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公開番号2024129696
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023039052
出願日2023-03-13
発明の名称測距センサ装置および電子機器
出願人シャープセミコンダクターイノベーション株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G01S 7/484 20060101AFI20240919BHJP(測定;試験)
要約【課題】測距センサ装置における距離の測定誤差を低減する。
【解決手段】測距センサ装置(1)は、対象物にレーザ光を出射する発光素子(2)と、対象物からの反射光が入射する第1受光素子(3)と、発光素子(2)の出射時点から第1受光素子(3)の入射時点までの期間に基づき、対象物までの距離を測定する測定部(5)と、発光素子(2)の駆動を制御する駆動制御部(22)であって、発光素子(2)の駆動電流を制限する駆動制御部(22)とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
対象物にレーザ光を出射する発光素子と、
前記対象物からの反射光が入射する受光素子と、
前記発光素子の出射時点から前記受光素子の入射時点までの期間に基づき、前記対象物までの距離を測定する測定部と、
前記発光素子の駆動を制御する駆動制御部であって、前記発光素子の駆動電流を制限する駆動制御部とを備える、測距センサ装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記駆動制御部は、前記測定部が測定した距離が設定値よりも小さい場合、前記駆動電流を制限する、請求項１に記載の測距センサ装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の時間分布のうち、基準値よりも低い受光信号の時間分布を除外した時間分布を用いて、前記入射時点を決定する、請求項１に記載の測距センサ装置。
【請求項４】
前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の時間分布のうち、前記受光信号の領域を制限した時間分布用いて、前記入射時点を決定する、請求項１に記載の測距センサ装置。
【請求項５】
前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の量が設定範囲内である場合、前記対象物が非鏡面体であるとして、前記距離を測定する、請求項１に記載の測距センサ装置。
【請求項６】
前記受光素子は複数個であり、
前記測定部は、複数の前記受光素子からの複数の受光信号の量の比較結果に基づいて、前記対象物が鏡面体および非鏡面体の何れであるかを判断し、該判断に基づいて前記距離を測定する、請求項１に記載の測距センサ装置。
【請求項７】
前記発光素子は、垂直共振器型面発光レーザである、請求項１に記載の測距センサ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の測距センサ装置を備える電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、測距センサ装置および電子機器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
対象物に向けて発光し、該対象物からの反射光を受光して、発光してから受光するまでの期間に基づき上記対象物までの距離を測定する測距センサ装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のレーザ距離計は、半導体レーザ素子から強度変調して発振されたレーザ光を対象物に投光し、該レーザ光の反射光を色フィルタおよびレンズを介して受光センサにて検出する。上記レーザ距離計は、上記受光センサにて検出した光と、上記レーザ光との位相差を用いて上記対象物までの距離を測定する。
【０００３】
例えば、図２６は、特許文献２に記載の光センサの概要を示す断面図である。図２６に示すように、光センサ１０００には、例えば半導体からなる基板１００１上に発光素子１００２、第１受光素子１００３、および第２受光素子１００４が設けられている。上記発光素子１００２は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）などの面発光型半導体レーザ素子からなり、検知物１０１０に向けて光の一部１０３７を出射する。
【０００４】
上記第１受光素子１００３および第２受光素子１００４は、例えばＳＰＡＤ（シングフォトンアバランシェダイオード）等である。第１受光素子１００３は、発光素子１００２から出射された光の一部１０３７が検知物１０１０にて反射した反射光１０３８を受光する検出用の受光素子１００３である。第２受光素子１００４は、発光素子１００２から出射された光（直接光）の一部１０３９を検出基準として受光するモニタ用の受光素子１００４である。上記光センサ１０００は、第２受光素子１００４が直接光の一部１０３９を受光した時点から、受光素子１００３が反射光１０３８を受光した時点までの期間を測定する事により、検知物１０１０までの距離を算出する。
【０００５】
また、レーザ光は、単一のモードで発振するシングルモードと、複数のモードで発振するマルチモードとがある。シングルモードのレーザ光は、単一の波長のレーザ光である。マルチモードのレーザ光は、複数の波長のレーザ光である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
実開平７－２９４８８号公報
特開２０１９－１３３９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シングルモードのレーザ光はレーザ光の直進成分である一方、マルチモードのレーザ光は周囲光となる成分である。このため、上記のような装置による距離測定において、以下のような課題が生じる。
【０００８】
すなわち、対象物の表面が鏡面である場合、シングルモードのレーザ光のみが受光素子に入射する。一方、対象物の表面が凹凸面（または非鏡面とも称する）である場合、上記表面（非鏡面）にて散乱反射が発生する。散乱反射が発生すると、レーザ光の直進成分であるシングルモードのレーザ光と、周囲光となるマルチモードのレーザ光が混在して受光素子に入射する。故に、対象物の表面が鏡面である場合と、上記表面が非鏡面である場合とでは、距離の測定値に誤差が生じる。
【０００９】
本開示の一態様は、上記測距センサ装置における距離の測定値の誤差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る測距センサ装置は、対象物にレーザ光を出射する発光素子と、前記対象物からの反射光が入射する受光素子と、前記発光素子の出射時点から前記受光素子の入射時点までの期間に基づき、前記対象物までの距離を測定する測定部と、前記発光素子の駆動を制御する駆動制御部であって、前記発光素子の駆動電流を制限する駆動制御部とを備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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