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公開番号2024171646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023088771
出願日2023-05-30
発明の名称測距装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01S 17/10 20200101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】フレームレートを向上し得る測距装置を提供する。
【解決手段】複数の発光領域に区分された発光装置における発光タイミングと時間カウントの開始タイミングとを制御する制御部と、前記複数の発光領域に1対1対応するように複数の受光領域に区分された受光部と、前記時間カウント値と複数の受光信号とに基づいて、前記時間カウントが開始してから前記複数の受光領域のいずれかに前記入射光が入射するまでの経過時間を示す受光時間値を生成する時間ラッチ部と、前記受光時間値に基づいて光の飛行時間を算出する算出部と、を有し、前記複数の発光領域の各々の発光タイミングは互いに異なっており、前記複数の発光領域のうちの2つの発光タイミングの時間差はいずれも前記複数の受光領域の各々における計測期間の長さよりも短く、前記算出部は、前記受光時間値と、前記時間差とに基づいて、前記飛行時間を算出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
時間カウントが開始してからの経過時間を示す時間カウント値を出力する時間カウント部と、
複数の発光領域に区分された発光装置における発光タイミングと前記時間カウント部における前記時間カウントの開始タイミングとを制御する制御部と、
前記複数の発光領域に１対１対応するように複数の受光領域に区分された複数の画素を有し、対応する発光領域及び受光領域における発光タイミングから計測が終了するまでの計測期間において前記複数の画素の各々が入射光に基づいて受光信号を生成する受光部と、
前記時間カウント値と前記複数の受光領域の画素からそれぞれ出力された複数の前記受光信号とに基づいて、前記時間カウントが開始してから前記複数の受光領域のいずれかに前記入射光が入射するまでの経過時間を示す受光時間値を生成する時間ラッチ部と、
前記受光時間値に基づいて前記発光装置から射出された光の飛行時間を算出する算出部と、
を有し、
前記複数の発光領域の各々の発光タイミングは互いに異なっており、前記複数の発光領域のうちの２つの発光タイミングの時間差はいずれも前記複数の受光領域の各々における計測期間の長さよりも短く、
前記算出部は、前記受光時間値と、前記時間差とに基づいて、前記複数の受光領域の各々に対応する前記飛行時間を算出する
ことを特徴とする測距装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御部は、複数の発光領域のうち、最も早い時刻に発光する発光領域である基準発光領域の発光タイミングと、前記時間カウントの開始タイミングとが同期するように制御を行い、
前記時間差は、前記基準発光領域の発光タイミングと他の発光領域の発光タイミングとに基づく
ことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記複数の受光領域のすべてが第１計測周期における計測を終了した後、前記第１計測周期の次の第２計測周期における前記基準発光領域の発光が行われる
ことを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記受光時間値から前記時間差を減算することにより、前記基準発光領域以外の受光領域に対応する前記飛行時間を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の測距装置。
【請求項５】
前記複数の受光領域のすべてが第１計測周期における計測を終了する前に、前記第１計測周期の次の第２計測周期における前記基準発光領域の発光が行われる
ことを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
【請求項６】
前記算出部は、前記受光時間値が前記時間差以上である場合に、前記受光時間値から前記時間差を減算することにより、前記基準発光領域以外の受光領域に対応する前記飛行時間を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の測距装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記受光時間値が前記時間差よりも小さい場合に、前記受光時間値から前記時間差を減算し、更に前記時間カウント値の上限値を加算することにより、前記基準発光領域以外の受光領域に対応する前記飛行時間を算出する
ことを特徴とする請求項５に記載の測距装置。
【請求項８】
前記算出部は、前記基準発光領域に対応する前記飛行時間として前記受光時間値を出力する
ことを特徴とする請求項３に記載の測距装置。
【請求項９】
前記発光タイミングを示す発光時間信号と、前記時間カウント値とに基づいて前記時間差を生成する時間差生成部を更に有する
ことを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記時間差生成部は、前記発光時間信号が入力された時刻における前記時間カウント値を保持することにより前記時間差を生成する
ことを特徴とする請求項９に記載の測距装置。
（【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】
本発明は、測距装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光が照射された時刻と反射光を受けた時刻の時間差に基づいて対象物までの距離を計測する測距装置が開示されている。特許文献１の測距装置は複数の発光素子を含む発光素子アレイを備えており、複数の発光素子は発光タイミングが互いに異なる複数の領域に区分されている。この手法では、所定期間内に射出される光の平均エネルギーを低減することができるため、アイセーフティ規格を満足しつつ発光素子から射出される光の強度を高くすることができる。これにより、反射光の強度が高くなり、計測の繰り返し回数を低減することができるため、測距レンジの拡大及びフレームレートの向上の効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１２０６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているような測距装置において、各領域に対応する計測期間は時間的に重複していない。したがって、各領域に対応する計測が時間的にシリアルに実行されるため、フレームレートが十分に確保できない場合があり得る。
【０００５】
本発明は、フレームレートを向上し得る測距装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の一開示によれば、時間カウントが開始してからの経過時間を示す時間カウント値を出力する時間カウント部と、複数の発光領域に区分された発光装置における発光タイミングと前記時間カウント部における前記時間カウントの開始タイミングとを制御する制御部と、前記複数の発光領域に１対１対応するように複数の受光領域に区分された複数の画素を有し、対応する発光領域及び受光領域における発光タイミングから計測が終了するまでの計測期間において前記複数の画素の各々が入射光に基づいて受光信号を生成する受光部と、前記時間カウント値と前記複数の受光領域の画素からそれぞれ出力された複数の前記受光信号とに基づいて、前記時間カウントが開始してから前記複数の受光領域のいずれかに前記入射光が入射するまでの経過時間を示す受光時間値を生成する時間ラッチ部と、前記受光時間値に基づいて前記発光装置から射出された光の飛行時間を算出する算出部と、を有し、前記複数の発光領域の各々の発光タイミングは互いに異なっており、前記複数の発光領域のうちの２つの発光タイミングの時間差はいずれも前記複数の受光領域の各々における計測期間の長さよりも短く、前記算出部は、前記受光時間値と、前記時間差とに基づいて、前記複数の受光領域の各々に対応する前記飛行時間を算出することを特徴とする測距装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フレームレートを向上し得る測距装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る測距装置の概略構成例を示すハードウェアブロック図である。
第１実施形態に係る測距装置の概略構成例を示す機能ブロック図である。
第１実施形態に係る測距装置の１測距期間における動作の概略を示す図である。
第１実施形態に係るパルスカウント値の度数分布を視覚的に示すヒストグラムである。
第１実施形態に係る受光部、時間カウント部及びＴＯＦ値生成部の構成例を示すブロック図である。
第１実施形態に係る列処理部の構成例を示すブロック図である。
第１実施形態に係る測距装置の動作例を示すタイミングチャートである。
第２実施形態に係る測距装置の動作例を示すタイミングチャートである。
第３実施形態に係る光電変換装置の全体構成を示す概略図である。
第３実施形態に係るセンサ基板の構成例を示す概略ブロック図である。
第３実施形態に係る回路基板の構成例を示す概略ブロック図である。
第３実施形態に係る光電変換部及び画素信号処理部の１画素分の構成例を示す概略ブロック図である。
第３実施形態に係るアバランシェフォトダイオードの動作を説明する図である。
第４実施形態に係る機器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。複数の図面にわたって同一の要素又は対応する要素には共通の符号が付されており、その説明は省略又は簡略化されることがある。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る測距装置１の概略構成例を示すハードウェアブロック図である。測距装置１は、信号処理回路３、発光装置４及び受光装置５を有している。なお、本実施形態において示す測距装置１の構成は一例であり、図示された構成に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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