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公開番号2023164543
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-10
出願番号2023146503,2020141187
出願日2023-09-08,2020-08-24
発明の名称受光装置及び電子装置
出願人株式会社東芝
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01S 7/489 20060101AFI20231102BHJP(測定;試験)
要約【課題】外乱光に影響されることなく所望の光を精度よく受光する。
【解決手段】受光装置は、1つの画素に対応するM(Mは2以上の整数)個の受光素子と、第1期間内に前記M個の受光素子のうちN(Nは2以上かつ前記M未満の整数)個を閾値とした前記閾値以上の数の受光素子が同時に光を検出しないように前記M個の受光素子のバイアス電圧を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
１つの画素に対応するＭ（Ｍは１以上の整数）個の受光素子と、
第１期間内に前記Ｍ個の受光素子が光を検出した回数の合計値が予め定めた閾値以上にならないように前記Ｍ個の受光素子のバイアス電圧を制御する制御部と、を備える、受光装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１期間は、投光部が対象物に光を照射する間隔より長い期間である、請求項１に記載の受光装置。
【請求項３】
１つの画素に対応するＭ（Ｍは１以上の整数）個の受光素子と、
第１期間内の前記画素の出力が予め定めた閾値以上にならないように、前記Ｍ個の受光素子のバイアス電圧を制御する制御部と、を備える、受光装置。
【請求項４】
前記受光素子は、いったん光を検出すると、前記画素の回路に応じたデッドタイム期間中は新たな光を検出できない特性を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の受光装置。
【請求項５】
前記受光素子は、ガイガーモードで動作するアバランシェ・フォトダイオードである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の受光装置。
【請求項６】
前記第１期間内に前記Ｍ個の受光素子のうち光を検出した受光素子の数と、前記数の出現頻度との関係を表すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部を備え、
前記制御部は、前記ヒストグラムに基づいて、前記Ｍ個の受光素子のうち光を検出した受光素子の数が最大になるときの出現頻度が所定値以下になるように、前記バイアス電圧を設定する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の受光装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記画素内の前記Ｍ個の受光素子のうち光を検出した受光素子の最大数が所定値以下になるように、前記バイアス電圧を設定する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の受光装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記バイアス電圧を予め定めた初期電圧から複数回に亘って変化させることにより、最適な前記バイアス電圧を検索する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の受光装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記バイアス電圧を前記初期電圧から複数回に亘って段階的に低下させることにより、最適な前記バイアス電圧を検索する、請求項８に記載の受光装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記バイアス電圧を前記初期電圧から複数回に亘って段階的に低下させたときに、前記閾値の条件を初めて満たした前記バイアス電圧を設定し、その後の前記バイアス電圧の変更処理を中止する、請求項９に記載の受光装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、受光装置及び電子装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
自動運転等では、対象物までの距離を計測するために、ＴｏＦ（Time of Flight）センサを用いるのが一般的である。ＴｏＦセンサは、投光部が光を投光した時刻と、投光部からの光を対象物で反射した光が受光される時刻との時間差により、距離を計測する。
【０００３】
対象物が遠方にある場合、対象物からの反射光の光強度が弱くなるため、受光装置の感度を高くする必要がある。受光装置としてアバランシェ・フォトダイオードを用いてガイガーモードで動作させることにより、微弱な光を検出可能な高感度の受光装置が得られる。
【０００４】
しかしながら、受光装置の感度を高くすると、太陽光などの外乱光をも検出してしまい、正確に距離計測を行えなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１９０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、外乱光に影響されることなく所望の光を精度よく受光できる受光装置及び電子装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態によれば、１つの画素に対応するＭ（Ｍは２以上の整数）個の受光素子と、
第１期間内に前記Ｍ個の受光素子のうち閾値Ｎ（Ｎは２以上かつ前記Ｍ未満の整数）個以上の数の受光素子が同時に光を検出しないように前記Ｍ個の受光素子のバイアス電圧を制御する制御部と、を備える、受光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態による受光装置の概略構成を示すブロック図。
図１の受光装置１における画素の内部構成を示す回路図。
受光部の特性を示す図。
図１の受光装置にヒストグラム生成部を追加したブロック図。
ヒストグラム生成部で生成されたヒストグラムの一例を示す図。
受光素子のバイアス電圧を初期電圧から複数回に亘って順次に低下させる例を示す図。
バイアス電圧の調整を制御期間と、距離計測を行う測距期間のタイミングの第１例を示す図。
バイアス電圧の調整タイミングと距離計測タイミングの第２例を示す図。
本実施形態による受光装置を内蔵する受光モジュールを備えた電子装置の概略構成を示すブロック図。
受光モジュールと信号処理部をパッケージの基板上に実装した例を示す模式的な斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、受光装置及び電子装置の実施形態について説明する。以下では、受光装置及び電子装置の主要な構成部分を中心に説明するが、受光装置及び電子装置には、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。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態による受光装置１の概略構成を示すブロック図である。図１の受光装置１は、後述するように、例えば対象物からの反射光を受光するために用いられる。図１の受光装置１は、一次元又は二次元方向に配置された複数の画素２を有する受光部３と、制御部４とを備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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