光学传感器、电子设备、距离计算方法和程序记录介质技术

光学传感器(1)包括：向物体照射光的发光元件(13)、受光来自物体的反射光的信号光受光部(21)、生成表示从光照射到反射光受光的时间与反射光的强度之间的关系的直线图的直线图生成部(25)、以及运算部(26)，该运算部(26)计算直线图的偏斜度，并参照直线图以及偏斜度来计算光学传感器与物体的距离。计算光学传感器与物体的距离。计算光学传感器与物体的距离。

【技术实现步骤摘要】
光学传感器、电子设备、距离计算方法和程序记录介质


[0001]本专利技术涉及光学传感器、电子设备、距离计算方法和程序记录介质。

技术介绍

[0002]在通过ToF(Time of Flight：飞行时间)传感器进行的对象物的距离计算中，作为一个例子，通过TDC(Time to Digital Convertor：时间数字转换器)电路，按自照射光起到接收来自对象物的反射光为止的时间(光的飞行时间)对该反射光进行计数，进行直方图化。然后，利用该光的飞行时间中的计数最大的时间，算出从传感器到对象物的距离。
[0003]例如，在日本特许第6709335号公报中公开了减去对象物的反射光分量以外的、由传感器罩引起的串扰分量、外部干扰光分量的方法。
[0004]详细而言，为了改善伴随照相机的分辨率提高的测量时间，运算从发光元件照射的脉冲光在对象物反射而入射到第一受光部的反射光、和从发光元件照射的脉冲光直接入射到第二受光部的参照光(传感器内部的串扰)，算出从传感器到对象物的距离。这样，通过从反射光分量减去参照光分量，从而反射光分量的精度提高。

技术实现思路

[0005]然而，在现有技术中，在来自多个对象物的反射光分量混合存在于直方图内的情况下，存在不能提高一个对象物的距离计算精度之类的问题。这是因为，即使进行了反射光和参照光的运算，在对象物的周围存在对象物以外的物体(以下称为非对象物)的情况下，来自非对象物的反射光混入来自对象物的反射光，因此无法高精度地计算到对象物的距离。
[0006]本专利技术的一个方式的目的在于，即使在对象物的周围存在非对象物，也能够高精度地计算出到对象物的距离。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术的一个方式所涉及的光学传感器包括：发光元件，其向物体所存在的区域照射光；受光元件，其接收来自所述物体的反射光；生成部，其生成直线图，所述直线图表示自所述发光元件照射所述光起到所述受光元件接收所述反射光为止的时间与所述受光元件所接收到的所述反射光的强度之间的关系；第一运算部，其计算所述直线图的偏斜度；以及第二运算部，其参照所述直线图以及所述偏斜度，计算所述光学传感器与所述物体之间的距离。
[0008]另外，本专利技术的一个方式所涉及的距离计算方法为测量到物体的距离的光学传感器的距离计算方法，所述光学传感器包括：发光元件，其向所述物体所存在的区域照射光；受光元件，其接收来自所述物体的反射光；所述距离计算方法的特征在于，包括如下步骤：生成步骤，生成直线图，所述直线图表示自所述发光元件照射所述光起到所述受光元件接收所述反射光为止的时间与所述受光元件所接收到的所述反射光的强度之间的关系；第一运算步骤，计算在所述生成步骤中生成的直线图的偏斜度，所述偏斜度表示从正态分布偏斜的畸变程度；以及第二运算步骤，使用在所述第一运算步骤中计算出的偏斜度来校正在
所述生成步骤中生成的直线图，并由该直线图计算该光学传感器与所述物体之间的距离。专利技术效果
[0009]根据本专利技术的一个方式，能够高精度地计算出到对象物的距离。
附图说明
[0010]图1是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的光学传感器的构成的块图。图2是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的直方图的图像的图。图3是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的光学传感器的处理的流程图。图4是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的具体例的图。图5是示出本专利技术的第二实施方式所涉及的光学传感器、对象物及非对象物之间的距离的直方图的图。图6是示出本专利技术的第二实施方式所涉及的光学传感器的处理的流程图。图7是示出本专利技术的第二实施方式所涉及的具体例的图。图8是示出本专利技术的第三实施方式所涉及的光学传感器的构成的块图。图9是示出本专利技术的第六实施方式所涉及的光学传感器的构成的块图。图10是示出因本专利技术的第六实施方式所涉及的距离的不同而导致的光学传感器所检测的信号值的变化的图。图11是示出本专利技术的第六实施方式所涉及的光学传感器的处理的流程图。图12是示出本专利技术的第六实施方式所涉及的具体例的图。
具体实施方式
[0011]〔第一实施方式〕以下，对本专利技术的第一实施方式进行详细说明。
[0012](光学传感器1的构成)图1是示出本实施方式所涉及的光学传感器1的构成的块图。光学传感器1是ToF传感器，基于自照射光起到接收来自物体的反射光为止的时间来测量到物体的距离。
[0013]如图1所示，光学传感器1具备基准脉冲生成部11、驱动器12、发光元件13、信号光受光部(受光元件)21、第一TDC22、参照光受光部(受光元件)23、第二TDC24、直方图生成部(生成部)25以及运算部(第一运算部、第二运算部)26。
[0014]基准脉冲生成部11对驱动器12施加波形的基准脉冲。另外，基准脉冲生成部11对第一TDC22以及第二TDC24提供基准时钟信号。
[0015]驱动器12基于来自基准脉冲生成部11的基准脉冲，使发光元件13照射脉冲光。发光元件13向对象物(物体)2所存在的区域照射光。从发光元件13照射的脉冲光分别被对象物2以及非对象物3反射而入射到信号光受光部21。另外，从发光元件13照射的脉冲光直接入射到参照光受光部23。以下，将直接入射到参照光受光部23的光称为“参照光”。
[0016]信号光接收部21是接收来自对象物2和非对象物3的反射光的受光元件，向第一TDC22输出与来自对象物2和非对象物3的反射光同步的脉冲。第一TDC22将表示信号光受光部21所输出的脉冲的脉冲输出时刻的时间戳输出至直方图生成部25。
[0017]参照光受光部23向第二TDD24输出与来自发光元件13的参照光同步的脉冲。第二
TDC24将表示参照光受光部23输出的脉冲的脉冲输出时刻的时间戳输出到直方图生成部25。
[0018]直方图生成部25生成表示自发光元件13照射光起到信号光受光部21接收反射光为止的时间与信号光受光部21所接收到的反射光的强度之间的关系的直方图。具体而言，直方图生成部25从第一TDC22接收时间戳，增加作为与该时间戳对应的测量间隔即bin的计数值。然后，直方图生成部25对时间戳按规定周期进行计数，基于该计数生成直方图。直方图生成部25还从第二TDC24接收时间戳，进行与上述相同的处理，并生成直方图。此外，反射光的强度与bin的计数值成比例。
[0019]运算部26针对由直方图生成部25生成的直方图中的由来自第一TDC22的时间戳得到的直方图，以由来自第二TDC24的时间戳得到的直方图的重心位置为原点，根据前者的直方图的重心位置与后者的直方图的重心位置的差分算出检测距离。
[0020]接着，运算部(第一运算部)26算出表示上述原点设定的直方图的从正态分布畸变的程度的偏斜度。然后，运算部(第二运算部)26参照由直方图生成部25生成的直方图、以及计算出的偏斜度，计算光学传感器1与对象物2之间的距离。
[0021]此外，光学传感器1也可以通过I2C(Inter
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学传感器，其特征在于，包括：发光元件，其向物体所存在的区域照射光；受光元件，其接收来自所述物体的反射光；生成部，其生成直线图，所述直线图表示自所述发光元件照射所述光起到所述受光元件接收所述反射光为止的时间与所述受光元件所接收到的所述反射光的强度之间的关系；第一运算部，其计算所述直线图的偏斜度；以及第二运算部，其参照所述直线图以及所述偏斜度，计算所述光学传感器与所述物体之间的距离。2.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述第二运算部使用所述直线图的重心和使所述偏斜度乘上畸变系数而得到的値，计算所述距离。3.根据权利要求1或2所述的光学传感器，其特征在于，所述直线图包含与移动前的所述物体对应的第一直线图和与移动后的所述物体对应的第二直线图，所述生成部分别生成所述第一直线图和所述第二直线图，所述第二运算部参照所述第一直线图与所述第二直线图之间的差分，计算所述距离。4.根据权利要求1或2所述的光学传感器，其特征在于，包括获取部，所述获取部获取与所述物体可能存在的范围相关的信息，所述第一运算部参照与所述物体可能存在的范围相关的信息，计算所述偏斜度。5.根据权利要求2所述的光学传感器，其特征在于，包括获取部，所述获取部获取与所述物体可能存在的范围相关的信息，所述第二运算部使用所述畸变系数，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中真美，岩森光司，冈田教和，
申请(专利权)人：夏普半导体创新株式会社，
类型：发明
国别省市：