光测距装置制造方法及图纸

本公开的一侧面的光测距装置(1A、1B、1C、1D)具备照射部(3)、多个SPAD(4)、多个信号输出部(6、8)、响应数检测部(20、40)、定时识别部(45)以及定时修正部(56、57)。响应数检测部构成为基于脉冲信号，检测表示进行响应的SPAD的个数的响应数。定时识别部构成为基于响应数沿着时间序列的变化状态识别暂时定时，并根据暂时定时识别表示该光测距装置检测出光的定时的检测定时。定时修正部构成为获取表示暂时定时与和到对象物为止的距离对应的真实定时的时间差的修正时间，并将对暂时定时修正了修正时间后的定时设定为检测定时。

Optical range finder

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光测距装置相关申请的交叉引用本国际申请主张于2017年6月22日在日本国专利厅申请的日本国专利申请第2017－122287号、以及于2018年6月11日在日本国专利厅申请的日本国专利申请第2018－111123号的优先权，并在此引用日本国专利申请第2017－122287号和日本国专利厅申请的日本国专利申请第2018－111123号的全部内容。
本公开是根据光到对象物的往复时间测量距离的光测距装置，涉及使用SPAD检测光的技术。
技术介绍
在下述的专利文献1提出了通过与时钟同步地检测多个SPAD的响应的有无来检测入射至SPAD的光的技术。在下述的专利文献1的技术中，考虑与时钟同步地检测进行响应的SPAD的数量(以下，称为SPAD的响应数)，随着光的强度增强而SPAD的响应数增加。专利文献1：日本特开2014－081253号公报在专利文献1的技术中，有多个SPAD中处于响应状态的个数越少，以及SPAD进行响应的时间亦即SPAD输出脉冲的时间越长，相对于与和到对象物为止的距离对应的真实定时越延迟的趋势。专利技术者的详细的研究的结果是发现了在专利文献1的技术中，难以根据SPAD的响应数精度良好地推定检测出光的定时这样的课题。
技术实现思路
本公开的一侧面在于提供在使用SPAD检测光的光测距装置中，能够精度良好地推定SPAD检测出光的定时的技术。本公开的一侧面的光测距装置具备照射部、多个SPAD、多个信号输出部、响应数检测部、定时识别部以及定时修正部。照射部构成为向要检测对象物的区域照射光波。多个SPAD构成为对包含光波的反射波的光子的入射进行响应。多个信号输出部按多个SPAD的每一个，构成为当SPAD进行响应时输出脉冲信号。响应数检测部构成为基于脉冲信号来检测表示正在进行响应的SPAD的个数的响应数。定时识别部构成为基于响应数沿着时间序列的变化状态来识别暂时定时，并根据暂时定时识别表示该光测距装置检测出光的定时的检测定时。定时修正部构成为获取表示暂时定时与和到对象物为止的距离对应的真实定时的时间差的修正时间，并将对暂时定时修正了修正时间后的定时设定为检测定时。根据这样的光测距装置，将通过利用修正时间修正暂时定时得到的定时识别为检测定时，所以能够修正和到对象物为止的距离对应的真实定时与暂时定时的时间差。由此，能够精度良好地推定SPAD检测出光的定时。此外，权利要求书所记载的括号内的附图标记示出与作为一个方式后述的实施方式所记载的具体单元的对应关系，并不对本公开的技术范围进行限定。附图说明图1是表示第一实施方式的光测距装置的构成的框图。图2是表示光测距装置的构成的说明图。图3是第一实施方式中光测距装置模型的工作例。图4是表示受光量、电平值的时间变化的一个例子的图表。图5是表示光较强的情况下的SPAD的响应例的说明图。图6是表示光较弱的情况下的SPAD的响应例的说明图。图7是表示基于光量的修正所使用的映射图的一个例子的图表。图8是表示距离修正结果的效果的一个例子的图表。图9是表示干扰光较少时的偏差值的一个例子的图表。图10是表示干扰光较多时的偏差值的一个例子的图表。图11是表示基于偏差值以及光量的修正所使用的映射图的一个例子的图表。图12是表示第三实施方式的光测距装置的构成的框图。图13是表示基于响应连续时间的修正所使用的映射图的一个例子的图表。图14是表示第四实施方式的光测距装置的构成的框图。图15是表示基于饱和度的修正所使用的映射图的一个例子的图表。图16是表示对基于多次的光波照射的SPAD的响应数进行累计的处理的一个例子的图表。具体实施方式以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。[1.第一实施方式][1－1.构成]图1所示的光测距装置1A是根据光到对象物的往复时间测量距离的装置，具备使用雪崩光电二极管(以下，称为APD)特别是SPAD检测光的光检测器。光测距装置1A例如具有通过发出激光雷达等的信号光，并使用光检测器识别相对于射出信号光的定时的接受反射光的定时，来识别到对象物为止的距离的功能。此外，SPAD是SinglePhotonAvalancheDiode：单光子雪崩二极管的省略。SPAD通过施加比击穿电压高的电压作为反向偏压进行动作。SPAD通过光子的入射而击穿，所以这种光检测器通常构成为检测SPAD击穿时的电压变化，并输出规定脉冲宽度的数字脉冲(以下，称为脉冲信号)。如图1所示，光测距装置1A具备照射部3、多个受光部2以及多个电平检测电路20。另外，光测距装置1A也可以具备加法器40、峰值检测部45、运算部50A。光测距装置1A中的至少多个受光部2、多个电平检测电路20构成检测光的光检测器。在本实施方式中，加法器40以及峰值检测部45的一部分也构成光检测器。照射部3例如具备成为光源的激光二极管，从该光源对检测成为测距对象的对象物的区域照射光波。照射部3例如每100ms等，按根据后述的时钟设定的每一周期照射光波，能够通过光检测器接收反射波。如图2所示，通过在纵向及横向上格子状地配置多个受光部2，来构成受光部阵列10，该受光部阵列构成光检测用的一个像素。各个受光部2构成为当光子入射时，输出脉冲信号作为其响应。如图2所示，各个受光部2具备SPAD4、失超电阻6以及脉冲输出部8。SPAD4的阴极与反向偏压VB连接，阳极与失超电阻6以及脉冲输出部8连接。失超电阻6与对SPAD4的通电路径串联连接。失超电阻6在对SPAD4施加反向偏压VB，并且光子入射至SPAD4而SPAD4击穿时，由于在SPAD4中流过的电流而产生电压下降，使SPAD4的盖革放电停止。此外，失超电阻6由具有规定电阻值的电阻元件，或者以栅极电压设定导通电阻的MOSFET等构成。另外，脉冲输出部8与SPAD4和失超电阻6的连接点连接。脉冲输出部8在SPAD4未击穿时输出值1。另外，脉冲输出部8在SPAD4击穿，而在失超电阻6流过电流，在失超电阻6的两端产生阈值电压以上的电压时，输出值成为0的数字脉冲作为上述的脉冲信号。换句话说，失超电阻6以及脉冲输出部8按多个SPAD4的每一个，构成为当SPAD4进行响应时输出脉冲信号。按每个受光部2设置各自的电平检测电路20，各个电平检测电路具有检测是否得到基于受光部2的脉冲信号，即SPAD4是否进行响应的功能。电平检测电路20具备逆变器21以及时钟同步部22。逆变器21作为将输入反转并输出的逻辑电路中的公知的逆变器构成。时钟同步部22构成为被输入周期性的脉冲亦即时钟(CLK)，并按每次被输入时钟，输出时钟输入时的输入信号值的时钟同步电路。这里的输入信号值在时钟同步部22中为逆变器21的输出。另外，时钟同步部22例如作为D触发器等构成。时钟同步部22按每次被输入时钟则输出由逆变器21输入的值。...

【技术保护点】
1.一种光测距装置，是根据光到对象物的往复时间测量距离的光测距装置(1A、1B、1C、1D)，具备：/n照射部(3)，对要检测对象物的区域照射光波；/n多个SPAD(4)，构成为对包含上述光波的反射波的光子的入射进行响应；/n多个信号输出部(6、8)，按上述多个SPAD的每一个SPAD，构成为当上述SPAD进行响应时输出脉冲信号；/n响应数检测部(20、40)，构成为基于上述脉冲信号来检测表示正在进行响应的SPAD的个数的响应数；/n定时识别部(45)，构成为基于上述响应数沿着时间序列的变化状态来识别暂时定时，并根据上述暂时定时来识别检测定时，上述暂时定时是上述变化状态满足预先设定的条件的定时，上述检测定时表示该光测距装置检测出光的定时；以及/n定时修正部(56、57)，构成为获取修正时间，并将对上述暂时定时修正了上述修正时间后的定时设定为上述检测定时，上述修正时间表示上述暂时定时与和到上述对象物为止的距离对应的真实定时的时间差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 JP 2017-122287;20180611 JP 2018-1111231.一种光测距装置，是根据光到对象物的往复时间测量距离的光测距装置(1A、1B、1C、1D)，具备：
照射部(3)，对要检测对象物的区域照射光波；
多个SPAD(4)，构成为对包含上述光波的反射波的光子的入射进行响应；
多个信号输出部(6、8)，按上述多个SPAD的每一个SPAD，构成为当上述SPAD进行响应时输出脉冲信号；
响应数检测部(20、40)，构成为基于上述脉冲信号来检测表示正在进行响应的SPAD的个数的响应数；
定时识别部(45)，构成为基于上述响应数沿着时间序列的变化状态来识别暂时定时，并根据上述暂时定时来识别检测定时，上述暂时定时是上述变化状态满足预先设定的条件的定时，上述检测定时表示该光测距装置检测出光的定时；以及
定时修正部(56、57)，构成为获取修正时间，并将对上述暂时定时修正了上述修正时间后的定时设定为上述检测定时，上述修正时间表示上述暂时定时与和到上述对象物为止的距离对应的真实定时的时间差。


2.根据权利要求1所述的光测距装置，其中，
上述定时识别部构成为将上述响应数取最大值的定时识别为上述暂时定时。


3.根据权利要求1或者权利要求2所述的光测距装置，其中，还具备修正运算部(56、57)，该修正运算部构成为根据该光测距装置的受光环境来对上述修正时间进行运算。


4.根据权利要求3所述的光测距装置，其中，
上述修正运算部构成为根据入射至该光测距装置的光的强度来对上述修正时...

【专利技术属性】
技术研发人员：植野晶文，秦武广，柏田真司，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP