ラインＬ１３０ａは、温時に温度モニタ値を用いない場合の起動時におけるカソード電位Ｖｃの時間変化を示す。図（ｂ）は、調整回路２７２の出力信号を示す図である。縦軸は、信号レベルを示し、横軸は時間を示す。図（ｃ）は、静電容量２７６のサンプリング電位を示す図である。縦軸は、ボトム電位Ｖｂｔｍを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１３４ａは、ボトム電位Ｖｂｔｍの時間変化を示す。図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電流を示す図である。ラインＬ１３６ａは、アノード電流の時間変化を示す。

　図（ａ）のラインＬ１３０ａに示すように、制御回路２１０で温度モニタ値を用いた制御がされない場合に、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍは、高電位となり、閾値電位Ｖｔｈを越えない場合がある。この場合、図（ｂ）に示すように、インバータ２７１は、常にローレベルのパルス信号ＯＵＴを出力するので、調整回路２７２は、ハイレベル信号を生成出来なくなる。このため、静電容量２７６は、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍをサンプリングできず、初期値を維持する。また、図（ｄ）のラインＬ１３６ａに示すようにアノード電流もより減少する。このように、高温時に温度モニタ値を用いない場合には、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍをサンプリングできず、動作時の制御回路２１０での制御実行がされなくなる。

　図１４は、高温時に温度モニタ値を用いない場合のカソード電位Ｖｃの時間変化を示す図である。縦軸は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示し、横軸は、時間を示す。図である。ラインＬ１３００ａは、制御回路２１０で温度モニタ値を用いた制御がされない場合の起動時におけるカソード電位Ｖｃの時間変化を示す。図１３に示したように、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍが高電位となり、閾値電位Ｖｔｈを越えない場合には、制御回路２１０での動作時の制御も不能となり、カソード電位Ｖｃが常に、閾値電位Ｖｔｈを越えない状態が続いてしまう。このように、制御回路２１０で温度モニタ値を用いた駆動時の制御がされない場合に、動作時の制御も不能となり、距離測定の誤差が増加したままとなる。

　これらに対して、本願に係る制御回路２１０は、上述のように、駆動時に撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位をアノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）に制御するので、温度特性のフォトダイオード２５２の温度特性の影響を抑制でき、起動時の測定誤差が抑制される。

　図１５は、低温時に温度モニタ値を用いない場合のＶＢＤモニタ回路２７０の動作特性例を示す図である。図（ａ）から図（ｄ）は、図１２と同等の図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す図である。ラインＬ１３０ｂは、温時に温度モニタ値を用いない場合の起動時におけるカソード電位Ｖｃの時間変化を示す。図（ｂ）は、調整回路２７２の出力信号を示す図である。縦軸は、信号レベルを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１３２ｂは、調整回路２７２の出力信号の時間変化を示す。図（ｃ）は、静電容量２７６のサンプリング電位を示す図である。縦軸は、ボトム電位Ｖｂｔｍを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１３４ｂは、ボトム電位Ｖｂｔｍの時間変化を示す。図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電流を示す図である。ラインＬ１３６ｂは、アノード電流の時間変化を示す。

　図（ａ）のラインＬ１３０ｂに示すように、制御回路２１０で制御されない場合に、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍは、低電位となり、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔよりも小さくなる場合がある。この場合、図（ｂ）に示すように、調整回路２７２は、ハイレベル信号を生成する。ところが、図（ｃ）に示すように、ラインＬ１３４ｃで示すボトム電位Ｖｂｔｍが静電容量２７６のサンプリングが可能な範囲の電位を越えているため、静電容量２７６は、カソード電位Ｖｃのボトム電位ＶｂｔｍＬ１３４ｃをサンプリングできず、誤った値であるＬ１３４ｂの値をサンプリングしてしまう。また、図（ｄ）のラインＬ１３６ｂに示すようにアノード電流もよりも増加する。

　図１６は、低温時に温度モニタ値を用いない場合のカソード電位Ｖｃの時間変化を示す図である。縦軸は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示し、横軸は、時間を示す。ラインＬ１３００ｂは、制御回路２１０で温度モニタ値を用いた制御がされない場合の起動時におけるカソード電位Ｖｃの時間変化を示す。図１５に示したように、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍが低電位となり、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔよりも小さくなる場合には、誤ってサンプリングされた値のボトム電位Ｖｂｔｍにより、アノード電位が制御される。このため、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔに収束するまでに、時間がかかってしまう。このため、消費電流の増加、距離の測定誤差が増加してしまう。

　これらに対して、本願に係る制御回路２１０は、上述のように、制御回路２１０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位をアノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）に制御するので、フォトダイオード２５２の温度特性の影響を抑制でき、起動時の測定誤差が抑制される。

　図１７は、本実施形態に係る光検出素子２００の動作例を示すフローチャートである。図１７に示す様に、まず、制御部１２０（図１）の制御に従い、光検出素子２００が駆動を開始する（ステップＳ１００）。続けて、アノード電位絶対値演算部３０１は、記憶部２９０から係数αを読みだす（ステップＳ１０２）。続けて、温度モニタ回路２８０は、温度Ｔを取得し、アノード電位絶対値演算部３０１に供給する（ステップＳ１０４）。

　次に、アノード電位絶対値演算部３０１は、アノード電位ａｂｓ（（２）式を参照）を演算する（ステップＳ１０６）。続けて、制御回路２１０は、アノード電位ａｂｓをアノード電位供給電源２２０に供給し、アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位をアノード電位ａｂｓに制御する（ステップＳ１０８）。続けて、発光部１１０の発光に同期して、起動時の測定を開始する（ステップＳ１１０）。

　次に、ＶＢＤモニタ回路２７０は、フォトダイオード２５２の光電流の生成を待ち、カソード電位Ｖｃが閾値ｔｈ（図５参照）を越えて所定の時間後のカソード電位Ｖｃをボトム電位Ｖｂｔｍとして取得する（ステップＳ１１２）。続けて、アノード電位調整量演算部３０２は、調整値ｄｅｌｔａ（（３）式を参照）を演算する（ステップＳ１１４）。

　次に、制御回路２１０は、ボトム電位Ｖｂｔｍに調整値ｄｅｌｔａ（（３）式を参照）を加算した制御値をアノード電位供給電源２２０に供給する。アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位を制御値に調整し、発光部１１０の発光に同期して、起動時の測定を行う（ステップＳ１１６）。制御部１２０は、処理を継続するか否かを判定し（ステップＳ１１８）、継続する場合（ステップＳ１１８のＹ）、ステップＳ１１２からの処理をくり返す。一方で、制御部１２０は、処理を終了する場合（ステップＳ１１８のＮ）、全体処理を終了する。

　以上の説明したように、本実施形態によれば、制御回路２１０は、起動時にフォトダイオード２５２の温度Ｔに応じて、フォトダイオード２５２のアノード電位を制御することとした。これにより、フォトダイオード２５２におけるアノード電位の温度変動を抑制可能となり、フォトダイオード２５２のボトム電位Ｖｂｔｍを所定の目的電位Ｖｔａｒｇｅｔに制御できる。また、ブレイクダウン時のアノード・カソード間電圧ＶＥＸが温度によらず一定化し、距離の測定精度の低下が抑制される。

　（第１実施形態の変形例１）
　第１実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００は、制御回路２１０の回路構成も演算回路３００ａが有する点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図１８は、第１実施形態の変形例１に係る画素アレイ部２４０ａ及び演算回路３００ａの構成例を示す図である。図１８では、信号処理部２３０の記載を省略している。また、撮像用画素回路２５０は、回路構成の一部を図示している。図１８に示すように、制御回路２１０（図８参照）の回路構成も演算回路３００ａが有する点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。このような構成により、制御回路２１０の回路構成と、演算回路３００ａとの回路構成を同一の素子内に一体化することにより、より光検出素子２００ａをより小型化可能となる。

　（第１実施形態の変形例２）
　第１実施形態の変形例２に係る測距モジュール１００は、制御回路２１０の回路構成も演算回路３００ａが有すると共に、画素アレイ部２４０ｂと演算回路３００ｂとを分離した点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図１９は、第１実施形態の変形例２に係る画素アレイ部２４０ｂ及び演算回路３００ｂの構成例を示す図である。図１９では、信号処理部２３０の記載を省略している。また、撮像用画素回路２５０は、回路構成の一部を図示している。図１９に示すように、制御回路２１０の回路構成も演算回路３００ｂが有する共に、画素アレイ部２４０ｂと演算回路３００ｂとを分離した点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。このような構成により、画素アレイ部２４０ｂには、撮像用画素回路２５０と、モニタ画素回路２６０と、ＶＢＤモニタ回路２７０と、温度モニタ回路２８０と、記憶部（Ｍｅｍｏｒｙ）２９０と、を構成すればよいため、画素アレイ部２４０ｂの汎用性がより向上する。

　（第２実施形態）
　第２実施形態に係る測距モジュール１００は、演算回路３００ｃがブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）（図６参照）を補正するＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図２０は、第２実施形態に係る画素アレイ部２４０ｃの構成例を示すブロック図である。図２０に示す様に、演算回路３００ｃがＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する。

　図２１は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃとアノード電位Ｖａの時間変動を示す図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す図である。縦軸はカソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１５０は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正前のカソード電位の時間変化を示す。また、ラインＬ１５２は、起動時に目的電位Ｖｔａｒｇｅｔに一致した場合のカソード電位Ｖの時間変化を示す。さらにまた、ラインＬ１５４は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正後のカソード電位の時間変化を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位を示す図である。縦軸はｍアノード電位Ｖａを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１５６は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正前のアノード電位Ｖａの時間変化を示し、ラインＬ１５８は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正後のアノード電位Ｖａの時間変化を示す。

　図（ａ）に示すように、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）が正確であれば、カソード電位Ｖｃの時間変化は、ラインＬ１５２となる。ところが、例えば経年変化によりブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）にずれが生じる場合がある。このため、ラインＬ１５０のように、ボトム電位Ｖｂｔｍでのずれが生じる。上述のように、ラインＬ１５０のボトム電位Ｖｂｔｍは、ＶＢＤモニタ回路２７０のボトム電位Ｖｂｔｍとしてモニタされている。このときアノード電位調整量演算部３０２が演算する調整値ｄｅｌｔａは、（３）式に示す値となる。

　これらから分かるように、起動時に続き、演算された調整値ｄｅｌｔａが、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）のずれにより生じた電位となる。また、この時の温度をＴ０として、初回の調整値ｄｅｌｔａを、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）とする。ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、初回の調整値ｄｅｌｔａを、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部２９０に記憶する。

　図２２は、カソード電位Ｖｃの温度特性例を示す図である。縦軸は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）を示し、横軸は、温度を示す。ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の経時変化後の温度特性線Ｌ１６０と、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の経時変化前の温度特性線Ｌ１６２とを示す。図２２に示すように、温度特性線Ｌ１６０の傾きを示す個体値温度係数αの変化は微小である。そこで、アノード電位絶対値演算部３０１は、経時変化後の温度特性線Ｌ１６０を経時変化前の温度特性線Ｌ１６２と一致させるように、（４）式に示すように、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を加算することで、切片の値を調整する。
［数式４］
ＶＢＤａ（Ｔ）＝ＶＢＤ（Ｔ０）＋α＊｛Ｔ－Ｔ０｝＋ΔＶＢＤ（Ｔ０）　　　　（４）
［数式５］
ａｂｓ＝（ＶＥ－Ｖｔａｒｇｅｔ）－ＶＢＤａ（Ｔ）＋ｃ　　　　　　　　　　　（５）
アノード電位絶対値演算部３０１は、（４）式で示す、ＶＢＤａ（Ｔ）を（１）式に代入することにより、（５）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓを演算する。

　再び図２１に示すように、（５）式で示すアノード電位ａｂｓでアノード電位を制御すると、ラインＬ１５４に示すように、ボトム電位Ｖｂｔｍは、目的電位Ｖｔａｒｇｅｔに一致する。このときの調整値ｄｅｌｔは０となる。

　図２３は、第２実施形態に係る光検出素子２００の動作例を示すフローチャートである。図１７に示すフローチャートと同等の処理には同一の番号を付して、説明を省略する。ステップＳ１０１からＳ１０４の処理を終了する。次に、アノード電位絶対値演算部３０１は、（４）式で示す、ＶＢＤａ（Ｔ）を（１）式に代入することにより、（５）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓを演算する（ステップＳ１０６ａ）。そして、制御回路２１０は、（５）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓをアノード電位供給電源２２０に供給し、アノード電位供給電源２２０は、撮像用画素回路２５０、及びモニタ画素回路２６０におけるフォトダイオード２５２のアノードの電位を補正後のアノード電位ａｂｓに制御する（ステップＳ１０８）。

　続けて、ステップＳ１１２からＳ１１４の処理を終了した後に、ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、駆動時に続く、一回目の制御か否かを判断する（ステップＳ１２０）。ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、駆動時に続く、一回目の制御であると判断する場合（ステップＳ１２０のＹ）、アノード電圧調整量演算部３０２が演算する調整値ｄｅｌｔａ（（３）式参照）をＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部１９０に記憶する。

　一方で、ＶＢＤ経時変化量演部３０３は一回目の制御でないと判断する場合（ステップＳ１２０のＮ）、Ｓ１１６からの処理を行う。

　以上の説明したように、本実施形態によれば、ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、一回目の制御における調整値ｄｅｌｔａ（（３）式参照）をＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部１９０に記憶する。そして、制御回路２１０は、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を内包する（５）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓにより、駆動開始時のフォトダイオード２５２のアノード電位を制御する。これにより、フォトダイオード２５２の経時変化によるボトム電位Ｖｂｔｍと目的電位Ｖｔａｒｇｅｔとのずれを抑制できる。

　（第２実施形態の変形例１）
　第２実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００は、制御回路２１０ｄが、ＶＢＤ経時変化量演部３０３を有する点で、第２実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図２４は、第２実施形態に係る撮像素子２００の構成例を示す図である。図２４に示すように、制御回路２１０ｄは、第２記憶部２９２と、第１加算回路２１３ａと、第２加算回路２１３ｂと、ＶＢＤ経時変化量演部３０３とを有する点で第２実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。第２記憶部２９２は、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を記憶する。

［数式６］
　ａｂｓ２＝ａｂｓ－ΔＶＢＤ（Ｔ０）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６）
第１加算回路２１３ａは、（６）式で示すように、（３）式で示すアノード電位ａｂｓに第２記憶部２９２のＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を加算して、アノード電位ａｂｓ２を演算する。選択回路２１１は、起動時には、アノード電位ａｂｓ２を制御値として出力する。

　一方で、第２加算回路２１３ｂは、保持回路２１２に保持される前回のアノード電位に調整電位ｄｅｌｔａを加算する。選択回路２１１は、動作時には、第２加算回路２１３ｂの出力値を制御値として出力する。

　以上の説明したように、本実施形態によれば、ＶＢＤ経時変化量演部３０３を制御回路２１０ｄ内に構成することとした。これにより、第１実施形態に係る測距モジュール１００の効果に加え、フォトダイオード２５２の経時変化によるボトム電位Ｖｂｔｍと目的電位Ｖｔａｒｇｅｔとのずれを抑制できる。

　（第３実施形態）
　第３実施形態に係る測距モジュール１００は、温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａを有する点で、第２実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第２実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図２５は、第３実施形態に係る画素アレイ部２４０ｅの構成例を示すブロック図である。図２５に示す様に、演算回路３００ｅが温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａを有する。

　図２６は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃ、アノード電位Ｖａ、温度Ｔの時間変動を示す図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す図である。縦軸はカソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１６０は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正前のカソード電位Ｖｃ　の時間変化を示す。また、ラインＬ１６２は、起動時にボトム電位Ｖｂｔｍが目的電位Ｖｔａｒｇｅｔに一致した場合のカソード電位Ｖｃの時間変化を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位を示す図である。縦軸はアノード電位Ｖａを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１６４は、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正前のアノード電位Ｖａの時間変化を示す。図（ｃ）は、フォトダイオード２５２の温度を示す図である。縦軸は温度Ｔを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１６６は、フォトダイオード２５２の温度Ｔの時間変化を示す。

　温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａは、（４）、（５）式に示したように、１回目の制御における調整値ｄｅｌｔａ（（３）式参照）をＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）とすることが可能である。一方で、図（ｃ）に示すように、起動時から１回目の制御までの間に温度変化ΔＴが生じている場合がある。このときのＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）には、温度変化によるＶＢＤ変動の成分α×ΔＴが加算されてしまう。

　図２７は、温度変化ΔＴが生じている場合のＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を用いた駆動時のフォトダイオード２５２の動作例を示す図である。図（ａ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃを示す図である。縦軸はカソード電位Ｖｃを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１６８は、補正後のカソード電位Ｖｃの時間変化を示す。また、ラインＬ１６２は、起動時にボトム電位Ｖｂｔｍ目的電位Ｖｔａｒｇｅｔに一致した場合のカソード電位の時間変化を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位Ｖａを示す図である。縦軸はアノード電位Ｖａを示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１７０は、個体値温度係数αの補正後のアノード電位Ｖａの時間変化を示す。図（ｃ）は、フォトダイオード２５２の温度を示す図である。縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。ラインＬ１７２は、フォトダイオード２５２の温度の時間変化を示す。

　図（ｃ）に示すように、ラインＬ１７２の温度変化と、ラインＬ１６６の温度変化は異なる。このため、図（ａ）のラインＬ１６８に示すように、温度変化ΔＴが生じている場合のＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を用いたブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）の補正後のカソード電位は、目的電位Ｖｔａｒｇｅｔからずれてしまう。そこで、本実施形態に係る温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａは、温度モニタ回路２８０の温度モニタ値の所定時間幅の温度変化ΔＴを演算し、温度変化ΔＴが閾値を超える場合に、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤの更新を行わない制御を行う。

　より具体的には、温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａは、起動時温度Ｔ０と、動作中１回目のｄｅｌｔａ演算時の温度Ｔ１の差分ΔＴ＝（Ｔ１－Ｔ０）を演算する。そして、温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａは、温度差分ΔＴが、温度変化閾値ΔＴｔｈ以下の時は動作中１回目のｄｅｌｔａと記憶部２９０から読み出されたＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤを用いて（７）式に従い、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤを更新する。
［数式７］
　ΔＶＢＤ（更新値）＝ΔＶＢＤ（メモリ読出値）－ｄｅｌｔａ（動作中１回目）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
一方で、温度差分ΔＴが、温度変化閾値ΔＴｔｈ以上の時はＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤを更新しない。温度変化が小さい時にのみ、ＶＢＤ経時変化量を得ることで、起動時から精度よくボトム電位Ｖｂｔｍを調整できる。

　（第３実施形態の変形例１）
　第３実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００は、制御回路２１０ｆが、温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａを有する点で、第３実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第３実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図２８は、第２実施形態に係る撮像素子２００の構成例を示す図である。図２８に示すように、制御回路２１０ｆは、第２記憶部２９２と、第１加算回路２１３ａと、第２加算回路２１３ｂと、温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａとを有する点で第３実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。上述のように、第２記憶部２９２は、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を記憶する。

　第１加算回路２１３ａは、上述の（６）式で示すように、（３）式で示すアノード電位ａｂｓに第２記憶部２９２のＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を加算して、アノード電位ａｂｓ２を演算する。選択回路２１１は、起動時には、アノード電位ａｂｓ２を制御値として出力する。

　以上の説明したように、本実施形態によれば、温度変化閾値判定付きＶＢＤ経時変化量演部３０３ａを制御回路２１０ｆ内に構成することとした。これにより、第１実施形態に係る測距モジュール１００の効果に加え、フォトダイオード２５２の経時変化によるボトム電位Ｖｂｔｍと目的電位Ｖｔａｒｇｅｔとのずれを抑制できるとともに、温度変化が小さい時にのみ、ＶＢＤ経時変化量を得ることで、起動時から精度よくボトム電位Ｖｂｔｍを調整できる。

（第４実施形態）
　第４実施形態に係る測距モジュール１００は、ＶＢＤモニタ回路２７０が精度を維持できる程度に、モニタ画素回路２６０のフォトダイオード２５２が光電流を生成できない場合に、温度モニタ回路２８０の情報を用いアノード電位Ｖａを制御可能である点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図２９は、本技術の第４実施形態における測距モジュール１００の一構成例を示すブロック図である。この測距モジュール１００は、電子機器１に搭載される。電子機器１はスマートフォンである。図（ａ）は、スマートフォンの平面図を模式的に示す図である。図（ｂ）は、測距モジュール１００の断面図を模式的に示す図である。

　図（ｂ）に示すように、測距モジュール１００は、光学系１３０、１４０を有する。発光部１１０は、光学系１３０を介して測定光を照射する。光検出素子２００は、光学系１４０を介して対象物から戻り光を受光する。ところが、モニタ画素回路２６０のフォトダイオード２５２が光電流を生成できない場合がある。例えば、戻り光がモニタ画素回路２６０のフォトダイオード２５２に当たらない場合、或いは夜間など環境光が不足する場合などである。このような場合に、アノード電位Ｖａを適切に制御できなくなってしまう。

　このような場合に、図６で示すように、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）は、温度により変動してしまう。これにより、図１０で示したように、アノード・カソード間電圧ＶＥＸが変動してしまう。

　図３０は、アノード・カソード間電圧ＶＥＸと撮像用画素回路２５０の画素感度の関係を示す図である。縦軸は感度を示し、横軸は、アノード・カソード間電圧ＶＥＸを示す。画素感度の変動曲線Ｌ１９０に示すように、アノード・カソード間電圧ＶＥＸが低下するに従い、画素感度が低下する。

　図３１は、アノード・カソード間電圧ＶＥＸと撮像用画素回路２５０の距離誤差の関係を示す図である。縦軸は距離誤差を示し、横軸は、アノード・カソード間電圧ＶＥＸを示す。距離誤差の変動曲線Ｌ１９２に示すように、アノード・カソード間電圧ＶＥＸが低下するに従い、距離誤差が増加する。このように、アノード・カソード間電圧ＶＥＸが適切な範囲に制御されない場合に、撮像用画素回路２５０の距離誤差が増加してしまう。

　図３２は、第４実施形態に係る光検出素子２００ｋの構成例を示す図である。図３２に示すように、ＶＢＤモニタ回路２７０ｋは、モニタ画素回路２６０のフォトダイオード２５２が測定可能な範囲の光電流を生成している場合に、フラグ１を生成する。一方で、起動時及びフォトダイオード２５２が測定可能な範囲の光電流を生成していない場合にフラグ０を生成する。モニタ画素回路２６０はフラグを演算回路３００ｇの選択部３０５に出力する。

　ＶＢＤモニタ回路２７０ｇは、例えば、図７などで示した閾値電位Ｖｔｈをカソード電位Ｖｃが越える場合に、フラグ１を生成する。一方で、越えない場合に、フラグ０を生成する。

　演算回路３００ｇは、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａと、第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂと、選択部３０４と、を有する。第１アノード電圧調整量演算部３０４ａは、起動時には、アノード電位絶対値演算部３０１（図３参照）と同等の動作を行うことが可能である。したがって、起動時には、（１）、（２）式に従い、アノード電位ａｂｓを演算する。

［数式８］
　ｄｅｌｔａ＝－α×（Ｔ１ａ－Ｔ１ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（８）
　また、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａは、演算時に温度Ｔ１を温度モニタ回路２８０から取得し、記憶部２９０に保持させる。つまり、この第１アノード電圧調整量演算部３０４ａは、動作中であっても、フラグ０のときには、（８）式に従ったアノード電位の調整値ｄｅｌｔａを演算する。

　温度Ｔ１ｂは、前回の演算時の温度であり、Ｔ１ａは今回の演算時の温度である。図６に示したように、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）は、温度により係数αの傾きを有しほぼ線形に変動するので、温度差（Ｔ１ａ－Ｔ１ｂ）を用いることにより、ブレイクダウン電圧ＶＢＤ（Ｔ）に依存するボトム電位Ｖｂｔｍの温度変動を抑制できる。これにより、温度Ｔ１ｂの時に、ボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔと同等の値であれば、温度Ｔ１ａの時も、ボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔと同等の値となる。

　第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂは、アノード電圧調整量演算部３０２（図３参照）と同等の構成である。つまり第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂは、フラグ１のときに（３）式にしたがった調整値ｄｅｌｔａを演算する。

　選択部３０５は、フラグ０のときに、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａが生成した調整値ｄｅｌｔａを出力し、フラグ１のときに第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂが生成した調整値ｄｅｌｔａを出力する。

　制御回路２１０ｇは、保持回路２１２ｇと、加算回路２１３ｇを有する。保持回路２１２ｇは、加算回路２１３ｇの出力値を保持しつつ更新する。保持回路２１２ｇは、起動時には、０にリセットされる。このため、起動時には、（２）式でしめすアノード電位ａｂｓが記憶される。２回目からは、加算回路２１３ｇは、保持回路２１２ｇが保持する値に、調整値ｄｅｌｔａを加算する。つまり、アノード電位ａｂｓが調整値ｄｅｌｔａで順に調整される。

　図３３は、起動時以外に全てフラグ１として制御を行った例を示す図である。図（ａ）は環境光量の変動Ｌ２００を示す図である。縦軸が環境光量を示し、横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、　温度モニタ回路２８０から取得し温度Ｔの変動Ｌ２０２を示す図である。縦軸が温度Ｔを示し、横軸が時間を示す。図（ｃ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの変動Ｌ２０４を示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位Ｖａの変動Ｌ２０６を示す図である。縦軸がアノード電位Ｖａを示し、横軸が時間を示す。

　これらの図から分かるように、明るい環境下ではＶＢＤモニタ回路２７０が機能し、カソード電位Ｖｃのボトム電位Ｖｂｔｍは、目標電位Ｖｔａｒｇｅｔにほぼ一致する。一方で、暗い環境下ではＶＢＤモニタ回路２７０が機能しなくなり、アノード電位が一定値となり、温度変動に従い、ボトム電位Ｖｂｔｍが上昇をしてしまう。

　図３４は、ＶＢＤモニタ回路２７０が機能しない場合にはフラグ０として、温度Ｔを用いた制御を行った例を示す図である。図（ａ）は環境光量の変動Ｌ２００を示す図である。縦軸が環境光量を示し、横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、温度モニタ回路２８０から取得し温度Ｔの変動Ｌ２０２を示す図である。縦軸が温度Ｔを示し、横軸が時間を示す。図（ｃ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの変動Ｌ２０８を示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。図（ｄ）は、フォトダイオード２５２のアノード電位Ｖａの変動Ｌ２１０を示す図である。縦軸がアノード電位Ｖａを示し、横軸が時間を示す。

　図３４では、暗い環境下でＶＢＤモニタ回路２７０が機能しなくなった場合にも、（７）式にしたがった温度を用いた制御が行われる。これにより、アノード電位が適切な値に制御され、温度変動が生じても、ボトム電位Ｖｂｔｍが目標電位Ｖｔａｒｇｅｔと同等の値となる。このように、ＶＢＤモニタ回路２７０が機能しなくなった場合にも、（７）式にしたがった温度を用いた制御を行うことにより、温度Ｔに変動がある場合にも、アノード・カソード間電圧ＶＥＸを適切な値に維持可能であり、測定精度の低下が抑制される。このように、感度低下、距離ずれが抑制される。

　図３５は、第４実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２７０ｇの構成例を示す図である。インバータ２７１の出力を検出フラグとして出力点が第１実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２７０と相違する。上述のように、インバータ２７１は、閾値電位Ｖｔｈをカソード電位Ｖｃが越える場合にハイレベルである１を出力し、越えない場合にローレベルある０を出力する。これにより、ＶＢＤモニタ回路２７０ｇが機能しているか否かを判定可能である。

　図３６は、本実施形態における測定動作中の制御処理例を示すフローチャートである。図１７と同等の処理には同一番号を付して説明を省略する。測定動作が回されるとＶＢＤモニタ回路２７０は、検出フラグを出力する。検出フラグが１である場合（ステップＳ１１１のＹ）、第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂは、フラグ１のときにＢＤモニタ回路２７０のモニタするボトム電位Ｖｂｔｍを取得する（ステップＳ１１２）、そして、第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂは、（３）式にしたがった調整値ｄｅｌｔａを演算する。

　一方で、検出フラグが０である場合（ステップＳ１１１のＮ）、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａは、温度Ｔ１を温度モニタ回路２８０から取得する（テップＳ１０４）。そして、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａは、（７）式に従ったアノード電位の調整値ｄｅｌｔａを演算する（テップＳ１０６ａ）。

　以上説明したように、本実施形態に係る測距モジュール１００は、ＶＢＤモニタ回路２７０が精度を維持できない場合に、温度モニタ回路２８０の温度Ｔを用いてアノード電位Ｖａを制御することとした。これにより、モニタ画素回路２６０のフォトダイオード２５２が適量の光電流を生成できない場合などでも、ボトム電位Ｖｂｔｍを目標電Ｖｔａｒｇｅｔに近接させることができ、測距モジュール１００の測定精度の低下が抑制される。

　（第４実施形態の変形例１）
　第４実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００は、制御回路２１０ｇの回路構成も演算回路３００ｈが有する点で、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図３７は、第４実施形態の変形例１に係る画素アレイ部２４０ｈ及び制御回路２１０ｈの構成例を示す図である。図３７に示すように、制御回路２１０ｇの回路構成も演算回路３００ｈが有する点で、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。このような構成により、制御回路２１０ｊの回路構成と、演算回路３００ｈとの回路構成を同一の素子内に一体化することにより、より光検出素子２００ａをより小型化可能となる。

　（第４実施形態の変形例２）
　第４実施形態の変形例２に係る測距モジュール１００は、演算回路３００ｈの回路構成も制御回路２１０ｊが有すると共に、画素アレイ部２４０ｂと制御回路２１０ｊとを分離した点で、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図３８は、第４実施形態の変形例２に係る画素アレイ部２４０ｊ及び制御回路２１０ｊの構成例を示す図である。演算回路３００ｈの回路構成も制御回路２１０ｊが有すると共に、画素アレイ部２４０ｂと制御回路２１０ｊとを分離した点で、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。また、記憶部２４０ｊｂを制御回路２１０ｊ側に構成し、温度Ｔ１ｂ、Ｔ１ａを記憶する。

　このような構成により、画素アレイ部２４０ｊには、撮像用画素回路２５０と、モニタ画素回路２６０と、ＶＢＤモニタ回路２７０と、温度モニタ回路２８０と、記憶部（Ｍｅｍｏｒｙ）２９０と、を構成すればよいため、画素アレイ部２４０ｊの汎用性がより向上する。

　（第５実施形態）
　第５実施形態に係る測距モジュール１００は、ＶＢＤモニタ回路２７０ｋが、平滑化回路４００と、反応回数カウンタ４０２と、閾値判定回路４０４の回路構成も制御回路２１０ｊが有する点で、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図３９は、第５実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２７０ｋの回路構成例を示す図である。図３９に示すように、ＶＢＤモニタ回路２７０ｋが、平滑化回路４００と、反応回数カウンタ４０２と、閾値判定回路４０４を有する点で、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　平滑化回路４００は、例えばＶＢＤモニタ回路２７０ｋが出力するボトム電位Ｖｂｔｍを複数回加算することによりノイズを抑制する。この平滑化回路４００は、例えばＩＩＲ／ＦＩＲ等で構成される。

　反応回数カウンタ４０２は、インバータ２７１が出力するパルス信号をカウントする。閾値判定回路４０４は、反応回数カウンタ４０２がカウントした回数が反応回数閾値Ｃｔｈを越える場合に、検出フラグを出力する。このような構成にすることにより、測定開始後の反応回数閾値Ｃｔｈを越える測定回数が終了して、検出フラグ１が出力される。

　図４０は、反応回数閾値Ｃｔｈを１回とした場合のＶＢＤモニタ回路２７０ｋが出力するＶＢＤモニタ値であるボトム電位Ｖｂｔｍの変化を示す図である。図（ａ）は環境光量の変動Ｌ３００を示す図である。縦軸が環境光量を示し、横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの変動Ｌ３０２を示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。図（ｃ）は、反応回数カウンタ４０２のカウンタ値Ｌ３０４を示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。図（ｄ）は、検出フラグの変動Ｌ３０６を示す図である。縦軸が検出フラグのハイレベルを示し、横軸が時間を示す。図（ｅ）は、ＶＢＤモニタ値の変動Ｌ３０８を示す図である。縦軸がＶＢＤモニタ値を示し、横軸が時間を示す。

　図（ａ）に示すように、環境光量が十分で、多くＢＤモニタ回路２７０ｋは機能する状態である。図（ａ）に示すように、閾値を１としているので、検出フラグは、測定動作の開始時から出力される。一方で、図（ｅ）のラインＬ３０８に示すように、０～３回目では、平滑化回路４００が十分に機能せず、ＶＢＤモニタ値がノイズの影響を受けしまう。このため、フォトダイオード２５２のアソード電位Ｖａの制御も、測定動作の開始時から０～３回目まではノイズの影響を受けしまう。

　図４１は、反応回数閾値Ｃｔｈを１回とし、微妙に明るい環境でのＶＢＤモニタ値の変化を示す図である。図（ａ）は環境光量の変動Ｌ４００を示す図である。縦軸が環境光量を示し、横軸が時間を示す。

　図（ｂ）は、フォトダイオード２５２のカソード電位Ｖｃの変動Ｌ４０２を示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。図（ｃ）は、反応回数カウンタ４０２のカウンタ値Ｌ４０４を示す図である。縦軸がカソード電位Ｖｃを示し、横軸が時間を示す。図（ｄ）は、検出フラグの変動Ｌ４０６を示す図である。縦軸が検出フラグのハイレベルを示し、横軸が時間を示す。図（ｅ）は、ＶＢＤモニタ値の変動Ｌ４０８を示す図である。縦軸がＶＢＤモニタ値を示し、横軸が時間を示す。

　図（ａ）に示すように、環境光量は、微妙に明るい環境である。このような環境下では、受光する光子数が統計的減少する。このため、図（ｂ）に示すように、ラインＬ４０２に示すように、カソード電位Ｖｃの変動回数は低減する。これにより、図（ｃ）のラインＬ４０４に示すように、カウンタ数の変化も間隔が長くなる。一方で、図（ｅ）のラインＬ４０８に示すように、０～３回目では、平滑化回路４００が十分に機能せず、ＶＢＤモニタ値がノイズの影響を受けしまう。このため、フォトダイオード２５２のアソード電位Ｖａの制御も、測定動作の開始時から０～３回目まではノイズの影響を受けしまう。

　図４２は、反応回数閾値Ｃｔｈを４回とした場合のＶＢＤモニタ回路２７０ｋが出力するＶＢＤモニタ値の変化を示す図である。図（ａ）～（ｃ）、（ｅ）は、図４０と同じである。一方で、図（ｄ）では、検出フラグの変動Ｌ３１０は、閾値を４回としているため、測定回数が３回目までは、検出フラグ０が出力される。これにより、平滑化回路４００が十分に機能せず、ＶＢＤモニタ値がノイズの影響を受ける測定回数が３回目までは、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａが生成した調整値ｄｅｌｔａによる温度Ｔを用いたアノード電位Ｖａの制御が行われる。これにより、ノイズの影響を受けず、アノード電位Ｖａの制御が可能となる。

　図４３は、反応回数閾値Ｃｔｈを４回とした場合のＶＢＤモニタ回路２７０ｋが出力するＶＢＤモニタ値の変化を示す図である。図（ａ）～（ｃ）、（ｅ）は、図４１と同じである。一方で、図（ｄ）では、検出フラグの変動Ｌ４１０は、閾値を４回としているため、測定回数が３回目までは、検出フラグ０が出力される。これにより、平滑化回路４００が十分に機能せず、ＶＢＤモニタ値がノイズの影響を受ける測定回数が３回目までは、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａ（図３２参照）が生成した調整値ｄｅｌｔａによる温度Ｔを用いたアノード電位Ｖａの制御が行われる。これにより、ノイズの影響を受けず、アノード電位Ｖａの制御が可能となる。

　このように、第２アノード電圧調整量演算部３０４ｂ（図３２参照）が生成した調整値ｄｅｌｔａによる制御がノイズの影響を受ける測定開始時には、第１アノード電圧調整量演算部３０４ａ（図３２参照）が生成した調整値ｄｅｌｔａによる温度Ｔを用いアノード電位Ｖａの制御が行われる。これにより、測定開始時のノイズの影響を抑制し、測定精度の低下が抑制される。

　図４４は、第５実施形態における測定動作中の制御処理例を示すフローチャートである。図３６と同等の処理には同一番号を付して説明を省略する。閾値判定回路４０４は、反応回数カウンタ４０２のカウンタ値が所定回数以下、例えば３以下であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。閾値判定回路４０４は、所定回数以下であれば（ステップＳ１１１のＹ）、検出フラグを０とする。一方で、閾値判定回路４０４は、所定回数以下でなければ（ステップＳ１１１のＮ）、検出フラグを１とする。後は、図３６と同等の処理を実行する。

　以上説明したように、本実施形態に係る測距モジュール１００は、測定動作を開始して所定の回数以下であれば、温度モニタ回路２８０の温度Ｔを用いてアノード電位Ｖａを制御することとした。これにより、平滑化回路４００が処理精度を維持できない可能性がある場合でもボトム電位Ｖｂｔｍを目標電Ｖｔａｒｇｅｔに近接させることができ、測距モジュール１００の測定精度の低下が抑制される。

　（第６実施形態）
　第６実施形態に係る測距モジュール１００は、ＶＢＤモニタ回路２７０ｇが制御回路２１０へ検出フラグを供給する点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図４５は、本技術の第６実施形態における画素アレイ部２４０ｋの一構成例を示すブロック図である。第６実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２７０ｇは、第４実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２７０ｇと同等の構成である点で、第１実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。これにより、ＶＢＤモニタ回路２７０ｇが制御回路２１０に、検出フラグを供給する。また、演算回路３００ｋは、更に選択部３０３ｈを有する。選択部３０３ｋは、検出フラグが１の時に、アノード電圧調整量演算部３０２の出力を制御回路２１０に出力する。なお、ＶＢＤモニタ回路２７０ｇの代わりに、第５実施形態に係るＶＢＤモニタ回路２７０ｋを用いることも可能である。

　図４６は、第６実施形態における制御処理例を示すフローチャートである。図１７と同等の処理には同一番号を付して説明を省略する。測定動作が回されるとＶＢＤモニタ回路２７０は、検出フラグを出力する。検出フラグが１である場合（ステップＳ１１１のＹ）、アノード電圧調整量演算３０２は、フラグ１のときにＢＤモニタ回路２７０のモニタするボトム電位Ｖｂｔｍを取得する（ステップＳ１１２ｂ）、そして、アノード電圧調整量演算３０２は、（３）式にしたがった調整値ｄｅｌｔａを演算する（ステップＳ１１４ｂ）。

　一方で、検出フラグが０である場合（ステップＳ１１１のＮ）、アノード電圧絶対値演算３０１は、温度Ｔ１を温度モニタ回路２８０から取得する（テップＳ１０４ｂ）。そして、アノード電圧絶対値演算３０１は、（７）式に従ったアノード電位の調整値ｄｅｌｔａを演算する（テップＳ１０６ｂ）。

　（第６実施形態の変形例１）
　第６実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００は、第６実施形態に係る制御回路２１０ｋが、演算回路３００Ｌ内に一体的に構成される点で第６実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第６実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図４７は、本技術の第６実施形態の変形例１における光検出素子２４０Ｌの一構成例を示すブロック図である。制御回路２１０ｋが、演算回路３００Ｌ内に一体的に構成される点で第６実施形態に係る測距モジュール１００と相違する。このように、制御回路２１０ｋが、演算回路３００Ｌ内に一体的に構成されることにより、より回路構成を小型することが可能となる。

　（第６実施形態の変形例２）
　第６実施形態の変形例２に係る測距モジュール１００は、第６実施形態の変形例２に係る制御回路２１０ｍが、画素アレイ部２４０ｍと分離される点で第６実施形態の変形例１（図４７参照）に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第６実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図４８は、第６実施形態の変形例２に係る光検出素子２００の一構成例を示すブロック図である。第６実施形態の変形例２に係る制御回路２１０ｍが、画素アレイ部２４０ｍと分離される点で第６実施形態の変形例１に係る測距モジュール１００と相違する。このように、制御回路２１０ｍが、画素アレイ部２４０ｈと分離されることにより、画素アレイ部２４０ｍの構成をより汎用的にすることが可能となる。

　（第７実施形態）
　第７実施形態に係る測距モジュール１００は、画素アレイ部２４０ｎが、ＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する点で第６実施形態に係る測距モジュール１００（図４５参照）と相違する。以下では、第６実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図４９は、本技術の第７実施形態における光画素アレイ部２４０ｎの一構成例を示すブロック図である。図４９に示す様に、演算回路３００ｎがＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する。ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、第２実施形態に係るＶＢＤ経時変化量演部３０３と同等の構成である。

　本実施形態によれば、ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、一回目の制御における調整値ｄｅｌｔａ（（３）式参照）をＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部２９０に記憶する。そして、制御回路２１０は、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を内包する（６）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓ２により、駆動開始時のフォトダイオード２５２のアノード電位を制御する。これにより、フォトダイオード２５２の経時変化によるボトム電位Ｖｂｔｍと目的電位Ｖｔａｒｇｅｔとのずれを抑制できる。このように、本実施形態によれば、第６実施形態に係る測距モジュール１００の効果に加え、第２実施形態に係る測距モジュール１００と同等の効果も有する。

　（第８実施形態）
　第８実施形態に係る測距モジュール１００は、第６実施形態の変形例２に係る演算回路３００ｍ（図４８参照）の一部が画素アレイ部２４０内に構成され、制御回路２１０ｐがＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する点で第６実施形態の変形例２に係る測距モジュール１００と相違する。以下では、第６実施形態の変形例２に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図５０は、本技術の第８実施形態における光検出素子２００ｐの一構成例を示すブロック図である。
図５０に示す様に、制御回路２１０ｐが加算回路２１３ａと、記憶部２９２と、ＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する。ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、第２実施形態に係るＶＢＤ経時変化量演部３０３と同等の構成である。

　本実施形態によれば、ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、一回目の制御における調整値ｄｅｌｔａ（（３）式参照）をＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部２９２に記憶する。そして、加算回路２１３ａは、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を内包する（６）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓ２を演算する。そして、制御回路２１０ｑは、により、駆動開始時のフォトダイオード２５２のアノード電位を制御する。これにより、フォトダイオード２５２の経時変化によるボトム電位Ｖｂｔｍと目的電位Ｖｔａｒｇｅｔとのずれを抑制できる。このように、本実施形態によれば、第６実施形態の変形例２に係る測距モジュール１００の効果に加え、第２実施形態に係る測距モジュール１００と同等の効果も有する。

　（第９実施形態）
　第９実施形態に係る測距モジュール１００は、第６実施形態に係る温度モニタ回路２８０とＶＢＤモニタ回路２７０ｇがそれぞれ複数構成される点で第６実施形態に係る測距モジュール１００（図４５参照）と相違する。以下では、第６実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図５１は、第６実施形態に係る温度モニタ回路２８０とＶＢＤモニタ回路２７０ｇの一配置例を示す図である。図（ａ）は、画素アレイ部２４０ｋの平面図を模式的に示す図である。

　図（ｂ）は、画素アレイ部２４０ｋ内の温度変化Ｌ５００を示す図である。縦軸が温度、横軸が温度モニタ回路２８０の位置と、温度モニタ回路２８０までの距離を示す。

　図（ｃ）は、目標電位Ｖａｔｒｇｅｔの誤差と、温度変化Ｌ５００の関係を示す図である。縦軸が目標電位Ｖａｔｒｇｅの誤差、横軸が温度モニタ回路２８０の位置と、温度モニタ回路２８０までの距離を示す。図（ｃ）では、ラインＬ５０２が目標電位Ｖａｔｒｇｅｔを示し、誤差Ｌ５０４の位置変動を示している。

　図５１に示すように、温度モニタ回路２８０とＶＢＤモニタ回路２７０との距離が大きくなるにしたがい、温度の測定誤差がより大きくなり、（２）式で示すアノード電位ａｂｓの誤差がより大きくなってしまう。

　そこで、本実施形態に係る画素アレイ部２４０ｐでは、画素アレイ部２４０ｐの行方向（水平方向）の中点から列方向に等距離離れた位置に２つのモニタ画素回路２６０を配置する。また、温度モニタ回路２８０ａ、ｂを中点から行方向に対称な位置に配置する。

　図５２は、第９実施形態に係る温度モニタ回路２８０ａ、ｂとＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂの一配置例を示す図である。図（ａ）は、画素アレイ部２４０ｋの平面図を模式的に示す図である。ＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂは、例えばＶＢＤモニタ回路２７０ｇ（図４５参照）と同等の構成である。

　図（ｂ）は、画素アレイ部２４０ｋ内の温度変化Ｌ６００を示す図である。縦軸が温度、横軸が画素アレイ部２４０ｋ内の位置を示す。

　図（ｃ）は、目標電位Ｖａｔｒｇｅｔの誤差と、温度変化の関係を示す図である。縦軸が目標電位Ｖａｔｒｇｅの誤差、横軸が温度モニタ回路２８０の位置と、温度モニタ回路２８０までの距離を示す。図（ｃ）では、ラインＬ６０２が目標電位Ｖａｔｒｇｅｔを示し、誤差Ｌ６０４の位置変動を示している。

　図（ａ）、（ｂ）に示すように、画素アレイ部２４０ｋの中点に温度モニタ回路２８０が構成される。これにより、温度モニタ回路２８０ａ、ｂの中央値が、温度モニタ回路２８０の温度に対応する。これにより、図（ｃ）に示すように、温度モニタ回路２８０ａ、ｂの中央値を用いることにより、（２）式で示すアノード電位ａｂｓの誤差も０に近接する。温度画素アレイ部２４０ｋ内の温度変化Ｌ５００を示す図である。縦軸が温度、横軸が温度モニタ回路２８０の位置と、温度モニタ回路２８０までの距離を示す。

　図５３は、第９実施形態に係る画素アレイ部２４０ｐの構成例を示す図である。複数のＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂと、複数の温度モニタ回路２８０ａ、ｂと、複数の中央値演算部５００、５０２と、中央値演算部５０２と、アンド回路５０４とを更に備える点で第６実施形態に係る画素アレイ部２４０ｋ（図４５参照）と相違する。中央値演算部５００は、温度モニタ回路２８０ａ、ｂの出力値の中央値を演算する。同様に、中央値演算部５０２は、ＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂの出力値の中央値を演算する。また、アンド回路５０４は、ＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂの検出フラグのアンドを出力する。

　本実施形態によれば、２つのモニタ画素回路２６０が、画素アレイ部２４０ｐの行方向（水平方向）の中点から列方向に等距離離れた位置に配置される。また、複数の温度モニタ回路２８０ａ、ｂは、中点から行方向に対称なに配置される。これにより、中央値演算部５００は、温度モニタ回路２８０ａ、ｂが出力する温度の中点を演算することにより、モニタ画素回路２６０の位置に対応する温度を検出可能となり、温度を用いたアノード電位Ｖａの制御をより高精度に行うことが可能となる。また、中央値演算部５０２は、ＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂが出力するボトム電位Ｖｂｔｍの中点を演算することにより、温度ずれを抑制可能となり、アノード電位Ｖａの制御をより高精度に行うことが可能となる。

　（第１０実施形態）
　第１０実施形態に係る測距モジュール１００は、画素アレイ部２４０ｑが、がＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する点で第１０実施形態に係る測距モジュール１００（図５４参照）と相違する。以下では、第９実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図５４は、本技術の第１０実施形態における画素アレイ部２４０ｑの一構成例を示すブロック図である。図５４に示す様に、演算回路３００ｑがＶＢＤ経時変化量演部３０３を更に有する。ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、第２実施形態に係るＶＢＤ経時変化量演部３０３と同等の構成である。

　本実施形態によれば、ＶＢＤ経時変化量演部３０３は、一回目の制御における調整値ｄｅｌｔａ（（３）式参照）をＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）として、記憶部２９０に記憶する。そして、制御回路２１０は、ＶＢＤ経時変化量ΔＶＢＤ（Ｔ０）を内包する（６）式で示す補正後のアノード電位ａｂｓ２により、駆動開始時のフォトダイオード２５２のアノード電位を制御する。これにより、フォトダイオード２５２の経時変化によるボトム電位Ｖｂｔｍと目的電位Ｖｔａｒｇｅｔとのずれを抑制できる。このように、本実施形態によれば、第１０実施形態に係る測距モジュール１００の効果に加え、第２実施形態に係る測距モジュール１００と同等の効果も有する。

　（第１１実施形態）
　第１１実施形態に係る測距モジュール１００は、温度モニタ回路２８０とＶＢＤモニタ回路２７０ｇがそれぞれ複数構成される点で第４実施形態に係る測距モジュール１００（図３２参照）と相違する。以下では、第４実施形態に係る測距モジュール１００と相違する点を説明する。

　図５５は、本技術の第１１実施形態における画素アレイ部２４０ｒの一構成例を示すブロック図である。図５５に示す様に、複数のＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂと、複数の温度モニタ回路２８０ａ、ｂと、複数の中央値演算部５００、５０２と、中央値演算部５０２と、アンド回路５０４とを更に備える点で第４実施形態に係る画素アレイ部２４０ｇ（図３２参照）と相違する。複数のＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂと、複数の温度モニタ回路２８０ａ、ｂと、複数の中央値演算部５００、５０２と、中央値演算部５０２と、アンド回路５０４とは、第１０実施形態に係る画素アレイ部２４０ｐ（図５３参照）と同等の構成である。

　本実施形態によれば、２つのモニタ画素回路２６０が、画素アレイ部２４０ｐの行方向（水平方向）の中点から列方向に等距離離れた位置に配置される。また、複数の温度モニタ回路２８０ａ、ｂは、中点から行方向に対称なに配置される。これにより、中央値演算部５００は、温度モニタ回路２８０ａ、ｂが出力する温度の中点を演算することにより、モニタ画素回路２６０の位置に対応する温度を検出可能となり、温度を用いたアノード電位Ｖａの制御をより高精度に行うことが可能となる。また、中央値演算部５０２は、ＶＢＤモニタ回路２７０ａ、ｂが出力するボトム電位Ｖｂｔｍの中点を演算することにより、温度ずれを抑制可能となり、アノード電位Ｖａの制御をより高精度に行うことが可能となる。更に、第４実施形態に係る測距モジュール１０と同等の効果も有する。

　＜＜応用例＞＞
　本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

　図５６は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図５６に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。

　各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図５６では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。

　駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ　Ｂｒａｋｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）又はＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御装置としての機能を有してもよい。

　駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。

　ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

　バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。

　車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。

　環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ、Ｌａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。

　ここで、図５７は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

　なお、図５７には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

　車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。

　図５６に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。

　また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。

　車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。

　統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。

　記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｃ　Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。

　汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｍｏｂｉｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）若しくはＬＴＥ－Ａ（ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ　Ｔｏ　Ｐｅｅｒ）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）端末）と接続してもよい。

　専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ａｃｃｅｓｓ　ｉｎ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｓｈｏｒｔ　Ｒａｎｇｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）通信、路車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）通信、車両と家との間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｈｏｍｅ）の通信及び歩車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。

　測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。

　ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。

　車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＵＳＢ）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、又はＭＨＬ（Ｍｏｂｉｌｅ　Ｈｉｇｈ－ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｌｉｎｋ）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。

　車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。

　統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。

　マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。

　音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図５６の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。

　なお、図５６に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。

　なお、図１を用いて説明した本実施形態に係る測距モジュール１００の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。

　以上説明した車両制御システム７０００において、図１を用いて説明した本実施形態に係る測距モジュール１００は、図５６に示した応用例の統合制御ユニット７６００に適用することができる。例えば、測距モジュール１００は、車外情報検出部７４２０に相当する。例えば、車外情報検出部７４２０が測距モジュール１００におけるフォトダイオード２５２の温度Ｔに応じて、フォトダイオード２５２のアノード電位を制御する。これにより、フォトダイオード２５２におけるアノード電位の温度変動を抑制可能となり、フォトダイオード２５２のボトム電位Ｖｂｔｍを所定の目的電位Ｖｔａｒｇｅｔに制御できる。また、ブレイクダウン時のアノード・カソード間電圧ＶＥＸが温度によらず一定化し、距離の測定精度の低下が抑制される。
　なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。

（１）
　入射光を光電変換して光電流を出力するフォトダイオードと、
　前記フォトダイオードの一端の電位を、前記フォトダイオードに関する温度に応じて変更させる制御を行う制御回路と、
　を備える光検出素子。

（２）
　前記制御回路は、前記温度が高いほど低い電位を前記フォトダイオードのアノードに供給させる、（１）に記載の光検出素子。

（３）
　前記フォトダイオードは、ガイガーモードで動作可能なＳＰＡＤであり、
　一端が前記フォトダイオードのカソードに接続された抵抗を更に備え、
　前記抵抗の他端には、所定電位が供給される、（２）に記載の光検出素子。

（４）
　前記温度を検出する温度検出回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記温度検出回路の検出する前記温度に応じて、前記電位を制御する、（１）に記載の光検出素子。

（５）
　一端が前記フォトダイオードのカソードに接続された抵抗を更に備え、
　前記温度に応じて前記電位を制御する第１モードと、
　前記抵抗に前記光電流が流れたときの前記カソードのボトム電位が高いほど低い電位を前記フォトダイオードのアノードに供給する第２モードと、
　を有する、（４）に記載の光検出素子。

（６）
　前記フォトダイオードのアノードへの電位の供給を停止した後に、所定の回数まで前記第１モードで前記電位を制御する、（５）に記載の光検出素子。

（７）
　前記制御回路は、前記第１モードで前記電位を制御した後に、前記第２モードで前記電位を制御する、（５）に記載の光検出素子。

（８）
　前記制御回路は、前記カソードにおける所定の電位が検出できない場合に、前記第１モードで前記電位を制御する、（５）に記載の光検出素子。

（９）
　前記温度に応じて、前記電位を演算する演算回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記演算回路の演算結果に基づき、前記電位を制御する、（５）に記載の光検出素子。

（１０）
　前記演算回路は、所定の係数と前記温度とに応じて、前記電位を演算する、（９）に記載の光検出素子。

（１１）
　前記演算回路は、前記第２モードの制御を開始した最初の前記カソードのボトム電位と目的電位との差分値にも基づき、前記電位を演算する、（１０）に記載の光検出素子。

（１２）　
　前記演算回路は、前記温度の所定の時間当たりの変動に基づき、前記電位を演算する、（１１）に記載の光検出素子。

（１３）　
　前記抵抗に前記光電流が流れたときの前記カソードの最小値を前記ボトム電位として検出して前記演算回路に供給する検出回路を更に備える、（１２）に記載の光検出素子。

（１４）　
　前記検出回路は、撮像前の所定数の前記ボトム電位を含めた平滑化演算を行う平滑化回路を有しており、
　前記第１モードの所定の撮像回数は、前記撮像前の所定数に応じている、（１３）に記載の光検出素子。

（１５）　
　前記第１モードの所定の撮像回数は、起動時の１回である、（１４）に記載の光検出素子。

（１６）　
　前記抵抗および前記フォトダイオードを有する複数の画素回路が２次元の行列状に配置される画素アレイ部を備え、
　少なくとも２つの前記温度検出回路が、前記画素アレイ部が構成される素子の異なる位置にそれぞれ構成され、
　前記制御回路は、複数の画素回路内におけるそれぞれのフォトダイオードの一端の電位を、前記温度検出回路それぞれが検出する温度それぞれに基づき、変更させる制御を行う、（１５）に記載の光検出素子。

（１７）　
　前記抵抗および前記フォトダイオードを有する複数の画素回路が２次元の行列状に配置される画素アレイ部を備え、
　前記複数の画素回路のなかの少なくとも２つの画素回路それぞれが、前記検出回路を有しており、
　前記制御回路は、複数の画素回路内におけるそれぞれのフォトダイオードの一端の電位を、前記検出回路が検出する電位それぞれに基づき、変更させる制御を行う、（１６）に記載の光検出素子。

（１８）
　前記演算回路と前記制御回路は、同じ素子内に一体的に構成される、（１７）に記載の光検出素子。

（１９）
　前記複数の画素回路のそれぞれの前記アノードの電位を供給する電源回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記電源回路を制御する、（１８）に記載の光検出素子。

（２０）
　（１）に記載の光検出素子と、
　前記電位を変更するタイミングと同期可能な測定光を照射する発光部と、
　を備える、電子機器。

　本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

　１：スマートフォン、２００～２００ｒ：光検出素子、２１０～２１０ｈ：制御回路、２２０：アノード電圧供給電源、２５１：抵抗、２７０：ＶＢＤモニタ回路、２８０：温度モニタ回路、３００～３００ｒ：演算回路。

Claims

　入射光を光電変換して光電流を出力するフォトダイオードと、
　前記フォトダイオードの一端の電位を、前記フォトダイオードに関する温度に応じて変更させる制御を行う制御回路と、
　を備える光検出素子。
　前記制御回路は、前記温度が高いほど低い電位を前記フォトダイオードのアノードに供給させる、請求項１に記載の光検出素子。
　前記フォトダイオードは、ガイガーモードで動作可能なＳＰＡＤであり、
　一端が前記フォトダイオードのカソードに接続された抵抗を更に備え、
　前記抵抗の他端には、所定電位が供給される、請求項２に記載の光検出素子。
　前記温度を検出する温度検出回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記温度検出回路の検出する前記温度に応じて、前記電位を制御する、請求項１に記載の光検出素子。
　一端が前記フォトダイオードのカソードに接続された抵抗を更に備え、
　前記温度に応じて前記電位を制御する第１モードと、
　前記抵抗に前記光電流が流れたときの前記カソードのボトム電位が高いほど低い電位を前記フォトダイオードのアノードに供給する第２モードと、
　を有する、請求項４に記載の光検出素子。
　前記フォトダイオードのアノードへの電位の供給を停止した後に、所定の回数まで前記第１モードで前記電位を制御する、請求項５に記載の光検出素子。
　前記制御回路は、前記第１モードで前記電位を制御した後に、前記第２モードで前記電位を制御する、請求項５に記載の光検出素子。
　前記制御回路は、前記カソードにおける所定の電位が検出できない場合に、前記第１モードで前記電位を制御する、請求項５に記載の光検出素子。
　前記温度に応じて、前記電位を演算する演算回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記演算回路の演算結果に基づき、前記電位を制御する、請求項５に記載の光検出素子。
　前記演算回路は、所定の係数と前記温度とに応じて、前記電位を演算する、請求項９に記載の光検出素子。
　前記演算回路は、前記第２モードの制御を開始した最初の前記カソードのボトム電位と目的電位との差分値にも基づき、前記電位を演算する、請求項１０に記載の光検出素子。
　前記演算回路は、前記温度の所定の時間当たりの変動に基づき、前記電位を演算する、請求項１１に記載の光検出素子。
　前記抵抗に前記光電流が流れたときの前記カソードの最小値を前記ボトム電位として検出して前記演算回路に供給する検出回路を更に備える、請求項１２に記載の光検出素子。
　前記検出回路は、撮像前の所定数の前記ボトム電位を含めた平滑化演算を行う平滑化回路を有しており、
　前記第１モードの所定の撮像回数は、前記撮像前の所定数に応じている、請求項１３に記載の光検出素子。
　前記第１モードの所定の撮像回数は、起動時の１回である、請求項１４に記載の光検出素子。
　前記抵抗および前記フォトダイオードを有する複数の画素回路が２次元の行列状に配置される画素アレイ部を備え、
　少なくとも２つの前記温度検出回路が、前記画素アレイ部が構成される素子の異なる位置にそれぞれ構成され、
　前記制御回路は、複数の画素回路内におけるそれぞれのフォトダイオードの一端の電位を、前記温度検出回路それぞれが検出する温度それぞれに基づき、変更させる制御を行う、請求項１５に記載の光検出素子。
　前記抵抗および前記フォトダイオードを有する複数の画素回路が２次元の行列状に配置される画素アレイ部を備え、
　前記複数の画素回路のなかの少なくとも２つの画素回路それぞれが、前記検出回路を有しており、
　前記制御回路は、複数の画素回路内におけるそれぞれのフォトダイオードの一端の電位を、前記検出回路が検出する電位それぞれに基づき、変更させる制御を行う、請求項１６に記載の光検出素子。
　前記演算回路と前記制御回路とは、同じ素子内に一体的に構成される、請求項１７に記載の光検出素子。
　前記複数の画素回路のそれぞれの前記アノードの電位を供給する電源回路を更に備え、
　前記制御回路は、前記電源回路を制御する、請求項１８に記載の光検出素子。
　請求項１に記載の光検出素子と、
　前記電位を変更するタイミングと同期可能な測定光を照射する発光部と、
　を備える、電子機器。