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公開番号2025040732
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-25
出願番号2023147712
出願日2023-09-12
発明の名称距離計測装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G01S 7/487 20060101AFI20250317BHJP(測定;試験)
要約【課題】計測距離の誤差を抑制する。
【解決手段】一実施形態の距離計測装置は、パルス光を出射する出射部と、パルス光の対象物からの反射光を検出する光検出器と、検出された反射光に基づいて受光データを生成するアナログ処理部と、受光データに基づいて対象物までの距離を測定するデジタル処理部と、を備える。出射部は、第1パルス光、及び第1パルス光とピーク及びパルス幅の少なくとも一方が異なる第2パルス光をこの順に出射するように構成される。デジタル処理部は、第1パルス光に対応する第1受光データ及び第2パルス光に対応する第2受光データを加算し、加算されたデータに基づいて距離を測定するように構成される。
【選択図】図8

特許請求の範囲【請求項１】
パルス光を出射する出射部と、
前記パルス光の対象物からの反射光を検出する光検出器と、
前記検出された反射光に基づいて受光データを生成するアナログ処理部と、
前記受光データに基づいて前記対象物までの距離を測定するデジタル処理部と、
を備え、
前記出射部は、第１パルス光、及び前記第１パルス光とピーク及びパルス幅の少なくとも一方が異なる第２パルス光をこの順に出射するように構成され、
前記デジタル処理部は、
前記第１パルス光に対応する第１受光データ及び前記第２パルス光に対応する第２受光データを加算し、
前記加算されたデータに基づいて前記距離を測定する、
ように構成された、
距離計測装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記第１パルス光の第１ピークが第２パルス光の第２ピークより高い場合、前記第１パルス光の第１パルス幅は、前記第２パルス光の第２パルス幅より長い、
請求項１記載の距離計測装置。
【請求項３】
前記出射部は、前記第１受光データが生成された後に前記第２パルス光を出射するように構成された、
請求項１記載の距離計測装置。
【請求項４】
前記デジタル処理部は、
前記第１受光データ及び前記第２受光データに対する重み付け加算を実行し、
前記重み付け加算されたデータに基づいて前記距離を測定する
ように構成された、
請求項３記載の距離計測装置。
【請求項５】
前記重み付け加算平均演算において、前記第１受光データに対応する第１係数は、前記第２受光データに対応する第２係数と独立である、
請求項４記載の距離計測装置。
【請求項６】
前記アナログ処理部は、前記第１受光データ及び前記第２受光データを一括して生成するように構成された、
請求項１記載の距離計測装置。
【請求項７】
前記デジタル処理部は、
ＦＩＲフィルタ（finite impulse response filter）を含み、
前記ＦＩＲフィルタに前記第１受光データ及び前記第２受光データを入力して畳み込み演算を実行し、
前記畳み込み演算されたデータに基づいて前記距離を測定する、
ように構成された、
請求項６記載の距離計測装置。
【請求項８】
前記デジタル処理部は、前記第１パルス光と前記第２パルス光の出射間隔に基づいて、前記畳み込み演算を実行するように構成された、
請求項７記載の距離計測装置。
【請求項９】
前記ＦＩＲフィルタは、互いに独立な第３係数及び第４係数を有する、
請求項７記載の距離計測装置。
【請求項１０】
前記第１パルス光の第１ピークは、前記第２パルス光の第２ピークより低い、
請求項６記載の距離計測装置。
（【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】
実施形態は、距離計測装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）と呼ばれる距離計測装置が知られている。ＬｉＤＡＲは、レーザ光を対象物に照射し、対象物から反射された反射光の強度をセンサ（光検出器）によって検出する。そして、ＬｉＤＡＲは、センサから出力される光強度信号の時間変化に基づいて、ＬｉＤＡＲから対象物までの距離を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－３２９９０２号公報
国際公開第２０２２／２６４５０４号
特許第７２３８３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
計測距離の誤差を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の距離計測装置は、パルス光を出射する出射部と、上記パルス光の対象物からの反射光を検出する光検出器と、上記検出された反射光に基づいて受光データを生成するアナログ処理部と、上記受光データに基づいて上記対象物までの距離を測定するデジタル処理部と、を備える。上記出射部は、第１パルス光、及び上記第１パルス光とピーク及びパルス幅の少なくとも一方が異なる第２パルス光をこの順に出射するように構成される。上記デジタル処理部は、上記第１パルス光に対応する第１受光データ及び上記第２パルス光に対応する第２受光データを加算し、上記加算されたデータに基づいて上記距離を測定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る距離計測装置の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態に係る光検出器の平面レイアウトの一例を示す平面図。
第１実施形態に係る画素の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態に係る画素の構成の一例を示す回路図。
第１実施形態に係るアバランシェフォトダイオードの構造の一例とＳＰＡＤの動作原理とを示す模式図。
第１実施形態に係るデジタル処理部の構成の一例を示すブロック図。
第１実施形態に係る距離計測装置における距離計測動作の一例を示すフローチャート。
第１実施形態に係る距離計測装置における距離計測動作に関する各種信号の一例を示す波形図。
第２実施形態に係る合成演算部の構成の一例を示すブロック図。
第２実施形態に係る距離計測装置における距離計測動作の一例を示すフローチャート。
第２実施形態に係る距離計測装置における距離計測動作に関する各種信号の一例を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。また、共通する参照符号を有する複数の構成要素を区別する場合、当該共通する参照符号に添え字を付して区別する。なお、複数の構成要素について特に区別を要さない場合、当該複数の構成要素には、共通する参照符号のみが付され、添え字は付さない。
【０００８】
１．第１実施形態
第１実施形態に係る距離計測装置について説明する。第１実施形態に係る距離計測装置は、例えば、レーザを使用して対象物との距離を測定するＬｉＤＡＲであり、半導体基板上に集積可能なフォトマルチプライヤ（semiconductor photon-multiplier、特にＳｉＰＭ：silicon photon-multiplier）である光検出器を備える。
【０００９】
１．１構成
第１実施形態に係る距離計測装置の構成について説明する。
【００１０】
１．１．１距離計測装置
図１は、第１実施形態に係る距離計測装置の構成の一例を示すブロック図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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