JP6554310B2 - 距離測定装置 - Google Patents
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Description
<式(1)>
Q1est=Q1corr+Q1(0)−D1(n)
<式(2)>
Q2est=Q2corr+Q2(0)−D2(n)
<式(3)>
L=(1/2)×c×T0×{Q2est×α/(Q1est+Q2est×α)}
cは光速であり、αは同量の入射光が第1の転送期間T1及び第2の転送期間T2に光感応領域に入射したときの第1の読出し値と第2の読出し値の比である。このように、信号処理部16aは、第1の蓄積領域fd1の蓄積電荷量に基づく第1の推定値Q1estと第2の蓄積領域fd2の蓄積電荷量に基づく第2の推定値Q2estの比により、対象物に対する距離を高精度に算出することができる。本実施形態においては、信号処理部16aは、各画素について算出した距離に応じた濃淡値を有する1行の距離画像を出力する。本実施形態においては、信号処理部16aはフレーム期間Tfごとに距離画像を更新するよう、図7〜図9を用いて説明した制御及び演算を繰り返してもよい。
Claims (8)
- 飛行時間法により対象物に対する距離を求める距離測定装置であって、
変調光を放出する光源部と、
入射光に応じて電荷を発生する光感応領域、前記光感応領域で発生した電荷を蓄積する蓄積領域、前記光感応領域と前記蓄積領域との間に設けられた転送電極、及び、前記蓄積領域とリセット電位との間に設けられたリセットスイッチを有するセンサ部と、
前記変調光の放出タイミング及び前記センサ部を制御して、距離を算出する処理部と、
を備え、
前記処理部は、
前記リセットスイッチを制御して前記蓄積領域を前記リセット電位に接続してから該蓄積領域を次に前記リセット電位に接続するまでのフレーム期間内の複数の電荷転送サイクルにおいて、一以上の放出期間に前記光源部に前記変調光を放出させ、かつ、前記電荷転送サイクル一回あたりの前記放出期間の数を一つの前記フレーム期間内で増加させ、
前記一以上の放出期間に同期した一以上の転送期間に前記転送電極に与える電圧を制御して前記光感応領域で発生した電荷を前記蓄積領域に蓄積させ、
前記複数の電荷転送サイクルのそれぞれに対応する複数の読出しサイクルにおいて、前記複数の電荷転送サイクルと交互の時点に前記蓄積領域に蓄積されている電荷量に応じた複数の読出し値を前記センサ部から取得し、
前記複数の読出し値に基づいて、距離を算出する、距離測定装置。 - 前記処理部は、放出期間の周期を短くすることにより、前記電荷転送サイクル一回あたりの前記放出期間の数を増加させる、請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記処理部は、電荷転送サイクルの期間を長くすることにより、前記電荷転送サイクル一回あたりの前記放出期間の数を増加させる、請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記処理部は、前記電荷転送サイクル一回あたりの前記放出期間の数を段階的に増加させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の距離測定装置。
- 前記処理部は、前記電荷転送サイクル一回あたりの前記放出期間の数を徐々に増加させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の距離測定装置。
- 前記センサ部は、
前記蓄積領域として、第1の蓄積領域及び第2の蓄積領域を含み、
前記転送電極として、前記光感応領域と前記第1の蓄積領域との間に設けられた第1の転送電極、及び、前記光感応領域と前記第2の蓄積領域との間に設けられた第2の転送電極を含み、
前記リセットスイッチとして、前記第1の蓄積領域とリセット電位との間に設けられた第1のリセットスイッチ、及び、前記第2の蓄積領域とリセット電位との間に設けられた第2のリセットスイッチを含み、
前記処理部は、
前記第1のリセットスイッチ及び前記第2のリセットスイッチを制御して前記第1の蓄積領域及び前記第2の蓄積領域を前記リセット電位に接続してから該第1の蓄積領域及び該第2の蓄積領域を次に前記リセット電位に接続するまでのフレーム期間内の複数の電荷転送サイクルにおいて、前記一以上の放出期間に同期した一以上の第1の転送期間に前記第1の転送電極に与える電圧を制御して前記光感応領域で発生した電荷を前記第1の蓄積領域に蓄積させ、前記一以上の第1の転送期間と位相反転した一以上の第2の転送期間に前記第2の転送電極に与える電圧を制御して前記光感応領域で発生した電荷を前記第2の蓄積領域に蓄積させ、
前記複数の電荷転送サイクルのそれぞれに対応する複数の読出しサイクルにおいて、前記複数の電荷転送サイクルと交互の時点に前記第1の蓄積領域に蓄積されている電荷量に応じた複数の第1の読出し値及び該時点に前記第2の蓄積領域に蓄積されている電荷量に応じた複数の第2の読出し値を、前記センサ部から取得し、
前記複数の第1の読出し値及び前記複数の第2の読出し値に基づいて、距離を算出する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の距離測定装置。 - 前記処理部は、n回目の前記読出しサイクルの前記第1の読出し値と、n回目の前記読出しサイクルの前記第1の読出し値とn−1回目の前記読出しサイクルの前記第1の読出し値との間の差分値との和、又は、n回目の前記読出しサイクルの前記第2の読出し値と、n回目の前記読出しサイクルの前記第2の読出し値とn−1回目の前記読出しサイクルの前記第2の読出し値との間の差分値との和が、所定の閾値を超える場合に、n+1回目以降の前記読出しサイクルを停止し、ここでnは前記複数の読出しサイクルの順番を示す、請求項6に記載の距離測定装置。
- 前記処理部は、
前記複数の第1の読出し値に基づく近似式を用いて第1の推定値を算出し、前記複数の第2の読出し値に基づく近似式を用いて第2の推定値を算出し、
前記第1の推定値及び前記第2の推定値に基づいて、距離を算出する、請求項6又は7に記載の距離測定装置。
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