光电检测器和距离测量设备制造技术

根据本公开的光电检测器设置有：光电检测单元，其具有二维布置的多个像素；连接至像素的信号线；时间测量单元，其连接到信号线，并且测量从光发射命令定时到光接收定时的时间；直方图生成单元，其生成由时间测量单元测量的测量值的直方图；存储单元，其存储与光电检测单元中的像素的位置相对应的校正值；校正处理单元，其基于存储在存储单元中的校正值，对由直方图生成单元生成的直方图进行校正处理；以及输出单元，其输出由校正处理单元进行的校正处理的信号。根据本发明专利技术的距离测量设备使用具有上述构造的光电检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电检测器和距离测量设备
本专利技术涉及一种光接收装置和距离测量设备。
技术介绍
一些光接收装置使用响应于光子的接收而产生信号的元件作为光接收元件(例如，参见PTL1)。作为用于测量到测量目标的距离的测量方法，这种类型的光接收装置采用TOF(飞行时间)方法，用于测量从光辐射向测量目标直到光被测量目标反射后返回的时间。在作为TOF方法的一种类型的直接TOF方法中，该方法涉及根据光的飞行时间差直接计算距离，因此需要准确地确定光子的飞行时间。在像素以二维形状布置并且每个像素包括光接收元件的光接收装置中，获取三维深度图(depthmap)，从每个像素到时间-数字转换器(TDC)的路径的长度变化的光接收装置，不利地导致在二维平面中的传播延迟偏斜(以下称为“平面内延迟偏斜”)。[引文清单][专利文献][PTL1]日本专利公开第2016-211881号
技术实现思路
[技术问题]为了消除平面内延迟偏斜，一种可能的技术包括直接添加用于延迟调整的缓冲器，以在从多个光接收元件(像素)到时间到数字转换器(TDC)的路径中进行布线。然而，添加的缓冲器之间的特性变化可能进一步恶化平面内延迟偏斜。因此，使用用于添加缓冲器的技术来校正平面内延迟偏斜是困难的。另外，可以使用在光接收装置的后级中提供的应用处理器来执行平面内延迟偏斜的校正。然而，在使用应用处理器来校正平面内延迟偏斜的情况下，整体上系统中的处理延迟以获取了来自多个像素的所有信号的帧为单位发生。因此，处理延迟变得很明显，结果对需要立即响应的应用程序产生了不利影响。因此，本公开的目的在于提供可以对平面内延迟偏斜实施优异的校正处理的光接收装置以及使用该光接收装置的距离测量设备。[解决问题]用于实现上述目的的本公开的光接收装置包括：光接收部，具有以二维形状排列的多个像素；信号线，连接到每个像素；时间测量部，连接到信号线，并且时间测量部测量从光发射指示定时到光接收定时的时间；直方图创建部，创建由时间测量部测量的测量值的直方图；存储部，存储与光接收部中的像素的位置相对应的校正值；校正处理部，基于存储在存储部中的校正值对由直方图创建部创建的直方图执行校正处理；以及输出部，输出经历了校正处理部的校正处理的信号。另外，用于实现上述目的的本公开的距离测量设备包括：光源，其用光照射测量目标，以及光接收装置，其接收由测量目标反射的光，并且作为光接收装置，使用如上所述配置的光接收装置。附图说明[图1]图1是示出根据本公开的实施例的距离测量设备的示意性构造图。[图2]图2A和图2B是示出根据本公开的实施例的距离测量设备的具体配置的框图。[图3]图3是示出使用SPAD元件的光接收装置的基本像素电路的电路图。[图4]图4A是描绘SPAD元件的PN结的电流-电压特性的特性图，以及图4B是用于描述像素电路的电路操作的波形图。[图5]图5是示出光接收装置的光接收部的示例的示意性平面图。[图6]图6是示出光接收装置距离测量控制部的基本配置的框图。[图7]图7是示出二维平面内延迟偏斜的图。[图8]图8是示出根据示例1的光接收装置的配置的框图。[图9]图9是示出根据示例1的光接收装置的平面内延迟校正部的配置示例的框图。[图10]图10是示出与每个直方图有关的数据DATA，直方图的地址ADDR，校正量OFST和每个校正后的直方图的仓值BIN之间的时序关系的时序图。[图11]图11A是描绘根据示例1的光接收装置中的平面内延迟偏斜的校正处理的流程的流程图，以及图11B是示出在示例1的情况下在时间轴方向上与未经校正的直方图有关的数据和与经过校正的直方图有关的数据之间的位置关系的图。[图12]图12A是示出在示例2的情况下每个像素相对于时间测量部的位置关系的图，以及图12B是示出从每个像素到时间测量部的延迟在平面内是线性的图。[图13]图13是示出在示例3的情况下在时间轴方向上与未校正的直方图有关的数据和与校正的直方图有关的数据之间的位置关系的图。[图14]图14是示出根据示例4的光接收装置的配置的框图。[图15]图15是示出可以应用根据本公开的技术的示例的车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。[图16]图16是帮助说明距离测量设备的安装位置的示例的图。具体实施方式下面将使用附图详细描述用于实现本公开的技术的实施例(以下称为“实施例”)。本公开的技术不限于实施例，并且实施例中的各种数值等是说明性的。在下面的描述中，相同的元件或具有相同功能的元件由相同的附图标记表示，并且省略重复的描述。注意，将以以下顺序给出描述。1.本公开的光接收装置和距离测量设备的概述2.根据实施例的距离测量设备2-1.使用SPAD元件的光接收装置的基本配置2-2.光接收装置的光接收部的结构2-3.光接收装置的信号处理部的基本结构2-4.平面内延迟偏斜3.根据实施例的光接收装置3-1.示例1(当从直方图创建部中读出与直方图有关的数据时执行平面内延迟偏斜的校正处理的示例)3-2.示例2(示例1的修改示例：每个像素到时间测量部的延迟在平面内趋于线性的示例)3-3.示例3(示例1的修改示例：在所有直方图共同的延迟上也执行校正处理的示例)3-4.示例4(当将与直方图相关的数据写入直方图创建部时执行平面内延迟偏斜的校正处理的示例)4.根据当前公开内容的技术应用示例(移动体示例)5.本公开可以采取的配置<本公开的光接收装置和距离测量设备的概述>本公开中的光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得校正值是基于从像素到时间测量部的距离的值。本公开中的光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得基于针对光接收部中的末端处的像素的校正值，可以通过线性插值来计算针对其他像素的校正值。包括上述优选实施例和配置的本公开的光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得对应于光接收部中的像素行设置多个直方图创建部。在这种情况下，可以将光接收装置和距离测量设备配置为使得校正处理部对由多个直方图创建部中的每个直方图创建的每个直方图执行校正处理。另外，光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得校正处理部以直方图中的仓为单位执行校正处理。此外，包括上述优选实施例和配置的本公开的光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得校正处理部使用由多个直方图创建部中的每一个所创建的所有直方图共同的系统校正值来执行校正处理。本公开的光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得系统校正值是与由多个直方图创建部中的每个创建的所有直方图所共同的延迟相对应的值。此外，包括上述优选实施例和配置的光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得存储部包括一组校正寄存器，其中针对每个直方图设置校正值。此外，光接收装置和距离测量设备可以被配置为使得校正处理部被设置在直方图创建部的后级中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光接收装置，包括：/n光接收部，具有以二维形状排列的多个像素；/n信号线，连接到每个所述像素；/n时间测量部，连接到所述信号线，并且所述时间测量部测量从光发射指示定时到光接收定时的时间；/n直方图创建部，创建由所述时间测量部测量的测量值的直方图；/n存储部，存储与所述光接收部中的所述像素的位置相对应的校正值；/n校正处理部，基于存储在所述存储部中的所述校正值对由所述直方图创建部创建的所述直方图执行校正处理；以及/n输出部，输出经历了所述校正处理部的所述校正处理的信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180727 JP 2018-1411671.一种光接收装置，包括：
光接收部，具有以二维形状排列的多个像素；
信号线，连接到每个所述像素；
时间测量部，连接到所述信号线，并且所述时间测量部测量从光发射指示定时到光接收定时的时间；
直方图创建部，创建由所述时间测量部测量的测量值的直方图；
存储部，存储与所述光接收部中的所述像素的位置相对应的校正值；
校正处理部，基于存储在所述存储部中的所述校正值对由所述直方图创建部创建的所述直方图执行校正处理；以及
输出部，输出经历了所述校正处理部的所述校正处理的信号。


2.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，校正值是基于从像素到所述时间测量部的距离的值。


3.根据权利要求2所述的光接收装置，其中，基于针对所述光接收部中的末端处的所述像素的所述校正值，通过线性插值计算针对其他所述像素的所述校正值。


4.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，对应于所述光接收部中的像素行设置多个所述直方图创建部，以及
所述校正处理部对由多个所述直方图创建部中的每一者创建的每个直方图执行校正处理。


5.根据权利要求4所述的光接收装置，其中，所述校正处理部以所述直方图中的区间为单位执行校正处理。


6.根据权利要求4所述的光接收装置，其中，所述校正处理部使用由多个所述直方图创建部中的每一者所创建的所有所述直方图共同的系统校正值来执行校正处理。


7.根据权利要求6所述的光接收装置，其中，所述系统校正值是与由多个所述直方图创建部中的每一者所创建的所有所述直方图所共同的延迟相对应的值。

【专利技术属性】
技术研发人员：槙本宪太，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP