JP2020153701A - 測距装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】計測精度を高めることができる測距装置を得る。【解決手段】本開示の測距装置は、光を検出可能な第１の受光画素および第２の受光画素と、遮光された遮光画素とを有し、第１の方向において、第１の受光画素、遮光画素、および第２の受光画素がこの順で配置された受光部と、第１の受光画素における検出結果第２の受光画素における検出結果に基づいて、計測対象物までの距離を計測可能な処理部とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は、計測対象物までの距離を計測する測距装置に関する。
計測対象物までの距離を計測する際、しばしば、ＴＯＦ（Time Of Flight）法が用いられる。このＴＯＦ法では、光を射出するとともに、計測対象物により反射された反射光を検出する。そして、ＴＯＦ法では、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測することにより、計測対象物までの距離を計測する。例えば、特許文献１，２は、計測対象物により反射された反射光を検出する受光素子とは別に、モジュールの内部で反射された反射光を検出する受光素子を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１，２）。
国際公開第２０１５／１３６０９９号 国際公開第２０１５／１３６１００号
測距装置では、計測された距離の精度が高いことが望まれており、さらなる計測精度の向上が期待されている。
測距における計測精度を高めることができる測距装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態における測距装置は、受光部と、処理部とを備えている。受光部は、光を検出可能な第１の受光画素および第２の受光画素と、遮光された遮光画素とを有し、第１の方向において、第１の受光画素、遮光画素、および第２の受光画素がこの順で配置されたものである。処理部は、第１の受光画素における検出結果、および第２の受光画素における検出結果に基づいて、計測対象物までの距離を計測可能なものである。
本開示の一実施の形態における測距装置では、第１の方向において、第１の受光画素、遮光画素、および第２の受光画素がこの順で配置される。そして、第１の受光画素における検出結果、および第２の受光画素における検出結果に基づいて、計測対象物までの距離が計測される。
本開示の一実施の形態に係る測距装置の一構成例を表すブロック図である。 図１に示した発光部および受光部の一構成例を表す説明図である。 図２に示した受光部の一構成例を表す断面図である。 図１に示した測距装置の一動作例を表すタイミング波形図である。 図３に示した受光部の一動作例を表す説明図である。 変形例に係る測距装置の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る受光部の一構成例を表す説明図である。 他の変形例に係る測距装置の一構成例を表すブロック図である。 図８に示した発光部および受光部の一構成例を表す説明図である。 他の変形例に係る受光部の一構成例を表す断面図である。 他の変形例に係る受光部の一構成例を表す断面図である。 他の変形例に係る受光部の一構成例を表す断面図である。 図１２に示した受光部の一動作例を表す説明図である。 他の変形例に係る測距装置の一動作例を表すタイミング波形図である。 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、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．移動体への応用例
＜１．実施の形態＞
［構成例］
図１は、一実施の形態に係る測距装置（測距装置１）の一構成例を表すものである。測距装置１は、計測対象物１００に向かって光Ｌ１を射出するとともに、計測対象物１００により反射された光Ｌ２を検出し、その検出結果に基づいて、光の飛行時間を計測することにより、計測対象物１００までの距離を計測するように構成される。測距装置１は、ダイレクト方式により計測対象物１００までの距離を計測するように構成される。測距装置１は、発光部１１と、反射体１２と、受光部１３と、処理部１５とを備えている。
発光部１１は、処理部１５からの指示に基づいて、発光面Ｓ０からパルス光である光Ｌ０を射出するように構成される。発光部１１は、例えば赤外光を射出する光源を有する。この光源は、レーザ光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用いて構成される。
反射体１２は、発光部１１から射出された光Ｌ０の一部を透過するとともに、光Ｌ０の一部を反射するように構成される。反射体１２は、例えば、ハーフミラーを用いて構成される。反射体１２を透過した光（光Ｌ１）は、計測対象物１００に向かって進行し、計測対象物１００により反射される。また、反射体１２により反射された光（光Ｌ１Ｒ）は、受光部１３に向かって進行するようになっている。
受光部１３は、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒ、および計測対象物１００により反射された光Ｌ２を検出するように構成される。
図２は、発光部１１および受光部１３の一構成例を表すものである。この例では、発光部１１および受光部１３は、ＸＹ面に配置され、Ｘ方向に並設される。発光部１１の発光面Ｓ０および受光部１３の受光面Ｓ２は、Ｚ方向を向くように配置される。
受光部１３は、画素アレイＡを有している。画素アレイＡは、マトリクス状に配置された複数の画素Ｐを有している。複数の画素Ｐのそれぞれは、受光素子ＰＤを含んで構成される。受光素子ＰＤは、例えばアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ；Avalanche Photodiode）や、シングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ；Single Photon Avalanche Diode）などのフォトダイオードを用いることができる。
画素アレイＡは、複数の領域Ａ１，Ａ２（Ａ２１，Ａ２２），Ａ３に区分される。複数の領域Ａ１，Ａ２１，Ａ３，Ａ２２は、Ｘ方向においてこの順に配置される。
領域Ａ１には、光を検出可能な画素Ｐ（受光画素Ｐ１）が配置される。受光画素Ｐ１は、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒを検出するようになっている。この例では、領域Ａ１に、Ｙ方向に並設された１列分の受光画素Ｐ１を配置している。なお、これに限定されるものではなく、複数列分の受光画素Ｐ１を配置してもよい。
領域Ａ２（Ａ２１，Ａ２２）には、光が入射しないように遮光された画素Ｐ（遮光画素Ｐ２）が配置される。このような遮光画素Ｐ２を設けることにより、測距装置１では、例えば受光素子ＰＤに流れるいわゆる暗電流を測定することができるようになっている。この例では、領域Ａ２１，Ａ２２のそれぞれに、３列分の遮光画素Ｐ２を配置している。なお、これに限定されるものではなく、２列分以下の遮光画素Ｐ２を配置してもよいし、４列分以上の遮光画素Ｐ２を配置してもよい。
領域Ａ３には、光を検出可能な画素Ｐ（受光画素Ｐ３）が配置される。受光画素Ｐ３は、計測対象物１００により反射された光Ｌ２を検出するようになっている。
図３は、図２に示した受光部１３のIII−III矢視方向の概略断面構造を表すものである。受光部１３は、半導体基板２１と、多層配線層２２と、絶縁膜２３と、遮光膜２４と、絶縁膜２５と、レンズ２６とを有している。
半導体基板２１は、受光部１３における素子や回路が形成される基板であり、この例では、Ｐ型の半導体基板である。この半導体基板２１には、複数のＮ型半導体領域２１Ｎが設けられている。Ｎ型半導体領域２１Ｎは、半導体基板２１において、Ｚ方向に広く形成されている。このＮ型半導体領域２１Ｎと、このＮ型半導体領域２１Ｎからみて受光面Ｓ２側の半導体基板２１の一部が受光素子ＰＤを構成する。また、半導体基板２１における、受光面Ｓ２とは反対側の面には、複数のＭＯＳトランジスタＴＲが設けられている。
多層配線層２２は、半導体基板２１の受光面Ｓ２とは反対側の面に設けられている。この多層配線層２２は、複数の配線２２Ａと、これらの複数の配線２２Ａを絶縁する層間絶縁膜とを有している。
絶縁膜２３は、反射防止膜として機能する膜であり、半導体基板２１の受光面Ｓ２側に設けられている。絶縁膜２３は、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プロメチウム（Ｐｍ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、酸化ユウロプウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、酸化テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ツリウム（Ｔｍ２Ｏ３）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ-３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などの材料を用いて構成することができる。また、これらの材料を用いた層を２層以上積層することにより絶縁膜２３を構成してもよい。
遮光膜２４は、半導体基板２１に光が入射しないように遮光する膜であり、絶縁膜２３の上に設けられている。具体的には、遮光膜２４は、領域Ａ２（Ａ２１，Ａ２２）や、領域Ａ１における複数の画素Ｐ（受光画素Ｐ１）の間、および領域Ａ３における複数の画素Ｐ（受光画素Ｐ３）の間に設けられている。遮光膜２４は、遮光可能な様々な材料を用いて構成することができる。具体的には、遮光膜２４は、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（ｃｕ）などの金属や、黒色カラーフィルタに用いられる顔料や染料などの色素を含んだ樹脂などの材料を用いて構成することができる。
絶縁膜２５は、平坦化膜として機能する膜であり、遮光膜２４および絶縁膜２３の上に設けられている。
レンズ２６は、絶縁膜２５の上に設けられる。レンズ２６は、例えば樹脂などの有機材料を用いて形成される。
画素Ｐ（受光画素Ｐ１，Ｐ３および遮光画素Ｐ２）のそれぞれは、受光素子ＰＤと、ＭＯＳトランジスタＴＲと、レンズ２６とを有している。この例では、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤ、遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤ、および受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤは、互いに同様の構成を有している。この図では、画素Ｐが１つのＭＯＳトランジスタＴＲを有するように描いたが、これに限定されるものではなく、画素Ｐが複数のＭＯＳトランジスタＴＲを有していてもよい。また、上述したように、領域Ａ２１には、遮光膜２４が設けられている。これにより、遮光画素Ｐ２には、光が入射しないようになっている。
半導体基板２１において、領域Ａ３における隣り合う受光画素Ｐ３の間に、トレンチを設けてもよい。これにより、混色を抑制することができる。同様に、半導体基板２１において、領域Ａ２における隣り合う遮光画素Ｐ２の間に、トレンチを設けてもよい。これにより、黒レベルの基準をより精度よく定めることができる。これらのトレンチの内部には、絶縁膜２３が設けられていてもよい。
半導体基板２１において、領域Ａ１および領域Ａ２１の間には、遮光壁２７が設けられている。遮光壁２７は、Ｚ方向に立設するように構成される。遮光壁２７は、光を反射するように構成してもよいし、光を吸収するように構成してもよい。遮光壁２７は、この例では、半導体基板２１の両面を貫くように形成されている。隣り合う受光画素Ｐ３の間や、隣り合う遮光画素Ｐ２の間にトレンチを設ける場合には、遮光壁２７の深さを、このトレンチの深さと同等またはそれ以上にすることが望ましい。これにより、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒが領域Ａ２１に入射するおそれを低減することができ、遮光画素Ｐ２を用いて黒レベルを取得しやすくすることができる。その結果、遮光画素Ｐ２の画素数を少なくすることができるので、受光部１３のサイズを小さくすることができる。遮光壁２７は、この例では、図２において、領域Ａ１および領域Ａ２の境界に沿って、Ｙ方向に並設された複数の画素Ｐにわたって形成される。光を反射するように構成する場合には、遮光壁２７は、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（ｃｕ）などの金属を用いて構成することができる。遮光壁２７は、例えば、半導体基板２１にトレンチを形成し、その後に金属を蒸着することにより形成することができる。なお、これに限定されるものではなく、例えば、半導体基板２１とトレンチとの界面において光が全反射できる様々な構成を用いることができる。例えば、金属がなくても界面の両側における屈折率が全反射条件を満たす場合には、金属を蒸着しなくてもよい。また、光を吸収するように構成する場合には、遮光壁２７は、例えば、黒色カラーフィルタに用いられる顔料や染料などの色素を含んだ樹脂を塗布することにより形成することができる。
処理部１５（図１）は、発光部１１が光Ｌ０を射出するように制御するとともに、受光部１３における領域Ａ１の受光画素Ｐ１および領域Ａ３の受光画素Ｐ３での検出結果に基づいて、光の飛行時間を計測することにより、受光画素Ｐ３単位で計測対象物１００までの距離を計測するように構成される。具体的には、処理部１５は、例えば、受光画素Ｐ１が光Ｌ１Ｒを受光したタイミングから、受光画素Ｐ３が光Ｌ２を受光したタイミングまでの時間を計測することにより、受光画素Ｐ３単位で計測対象物１００までの距離を計測するようになっている。
なお、これに限定されるものではなく、受光画素Ｐ１での検出結果および受光画素Ｐ３での検出結果に基づく様々な方法を用いることができる。具体的には、例えば、処理部１５は、発光部１１に対して光Ｌ０を射出する指示を行った指示タイミングから受光画素Ｐ１が光Ｌ１Ｒを受光したタイミングまでの時間を計測するとともに、この指示タイミングから受光画素Ｐ３が光Ｌ２を受光したタイミングまでの時間を計測し、これらの時間の差分に基づいて、受光画素Ｐ３単位で計測対象物１００までの距離を計測してもよい。
測距装置１において、発光部１１から射出した光が計測対象物１００により反射され、反射された光が受光部１３により検出されるまでの光学経路上には、光拡散部材、バンドパスフィルタなどの光学フィルタ、レンズ、あるいはその他の光学部材を必要に応じて適宜設けてもよい。同様に、発光部１１から射出した光が反射体１２により反射され、反射された光が受光部１３により検出されるまでの光学経路上には、光拡散部材、バンドパスフィルタなどの光学フィルタ、レンズ、あるいはその他の光学部材を必要に応じて適宜設けてもよい。
ここで、受光画素Ｐ１は、本開示における「第１の受光画素」の一具体例に対応する。受光画素Ｐ３は、本開示における「第２の受光画素」の一具体例に対応する。遮光画素Ｐ２は、本開示における「遮光画素」の一具体例に対応する。遮光壁２７は、本開示における「遮光壁」の一具体例に対応する。遮光膜２４は、本開示における「遮光膜」および「画素間遮光膜」の一具体例に対応する。反射体１２は、本開示における「導光部材」の一具体例に対応する。
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の測距装置１の動作および作用について説明する。
（全体動作概要）
まず、図１を参照して、測距装置１の全体動作概要を説明する。発光部１１は、処理部１５からの指示に基づいて光Ｌ０を射出する。反射体１２は、発光部１１から射出された光Ｌ０の一部を透過するとともに、一部を反射する。反射体１２を透過した光Ｌ１は、計測対象物１００に向かって進行し、計測対象物１００により反射される。また、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒは、受光部１３の領域Ａ１における各受光画素Ｐ１に向かって進行する。計測対象物１００により反射された光Ｌ２は、受光部１３の領域Ａ３における各受光画素Ｐ３に向かって進行する。受光部１３の領域Ａ１における各受光画素Ｐ１は光Ｌ１Ｒを検出し、受光部１３の領域Ａ３における各受光画素Ｐ３は光Ｌ２を検出する。処理部１５は、受光部１３の受光画素Ｐ１および受光画素Ｐ３での検出結果に基づいて、光の飛行時間を計測することにより、受光画素Ｐ３単位で計測対象物１００までの距離を計測する。
（詳細動作）
図４は、測距装置１における測距動作の一例を表すものである。測距装置１は、いわゆるダイレクト方式により、計測対象物１００までの距離を計測する。図４において、（Ａ）は、発光部１１から射出された光Ｌ０の波形を示し、（Ｂ）は、受光部１３が検出する光Ｌ２の波形を示す。
発光部１１は、処理部１５からの指示に基づいてパルス波形を有する光Ｌ０を射出する（図４（Ａ））。この光Ｌ０は反射体１２に入射し、この反射体１２を透過した光Ｌ１が、計測対象物１００に向かって進行する。そして、この光Ｌ１が計測対象物１００により反射され、反射された光Ｌ２は、受光部１３に向かって進行する。そして、この受光部１３の領域Ａ３における受光画素Ｐ３が、この光Ｌ２を検出する（図４（Ｂ））。受光画素Ｐ３により検出された光Ｌ２は、図４（Ａ）に示した光Ｌ０の波形を、遅延時間ＤＬだけ遅延した波形を有する。この遅延時間ＤＬは、光が、発光部１１、反射体１２、計測対象物１００、受光部１３の順に進行する時間であり、光の飛行時間に対応する。この光の飛行時間は、測距装置１と計測対象物１００との間の距離に対応している。
一方、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒは、受光部１３に向かって進行する。受光部１３の領域Ａ１における受光画素Ｐ１は、この光Ｌ１Ｒを検出する（図４（Ｂ））。受光画素Ｐ１により検出された光Ｌ１Ｒの波形は、例えば、図４（Ａ）に示した光Ｌ０の波形とほぼ同様である。処理部１５は、受光画素Ｐ１が光Ｌ１Ｒを受光したタイミングから受光画素Ｐ３が光Ｌ２を受光したタイミングまでの時間を計測する。これにより、測距装置１では、発光部１１、受光部１３、および処理部１５における回路遅延の影響を取り除くことができ、光の飛行時間をより正確に計測することができる。これにより、測距装置１は、計測対象物１００までの距離を計測することができる。
図５は、受光部１３における光の検出動作の一例を表すものである。なお、図５では、説明の便宜上、受光部１３を簡易的に描いている。この例では、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒ、および計測対象物１００により反射された光Ｌ２が、受光部１３に入射している。なお、図５では、光Ｌ１Ｒおよび光Ｌ２を図示しているが、通常は、光Ｌ１Ｒおよび光Ｌ２は、互いに異なるタイミングで、受光部１３に入射する。
反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒは、受光部１３に入射する。受光部１３の領域Ａ１における受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤは、この光Ｌ１Ｒを検出する。この光Ｌ１Ｒのうち、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤに入射した光は、遮光壁２７により反射されもしくは吸収されるので、光Ｌ１Ｒが受光画素Ｐ１から漏れにくくなるため、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤは、この光Ｌ１Ｒを効果的に検出することができる。特に、遮光壁２７を、光を反射するように構成した場合には、光路長を稼ぐことができるので、光Ｌ１Ｒをより効果的に検出することができる。また、領域Ａ２１における遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤは、遮光壁２７および遮光膜２４により遮光されるので、光Ｌ１Ｒは遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤに入射しない。また、光Ｌ１Ｒを検出する受光画素Ｐ１、および光Ｌ２を検出する受光画素Ｐ３が互いに離れているので、光Ｌ１Ｒが受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤに入射するおそれを低減することができる。これにより、測距装置１では、領域Ａ３の受光画素Ｐ３がこの光Ｌ１Ｒを検出するおそれを低減することができるので、計測精度を高めることができる。
一方、計測対象物１００により反射された光Ｌ２は、受光部１３に入射する。受光部１３の領域Ａ３における受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤは、この光Ｌ２を検出する。領域Ａ２１における遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤは、遮光膜２４により遮光されるので、光Ｌ２が遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤに入射するおそれを低減することができる。また、光Ｌ１Ｒを検出する受光画素Ｐ１、および光Ｌ２を検出する受光画素Ｐ３が互いに離れているので、光Ｌ２が受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤに入射するおそれを低減することができる。これにより、測距装置１では、領域Ａ１の受光画素Ｐ１がこの光Ｌ２を検出するおそれを低減することができるので、計測精度を高めることができる。
このように、測距装置１では、光Ｌ１Ｒを検出する受光画素Ｐ１、および光Ｌ２を検出する受光画素Ｐ３の間に遮光画素Ｐ２を設けることにより、領域Ａ１における受光画素Ｐ１の位置、および領域Ａ３における受光画素Ｐ３の位置を、互いに離すようにした。これにより、測距装置１では、領域Ａ３の受光画素Ｐ３が光Ｌ１Ｒを検出するおそれを低減することができるとともに、領域Ａ１の受光画素Ｐ１が光Ｌ２を検出するおそれを低減することができる。その結果、測距装置１では、受光画素Ｐ１が光Ｌ１Ｒを受光するタイミング、および受光画素Ｐ３が光Ｌ２を受光するタイミングをより正確に検出することができるので、計測精度を高めることができる。
また、測距装置１では、光Ｌ１Ｒを検出する受光画素Ｐ１、および光Ｌ２を検出する受光画素Ｐ３の間に遮光画素Ｐ２を設けるようにしたので、限られた面積を有効に利用しつつ、遮光画素Ｐ２を設けることができる。これにより、測距装置１では、例えば、この遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤに流れるいわゆる暗電流を測定することができ、この測定結果に基づいて計測対象物１００までの距離を計測することができるので、計測精度を高めることができる。
また、測距装置１では、領域Ａ１における受光画素Ｐ１および領域Ａ２１における遮光画素Ｐ２の間に遮光壁２７を設けるようにした。これにより、光Ｌ１Ｒのうち、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤに入射した光は、遮光壁２７により反射されるので、光Ｌ１Ｒが受光画素Ｐ１から漏れにくくなるため、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤは、この光Ｌ１Ｒを効果的に検出することができる。これにより、測距装置１では、受光画素Ｐ１が光Ｌ１Ｒを受光するタイミングをより精度良く検出することができるので、計測精度を高めることができる。
［効果］
以上のように本実施の形態では、光Ｌ１Ｒを検出する受光画素Ｐ１、および光Ｌ２を検出する受光画素Ｐ３の間に遮光画素Ｐ２を設けるようにしたので、計測精度を高めることができる。
本実施の形態では、領域Ａ１における受光画素Ｐ１および領域Ａ２１における遮光画素Ｐ２の間に遮光壁２７を設けるようにしたので、計測精度を高めることができる。
［変形例１］
上記実施の形態では、図１に示したように、ハーフミラーを用いて反射体１２Ａを構成したが、これに限定されるものではなく、ミラー、光ファイバ、レンズなどを用いてもよい。あるいは、発光部および受光部を備えた光モジュールにおいて、発光部および受光部の間に設けられたガラスやプラスチックなどを用いて反射体を構成してもよい。図７は、ミラーを用いて反射体を構成した場合の測距装置１Ａの一構成例を表すものである。この測距装置１Ａは、発光部１１Ａと、反射体１２Ａとを備えている。発光部１１Ａは、処理部１５からの指示に基づいて、発光面Ｓ０からパルス光である光Ｌ０を射出するように構成される。発光部１１Ａは、例えば複数の光源を有する。反射体１２Ａは、発光部１１Ａの複数の光源のうちの一部の光源が射出した光Ｌ０を反射するように構成される。反射体１２Ａは、例えばリフレクタを用いて構成される。ここで、反射体１２Ａは、本開示における「導光部材」の一具体例に対応する。反射体１２Ａにより反射された光Ｌ１Ｒは、受光部１３に向かって進行する。発光部１１Ａから射出した光Ｌ０のうち、反射体１２Ａに入射しない光は、光Ｌ１として、計測対象物１００に向かって進行する。
［変形例２］
上記実施の形態では、図２に示したように、領域Ａ１に１列分の画素Ｐ（受光画素Ｐ１）を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、領域Ａ１に、複数列分の画素Ｐを設けてもよい。また、例えば、図７に示す受光部３３のように、領域Ａ１に１列分の画素Ｐよりも少ない画素Ｐを設けてもよい。この例では、領域Ａ１に、４つの受光画素Ｐ１を設けている。なお、この例では、４つの受光画素Ｐ１を、Ｙ方向とは反対方向の端部付近（図７における下側）にまとめて配置したが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｙ方向における中央付近に配置してもよいし、Ｙ方向の端部付近（図７における上側）にまとめて配置してもよい。
［変形例３］
上記実施の形態では、１つの発光部１１を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、複数の発光部１１を設けてもよい。以下に、２つの発光部を設けた例について詳細に説明する。
図８は、本変形例に係る測距装置１Ｃの一構成例を表すものである。測距装置１Ｃは、発光部４１Ａ，４１Ｂと、反射体４２Ａ，４２Ｂと、受光部４３と、処理部４５とを備えている。
発光部４１Ａは、処理部４５からの指示に基づいて、発光面Ｓ０Ａからパルス光である光Ｌ０Ａを射出するように構成される。同様に、発光部４１Ｂは、処理部４５からの指示に基づいて、発光面Ｓ０Ｂからパルス光である光Ｌ０Ｂを射出するように構成される。
反射体４２Ａは、発光部４１から射出された光Ｌ０Ａの一部を透過するとともに、光Ｌ０Ａの一部を反射するように構成される。反射体４２Ａを透過した光（光Ｌ１Ａ）は、計測対象物１００に向かって進行し、計測対象物１００により反射される。また、反射体４２Ａにより反射された光（光Ｌ１ＲＡ）は、受光部４３に向かって進行する。同様に、反射体４２Ｂは、発光部４１から射出された光Ｌ０Ｂの一部を透過するとともに、光Ｌ０Ｂの一部を反射するように構成される。反射体４２Ｂを透過した光（光Ｌ１Ｂ）は、計測対象物１００に向かって進行し、計測対象物１００により反射される。また、反射体４２Ｂにより反射された光（光Ｌ１ＲＢ）は、受光部４３に向かって進行するようになっている。
受光部４３は、反射体４２Ａにより反射された光Ｌ１ＲＡ、反射体４２Ｂにより反射された光Ｌ１ＲＢ、および計測対象物１００により反射された光Ｌ２を検出するように構成される。
図９は、発光部４１Ａ，４１Ｂおよび受光部４３の一構成例を表すものである。この例では、発光部４１Ａ、受光部４３、発光部４１Ｂは、ＸＹ面に配置され、Ｘ方向においてこの順に並設される。発光部４１Ａの発光面Ｓ０Ａ、発光部４１Ｂの発光面Ｓ０Ｂ、および受光部４３の受光面Ｓ２は、Ｚ方向を向くように配置される。画素アレイＡは、複数の領域Ａ１（Ａ１１，Ａ１２），Ａ２（Ａ２１，Ａ２２），Ａ３に区分される。複数の領域Ａ１１，Ａ２１，Ａ３，Ａ２２，Ａ１２は、Ｘ方向においてこの順に配置される。領域Ａ１（Ａ１１，Ａ１２）には、受光画素Ｐ１が配置される。領域Ａ１１に配置された受光画素Ｐ１は、反射体４２Ａにより反射された光Ｌ１ＲＡを検出し、領域Ａ１２に配置された受光画素Ｐ１は、反射体４２Ｂにより反射された光Ｌ１ＲＢを検出するようになっている。
この例では、領域Ａ１１，Ａ１２のそれぞれに１列分の画素Ｐ（受光画素Ｐ１）を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、変形例２のように、領域Ａ１１に、例えば１列分の画素Ｐよりも少ない画素Ｐを設けてもよい。また、領域Ａ１２に、例えば１列分の画素Ｐよりも少ない画素Ｐを設けてもよい。また、領域Ａ１１，Ａ１２のそれぞれに、例えば１列分の画素Ｐよりも少ない画素Ｐを設けてもよい。
処理部４５（図１）は、発光部４１Ａが光Ｌ０Ａを射出するように制御するとともに、発光部４１Ｂが光Ｌ０Ｂを射出するように制御する。また、処理部４５は、受光部４３の受光画素Ｐ３での検出結果に基づいて、光の飛行時間を計測することにより、受光画素Ｐ３単位で計測対象物１００までの距離を計測するように構成される。
［変形例４］
上記実施の形態では、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤは、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤおよび遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤと同様の構成を有するようにしたが、これに限定されるものではない。以下に、いくつか例を挙げて、本変形例について説明する。
例えば、図１０に示す受光部１３Ｄのように、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤのＸ方向における幅が、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤのＸ方向における幅および遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤのＸ方向における幅と異なるようにしてもよい。この例では、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤのＸ方向における幅を、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤのＸ方向における幅および遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤのＸ方向における幅よりも狭くしたが、これに限定されるものではなく、例えば、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤのＸ方向における幅および遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤのＸ方向における幅よりも広くしてもよい。
また、例えば、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤにおける不純物（ドーパント）の濃度分布が、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤにおける不純物の濃度分布および遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤにおける不純物の濃度分布と異なるようにしてもよい。受光素子ＰＤでは、例えば、Ｎ型半導体領域２１Ｎにおいて、受光面Ｓ２に近いほどＮ型の不純物濃度を低くし、受光面Ｓ２から離れるほどＮ型の不純物濃度を高くするように、不純物の濃度勾配が設定される。例えば、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤにおける不純物の濃度勾配を、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤにおける不純物の濃度勾配および遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤにおける不純物の濃度勾配よりも大きくしてもよい。より具体的には、深さ方向（方向Ｚ）において、受光面Ｓ２から離れるほど、領域Ａ１のＮ型半導体領域２１Ｎにおける不純物濃度が、領域Ａ２，Ａ３のＮ型半導体領域２１Ｎにおける不純物濃度よりも高くなるようにしてもよい。
また、例えば、図１１に示す受光部１３Ｅのように、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤのＺ方向における厚さが、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤおよび遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤのＺ方向における厚さと異なるようにしてもよい。この例では、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤのＺ方向における厚さを、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤのＺ方向における厚さおよび遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤのＺ方向における厚さよりも薄くしている。さらに、この例では、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤのＸ方向における幅を、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤのＸ方向における幅および遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤのＸ方向における幅よりも広くしている。すなわち、光Ｌ１Ｒは赤外光であり、受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤのＺ方向における厚さを薄くすると、光路長が短くなるおそれがあるので、Ｘ方向における幅を広くすることにより光路長を確保している。このような受光画素Ｐ１は、例えば、領域Ａ１および領域Ａ２１の間に遮光壁２７を形成し、遮光膜２４を形成した後に、領域Ａ１における半導体基板２１の表面をエッチングすることにより形成することができる。
［変形例５］
上記実施の形態では、領域Ａ２１に設けられた遮光膜２４の厚さを、領域Ａ１における複数の画素Ｐ（受光画素Ｐ１）の間に設けられた遮光膜２４の厚さ、および領域Ａ３における複数の画素Ｐ（受光画素Ｐ３）の間に設けられた遮光膜２４の厚さと同じにしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る測距装置１Ｆについて詳細に説明する。
図１２は、測距装置１Ｆの受光部１３Ｆの一構成例を表すものである。この例では、領域Ａ２１に、Ｙ方向に並設された１列分の遮光画素Ｐ２を配置している。すなわち、上記実施の形態（図２，３）では、領域Ａ２１に３列分の遮光画素Ｐ２を配置したが、この例では、領域Ａ２１に１列分の遮光画素Ｐ２を配置している。受光部１３Ｆは、遮光膜２４Ｆと、遮光膜２４とを有している。遮光膜２４Ｆは、領域Ａ２（Ａ２１，Ａ２２）に設けられている。遮光膜２４は、領域Ａ１における複数の画素Ｐ（受光画素Ｐ１）の間、および領域Ａ３における複数の画素Ｐ（受光画素Ｐ３）の間に設けられている。遮光膜２４Ｆは、遮光膜２４よりも厚く形成される。
ここで、遮光膜２４Ｆは、本開示における「遮光膜」の一具体例に対応する。遮光膜２４は、本開示における「画素間遮光膜」の一具体例に対応する。
図１３は、受光部１３Ｆにおける光の検出動作の一例を表すものである。なお、図１３では、説明の便宜上、受光部１３Ｆを簡易的に描いている。
反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒは、受光部１３Ｆに入射する。この光Ｌ１Ｒのうち、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤに入射した光は、遮光壁２７により反射されるので、光Ｌ１Ｒが受光画素Ｐ１から漏れにくくなる。また、例えば、遮光膜２４Ｆを金属で構成した場合には、遮光膜２４Ｆが厚いので、この光Ｌ１Ｒのうちの一部の光が、この遮光膜２４Ｆの側面に反射して、領域Ａ１における受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤに入射する。これにより、受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤは、この光Ｌ１Ｒを効果的に検出することができる。また、領域Ａ２１における遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤは、遮光壁２７および遮光膜２４Ｆにより遮光されるので、光Ｌ１Ｒは遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤに入射しない。また、光Ｌ１Ｒを検出する受光画素Ｐ１、および光Ｌ２を検出する受光画素Ｐ３が互いに離れているので、光Ｌ１Ｒが受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤに入射するおそれを低減することができる。これにより、測距装置１Ｆでは、領域Ａ３の受光画素Ｐ３がこの光Ｌ１Ｒを検出するおそれを低減することができるので、計測精度を高めることができる。
一方、計測対象物１００により反射された光Ｌ２は、受光部１３Ｆに入射する。受光画素Ｐ３の受光素子ＰＤは、この光Ｌ２を検出する。領域Ａ２１における遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤは、遮光膜２４Ｆにより遮光されるので、光Ｌ２が遮光画素Ｐ２の受光素子ＰＤに入射するおそれを低減することができる。また、遮光膜２４Ｆが厚いので、光Ｌ２の一部は、この遮光膜２４Ｆの側面によりブロックされるので、光Ｌ２が受光画素Ｐ１の受光素子ＰＤに入射するおそれを低減することができる。これにより、測距装置１Ｆでは、領域Ａ１の受光画素Ｐ１がこの光Ｌ２を検出するおそれを低減することができるので、計測精度を高めることができる。
［変形例６］
上記実施の形態では、ダイレクト方式により計測対象物１００までの距離を計測するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、インダイレクト方式により計測対象物１００までの距離を計測してもよい。本変形例に係る測距装置１Ｈは、上記実施の形態に係る測距装置１（図１）と同様に、発光部１１と、反射体１２と、受光部１３Ｈと、処理部１５Ｈを有している。
図１４は、本変形例に係る測距装置１Ｈにおける測距動作の一例を表すものであり、（Ａ）は、発光部１１から射出される光Ｌ０の波形を示し、図１４（Ｂ）は、受光部１３Ｈが検出する光Ｌ２の波形を示す。
発光部１１は、処理部１５Ｈからの指示に基づいて、デューティ比が５０％であるパルス波形を有する光Ｌ０を射出する（図１４（Ａ））。この光Ｌ０は反射体１２に入射し、この反射体１２を透過した光Ｌ１が、計測対象物１００に向かって進行する。そして、この光Ｌ１が計測対象物１００により反射され、反射された光Ｌ２は、受光部１３Ｈに向かって進行する。そして、この受光部１３Ｈの領域Ａ３における受光画素Ｐ３が、この光Ｌ２を検出する（図１４（Ｂ））。受光画素Ｐ３により検出された光Ｌ２は、図１４（Ａ）に示した光Ｌ０の波形を遅延時間ＤＬだけ遅延した波形を有する。この遅延時間ＤＬは、光が、発光部１１、反射体１２、計測対象物１００、受光部１３Ｈの順に進行する時間であり、光の飛行時間に対応する。この光の飛行時間は、測距装置１Ｈと計測対象物１００との間の距離に対応している。
一方、反射体１２により反射された光Ｌ１Ｒは、受光部１３Ｈに向かって進行する。受光部１３の領域Ａ１における受光画素Ｐ１は、この光Ｌ１Ｒを検出する。受光画素Ｐ１により検出された光Ｌ１Ｒの波形は、例えば、図１４（Ａ）に示した光Ｌ０の波形とほぼ同様である。インダイレクト方式では、受光画素Ｐ３は、受光画素Ｐ１が光を検出する期間Ｔ１において、受光素子ＰＤの受光量に応じた信号電荷Ｑ１を蓄積するとともに、受光画素Ｐ１が光を検出しない期間Ｔ２において、受光素子ＰＤの受光量に応じた信号電荷Ｑ２を蓄積する。そして、処理部１５Ｈは、信号電荷Ｑ１と信号電荷Ｑ２との電荷比を求める。受光素子ＰＤは、期間ＴＡ，ＴＢにおいて光Ｌ２を受光しているので、信号電荷Ｑ１の電荷量は、期間ＴＡの長さに比例し、信号電荷Ｑ２の電荷量は、期間ＴＢの長さに比例する。遅延時間ＤＬが短い場合には、信号電荷Ｑ１が多くなるとともに信号電荷Ｑ２が少なくなり、遅延時間ＤＬが長い場合には、信号電荷Ｑ１が少なくなるとともに信号電荷Ｑ２が多くなる。このように、信号電荷Ｑ１と信号電荷Ｑ２の電荷比は、遅延時間ＤＬに応じて変化する。インダイレクト方式では、この電荷比を求めることにより、例えば高い精度で遅延時間ＤＬを求めることができ、その結果、高い精度で、計測対象物１００までの距離を計測することができる。
［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
＜２．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）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、ロボット等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１５は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１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１５に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０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１２０１０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。
ボディ系制御ユニット１２０２０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１２０２０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１２０２０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１２０２０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。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００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１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、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。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１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。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で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１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１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うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で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うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２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１５の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２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。
図１６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図１６では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００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等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１２１０１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１２１０５は、主として車両１２１００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１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００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１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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１６には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように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うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。これにより、車両制御システム１２０００では、測距における計測精度を高くすることができるので、車両の衝突回避あるいは衝突緩和機能、車間距離に基づく追従走行機能、車速維持走行機能、車両の衝突警告機能、車両のレーン逸脱警告機能等の精度を高めることができる。
以上、実施の形態および変形例、ならびにそれらの具体的な応用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記の各実施の形態では、本技術を、計測対象物１００までの距離を計測する測距装置に適用したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、本技術を、発光部が光Ｌ０を射出してから受光部が光Ｌ２を検出するまでの光の飛行時間を計測する時間計測装置に適用してもよい。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。以下の構成の本技術によれば、計測精度を高めることができる。
（１）光を検出可能な第１の受光画素および第２の受光画素と、遮光された遮光画素とを有し、第１の方向において、前記第１の受光画素、前記遮光画素、および前記第２の受光画素がこの順で配置された受光部と、
前記第１の受光画素における検出結果および前記第２の受光画素における検出結果に基づいて、計測対象物までの距離を計測可能な処理部と
を備えた測距装置。
（２）前記第１の受光画素、前記遮光画素、および前記第２の受光画素は、半導体基板に設けられた受光素子をそれぞれ有し、
前記受光部は、前記半導体基板において、前記第１の受光画素の前記受光素子および前記遮光画素の前記受光素子の間に設けられた遮光壁を有する
前記（１）に記載の測距装置。
（３）前記受光部の受光面は、前記第１の方向と交差する第２の方向に向いており、
前記遮光画素は、前記半導体基板よりも前記第２の方向に設けられた遮光膜を有する
前記（２）に記載の測距装置。
（４）前記受光部は、光を検出可能な第３の受光画素をさらに有し、
前記第１の受光画素、前記遮光画素、前記第２の受光画素、および前記第３の受光画素は、前記第１の方向においてこの順で配置され、
前記受光部は、前記第２の受光画素および前記第３の受光画素の間において、前記半導体基板よりも前記第２の方向に設けられた画素間遮光膜を有し、
前記遮光膜は、前記画素間遮光膜よりも厚い
前記（３）に記載の測距装置。
（５）前記受光部の受光面は、前記第１の方向と交差する第２の方向に向いており、
前記第２の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子の高さは、前記第２の受光画素の前記受光素子の高さよりも低い
前記（２）に記載の測距装置。
（６）前記第１の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子の幅は、前記第２の受光画素の前記受光素子の幅よりも広い
前記（５）に記載の測距装置。
（７）前記第１の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子の幅は、前記第２の受光画素の前記受光素子の幅と異なる
前記（２）から（４）のいずれかに記載の測距装置。
（８）前記受光部の受光面は、前記第１の方向と交差する第２の方向に向いており、
前記第２の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子における不純物の濃度勾配は、前記第２の受光画素の前記受光素子における不純物の濃度勾配と異なる
前記（２）から（４）のいずれかに記載の測距装置。
（９）光を射出可能であり、発光面が前記第１の方向と交差する第２の方向に向いている発光部と、
前記発光部から射出された光の一部を前記第１の受光画素に向かって導く導光部材と
をさらに備え、
前記第１の受光画素と前記発光部との間の距離は、前記第２の受光画素と前記発光部との間の距離よりも短く、
前記受光部の受光面は、前記第２の方向に向いている
前記（１）から（８）のいずれかに記載の測距装置。
１，１Ａ，１Ｃ…測距装置、１１，１１Ａ，４１Ａ，４１Ｂ…発光部、１２，１２Ａ，４２Ａ，４２Ｂ…反射体、１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，３３，４３…受光部、１５，４５…処理部、２１…半導体基板、２１Ｎ…Ｎ型半導体領域、２２…多層配線層、２２Ａ…配線、２３…絶縁膜、２４，２４Ｆ…遮光膜、２５…絶縁膜、２６…レンズ、２７…遮光壁、Ａ…画素アレイ、Ａ１，Ａ１１，Ａ１２，Ａ２，Ａ２１，Ａ２２，Ａ３…領域、ＤＬ…遅延時間、ＤＭ…計測距離、ＤＲ…実距離、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ１Ｒ，Ｌ２…光、Ｐ…画素、Ｐ１，Ｐ３…受光画素、Ｐ２…遮光画素、ＰＤ…受光素子、Ｓ０，Ｓ０Ａ，Ｓ０Ｂ…発光面、Ｓ２…受光面、ＴＲ…ＭＯＳトランジスタ。

Claims (9)

  1. 光を検出可能な第１の受光画素および第２の受光画素と、遮光された遮光画素とを有し、第１の方向において、前記第１の受光画素、前記遮光画素、および前記第２の受光画素がこの順で配置された受光部と、
    前記第１の受光画素における検出結果および前記第２の受光画素における検出結果に基づいて、計測対象物までの距離を計測可能な処理部と
    を備えた測距装置。
  2. 前記第１の受光画素、前記遮光画素、および前記第２の受光画素は、半導体基板に設けられた受光素子をそれぞれ有し、
    前記受光部は、前記半導体基板において、前記第１の受光画素の前記受光素子および前記遮光画素の前記受光素子の間に設けられた遮光壁を有する
    請求項１に記載の測距装置。
  3. 前記受光部の受光面は、前記第１の方向と交差する第２の方向に向いており、
    前記遮光画素は、前記半導体基板よりも前記第２の方向に設けられた遮光膜を有する
    請求項２に記載の測距装置。
  4. 前記受光部は、光を検出可能な第３の受光画素をさらに有し、
    前記第１の受光画素、前記遮光画素、前記第２の受光画素、および前記第３の受光画素は、前記第１の方向においてこの順で配置され、
    前記受光部は、前記第２の受光画素および前記第３の受光画素の間において、前記半導体基板よりも前記第２の方向に設けられた画素間遮光膜を有し、
    前記遮光膜は、前記画素間遮光膜よりも厚い
    請求項３に記載の測距装置。
  5. 前記受光部の受光面は、前記第１の方向と交差する第２の方向に向いており、
    前記第２の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子の高さは、前記第２の受光画素の前記受光素子の高さよりも低い
    請求項２に記載の測距装置。
  6. 前記第１の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子の幅は、前記第２の受光画素の前記受光素子の幅よりも広い
    請求項５に記載の測距装置。
  7. 前記第１の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子の幅は、前記第２の受光画素の前記受光素子の幅と異なる
    請求項２に記載の測距装置。
  8. 前記受光部の受光面は、前記第１の方向と交差する第２の方向に向いており、
    前記第２の方向において、前記第１の受光画素の前記受光素子における不純物の濃度勾配は、前記第２の受光画素の前記受光素子における不純物の濃度勾配と異なる
    請求項２に記載の測距装置。
  9. 光を射出可能であり、発光面が前記第１の方向と交差する第２の方向に向いている発光部と、
    前記発光部から射出された光の一部を前記第１の受光画素に向かって導く導光部材と
    をさらに備え、
    前記第１の受光画素と前記発光部との間の距離は、前記第２の受光画素と前記発光部との間の距離よりも短く、
    前記受光部の受光面は、前記第２の方向に向いている
    請求項１に記載の測距装置。

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