距离传感器制造技术

距离传感器具备光源部、受光部、控制部和距离信息生成部。光源部对对象物重复照射照射光。受光部从照射光的照射期间的开始起在给定时间之间接受光。控制部控制光源部以及受光部，使得同步于照射光的照射地累计受光部受光的受光量。距离信息生成部基于累计的受光量来生成表示到对象物的距离的距离信息。控制部对应于累计的受光量的大小来使受光部累计受光量的次数即累计次数变化。

Distance sensor

The distance sensor is equipped with a light source, a light receiving part, a control section, and a distance information generating unit. The light source is repeated to the object to irradiate the light. Light receives light from the beginning of the light at the beginning of the irradiation of the irradiated light. The control unit controls the light source and the light receiving part so that the amount of light receiving light in the irradiated area of the irradiated light is absorbed by the light. The distance information generating unit generates distance information that is expressed as the distance to the object based on the cumulative amount of light. The control department corresponds to the cumulative amount of light receiving to change the cumulative number of times the amount of light receiving the light is accumulated.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】距离传感器
本专利技术涉及测定到对象物的距离的距离传感器。
技术介绍
在测定到对象物的距离的距离传感器中，有通过TOF(Time-Of-Flight，飞行时间)方式生成距离图像的距离图像传感器，在该TOF方式中，对包含对象物的物体照射光，并基于反射光的传播期间来测定距离。在TOF方式的距离图像传感器中，来自外部的背景光成为利用照射的光的反射光的距离测定的障碍。专利文献1中公开了在TOF方式的距离测定中考虑除去背景光这一点的距离图像传感器。专利文献1的距离图像传感器在每个像素电路具备3个电荷积蓄的节点(电容)，其中的2个设定受光的定时，以通过相对于进行脉冲调制而照射的光的反射光的滞后来调整电荷配给的比率。剩下的1个通过总是设定在光的照射成为OFF的定时，来积蓄仅背景光的受光量。借此从包含反射光的滞后的信息的信号中减去背景光所引起的分量来除去背景光的影响。现有技术文献专利文献专利文献1：JP专利第4235729号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1中，在使用像素电路的3个电容积蓄背景光和反射光的受光量后，在给定的信号处理中扣减背景光所引起的分量。但若通过太阳光等强的背景光积蓄的受光量变大，即使扣减背景光所引起的分量，也会残留与积蓄的受光量的平方根成正比的统计噪声即光散粒噪声的影响。另外，在背景光过度强的状况下，积蓄于像素电路的电容的受光量会饱和从而用于距离测定的计算不再成立。为此在现有技术的距离传感器中，有在背景光强的状况下距离的测定精度降低这样的问题。本专利技术目的在于，在表示到对象物的距离的距离信息中抑制了背景光强的状况下的距离的测定精度的降低的距离传感器。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的距离传感器具备光源部、受光部、控制部和距离信息生成部。光源部对对象物重复照射照射光。受光部从照射光的照射期间的开始起在给定时间之间接受光。控制部控制光源部以及受光部，使得同步于照射光的照射地累计受光部受光的受光量。距离信息生成部基于累计的受光量来生成表示到对象物的距离的距离信息。控制部对应于累计的受光量的大小使受光部累计受光量的次数即累计次数变化。专利技术的效果根据本专利技术所涉及的距离传感器，由于对应于在受光部累计的受光量的大小使累计次数变化，因此避免了在背景光强的状况下过度累计受光量，能抑制距离的测定精度的降低。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的距离图像传感器的构成的框图。图2是表示距离图像传感器的外观以及组装状态的立体图。图3是表示距离图像传感器中的传感器电路的构成例的框图。图4是表示传感器电路中的像素电路的构成例的示意图。图5是表示距离图像传感器中的照射和受光的动作定时的时序图。图6是用于说明距离图像传感器中的距离的算出方法的示意图。图7是用于说明距离图像传感器进行的距离图像的生成动作的图。图8是用于说明与背景光的变动相应的距离图像传感器的动作的图。图9是表示实施方式1中的距离图像的生成处理的流程图。图10是用于说明实施方式1中的距离图像的生成处理的图。图11是表示距离图像传感器进行的累计次数削减处理的变形例的流程图。图12是表示距离图像传感器进行的累计次数增加处理的变形例的流程图。图13是用于说明利用距离图像传感器的实验的图。图14是表示利用距离图像传感器的实验的条件以及结果的表。图15是用于说明实施方式2中的距离图像的生成动作的图。图16是受光期间的缩短前后的各种信号的时序图。图17是用于说明距离图像传感器进行的受光期间的缩短的图。图18是表示实施方式2中的距离图像的生成处理的流程图。图19是表示距离图像传感器进行的受光量削减处理的流程图。图20是表示距离图像传感器进行的受光量复原处理的流程图。具体实施方式以下参考附图来说明本专利技术所涉及的距离图像传感器。各实施方式是例示，能进行不同的实施方式中示出的构成的部分的置换或组合，这一点不言自明。在实施方式2以后，省略对与实施方式1共通的事项的记述，仅说明不同点。特别对同样的构成带来的同样的作用效果，不会对每个实施方式逐次提及。(实施方式1)1.构成参考图1、2来说明实施方式1所涉及的距离图像传感器的构成。图1是表示实施方式1所涉及的距离图像传感器的构成的框图。图2(a)是表示距离图像传感器的外观的立体图。图2(b)是表示图2(a)的距离图像传感器的分解图。本实施方式所涉及的距离图像传感器1如图1所示那样具备LED(发光二极管)2、传感器电路3和TOF信号处理部4。距离图像传感器1是在TOF方式下测定距离的传感器装置，是作为表示到对象物5的距离的距离信息而生成距离图像的距离传感器的一例。距离图像传感器1例如搭载于移动设备或信息终端，输出为了在控制器6等主机侧探测用户的手等作为对象物5而用的距离图像。距离图像传感器1从LED2进行光的照射，在传感器电路3接受来自对象物5的反射光，在TOF信号处理部4生成表示到对象物5的距离的距离图像。在本实施方式中，距离图像传感器1和控制器6构成检测用于对搭载它们的装置的操作的用户界面系统。如图2(a)、(b)所示那样，距离图像传感器1具备镜头11、固定座12和电路基板13。LED2如图2(a)所示那样安装在固定座12的外面。LED2将有红外区域的波长区域的光(以下称作「LED光」)向固定座12的外部照射。LED光通过TOF信号处理部4的控制而被脉冲调制从而照射。LED2是将有给定的波长区域的光作为照射光来进行照射以及照射的停止的光源部的一例。传感器电路3由具有受光面的CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器电路构成。传感器电路3如图2(b)所示那样集成在1个半导体芯片，在固定座12的内部安装在电路基板13。在固定座12的外面安装圆筒镜头(barrellens)等的镜头11，覆盖传感器电路3的受光面。镜头11将来自固定座12的外部的光聚光在传感器电路3的受光面。传感器电路3是与LED光的照射同步来受光的受光部的一例。关于传感器电路3的构成的详细之后叙述。TOF信号处理部4包含在TOF方式下进行用于生成距离图像的种种信号处理的电路，包含控制部40、定时产生部41、距离图像输出部43和存储部44。TOF信号处理部4例如由ASIC(面向特定用途的集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)构成，集成在电路基板13。TOF信号处理部4中，控制部40由逻辑电路等构成，对TOF信号处理部4中所含的各种电路进行控制。控制部40具备距离运算部42和平均化处理部45。定时产生部41具备振荡电路等，产生有给定的周期的定时信号。定时产生部41将产生的定时信号作为用于进行脉冲调制来照射LED光的照射控制信号，提供给LED2。另外，定时产生部41还将产生的定时信号提供给传感器电路3，同步控制LED2的照射和传感器电路3的受光。关于距离图像传感器1中的照射和受光的动作定时，之后叙述。另外，也可以将定时产生部41统合到传感器电路3，从传感器电路3进行脉冲调制LED10的LED光的控制。距离运算部42由能进行四则运算等的运算电路构成。距离运算部42基于传感器电路3的反射光的检测结果，来运算基于接受到的反射光的传播期间的距离。关于距离的算出方法，之后叙述。距离运算部42对每个像素进行距离的运算，例如将运算出的表示每个像素的距离的距离数据记录到存储部44本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种距离传感器，具备：光源部，其对对象物重复照射照射光；受光部，其在从所述照射光的照射期间的开始起给定时间的期间中接受光；控制部，其控制所述光源部以及所述受光部，使得同步于所述照射光的照射地累计由所述受光部受光的受光量；和距离信息生成部，其基于累计的所述受光量来生成表示到所述对象物的距离的距离信息，所述控制部对应于累计的所述受光量的大小来使所述受光部累计受光量的次数即累计次数变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.24 JP 2015-1269901.一种距离传感器，具备：光源部，其对对象物重复照射照射光；受光部，其在从所述照射光的照射期间的开始起给定时间的期间中接受光；控制部，其控制所述光源部以及所述受光部，使得同步于所述照射光的照射地累计由所述受光部受光的受光量；和距离信息生成部，其基于累计的所述受光量来生成表示到所述对象物的距离的距离信息，所述控制部对应于累计的所述受光量的大小来使所述受光部累计受光量的次数即累计次数变化。2.根据权利要求1所述的距离传感器，其中，所述控制部在累计的所述受光量的大小超过给定的阈值时减少所述累计次数。3.根据权利要求1或2所述的距离传感器，其中，所述距离传感器还具备：平均化处理部，其在由所述距离信息生成部生成1帧的距离信息的帧频超过相对于给定值的帧频的2以上的整数倍时，将所述整数的帧数的距离信息平均化。4.根据权利要求3所述的距离传感器，其中，所述给定值的帧频为30fps以上60fps以下。5.根据权利要求3或4所述的距离传感器，其中，所述距离传感器还具备：存储部，其存储使所述累计次数和将所述距离信息平均化的帧数建立关联的表格，所述控制部对应于累计的所述受光量的大小，参考所述表格来使所述累计次数变化。6.根据权利要求1～4中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：北村达矢，山本浩诚，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP