KR102481693B1 - 거리 측정 장치 - Google Patents

거리 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102481693B1
KR102481693B1 KR1020177033724A KR20177033724A KR102481693B1 KR 102481693 B1 KR102481693 B1 KR 102481693B1 KR 1020177033724 A KR1020177033724 A KR 1020177033724A KR 20177033724 A KR20177033724 A KR 20177033724A KR 102481693 B1 KR102481693 B1 KR 102481693B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
transfer
reading
charge
processing unit
Prior art date
Application number
KR1020177033724A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170140304A (ko
Inventor
미츠히토 마세
준 히라미츠
아키히로 시마다
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20170140304A publication Critical patent/KR20170140304A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102481693B1 publication Critical patent/KR102481693B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • 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
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

처리부는 리셋 스위치를 제어하여 축적 영역을 리셋 전위에 접속시키고 나서 당해 축적 영역을 다음에 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 Tf 내의 복수의 전하 전송 사이클 Cy에 있어서, 1 이상의 방출 기간에 광원부에 변조광을 방출시키고, 또한 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수를 하나의 프레임 기간 Tf 내에서 증가시킨다. 처리부는 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 전송 기간에 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 광 감응 영역에서 발생한 전하를 축적 영역에 축적시킨다. 처리부는 복수의 전하 전송 사이클 Cy의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 복수의 전하 전송 사이클 Cy와 교호의 시점에 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 판독치를 센서부로부터 취득한다. 처리부는 취득한 복수의 판독치에 기초하여, 거리를 산출한다.

Description

거리 측정 장치
본 발명은 거리 측정 장치에 관한 것이다.
광원으로부터 펄스광을 방출(放出)시키고, 대상물로부터의 반사광을 거리 센서로 수신함으로써, 대상물로부터 거리 센서까지의 거리를 측정하는 비행 시간(TOF) 법이 알려져 있다.
특허 문헌 1에는 TOF법에 기초하는 거리 측정 장치가 기재되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 장치는, 거리 센서의 실효 다이나믹 레인지를 넓히기 위한 구성을 가지고 있다. 이 장치는 광원으로부터 펄스광을 방출시키고, 거리 센서의 포토 다이오드에서 발생한 전하를 캐패시터에 축적한다. 상기 장치는 캐패시터에 생기는 전압이 포화 전압에 도달할 때 당해 전압을 리셋하고, 리셋 횟수와 캐패시터에 생긴 최종 전압에 기초하여, 거리를 산출한다.
특허 문헌 1: 일본 특표 2006－523074호 공보
본 발명의 일 양태의 목적은, 반사광의 강도에 대한 다이나믹 레인지를 확대하는 것이 가능한 거리 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태는 비행 시간법에 의해 대상물에 대한 거리를 구하는 거리 측정 장치로서, 변조광을 방출하는 광원부와, 센서부와, 처리부를 구비하고 있다.
센서부는 입사광에 따라 전하를 발생시키는 광 감응 영역, 광 감응 영역에서 발생한 전하를 축적하는 축적 영역, 광 감응 영역과 축적 영역의 사이에 마련된 전송 전극, 및 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 리셋 스위치를 가지고 있다. 처리부는 변조광의 방출 타이밍 및 센서부를 제어하여, 거리를 산출한다. 처리부는 리셋 스위치를 제어하여 축적 영역을 리셋 전위에 접속시키고 나서 그 축적 영역을 다음에 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 내의 복수의 전하 전송 사이클에 있어서, 1 이상의 방출 기간에 광원부에 변조광을 방출시키고, 또한 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수를 하나의 프레임 기간 내에서 증가시킨다. 처리부는 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 전송 기간에 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 광 감응 영역에서 발생한 전하를 축적 영역에 축적시킨다. 처리부는 복수의 전하 전송 사이클의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 복수의 전하 전송 사이클과 교호(交互)의 시점에 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 판독치(read value)를 센서부로부터 취득한다. 처리부는 복수의 판독치에 기초하여, 거리를 산출한다.
본 일 양태에 따른 거리 측정 장치에서는, 처리부는 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수를 하나의 프레임 기간 내에서 증가시키고 있다. 즉, 하나의 프레임 기간의 초기에서는, 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수가 적고, 하나의 프레임 기간의 후기에서는, 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수가 많다. 이 때문에, 거리 측정 장치에 입사하는 반사광의 강도가 강한 경우(예를 들어, 대상물이 근거리(近距離)에 위치하고 있는 경우, 혹은 대상물의 반사율이 높은 경우 등)에도, 하나의 프레임 기간의 초기에 있어서, 축적되는 신호 전하의 포화가 생기기 어렵다. 따라서, 상술한 경우에도, 거리 측정 장치에서는, 적절한 거리 측정이 행해진다. 거리 측정 장치에 입사하는 반사광의 강도가 낮은 경우(예를 들어, 대상물이 원거리(遠距離)에 위치하고 있는 경우, 혹은 대상물의 반사율이 낮은 경우 등)에도, 축적되는 신호 전하의 부족이 억제된다. 따라서, 상술한 경우에도, 거리 측정 장치에서는 적절한 거리 측정이 행해진다. 이들의 결과, 본 일 양태에 따른 거리 측정 장치에서는, 하나의 프레임 기간이 변경되는 일 없이, 반사광의 강도에 대한 다이나믹 레인지를 확대할 수 있다.
처리부는 방출 기간의 주기를 짧게 함으로써, 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수를 증가시켜도 된다. 또, 처리부는 전하 전송 사이클의 기간을 길게 함으로써, 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수를 증가시켜도 된다.
처리부는 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수를 단계적으로 증가시켜도 된다. 또, 처리부는 전하 전송 사이클 1회당 방출 기간의 수를 서서히 증가시켜도 된다.
센서부는 축적 영역으로서, 제1 축적 영역 및 제2 축적 영역을 포함하고 있어도 된다. 센서부는 전송 전극으로서, 광 감응 영역과 제1 축적 영역의 사이에 마련된 제1 전송 전극, 및 광 감응 영역과 제2 축적 영역의 사이에 마련된 제2 전송 전극을 포함하고 있어도 된다. 센서부는 리셋 스위치로서, 제1 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제1 리셋 스위치, 및 제2 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제2 리셋 스위치를 포함하고 있어도 된다. 이들의 경우, 처리부는 제1 리셋 스위치 및 제2 리셋 스위치를 제어하여 제1 축적 영역 및 제2 축적 영역을 리셋 전위에 접속시키고 나서 그 제1 축적 영역 및 그 제2 축적 영역을 다음에 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 내의 복수의 전하 전송 사이클에 있어서, 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 제1 전송 기간에 제1 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 광 감응 영역에서 발생한 전하를 제1 축적 영역에 축적시키고, 1 이상의 제1 전송 기간과 위상 반전된 1 이상의 제2 전송 기간에 제2 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 광 감응 영역에서 발생한 전하를 제2 축적 영역에 축적시킨다. 처리부는 복수의 전하 전송 사이클의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 복수의 전하 전송 사이클과 교호의 시점에 제1 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제1 판독치 및 그 시점에 제2 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제2 판독치를, 센서부로부터 취득한다. 처리부는 복수의 제1 판독치 및 복수의 제2 판독치에 기초하여, 거리를 산출한다.
처리부는 n회째 판독 사이클의 제1 판독치와, n회째 판독 사이클의 제1 판독치와 n－1회째 판독 사이클의 제1 판독치 사이의 차분치(差分値)의 합, 또는 n회째 판독 사이클의 제2 판독치와, n회째 판독 사이클의 제2 판독치와 n－1회째 판독 사이클의 제2 판독치 사이의 차분치의 합이, 소정의 임계치를 초과하는 경우에, n＋1회째 이후의 판독 사이클을 정지해도 된다. 이 경우, 소정의 임계치가 이용됨으로써, 제1 축적 영역 및 제2 축적 영역이 포화될 때까지 취득한 제1 판독치 및 제2 판독치가 거리 측정에 이용된다. 따라서, 반사광의 강도에 대한 다이나믹 레인지가 확실히 확대된다. 또한, 상술한 합이 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 판독치의 센서부로부터의 취득이 정지되므로, 거리의 산출을 조기에 개시하는 것이 가능하다. 여기서 n은, 복수의 판독 사이클의 순번(順番)을 나타내고 있다.
처리부는 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고, 제1 추정치 및 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출해도 된다. 이 경우, 거리의 산출에 이용되는 제1 추정치 및 제2 추정치가 각각, 최종의 판독 사이클까지 얻어진 제1 판독치에 기초하는 근사식 및 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 산출된다. 따라서, 복수의 판독 사이클에서 취득되는 제1 판독치 및 제2 판독치의 일부가 외란(外亂) 등에 의해 변동되었을 경우에도, 제1 추정치 및 제2 추정치에서는, 변동을 포함하는 판독치의 영향이 저감된다. 이 결과, 거리의 측정 정밀도가 향상된다.
본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 반사광의 강도에 대한 다이나믹 레인지를 확대하는 것이 가능한 거리 측정 장치가 제공된다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 센서의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 센서에 있어서의 하나의 화소 유닛의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV－IV선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 V－V선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 센서부의 하나의 화소 유닛 및 당해 화소 유닛용의 대응 샘플 홀드 회로의 회로도이다.
도 7은 처리부의 제어 및 연산을 나타내는 순서도이다.
도 8은 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 9는 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 10은 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 11은 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 12는 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 13은 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 14는 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다.
도 15는 다른 실시 형태의 센서의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 센서부의 하나의 화소 유닛과 당해 화소 유닛용의 대응 샘플 홀드 회로의 회로도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 가지는 요소에는, 동일 부호를 이용하는 것으로 하고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 거리 측정 장치(10)는, 비행 시간(TOF)법에 의해, 대상물과 당해 거리 측정 장치(10)의 거리를 구한다. 거리 측정 장치(10)는 광원부(12), 센서부(14), 및 처리부(16)를 구비하고 있다.
광원부(12)는 변조광을 방출한다. 본 실시 형태에 있어서는, 광원부(12)는 레이저 다이오드(12a), 반사 부재(12b), 및 드라이버 회로(12c)를 가질 수 있다. 드라이버 회로(12c)는 처리부(16)로부터의 구동 펄스 신호에 동기한 변조 전류를, 레이저 다이오드(12a)에 공급한다. 레이저 다이오드(12a)는 변조 전류에 따라 변조광을 방출한다. 변조광은, 예를 들어, 1 이상의 펄스광을 포함할 수 있다. 레이저 다이오드(12a)는 반사 부재(12b)를 향해서 펄스광을 출사한다. 반사 부재(12b)는 레이저 다이오드(12a)로부터 출사된 펄스광을 반사한다. 반사 부재(12b)에서 반사된 펄스광이 대상물에 조사된다.
드라이버 회로(12c)는 처리부(16)의 제어에 따라서, 반사 부재(12b)의 액츄에이터에 구동 신호를 보낸다. 드라이버 회로(12c)는 레이저 다이오드(12a)로부터 반사 부재(12b)를 향해서 출사된 펄스광의 광로(光路)를 변경하도록 액츄에이터를 구동한다. 액츄에이터는 드라이버 회로(12c)로부터의 구동 신호에 의해, 반사 부재(12b)의 각도를 편향시킨다. 반사 부재(12b)의 각도의 편향에 의해, 레이저 다이오드(12a)로부터 출사된 펄스광의 대상물로의 조사 위치가 주사된다. 반사 부재(12b)는, 예를 들어, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 미러이다.
센서부(14)는, 본 실시 형태에 있어서는, 센서(18), 디지털-아날로그 변환부(DAC)(20) 및 아날로그-디지털 변환부(ADC)(22)를 가지고 있다. 디지털-아날로그 변환부(20)는 처리부(16)의 신호 처리부(16a)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 디지털-아날로그 변환부(20)는 아날로그 신호를 센서(18)에 공급한다. 아날로그-디지털 변환부(22)는 센서(18)로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 아날로그-디지털 변환부(22)는 디지털 신호를 처리부(16)에 공급한다.
처리부(16)는 광원부(12)의 변조광의 방출 타이밍 및 센서부(14)를 제어하여, 거리를 산출한다. 처리부(16)는 신호 처리부(16a) 및 메모리(16b)를 포함하고 있다. 신호 처리부(16a)는, 예를 들어, FPGA(Field－Programmable Gate Array)와 같은 연산 회로이다. 메모리(16b)는, 예를 들어, SRAM(Static Random Access Memory)이다.
도 2는 센서의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 센서(18)는 촬상 영역(IR), 샘플 홀드 회로 그룹(SHG), 스위치 그룹(SWG), 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG), 신호 라인(H1 및 H2) 및 출력 앰프(OAP1 및 OAP2)를 포함하고 있다. 도 2에 나타나는 것처럼, 센서(18)는, 예를 들어, 한 행의 화상을 취득하는 라인 센서이다. 본 실시 형태에 있어서는, 촬상 영역(IR)은 수평 방향으로 배열된 복수의 화소 유닛 P(j)를 포함하고 있다. 여기서, j는 1~J의 정수이다. J는 2 이상의 정수이고, 화소 유닛의 개수를 나타내고 있다.
도 3은 센서에 있어서의 하나의 화소 유닛의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 IV－IV선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 V－V선을 따른 단면 구성을 나타내는 도면이다. 각 화소 유닛 P(1)~P(J)는, 도 3~도 5에 나타난 구성을 가지고 있다.
도 4 및 도 5에 나타나는 것처럼, 본 실시 형태에 있어서는, 화소 유닛 P(j)는, 반도체 기판(SB)을 포함하고 있다. 반도체 기판(SB)은, 예를 들어 실리콘 기판이다. 반도체 기판(SB)은 제1 반도체 영역(SR1) 및 제2 반도체 영역(SR2)을 포함하고 있다. 제1 반도체 영역(SR1)은 반도체 기판(SB)의 일방(一方)의 주면(主面, SBF1)을 제공하는 p형의 반도체 영역이다. 제2 반도체 영역(SR2)은 제1 반도체 영역(SR1)상에 배치되어 있는 p－형의 반도체 영역이다. 제2 반도체 영역(SR2)의 불순물 농도는 제1 반도체 영역(SR1)의 불순물 농도 이하이다. 반도체 기판(SB)은, 예를 들어, p형의 반도체 기판상에, p－형의 반도체 영역을 에피택셜(epitaxial) 성장법에 의해 퇴적시킴으로써 형성된다.
반도체 기판(SB)의 타방(他方)의 주면(SBF2)상에는, 절연막(ISL)이 형성되어 있다. 절연막(ISL)은, 예를 들어, SiO2에 의해서 구성된다. 절연막(ISL)상에는, 포토 게이트 전극(PG)이 배치되어 있다. 포토 게이트 전극(PG)은, 예를 들어, 폴리 실리콘에 의해서 구성된다. 도 3에 나타나는 것처럼, 본 실시 형태에서는, 포토 게이트 전극(PG)은, 대략 사각형의 평면 형상을 가질 수 있다. 화소 유닛 P(j)에서는, 포토 게이트 전극(PG)의 하방에 위치하는 영역이, 입사광에 감응하여 전하를 발생시키는 광 감응 영역으로서 기능한다.
도 4 및 도 5에 나타나는 것처럼, 절연막(ISL)상에는, 제1 전송 전극(TX1), 제2 전송 전극(TX2), 및 제3 전송 전극(TX3)이 배치되어 있다. 이들 전송 전극(TX1~TX3)은, 예를 들어, 폴리 실리콘에 의해서 구성된다. 도 3~도 5에 나타나는 것처럼, 제1 전송 전극(TX1) 및 제2 전송 전극(TX2)은, 이들 사이에 포토 게이트 전극(PG)이 존재하도록, 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 도 3에 나타나는 것처럼, 네 개의 제3 전송 전극(TX3)이 절연막(ISL)상에 배치되어 있다. 두 개의 제3 전송 전극(TX3)은, 제1 전송 전극(TX1)과 제2 전송 전극(TX2)이 배열되어 있는 방향(이하, 「X방향」이라고 함)과 교차하는 방향(이하, 「Y방향」이라고 함)에 있어서, 제1 전송 전극(TX1)이 두 개의 제3 전송 전극(TX3)의 사이에 위치하도록, 배치되어 있다. 다른 두 개의 제3 전송 전극(TX3)은, Y방향에 있어서 제2 전송 전극(TX2)이 상기 다른 두 개의 제3 전송 전극(TX3)의 사이에 위치하도록, 배치되어 있다.
도 4에 나타나는 것처럼, 제2 반도체 영역(SR2)에는, 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)이 형성되어 있다. 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)은, 광 감응 영역으로부터 전송되는 전하를 축적한다. 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)은, 제1 축적 영역(fd1)과 제2 축적 영역(fd2)의 사이에 광 감응 영역이 위치하도록, 배치되어 있다. 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)은, 예를 들어, n형의 불순물이 고농도로 도프된 n＋형의 반도체 영역이다.
절연막(ISL)은 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)의 상방에 있어서 개구(開口)를 형성하고 있다. 이들 개구 내에는 전극(13)이 배치되어 있다. 전극(13)은, 예를 들어, Ti/TiN막을 통해서 마련된 텅스텐으로 구성된다.
X방향에 있어서, 제1 전송 전극(TX1)은 제1 축적 영역(fd1)상의 전극(13)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 배치되어 있다. 전하가 광 감응 영역으로부터 제1 축적 영역(fd1)에 전송될 때는, 제1 전송 전극(TX1)의 하방의 반도체 영역의 포텐셜을 저감시키는 전압 VTX1이 제1 전송 전극(TX1)에 주어진다. 전압 VTX1은, 신호 처리부(16a)로부터의 디지털 신호에 기초하여 디지털-아날로그 변환부(20)로부터 주어진다.
X방향에 있어서, 제2 전송 전극(TX2)은 제2 축적 영역(fd2)상의 전극(13)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에 배치되어 있다. 전하가 광 감응 영역으로부터 제2 축적 영역(fd2)에 전송될 때는, 제2 전송 전극(TX2)의 하방의 반도체 영역의 포텐셜을 저감시키는 전압 VTX2가, 제2 전송 전극(TX2)에 주어진다. 전압 VTX2는, 신호 처리부(16a)로부터의 디지털 신호에 기초하여 디지털-아날로그 변환부(20)로부터 주어진다.
도 5에 나타나는 것처럼, 제2 반도체 영역(SR2)에는, n＋형의 반도체 영역(SR3)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 네 개의 반도체 영역(SR3)이 배치되어 있다. 한쌍의 반도체 영역(SR3)은 당해 한쌍의 반도체 영역(SR3)의 사이에 광 감응 영역이 위치하도록 배치되어 있다. 다른 한쌍의 반도체 영역(SR3)은 당해 다른 한쌍의 반도체 영역(SR3)의 사이에 광 감응 영역이 위치하도록 배치되어 있다.
각 반도체 영역(SR3)의 상방에 있어서, 절연막(ISL)은 개구를 형성하고 있다. 이들 개구 내에는, 전극(13)이 배치되어 있다. 전극(13)은, 예를 들어, Ti/TiN막을 통해서 마련된 텅스텐으로 구성된다.
X방향에 있어서, 하나의 반도체 영역(SR3)상의 전극(13)과 포토 게이트 전극(PG)의 사이에는, 대응하는 제3 전송 전극(TX3)이 배치되어 있다. 제3 전송 전극(TX3)에 전압 VTX3이 주어짐으로써, 당해 제3 전송 전극(TX3)의 하방의 반도체 영역의 포텐셜이 저감된다. 제3 전송 전극(TX3)의 하방의 반도체 영역의 포텐셜이 저감됨으로써, 광 감응 영역으로부터 전하가 반도체 영역(SR3)에 전송된다. 전압 VTX3은 신호 처리부(16a)로부터의 디지털 신호에 기초하여 디지털-아날로그 변환부(20)로부터 주어진다.
반도체 영역(SR3)의 전극(13)은, 소정의 전위 Vdd에도 접속되어 있다(도 6 참조). 이 전위 Vdd는 신호 처리부(16a)로부터의 디지털 신호에 기초하여 디지털-아날로그 변환부(20)에 의해서 설정된다. 전압 VTX3이 주어짐으로써 제3 전송 전극(TX3)의 하방의 반도체 영역의 포텐셜이 저감되면, 광 감응 영역의 전하는 리셋된다.
이하, 도 2와 함께 도 6을 참조한다. 도 6은 센서부의 하나의 화소 유닛 및 당해 화소 유닛용의 대응 샘플 홀드 회로의 회로도이다. 도 2 및 도 6에 나타나는 것처럼, 센서(18)의 샘플 홀드 회로 그룹(SHG)은, J개의 제1 샘플 홀드 회로(SH1) 및 J개의 제2 샘플 홀드 회로(SH2)를 포함하고 있다. 각 제1 샘플 홀드 회로(SH1) 및 각 제2 샘플 홀드 회로(SH2)는, 대응 화소 유닛 P(j)(화소 유닛 P(1)~P(J) 중 대응 화소 유닛)에 접속되어 있다. 즉, 샘플 홀드 회로 그룹(SHG)은 각각이 하나의 제1 샘플 홀드 회로(SH1) 및 하나의 제2 샘플 홀드 회로(SH2)를 포함하는 J개의 샘플 홀드 회로쌍(SHP(1)~SHP(J))을 포함하고 있다. J개의 샘플 홀드 회로쌍(SHP(1)~SHP(J))은 각각, 화소 유닛 P(1)~P(J)에 대응지어져 있다.
화소 유닛 P(j)는 제1 리셋 스위치(RS1), 제2 리셋 스위치(RS2) 및 전하-전압 변환 회로(A1 및 A2)를 포함하고 있다. 제1 리셋 스위치(RS1)는 리셋 전위 Vr과 제1 축적 영역(fd1)상의 전극(13)의 사이에 위치하고 있다. 제2 리셋 스위치(RS2)는 리셋 전위 Vr과 제2 축적 영역(fd2)상의 전극(13)의 사이에 위치하고 있다. 리셋 전위 Vr은 신호 처리부(16a)로부터의 디지털 신호에 기초하여 디지털-아날로그 변환부(20)에 의해서 설정된다.
제1 리셋 스위치(RS1) 및 제2 리셋 스위치(RS2)에는, 신호 처리부(16a)로부터 리셋 펄스 신호 Sres가 주어진다. 리셋 펄스 신호 Sres가 제1 리셋 스위치(RS1) 및 제2 리셋 스위치(RS2)에 주어지면, 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)은, 리셋 전위 Vr에 접속된다. 이것에 의해, 제1 축적 영역(fd1)의 전하 및 제2 축적 영역(fd2)의 전하가 리셋된다. 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)의 전하가 리셋되는 타이밍에서부터 뒤이어에 리셋되는 타이밍까지 사이의 기간은, 프레임 기간 Tf(도 8 참조)가 된다.
전하-전압 변환 회로(A1)의 입력은, 제1 축적 영역(fd1)상의 전극(13)에 접속되어 있다. 전하-전압 변환 회로(A1)의 출력은, 제1 샘플 홀드 회로(SH1)의 스위치(SW10)에 접속되어 있다. 전하-전압 변환 회로(A1)는 제1 축적 영역(fd1)의 전하량을 전압으로 변환하여, 당해 전압을 제1 샘플 홀드 회로(SH1)에 제공한다. 전하-전압 변환 회로(A2)의 입력은, 제2 축적 영역(fd2)상의 전극(13)에 접속되어 있다. 전하-전압 변환 회로(A2)의 출력은, 제2 샘플 홀드 회로(SH2)의 스위치(SW12)에 접속되어 있다. 전하-전압 변환 회로(A2)는 제2 축적 영역(fd2)의 전하량을 전압으로 변환하여, 당해 전압을 제2 샘플 홀드 회로(SH2)에 제공한다.
제1 샘플 홀드 회로(SH1)는 스위치(SW10) 및 캐패시터(CP10)를 포함하고 있다. 제2 샘플 홀드 회로(SH2)는 스위치(SW12) 및 캐패시터(CP12)를 포함하고 있다. 스위치(SW10) 및 스위치(SW12)에는, 신호 처리부(16a)로부터 샘플링 펄스 신호 Ssamp가 주어진다. 샘플링 펄스 신호 Ssamp가 스위치(SW10) 및 스위치(SW12)에 주어지면, 전하-전압 변환 회로(A1)의 출력과 캐패시터(CP10)가 접속되고, 전하-전압 변환 회로(A2)의 출력과 캐패시터(CP12)가 접속된다. 이것에 의해, 전하-전압 변환 회로(A1)의 출력 전압이 캐패시터(CP10)의 양단간에 유지되고, 전하-전압 변환 회로(A2)의 출력 전압이 캐패시터(CP12)의 양단간에 유지된다. 샘플링 펄스 신호 Ssamp가 주어지고 나서 다음에 샘플링 펄스 신호 Ssamp가 주어질 때까지의 기간, 즉, 연속하는 두 개의 샘플링 펄스 신호 Ssamp의 사이가, 판독 기간이 된다.
센서(18)의 스위치 그룹(SWG)은, J개의 스위치(SW1) 및 J개의 스위치(SW2)를 포함하고 있다. 각 스위치(SW1) 및 각 스위치(SW2)는 각각, 화소 유닛 P(1)~P(J) 중 대응 화소 유닛용 제1 샘플 홀드 회로(SH1)의 캐패시터(CP10), 및 제2 샘플 홀드 회로(SH2)의 캐패시터(CP12)에, 접속되어 있다. 즉, 스위치 그룹(SWG)은 각각이 하나의 스위치(SW1) 및 하나의 스위치(SW2)를 포함하는 J개의 스위치쌍(SWP(1)~SWP(J))을 포함하고 있다. J개의 스위치쌍(SWP(1)~SWP(J))은 각각, 샘플 홀드 회로쌍(SHP(1)~SHP(J))에 대응지어져 있다.
스위치(SW1) 및 스위치(SW2)에는, 판독 펄스 신호 Sread가 주어진다. 판독 펄스 신호 Sread는 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)으로부터 공급된다. 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)은 J개의 수평 시프트 레지스터를 가지고 있다. 수평 시프트 레지스터는, 예를 들어, 플립 플롭을 포함한다. 이들 수평 시프트 레지스터는, 화소 유닛 P(1)~P(J)의 배열 방향으로 배열되어 있다. 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG) 내의 일단에 위치하고 있는 수평 시프트 레지스터에는, 신호 처리부(16a)로부터 스타트 신호가 주어진다. 모든 수평 시프트 레지스터에는, 신호 처리부(16a)로부터 클록 신호가 주어진다. 이들 스타트 신호 및 클록 신호에 따라서, J개의 수평 시프트 레지스터는 각각, 판독 펄스 신호 Sread를 스위치쌍(SWP(1)~SWP(J))에 차례로 준다. 이와 같이 판독 펄스 신호 Sread가 주어짐으로써, 샘플 홀드 회로쌍(SHP(1)~SHP(J))의 제1 샘플 홀드 회로(SH1) 및 제2 샘플 홀드 회로(SH2)가, 신호 라인(H1) 및 신호 라인(H2)에 차례로 접속된다.
판독 펄스 신호 Sread가 스위치(SW1 및 SW2)에 주어지면, 제1 샘플 홀드 회로(SH1)의 캐패시터(CP10) 및 제2 샘플 홀드 회로(SH2)의 캐패시터(CP12)는 각각, 신호 라인(H1) 및 신호 라인(H2)에 접속된다. 이것에 의해, 제1 샘플 홀드 회로(SH1)에 유지된 전압이, 신호 라인(H1)을 통해서 출력 앰프(OAP1)에 입력된다. 제2 샘플 홀드 회로(SH2)에 유지된 전압이, 신호 라인(H2)을 통해서 출력 앰프(OAP2)에 입력된다. 출력 앰프(OAP1) 및 출력 앰프(OAP2)는 각각, 입력된 전압을 증폭하고, 증폭한 전압을 아날로그-디지털 변환부(22)에 출력한다.
아날로그-디지털 변환부(22)는 입력된 전압 신호를 당해 전압 신호의 크기에 따른 값을 가지는 디지털 값으로 변환한다. 아날로그-디지털 변환부(22)에 의해서 출력되는 디지털 값은, 처리부(16)의 메모리(16b)에 기억된다. 본 실시 형태에서는, 출력 앰프(OAP1)로부터의 전압 신호에 기초하는 디지털 값은, 후술하는 제1 판독치로서 메모리(16b)에 기억된다. 제1 판독치는 제1 축적 영역(fd1)의 축적 전하량이 많을수록 작은 값이 된다. 출력 앰프(OAP2)로부터의 전압 신호에 기초하는 디지털 값은, 후술하는 제2 판독치로서, 메모리(16b)에 기억된다. 제2 판독치는 제2 축적 영역(fd2)의 축적 전하량이 많을수록 작은 값이 된다.
이어서, 처리부(16)의 제어 및 연산에 대해 설명한다. 도 7은 처리부의 제어 및 연산을 나타내는 순서도이다. 도 8 및 도 9는 거리 측정 장치에서 이용되는 각종 신호의 타이밍 차트이다. 처리부(16)는 각 화소 유닛에 대해서, 도 7~도 9를 참조하여 이하에 설명하는 제어 및 연산을 행한다.
본 실시 형태에서는, 처리부(16)는, 먼저, 광원부(12)로부터 변조광을 방출시키지 않는 비발광 프레임 기간에 있어서, N개의 제1 판독치 D1(0, …, N) 및 제2 판독치 D2(0, …, N)를 센서부(14)로부터 취득한다(도 7 중, S11).
구체적으로, 신호 처리부(16a)는 첫회의 전하 전송 사이클의 개시 전에 샘플링 펄스 신호 Ssamp를 스위치(SW10) 및 스위치(SW12)에 준다. 이것에 의해, 첫회의 전하 전송 사이클보다 전의 시점에 제1 축적 영역(fd1)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이, 제1 샘플 홀드 회로(SH1)에 유지된다. 또, 첫회의 전하 전송 사이클보다 전의 상기 시점에 제2 축적 영역(fd2)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이, 제2 샘플 홀드 회로(SH2)에 유지된다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 수평 시프트 레지스터로부터 판독 펄스 신호 Sread가 스위치(SW1 및 SW2)에 주어지도록, 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)에 스타트 신호 및 클록 신호를 송출한다. 이것에 의해, 처리부(16)는 제1 판독치 D1(0) 및 제2 판독치 D2(0)를 센서부(14)로부터 취득한다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 1회째~N회째의 전하 전송 사이클 및 1회째~N회째 판독 사이클을 이하에 설명하는 것처럼 실행한다. 여기서, N은 미리 정해진 최대의 전하 전송 사이클의 순번을 나타내는 수치이다. 이하, 판독 사이클의 순번을 나타내는 인덱스로서, 기호 「n」를 이용한다.
신호 처리부(16a)는 n회째의 전하 전송 사이클의 제1 전송 기간 T1에 있어서 제1 전송 전극(TX1)에 High 레벨의 전압 신호 VTX1이 주어지도록, 디지털 신호를 센서부(14)에 준다. 이것에 의해, 제1 전송 기간 T1에 있어서는, 제1 전송 전극(TX1)의 하방의 반도체 영역, 즉, 광 감응 영역과 제1 축적 영역(fd1) 사이의 반도체 영역의 포텐셜이 낮아지므로, 광 감응 영역으로부터 제1 축적 영역(fd1)에 전하가 전송된다. 신호 처리부(16a)는 n회째의 전하 전송 사이클의 제2 전송 기간 T2 내에 제2 전송 전극(TX2)에 High 레벨의 전압 신호 VTX2가 주어지도록, 디지털 신호를 센서부(14)에 준다. 이것에 의해, 제2 전송 기간 T2에 있어서는, 제2 전송 전극(TX2)의 하방의 반도체 영역, 즉, 광 감응 영역과 제2 축적 영역(fd2) 사이의 반도체 영역의 포텐셜이 낮아지므로, 광 감응 영역으로부터 제2 축적 영역(fd2)에 전하가 전송된다.
비발광 프레임 기간의 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2는, 후술하는 발광 프레임 기간의 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2와 마찬가지로, 설정되어 있다. 비발광 프레임 기간의 각 전하 전송 사이클에 있어서의 제1 전송 기간 T1의 합계 길이와, 발광 프레임 기간의 각 전하 전송 사이클에 있어서의 제1 전송 기간 T1의 합계 길이는 같다. 비발광 프레임 기간의 각 전하 전송 사이클에 있어서의 제2 전송 기간 T2의 합계 길이와, 발광 프레임 기간의 각 전하 전송 사이클에 있어서의 제2 전송 기간 T2의 합계 길이는 같다.
본 실시 형태에 있어서는, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2 동안, 신호 처리부(16a)는 제3 전송 전극(TX3)에 Low 레벨의 전압 신호 VTX3이 주어지도록, 디지털 신호를 센서부(14)에 준다. 따라서, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2 동안에는, 광 감응 영역과 반도체 영역(SR3) 사이의 반도체 영역의 포텐셜은 높은 채로 유지되므로, 광 감응 영역에 발생한 전하는, 반도체 영역(SR3)에는 전송되지 않는다. 한편, 제3 전송 전극(TX3)에는, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2 이외의 기간에, High 레벨의 전압 신호 VTX3이 주어진다. 따라서, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2 이외의 기간에서는, 광 감응 영역에 발생한 전하는 반도체 영역(SR3)에 전송되어, 제거된다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 n회째의 전하 전송 사이클의 종료 시점과 n＋1회째의 전하 전송 사이클의 개시 시점 사이의 시점에 샘플링 펄스 신호 Ssamp를 스위치(SW10) 및 스위치(SW12)에 준다. 이것에 의해, 복수의 전하 전송 사이클과 교호의 시점에 제1 축적 영역(fd1)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이 제1 샘플 홀드 회로(SH1)에 유지되고, 당해 시점에 제2 축적 영역(fd2)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이 제2 샘플 홀드 회로(SH2)에 유지된다. 그 다음에, 신호 처리부(16a)는 n회째 판독 사이클에 있어서, 수평 시프트 레지스터로부터 판독 펄스 신호 Sread가 스위치(SW1 및 SW2)에 주어지도록, 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)에 스타트 신호 및 클록 신호를 준다. 이것에 의해, 처리부(16)는 제1 판독치 D1(n) 및 제2 판독치 D2(n)를 센서부(14)로부터 취득한다.
처리부(16)는 제1 판독치 D1(0, …, N) 및 제2 판독치 D2(0, …, N)를 센서부(14)로부터 취득하고, 이들 판독치를 메모리(16b)에 기억한다. 비발광 프레임 기간의 전하 전송 사이클에 있어서는, 처리부(16)는 광원부(12)에 변조광을 방출시키지 않는다. 따라서, 비발광 프레임 기간에 있어서 얻어지는 제1 판독치 D1(0, …, N) 및 제2 판독치 D2(0, …, N)는, 배경광 등의 노이즈 성분만을 반영하고 있다. 이들, 제1 판독치 D1(0, …, N) 및 제2 판독치 D2((1,…, N)는, 후에 발광 프레임 기간에 취득되는 제1 판독치 Q1(0, …, N) 및 제2 판독치 Q2(1,…, N)로부터, 배경광 등의 노이즈 성분을 제거하기 위해서, 감산된다.
다음에, 처리부(16)의 신호 처리부(16a)는, 제1 리셋 스위치(RS1) 및 제2 리셋 스위치(RS2)에 리셋 펄스 신호 Sres를 주어, 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2)을 리셋 전위 Vr에 접속한다. 이것에 의해, 제1 축적 영역(fd1)에 축적된 전하 및 제2 축적 영역(fd2)에 축적된 전하가 리셋되고(도 7 중, S12), 다음의 프레임 기간 Tf인 발광 프레임 기간이 개시된다. 발광 프레임 기간의 전하 전송 사이클에 있어서는, 광원부(12)에 신호 처리부(16a)로부터 구동 펄스 신호가 주어져, 광원부(12)가 소정의 타이밍에서 변조광을 방출한다.
발광 프레임 기간에 있어서는, 처리부(16)는 제1 판독치 Q1(0) 및 제2 판독치 Q2(0)를 센서부(14)로부터 취득하고, 당해 제1 판독치 Q1(0) 및 제2 판독치 Q2(0)를, 제1 판독치 및 제2 판독치의 초기치로서, 메모리(16b)에 기억한다(도 7 중, S13).
구체적으로, 신호 처리부(16a)는 첫회의 전하 전송 사이클 Cy의 개시 전에 샘플링 펄스 신호 Ssamp를 스위치(SW10) 및 스위치(SW12)에 준다. 이것에 의해, 첫회의 전하 전송 사이클보다 전의 시점에 제1 축적 영역(fd1)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이 제1 샘플 홀드 회로(SH1)에 유지되고, 당해 시점에 제2 축적 영역(fd2)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이 제2 샘플 홀드 회로(SH2)에 유지된다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 수평 시프트 레지스터로부터 판독 펄스 신호 Sread가 스위치(SW1 및 SW2)에 주어지도록, 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)에 스타트 신호 및 클록 신호를 송출한다. 이것에 의해, 처리부(16)는 제1 판독치 Q1(0) 및 제2 판독치 Q2(0)를 센서부(14)로부터 취득한다. 즉, n회째의 전하 전송 사이클 Cy에 있어서 축적된 전하는, n회째의 전하 전송 사이클 Cy의 종료 시점과 n＋1회째의 전하 전송 사이클 Cy의 개시 시점 사이의 판독 사이클에서 읽어내진다.
제1 판독치 Q1(0) 및 제2 판독치 Q2(0)는, 최초의 샘플링 펄스 신호 Ssamp의 출력 시점, 즉, 첫회의 전하 전송 사이클의 전의 시점에, 제1 축적 영역(fd1)에 축적되어 있는 전하량 및 제2 축적 영역(fd2)에 축적되어 있는 전하량에 각각 대응하고 있다. 따라서, 제1 판독치 Q1(0) 및 제2 판독치 Q2(0)는, 광원부(12)로부터의 변조광이 대상물로부터 반사하는 것에 의해 발생하는 신호 광 성분을 반영하고 있지 않다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 n을 1로 세트하고(도 7 중, S14), 1회째~N회째의 전하 전송 사이클 Cy 및 1회째~N회째 판독 사이클을 이하에 설명하는 것처럼 시도한다. 판독 기간(연속하는 두 개의 샘플링 펄스 신호 Ssamp 사이의 기간)은, 전하 전송 사이클 Cy와 판독 사이클을 포함하고 있다.
먼저, 신호 처리부(16a)는, 도 8에도 나타나는 것처럼, n회째의 전하 전송 사이클 Cy에 있어서, 광원부(12)에 1 이상의 구동 펄스 신호 SL을 주고, 광원부(12)로부터 변조광을 구동 펄스 신호 SL의 수와 같은 횟수 방출시킨다(도 7 중, S15). 즉, n회째의 전하 전송 사이클 Cy에서는, 광원부(12)로부터의 변조광의 방출 기간의 수 m은, 1 이상이다. 각 방출 기간의 시간 길이는, 도 9에도 나타나는 것처럼, T0이다.
신호 처리부(16a)는, 도 9에도 나타나는 것처럼, n회째의 전하 전송 사이클 Cy의 제1 전송 기간 T1 내에 제1 전송 전극(TX1)에 High 레벨의 전압 신호 VTX1이 주어지도록, 디지털 신호를 센서부(14)에 준다. 신호 처리부(16a)는 n회째의 전하 전송 사이클 Cy의 제2 전송 기간 T2 내에 제2 전송 전극(TX2)에 High 레벨의 전압 신호 VTX2가 주어지도록, 디지털 신호를 센서부(14)에 준다.
제1 전송 기간 T1은 구동 펄스 신호 SL과 동기하고 있다. 즉, 구동 펄스 신호 SL의 상승 타이밍과 전압 신호 VTX1의 상승 타이밍은, 대략 동기하고 있다. 구동 펄스 신호 SL의 지속 시간 T0과 제1 전송 기간 T1은, 대략 동일한 시간 길이이다.
제2 전송 기간 T2는, 제1 전송 기간 T1과 위상 반전하고 있다. 즉, 각 전하 전송 사이클 Cy에 있어서, 제2 전송 기간 T2의 위상은, 제1 전송 기간 T1의 위상으로부터 180도 지연되어 있다. 보다 구체적으로는, 전압 신호 VTX1의 하강 타이밍과 전압 신호 VTX2의 상승 타이밍은, 대략 동기하고 있다. 제1 전송 기간 T1과 제2 전송 기간 T2는, 대략 동일한 시간 길이이다.
본 실시 형태에 있어서는, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2의 동안, 신호 처리부(16a)는 제3 전송 전극(TX3)에 Low 레벨의 전압 신호 VTX3이 주어지도록, 디지털 신호를 센서부(14)에 준다. 제3 전송 전극(TX3)에는, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2 이외의 기간에, High 레벨의 전압 신호 VTX3이 주어진다. 따라서, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2에 있어서는, 광 감응 영역으로의 입사광에 따른 전하는 반도체 영역(SR3)에 전송되지 않는다. 그렇지만, 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2 이외의 기간에서는, 광 감응 영역에 발생한 전하는 반도체 영역(SR3)에 전송되어, 제거된다.
상술한 것처럼, 각 회의 변조광의 방출 기간에 동기하여 제1 전송 기간 T1이 마련되어 있고, 제1 전송 기간 T1과 위상 반전된 제2 전송 기간 T2가 마련되어 있다. 따라서, n회째의 전하 전송 사이클 Cy에는, 구동 펄스 신호 SL의 수와 같은 수의 제1 전송 기간 T1과, 구동 펄스 신호 SL의 수와 같은 수의 제2 전송 기간 T2가 마련되어 있다. n회째의 전하 전송 사이클 Cy에 있어서, 제1 축적 영역(fd1)에 전하를 축적시키는 시간 길이는, 제1 전송 기간 T1(시간 T0)과 구동 펄스 신호 SL의 횟수(방출 기간의 횟수)의 곱이다. n회째의 전하 전송 사이클 Cy에 있어서, 제2 축적 영역(fd2)에 전하를 축적시키는 시간 길이는, 제2 전송 기간 T2(시간 T0)와 구동 펄스 신호 SL의 횟수(방출 기간의 횟수)의 곱이다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 제1 판독치 Q1(n) 및 제2 판독치 Q2(n)를 센서부(14)로부터 취득하여, 당해 제1 판독치 Q1(n) 및 제2 판독치 Q2(n)를 메모리(16b)에 기억한다(도 7 중, S16).
구체적으로, 신호 처리부(16a)는 n회째의 전하 전송 사이클 Cy의 종료 시점과 n＋1회째의 전하 전송 사이클 Cy의 개시 시점의 사이에, 샘플링 펄스 신호 Ssamp를 스위치(SW10) 및 스위치(SW12)에 준다. 이것에 의해, 복수의 전하 전송 사이클 Cy와 교호의 시점에 제1 축적 영역(fd1)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이 제1 샘플 홀드 회로(SH1)에 유지되고, 당해 시점에 제2 축적 영역(fd2)에 축적되어 있는 전하량에 대응하는 전압이 제2 샘플 홀드 회로(SH2)에 유지된다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는, n회째 판독 사이클에 있어서, 수평 시프트 레지스터로부터 판독 펄스 신호 Sread가 스위치(SW1 및 SW2)에 주어지도록, 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)에 스타트 신호 및 클록 신호를 준다. 이것에 의해, 처리부(16)는 제1 판독치 Q1(n) 및 제2 판독치 Q2(n)를 센서부(14)로부터 취득한다. 즉, n회째의 전하 전송 사이클 Cy에 있어서 축적된 전하는, n회째의 전하 전송 사이클 Cy의 종료 시점과 n＋1회째의 전하 전송 사이클 Cy의 개시 시점 사이의 판독 사이클에서 읽어내진다. 제1 판독치 Q1(n)은, n회째의 전하 전송 사이클 Cy의 종료시와 n＋1회째의 전하 전송 사이클 Cy의 개시시 사이의 시점에, 제1 축적 영역(fd1)에 축적되어 있는 전하량에 대응한 값이고, 제2 판독치 Q2(n)는, 당해 시점에 제2 축적 영역(fd2)에 축적되어 있는 전하량에 대응한 값이다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 제1 차분치 k1(n) 및 제2 차분치 k2(n)를 구한다(도 7 중, S17). 제1 차분치 k1(n)은, n회째 판독 사이클의 제1 판독치 Q1(n)로부터 n－1회째 판독 사이클의 제1 판독치 Q1(n－1)을 감산함으로써 구해진다. 제2 차분치 k2(n)는 n회째 판독 사이클의 제2 판독치 Q2(n)으로부터 n－1회째 판독 사이클의 제2 판독치 Q2(n－1)를 감산함으로써 구해진다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 예측치 Q1(n＋1) 및 예측치 Q2(n＋1)을 구한다(도 7 중, S18). 예측치 Q1(n＋1)은 n회째 판독 사이클의 제1 판독치 Q1(n)에 제1 차분치 k1(n)을 가산함으로써, 구해진다. 예측치 Q2(n＋1)은 n회째 판독 사이클의 제2 판독치 Q2(n)에 제2 차분치 k2(n)를 가산함으로써, 구해진다. 예측치 Q1(n＋1)은 n＋1회째 판독 사이클의 제1 판독치의 예측치이고, 예측치 Q2(n＋1)은 n＋1회째 판독 사이클의 제2 판독치의 예측치이다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 제1 예측치 Q1(n＋1) 및 제2 예측치 Q2(n＋1)을 소정의 임계치 Qth와 비교한다(도 7 중, S19). 본 실시 형태에 있어서는, 임계치 Qth는 제1 축적 영역(fd1)의 포화 축적 용량에 대응하는 제1 판독치 이상이고, 또한 제2 축적 영역(fd2)의 포화 축적 용량에 대응하는 제2 판독치 이상의 값이 되도록 설정되어 있다. 제1 예측치 Q1(n＋1)이 임계치 Qth 이상이고, 또한 제2 예측치 Q2(n＋1)이 임계치 Qth 이상인 경우에는, S19에서의 처리의 판정 결과는 「No」가 되어, 신호 처리부(16a)의 처리는 S20의 처리로 진행한다. S20에서의 처리에서는, n이 N 이상인지 여부가 테스트된다. S20에서의 처리에 있어서 n이 N보다 작은 경우에는, 신호 처리부(16a)는 n의 값을 1만큼 증분하고(도 7 중, S21), S15로부터의 처리를 반복한다. 한편, S20에서의 처리에 있어서 n이 N 이상인 경우에는, 신호 처리부(16a)의 처리는 S22로 진행한다.
S19에서의 처리(비교)의 결과, 제1 예측치 Q1(n＋1) 또는 제2 예측치 Q2(n＋1)이 임계치 Qth를 하회하는, 즉, 임계치보다도 작은 경우에는, 신호 처리부(16a)의 처리는 S22로 진행한다. 따라서, 처리부(16)는 제1 예측치 Q1(n＋1) 또는 제2 예측치 Q2(n＋1)이 임계치 Qth를 초과하는 경우에는, n＋1회째 이후의 판독 사이클을 정지한다. 즉, 신호 처리부(16a)는 n＋1회째 이후의 판독 사이클에 있어서의 제1 판독치 및 제2 판독치의 센서부(14)로부터의 취득, 및 n＋1회째 이후의 판독 사이클에 있어서의 제1 판독치 및 제2 판독치의 메모리(16b)로의 기억을 정지한다.
임계치 Qth가 제1 축적 영역(fd1)의 포화 축적 용량에 대응하는 제1 판독치 및 제2 축적 영역(fd2)의 포화 축적 용량에 대응하는 제2 판독치 중 큰 쪽의 판독치와 같은 값인 경우에는, 처리부(16)는 제1 축적 영역(fd1)의 포화 축적 용량에 대응하는 판독치를 넘지 않는 범위의 제1 판독치 Q1(n)을 취득할 수 있고, 처리부(16)는 제2 축적 영역(fd2)의 포화 축적 용량에 대응하는 판독치를 넘지 않는 범위의 제2 판독치 Q2(n)를 취득할 수 있다. 그 결과, 측정 거리의 다이나믹 레인지가 향상될 수 있다. 또, 거리의 측정 정밀도가 향상된다. 또한, 신호 처리부(16a)의 S22에서의 처리 이후의 연산을 조기에 개시하는 것도 가능하다.
본 실시 형태에 있어서는, 임계치 Qth는 제1 축적 영역(fd1)의 포화 축적 용량에 대응하는 제1 판독치 및 제2 축적 영역(fd2)의 포화 축적 용량에 대응하는 제2 판독치 중 큰 쪽의 판독치보다도 큰 값으로 설정되어 있어도 된다. 이 실시 형태에 의하면, 제1 축적 영역(fd1) 및 제2 축적 영역(fd2) 각각의 축적 전하량과 입사광량의 관계의 선형성이 뛰어난 범위에서, 센서부(14)를 이용할 수 있다. 따라서, 거리의 측정 정밀도가 보다 향상된다.
다음에, 신호 처리부(16a)는 제1 추정치 Q1est 및 제2 추정치 Q2est를 구한다(도 7 중, S22). 구체적으로는, 신호 처리부(16a)는 최종의 판독 사이클인 n회째 판독 사이클까지의 제1 판독치 Q1(0)~Q1(n)에 기초하는 근사식을 작성하고, 당해 근사식을 이용하여 제1 판독치 Q1의 보정치 Q1corr을 산출한다. 그리고 신호 처리부(16a)는, 하기의 수학식(1)에 나타나는 것처럼, 제1 판독치 Q1의 보정치 Q1corr과 제1 판독치 Q1(0)의 합으로부터 판독치 D1(n)을 감산함으로써, 제1 추정치 Q1est를 산출한다.
＜수학식(1)＞
Q1est=Q1corr＋Q1(0)－D1(n)
마찬가지로, 신호 처리부(16a)는 최종의 판독 사이클인 n회째 판독 사이클까지의 제2 판독치 Q2(0)~Q2(n)에 기초하는 근사식을 작성하고, 당해 근사식을 이용하여 제2 판독치 Q2의 보정치 Q2corr을 산출한다. 그리고 신호 처리부(16a)는, 하기의 수학식(2)에 나타나는 것처럼, 제2 판독치 Q2의 보정치 Q2corr과 제2 판독치 Q2(0)의 합으로부터 판독치 D2(n)를 감산함으로써, 제2 추정치 Q2est를 산출한다.
＜수학식(2)＞
Q2est=Q2corr＋Q2(0)－D2(n)
본 실시 형태에 있어서는, 제1 판독치 Q1의 보정치 Q1corr은 n회째 판독 사이클의 제1 판독치 Q1(n)의 보정치이고, 제2 판독치 Q2의 보정치 Q2corr은 n회째의 사이클의 제2 판독치 Q2(n)의 보정치이다. 보정치 Q1corr 및 Q2corr은, 근사식의 출력으로서 얻어지는 보정치이면, 대응하는 판독 사이클의 번호는 한정되는 것은 아니다.
근사식은, 예를 들어, 최소 제곱법에 기초하여 작성된다. 근사식은, 그 외의 공지된 근사식의 작성 방법이 이용되어도 된다. 신호 처리부(16a)는 판독치 D1(0)~D1(n)에 기초하는 근사식을 이용하여, 판독치 D1의 보정치를 산출하고, 당해 판독치 D1의 보정치를 제1 판독치 Q1의 보정치 Q1corr과 제1 판독치 Q1(0)의 합으로부터 감산하여, 제1 추정치 Q1est를 산출해도 된다. 판독치 D1의 보정치 및 판독치 Q1의 보정치 Q1corr은, 같은 순번의 판독 사이클의 판독치 D1의 보정치 및 판독치 Q1의 보정치이다. 마찬가지로, 신호 처리부(16a)는 판독치 D2(0)~D2(n)에 기초하는 근사식을 이용하여 판독치 D2의 보정치를 산출하고, 당해 판독치 D2의 보정치를 제2 판독치 Q2의 보정치 Q2corr과 제2 판독치 Q2(0)의 합으로부터 감산하여, 제2 추정치 Q2est를 산출해도 된다. 판독치 D2의 보정치 및 판독치 Q2의 보정치 Q2corr은, 같은 순번의 판독 사이클의 판독치 D2의 보정치 및 판독치 Q2의 보정치이다.
제1 추정치 Q1est는 근사식을 이용하여 산출한 제1 판독치의 보정치와 제1 판독치 Q1(0)의 합으로부터 다른 프레임 기간에 있어서 구한 배경광 등의 노이즈 성분에 대응하는 제1 판독치를 감산한 값이다. 제2 추정치 Q2est는 근사식을 이용하여 산출한 제2 판독치의 보정치와 제1 판독치 Q1(0)의 합으로부터 다른 프레임 기간에 있어서 구한 배경광 등의 노이즈 성분에 대응하는 제2 판독치를 감산한 값이다. 따라서, 최종의 판독 사이클까지 취득되는 제1 판독치 및 제2 판독치의 일부가 외란 등에 의해 변동되더라도, 근사식에 기초하는 제1 추정치 Q1est 및 제2 추정치 Q2est에서는, 변동을 포함하는 판독치의 영향이 저감된다. 제1 추정치 Q1est 및 제2 추정치 Q2est에서는, 배경광 등의 노이즈의 영향이 저감된다.
그 다음에, 신호 처리부(16a)는 거리를 산출한다(도 7 중, S23). 구체적으로는, 신호 처리부(16a)는 하기의 수학식(3)의 연산에 의해, 거리 L을 산출한다.
＜수학식(3)＞
L=(1/2)×c×T0×{Q2est×α／(Q1est＋Q2est×α)｝
c는 광속이다. α는 동량의 입사광이 제1 전송 기간 T1 및 제2 전송 기간 T2에 광 감응 영역에 입사되었을 때의 제1 판독치와 제2 판독치의 비이다. 이와 같이, 신호 처리부(16a)는 제1 축적 영역(fd1)의 축적 전하량에 기초하는 제1 추정치 Q1est와 제2 축적 영역(fd2)의 축적 전하량에 기초하는 제2 추정치 Q2est의 비에 의해, 대상물에 대한 거리를 고정밀도로 산출한다. 본 실시 형태에 있어서는, 신호 처리부(16a)는 각 화소에 대해서 산출한 거리에 따른 농담치(濃淡値)를 가지는 1행의 거리 화상을 출력한다. 본 실시 형태에 있어서는, 신호 처리부(16a)는 프레임 기간 Tf 마다 거리 화상을 갱신하도록, 도 7~도 9를 이용하여 설명한 제어 및 연산을 반복해도 된다.
그런데, 신호 처리부(16a)는, 도 8에 나타나는 것처럼, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 하나의 프레임 기간 Tf 내에서 증가시키고 있다. 구체적으로는, 신호 처리부(16a)는 방출 기간의 주기를 짧게 함으로써, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 증가시키고 있다. 즉, 신호 처리부(16a)는 방출 기간의 주기를 짧게 함으로써, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 많게 하고 있다. 신호 처리부(16a)는 방출 기간의 주기를 길게 함으로써, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 줄이고 있다.
하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서의 방출 기간의 주기는, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서의 방출 기간의 주기에 비하여 길다. 즉, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서의 방출 기간의 주기는, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서의 방출 기간의 주기에 비하여 짧다. 방출 기간의 주기는, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 단조(單調) 감소하고 있다. 본 명세서에서는, 「단조 감소하고 있다」는 증가 경향으로 되지 않는 것을 의미하며, 광의(廣義)의 단조 감소를 의미한다. 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 판독 기간의 길이는 일정하고, 전하 전송 사이클 Cy의 기간은 변화하고 있지 않다.
신호 처리부(16a)는 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 단계적으로 증가시키고 있다. 예를 들어, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서는, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은, 「2」이고, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서는, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 횟수는, 「M」이다. 즉, 신호 처리부(16a)는 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수를 2단계로 증가시키고 있다. 여기서, M은 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수의 최대치로서, 미리 정해진 수치이다.
전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 단조 증가하고 있다. 본 명세서에서는, 「단조 증가하고 있다」는 감소 경향으로 되지 않는 것을 의미하며, 광의의 단조 증가를 의미한다.
본 실시 형태의 거리 측정 장치(10)에서는, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서는, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에 비해, 방출 기간의 주기가 긴 것에 의해, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m이 적다. 이 때문에, 센서(18)의 화소 유닛 P(j)에 입사하는 반사광의 강도가 강한 경우(예를 들어, 대상물이 근거리에 위치하고 있는 경우, 혹은 대상물의 반사율이 높은 경우 등)에도, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에 있어서, 축적되는 신호 전하의 포화가 생기기 어렵다. 따라서, 거리 측정 장치(10)에서는, 적절한 거리 측정이 행해진다.
하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서는, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에 비해, 방출 기간의 주기가 짧은 것에 의해, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m이 많다. 이 때문에, 센서(18)의 화소 유닛 P(j)에 입사하는 반사광의 강도가 낮은 경우(예를 들어, 대상물이 원거리에 위치하고 있는 경우, 혹은 대상물의 반사율이 낮은 경우 등)에도, 축적되는 신호 전하의 부족이 억제된다. 따라서, 거리 측정 장치(10)에서는, 적절한 거리 측정이 행해진다.
이상으로부터, 본 실시 형태의 거리 측정 장치(10)에 의하면, 하나의 프레임 기간 Tf를 변경하는 일 없이, 반사광의 강도에 대한 다이나믹 레인지를 확대할 수 있다.
신호 처리부(16a)는, 도 10에 나타나는 것처럼, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 3단계 이상으로 증가시키고 있어도 된다. 또, 신호 처리부(16a)는, 도 11에 나타나는 것처럼, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 「1」에서부터 「M」까지 서서히 증가시키고 있어도 된다. 어느 경우도, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 단조 증가하고 있다.
신호 처리부(16a)는, 도 12에 나타나는 것처럼, 판독 기간의 길이를 길게 하고, 전하 전송 사이클 Cy의 기간을 길게 함으로써, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 증가시키고 있어도 된다. 즉, 신호 처리부(16a)는 판독 기간의 길이를 짧게 하고, 전하 전송 사이클 Cy의 기간을 짧게 함으로써, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 줄이고, 전하 전송 사이클 Cy의 기간을 길게 함으로써, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m을 많게 하고 있다.
하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서의 전하 전송 사이클 Cy의 기간은, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서의 전하 전송 사이클 Cy의 기간에 비하여 짧다. 즉, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서의 전하 전송 사이클 Cy의 기간은, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서의 전하 전송 사이클 Cy의 기간에 비하여 길다. 전하 전송 사이클 Cy의 기간은, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 단조 증가하고 있다. 방출 기간의 주기는, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 변화하고 있지 않다.
도 12에 나타난 예에서는, 신호 처리부(16a)는 전하 전송 사이클 Cy의 기간을 2단계로 길게 하고 있다. 예를 들어, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은 「3」이고, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서는, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 횟수는, 「M」이다. 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 단조 증가하고 있다.
본 실시 형태의 거리 측정 장치(10)에서는, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에서는, 하나의 프레임 기간 Tf의 후기에 비해, 전하 전송 사이클 Cy의 기간이 짧은 것에 의해, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m이 적다. 이 때문에, 센서(18)의 화소 유닛 P(j)에 입사하는 반사광의 강도가 강한 경우(예를 들어, 대상물이 근거리에 위치하고 있는 경우, 혹은 대상물의 반사율이 높은 경우 등)에도, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에 있어서, 축적되는 신호 전하의 포화가 생기기 어렵다. 따라서, 거리 측정 장치(10)에서는, 적절한 거리 측정이 행해진다.
하나의 프레임 기간 Tf의 후기에서는, 하나의 프레임 기간 Tf의 초기에 비해, 전하 전송 사이클 Cy의 기간이 긴 것에 의해, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m이 많다. 이 때문에, 센서(18)의 화소 유닛 P(j)에 입사하는 반사광의 강도가 낮은 경우(예를 들어, 대상물이 원거리에 위치하고 있는 경우, 혹은 대상물의 반사율이 낮은 경우 등)에도, 축적되는 신호 전하의 부족이 억제된다. 따라서, 거리 측정 장치(10)에서는, 적절한 거리 측정이 행해진다.
신호 처리부(16a)는, 도 13에 나타나는 것처럼, 전하 전송 사이클 Cy의 기간을 3단계 이상으로 길게 하고 있어도 된다. 이 경우, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m이 3 단계 이상으로 증가한다. 또, 신호 처리부(16a)는, 도 14에 나타나는 것처럼, 전하 전송 사이클 Cy의 기간을 서서히 길게 하고 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m이 「1」에서부터 「M」까지 서서히 증가한다. 어느 경우도, 전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은, 하나의 프레임 기간 Tf 내에 있어서, 단조 증가하고 있다.
이어서, 도 15 및 도 16을 참조하여, 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 도 15는 다른 실시 형태에 따른 센서의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16은 다른 실시 형태에 따른 센서부의 하나의 화소 유닛과 당해 화소 유닛용의 대응 샘플 홀드 회로의 회로도이다.
거리 측정 장치(10)는 센서(18)를 대신하여, 도 15에 나타나는 센서(18A)를 가지고 있어도 된다. 센서(18A)는 I×J개의 화소 유닛 P(i, j)를 가지는 촬상 영역(IR)을 가지고 있다. 여기서, i는 1~I의 정수이고, j는 1~J의 정수이고, I 및 J는 2 이상의 정수이다. I×J개의 화소 유닛 P(i, j)는 I행 J열로 배열되어 있다. 촬상 영역(IR)에는, 화소 유닛의 각 열용의 두 개의 수직 신호 라인 V1(j) 및 V2(j)가 마련되어 있다.
도 16에 나타나는 것처럼, 센서(18A)의 화소 유닛 P(i, j)의 전하-전압 변환 회로(A1)의 출력에는, 스위치(SW20)가 접속되어 있다. 스위치(SW20)는 대응 수직 신호 라인 V1(j)을 통해서 대응 제1 샘플 홀드 회로(SH1)의 스위치(SW10)에 접속되어 있다. 화소 유닛 P(i, j)의 전하-전압 변환 회로(A2)의 출력에는, 스위치(SW22)가 접속되어 있다. 스위치(SW22)는 대응 수직 신호 라인 V2(j)를 통해서 대응 제2 샘플 홀드 회로(SH2)의 스위치(SW12)에 접속되어 있다.
센서(18A)는 추가로 수직 시프트 레지스터 그룹(VSG)을 가지고 있다. 수직 시프트 레지스터 그룹(VSG)은 수직 방향으로 배열된 복수의 수직 시프트 레지스터를 포함하고 있다. 각 수직 시프트 레지스터는, 예를 들어 플립 플롭을 포함하고 있다. 배열 방향에 있어서 일단(一端)에 마련된 수직 시프트 레지스터에는, 신호 처리부(16a)로부터 스타트 신호가 주어진다. 모든 수직 시프트 레지스터에는, 신호 처리부(16a)로부터 클록 신호가 주어진다. 수직 시프트 레지스터 그룹(VSG)은 스타트 신호 및 클록 신호를 받으면, 복수의 화소 유닛 P(i, j)의 스위치(SW20) 및 스위치(SW22)에, 행 선택 신호를 행순(行順)으로 차례로 준다.
이것에 의해, 각 열의 복수의 화소 유닛 P(i, j)의 전하-전압 변환 회로(A1 및 A2)의 출력은, 대응 수직 신호 라인 V1(j) 및 V2(j)에 차례로 접속되고, 복수의 화소 유닛 P(i, j)의 출력 전압이, 대응 샘플 홀드 회로(SH1 및 SH2)에, 행순으로 차례로 유지된다. 각 행 내의 복수의 화소 유닛 P(j, i)의 출력 전압이 대응 샘플 홀드 회로(SH1 및 SH2)에 유지되면, 샘플 홀드 회로(SH1 및 SH2)에 유지된 전압은, 수평 시프트 레지스터 그룹(HSG)으로부터 주어지는 판독 펄스 신호에 의해, 신호 라인(H1 및 H2)에 열순(列順)으로 차례로 결합된다. 그리고 도 7에서 설명한 연산을 각 화소 유닛에 대해 행함으로써, 신호 처리부(16a)는 이차원의 거리 화상을 형성할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 15에 나타난 실시 형태에서는, 화소 유닛의 열 마다 대응 샘플 홀드 회로(SH1 및 SH2)가 마련되어 있지만, 화소 유닛 마다 대응 샘플 홀드 회로(SH1 및 SH2)가 마련되어 있어도 된다. 촬상 영역(IR)의 화소 유닛의 개수는 하나여도 된다.
전하 전송 사이클 Cy 1회당 방출 기간의 수 m은, 도 8 및 도 10~도 14에 나타난 값으로 한정되지 않는다.
각 화소 유닛 P(1)~P(J)는, 본원 출원인에 의한 일본 특개 2013－178121호 공보 및 일본 특개 2013－206903호 공보 등에 기재되어 있는 것처럼, 2개의 광 감응 영역(제1 광 감응 영역과 제2 광 감응 영역)을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 제1 축적 영역이 제1 광 감응 영역에서 발생시킨 전하를 축적하고, 제2 축적 영역이 제2 광 감응 영역에서 발생시킨 전하를 축적한다. 제1 전송 전극은 제1 광 감응 영역과 제1 축적 영역의 사이에 마련된다. 제2 전송 전극은 제2 광 감응 영역과 제2 축적 영역의 사이에 마련된다.
각 화소 유닛 P(1)~P(J)가 가지는 광 감응 영역, 축적 영역, 및 전송 전극은, 상술한 일본 특개 2013－178121호 공보 및 일본 특개 2013－206903호 공보 등에 기재되어 있는 것처럼, 각각 「1」이어도 된다. 이 경우, 전송 전극에 인가되는 전압 신호는, 소정의 타이밍에서 간헐적으로 위상 시프트가 주어지고 있다. 예를 들어, 상기 전압 신호는 180도의 타이밍에서 180도의 위상 시프트가 주어지고 있다. 전송 전극에 인가되는 전압 신호는, 0도의 타이밍에서 구동 펄스 신호 SL에 동기하고, 180도의 타이밍에서 구동 펄스 신호 SL에 180도의 위상차를 가지고 있다. 즉, 0도의 타이밍과 180도의 타이밍에 있어서, 축적 영역에 축적된 전하가 읽어내진다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 TOF법에 기초하는 거리 측정 장치에 이용할 수 있다.
10…거리 측정 장치 12…광원부
14…센서부 16…처리부
16a…신호 처리부 18…센서
Cy…전하 전송 사이클 fd1…제1 축적 영역
fd2…제2 축적 영역 PG…포토 게이트 전극
RS1…제1 리셋 스위치 RS2…제2 리셋 스위치
T1…제1 전송 기간 T2…제2 전송 기간
Tf…프레임 기간 TX1…제1 전송 전극
TX2…제2 전송 전극 Vr…리셋 전위

Claims (17)

  1. 비행 시간법에 의해 대상물에 대한 거리를 구하는 거리 측정 장치로서,
    변조광을 방출(放出)하는 광원부와,
    입사광에 따라 전하를 발생시키는 광 감응 영역, 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 축적하는 축적 영역, 상기 광 감응 영역과 상기 축적 영역의 사이에 마련된 전송 전극, 및 상기 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 리셋 스위치를 가지는 센서부와,
    상기 변조광의 방출 타이밍 및 상기 센서부를 제어하여, 거리를 산출하는 처리부를 구비하고,
    상기 처리부는,
    상기 리셋 스위치를 제어하여 상기 축적 영역을 상기 리셋 전위에 접속시키고 나서 당해 축적 영역을 다음에 상기 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 내의 복수의 전하 전송 사이클에 있어서, 1 이상의 방출 기간에 상기 광원부에 상기 변조광을 방출시키고, 또한 상기 전하 전송 사이클 1회당 상기 방출 기간의 수를 하나의 상기 프레임 기간 내에서 증가시키고,
    상기 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 전송 기간에 상기 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 축적 영역에 축적시키고,
    상기 복수의 전하 전송 사이클의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 상기 복수의 전하 전송 사이클과 교호(交互)의 시점에 상기 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 판독치를 상기 센서부로부터 취득하고,
    상기 복수의 판독치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는 방출 기간의 주기를 짧게 함으로써, 상기 전하 전송 사이클 1회당 상기 방출 기간의 수를 증가시키는 거리 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 처리부는 전하 전송 사이클의 기간을 길게 함으로써, 상기 전하 전송 사이클 1회당 상기 방출 기간의 수를 증가시키는 거리 측정 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 전하 전송 사이클 1회당 상기 방출 기간의 수를 단계적으로 증가시키는 거리 측정 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 전하 전송 사이클 1회당 상기 방출 기간의 수를 서서히 증가시키는 거리 측정 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 축적 영역으로서, 제1 축적 영역 및 제2 축적 영역을 포함하고,
    상기 전송 전극으로서, 상기 광 감응 영역과 상기 제1 축적 영역의 사이에 마련된 제1 전송 전극, 및 상기 광 감응 영역과 상기 제2 축적 영역의 사이에 마련된 제2 전송 전극을 포함하고,
    상기 리셋 스위치로서, 상기 제1 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제1 리셋 스위치, 및 상기 제2 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제2 리셋 스위치를 포함하며,
    상기 처리부는
    상기 제1 리셋 스위치 및 상기 제2 리셋 스위치를 제어하여 상기 제1 축적 영역 및 상기 제2 축적 영역을 상기 리셋 전위에 접속시키고 나서 당해 제1 축적 영역 및 당해 제2 축적 영역을 다음에 상기 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 내의 복수의 전하 전송 사이클에 있어서, 상기 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 제1 전송 기간에 상기 제1 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 제1 축적 영역에 축적시키고, 상기 1 이상의 제1 전송 기간과 위상 반전된 1 이상의 제2 전송 기간에 상기 제2 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 제2 축적 영역에 축적시키고,
    상기 복수의 전하 전송 사이클의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 상기 복수의 전하 전송 사이클과 교호의 시점에 상기 제1 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제1 판독치 및 당해 시점에 상기 제2 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제2 판독치를, 상기 센서부로부터 취득하고,
    상기 복수의 제1 판독치 및 상기 복수의 제2 판독치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 축적 영역으로서, 제1 축적 영역 및 제2 축적 영역을 포함하고,
    상기 전송 전극으로서, 상기 광 감응 영역과 상기 제1 축적 영역의 사이에 마련된 제1 전송 전극, 및 상기 광 감응 영역과 상기 제2 축적 영역의 사이에 마련된 제2 전송 전극을 포함하고,
    상기 리셋 스위치로서, 상기 제1 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제1 리셋 스위치, 및 상기 제2 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제2 리셋 스위치를 포함하며,
    상기 처리부는
    상기 제1 리셋 스위치 및 상기 제2 리셋 스위치를 제어하여 상기 제1 축적 영역 및 상기 제2 축적 영역을 상기 리셋 전위에 접속시키고 나서 당해 제1 축적 영역 및 당해 제2 축적 영역을 다음에 상기 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 내의 복수의 전하 전송 사이클에 있어서, 상기 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 제1 전송 기간에 상기 제1 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 제1 축적 영역에 축적시키고, 상기 1 이상의 제1 전송 기간과 위상 반전된 1 이상의 제2 전송 기간에 상기 제2 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 제2 축적 영역에 축적시키고,
    상기 복수의 전하 전송 사이클의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 상기 복수의 전하 전송 사이클과 교호의 시점에 상기 제1 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제1 판독치 및 당해 시점에 상기 제2 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제2 판독치를, 상기 센서부로부터 취득하고,
    상기 복수의 제1 판독치 및 상기 복수의 제2 판독치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 축적 영역으로서, 제1 축적 영역 및 제2 축적 영역을 포함하고,
    상기 전송 전극으로서, 상기 광 감응 영역과 상기 제1 축적 영역의 사이에 마련된 제1 전송 전극, 및 상기 광 감응 영역과 상기 제2 축적 영역의 사이에 마련된 제2 전송 전극을 포함하고,
    상기 리셋 스위치로서, 상기 제1 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제1 리셋 스위치, 및 상기 제2 축적 영역과 리셋 전위의 사이에 마련된 제2 리셋 스위치를 포함하며,
    상기 처리부는
    상기 제1 리셋 스위치 및 상기 제2 리셋 스위치를 제어하여 상기 제1 축적 영역 및 상기 제2 축적 영역을 상기 리셋 전위에 접속시키고 나서 당해 제1 축적 영역 및 당해 제2 축적 영역을 다음에 상기 리셋 전위에 접속시킬 때까지의 프레임 기간 내의 복수의 전하 전송 사이클에 있어서, 상기 1 이상의 방출 기간에 동기한 1 이상의 제1 전송 기간에 상기 제1 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 제1 축적 영역에 축적시키고, 상기 1 이상의 제1 전송 기간과 위상 반전된 1 이상의 제2 전송 기간에 상기 제2 전송 전극에 주는 전압을 제어하여 상기 광 감응 영역에서 발생한 전하를 상기 제2 축적 영역에 축적시키고,
    상기 복수의 전하 전송 사이클의 각각에 대응하는 복수의 판독 사이클에 있어서, 상기 복수의 전하 전송 사이클과 교호의 시점에 상기 제1 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제1 판독치 및 당해 시점에 상기 제2 축적 영역에 축적되어 있는 전하량에 따른 복수의 제2 판독치를, 상기 센서부로부터 취득하고,
    상기 복수의 제1 판독치 및 상기 복수의 제2 판독치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 처리부는 n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치와, n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치와 n－1회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치 사이의 차분치(差分値)의 합, 또는 n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치와, n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치와 n－1회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치 사이의 차분치의 합이, 소정의 임계치를 초과하는 경우에, n＋1회째 이후의 상기 판독 사이클을 정지하고,
    여기서 n은 상기 복수의 판독 사이클의 순번(順番)을 나타내는 거리 측정 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 처리부는 n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치와, n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치와 n－1회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치 사이의 차분치(差分値)의 합, 또는 n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치와, n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치와 n－1회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치 사이의 차분치의 합이, 소정의 임계치를 초과하는 경우에, n＋1회째 이후의 상기 판독 사이클을 정지하고,
    여기서 n은 상기 복수의 판독 사이클의 순번(順番)을 나타내는 거리 측정 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 처리부는 n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치와, n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치와 n－1회째의 상기 판독 사이클의 상기 제1 판독치 사이의 차분치(差分値)의 합, 또는 n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치와, n회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치와 n－1회째의 상기 판독 사이클의 상기 제2 판독치 사이의 차분치의 합이, 소정의 임계치를 초과하는 경우에, n＋1회째 이후의 상기 판독 사이클을 정지하고,
    여기서 n은 상기 복수의 판독 사이클의 순번(順番)을 나타내는 거리 측정 장치.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 상기 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고,
    상기 제1 추정치 및 상기 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 상기 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고,
    상기 제1 추정치 및 상기 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 상기 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고,
    상기 제1 추정치 및 상기 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 상기 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고,
    상기 제1 추정치 및 상기 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 상기 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고,
    상기 제1 추정치 및 상기 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 처리부는
    상기 복수의 제1 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제1 추정치를 산출하고, 상기 복수의 제2 판독치에 기초하는 근사식을 이용하여 제2 추정치를 산출하고,
    상기 제1 추정치 및 상기 제2 추정치에 기초하여, 거리를 산출하는 거리 측정 장치.
KR1020177033724A 2015-04-28 2016-04-08 거리 측정 장치 KR102481693B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-091372 2015-04-28
JP2015091372A JP6554310B2 (ja) 2015-04-28 2015-04-28 距離測定装置
PCT/JP2016/061535 WO2016175012A1 (ja) 2015-04-28 2016-04-08 距離測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170140304A KR20170140304A (ko) 2017-12-20
KR102481693B1 true KR102481693B1 (ko) 2022-12-29

Family

ID=57199791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177033724A KR102481693B1 (ko) 2015-04-28 2016-04-08 거리 측정 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10871568B2 (ko)
JP (1) JP6554310B2 (ko)
KR (1) KR102481693B1 (ko)
CN (1) CN107533128B (ko)
CH (1) CH712465B1 (ko)
DE (1) DE112016001944T5 (ko)
WO (1) WO2016175012A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE46672E1 (en) 2006-07-13 2018-01-16 Velodyne Lidar, Inc. High definition LiDAR system
US10627490B2 (en) 2016-01-31 2020-04-21 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging
JP7149256B2 (ja) 2016-03-19 2022-10-06 ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド Ｌｉｄａｒに基づく３次元撮像のための統合された照射及び検出
CA3024510C (en) 2016-06-01 2022-10-04 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pixel scanning lidar
JP6988071B2 (ja) * 2016-11-16 2022-01-05 株式会社リコー 距離測定装置及び距離測定方法
EP3593166B1 (en) 2017-03-31 2024-04-17 Velodyne Lidar USA, Inc. Integrated lidar illumination power control
EP3392674A1 (en) * 2017-04-23 2018-10-24 Xenomatix NV A pixel structure
JP2018185179A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 株式会社リコー 測距装置、監視装置、３次元計測装置、移動体、ロボット及び測距方法
JP2020519881A (ja) 2017-05-08 2020-07-02 ベロダイン ライダー， インク． Ｌｉｄａｒデータ収集及び制御
US11294041B2 (en) 2017-12-08 2022-04-05 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system
US11971507B2 (en) 2018-08-24 2024-04-30 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for mitigating optical crosstalk in a light ranging and detection system
US10712434B2 (en) 2018-09-18 2020-07-14 Velodyne Lidar, Inc. Multi-channel LIDAR illumination driver
US11082010B2 (en) 2018-11-06 2021-08-03 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for TIA base current detection and compensation
US11885958B2 (en) 2019-01-07 2024-01-30 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror
CN113287037B (zh) * 2019-01-15 2024-05-07 国立大学法人静冈大学 距离图像测定装置、距离图像测定***以及距离图像测定方法
JP6825164B1 (ja) * 2019-03-01 2021-02-03 株式会社ブルックマンテクノロジ 距離画像撮像装置および距離画像撮像装置による距離画像撮像方法
JPWO2020262476A1 (ko) * 2019-06-25 2020-12-30
US10613203B1 (en) 2019-07-01 2020-04-07 Velodyne Lidar, Inc. Interference mitigation for light detection and ranging
JP7300618B2 (ja) * 2019-09-06 2023-06-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置
DE112020006361T5 (de) * 2019-12-26 2022-10-27 Hamamatsu Photonics K.K. Lichtdetektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben von Photosensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009257780A (ja) 2008-04-11 2009-11-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 撮像システム
US20140125766A1 (en) 2012-11-06 2014-05-08 David Cohen Accumulating charge from multiple imaging exposure periods

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10197635A (ja) * 1997-01-13 1998-07-31 Omron Corp レーザー測距装置
JP3521796B2 (ja) * 1999-03-25 2004-04-19 三菱電機株式会社 レーザレーダ装置
WO2004093318A2 (en) 2003-04-11 2004-10-28 Canesta, Inc. Method and system to differentially enhance sensor dynamic range
EP1860462A1 (de) * 2006-05-23 2007-11-28 Leica Geosystems AG Distanzmessverfahren und Distanzmesser zur Erfassung der räumlichen Abmessung eines Zieles
EP2260325B1 (en) * 2008-02-29 2015-08-05 Leddartech Inc. Light-integrating rangefinding device and method
TWI540312B (zh) * 2010-06-15 2016-07-01 原相科技股份有限公司 可提高測量精確度、省電及／或能提高移動偵測效率的時差測距系統及其方法
US8681255B2 (en) * 2010-09-28 2014-03-25 Microsoft Corporation Integrated low power depth camera and projection device
JP5218513B2 (ja) * 2010-09-30 2013-06-26 オムロン株式会社 変位センサ
JP5518667B2 (ja) * 2010-10-12 2014-06-11 浜松ホトニクス株式会社 距離センサ及び距離画像センサ
KR20130066289A (ko) * 2011-12-12 2013-06-20 삼성전자주식회사 거리측정센서
JP5876289B2 (ja) * 2011-12-28 2016-03-02 浜松ホトニクス株式会社 距離測定装置
JP6017916B2 (ja) * 2012-10-16 2016-11-02 株式会社豊田中央研究所 光検出器
KR20150095033A (ko) * 2014-02-12 2015-08-20 한국전자통신연구원 레이저 레이더 장치 및 그것의 영상 획득 방법
EP3187823B1 (en) * 2014-08-27 2020-08-26 Nikon Vision Co., Ltd. Rangefinder and ranging method
WO2018110183A1 (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像制御装置、撮像制御方法、プログラムおよび記録媒体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009257780A (ja) 2008-04-11 2009-11-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 撮像システム
US20140125766A1 (en) 2012-11-06 2014-05-08 David Cohen Accumulating charge from multiple imaging exposure periods

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016206135A (ja) 2016-12-08
JP6554310B2 (ja) 2019-07-31
CH712465B1 (de) 2018-09-28
CN107533128B (zh) 2021-02-12
CN107533128A (zh) 2018-01-02
KR20170140304A (ko) 2017-12-20
US20180106902A1 (en) 2018-04-19
DE112016001944T5 (de) 2018-02-15
WO2016175012A1 (ja) 2016-11-03
US10871568B2 (en) 2020-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102481693B1 (ko) 거리 측정 장치
KR101883529B1 (ko) 거리 측정 장치
US10690755B2 (en) Solid-state imaging device having increased distance measurement accuracy and increased distance measurement range
JP5781918B2 (ja) 距離測定装置
US9621860B2 (en) Image capturing apparatus and control method thereof, and storage medium
JP6501403B2 (ja) イメージセンサ
US7436496B2 (en) Distance image sensor
CN110024375B (zh) 固态摄像装置和测距摄像装置
US20200278194A1 (en) Distance image measurement device and distance image measurement method
US10666875B2 (en) Solid-state imaging device
JP6406856B2 (ja) 撮像装置及びその制御方法
US11336854B2 (en) Distance image capturing apparatus and distance image capturing method using distance image capturing apparatus
JPWO2014181619A1 (ja) 距離計測装置
JP2007232687A (ja) 光学式測距装置
JP6851638B2 (ja) 画素回路及び撮像素子
US10057507B2 (en) Shifted binning in X-ray sensors
CN111788495B (zh) 光检测装置、光检测方法以及激光雷达装置
WO2023171345A1 (ja) 光電変換回路、及び光電変換装置
WO2024024744A1 (ja) 距離計測装置及び距離計測方法
WO2020194481A1 (ja) 距離画像センサ及び距離画像撮像装置
JP2023147558A (ja) 距離画像撮像装置、及び距離画像撮像方法
WO2021070212A1 (ja) 距離画像撮像装置及び距離画像撮像方法
JP2017211242A (ja) 受光装置、撮像デバイス
CN114586333A (zh) 用于控制透镜致动器的驱动电路和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right