[发明专利]测距传感器

说明书

本发明提供一种兼顾低耗电化以及小型、低成本化的测距传感器。实施方式所涉及的TOF测距传感器(2)具备：发光单元(20)，其向部分空间(ds)照射光束(Lout)；受光单元(21)，其在按照每部分空间(ds)分配的受光元件(213)上成像并接收光；及空间控制部(22)，其按照每元件组独立地进行控制，所述元件组包含按照共用的部分空间(ds)分配的发光元件(203)和受光元件(213)。

技术领域

本发明涉及一种测定对象物的距离的测距传感器，特别涉及一种能够适用于移动设备的TOF(Time-Of-Flight、飞行时间)方式的测距传感器。

背景技术

关于智能电话等移动设备中内置的相机的自动对焦(AF：Auto Focus)控制，通常为利用实际的图像对比度设定焦点的现有方式(CDAF：Contrast Detection AF、对比度检测自动对焦)、或者使用了将视差运算专用像素与RGB像素一同集成化而成的成像装置PDAF(Phase Detection AF、相位检测自动对焦)方式。除此之外，采用在暗处也能够工作的TOF(Time Of Flight)方式的测距传感器，辅助更高速的AF动作的方式被投入实际使用。能够安装于智能电话的小型且低耗电的TOF测距传感器对于无人机等自动化、无人化机器人技术领域中的防碰撞用途也极为有用。

此外，对二维图像赋予深度信息(距离信息)而使三维空间投影成为可能实现的深度相机或三维相机(3D相机)成为，面向使用了VR/AR(Virtual Reality/AugmentedReality、虚拟现实/增强现实)、MR(Mixed Reality、混合现实)或SLAM(SimultaneousLocalizationand Mapping、即时定位地图构建)技术的新用户界面的关键设备，但用于实现其的途径如下所述涉及方方面面。

首先，作为以通常的RGB相机为基础的系统，可举出：根据两台相机的视差进行立体匹配，在提取了对象物的基础上向距离图进行逆运算的系统；或者根据用一台相机对投射于对象物的图案光(structured light)进行观测的图像的失真，对距离图进行逆运算的系统。当然，这些系统的运算成本相当大。

此外，在成为VR技术的先驱的放置型游戏主机领域，对红外线进行正常地幅度调制(CW-AM)并向整个空间照射，以像素单位提取反射光的相位差的TOF方式专用的成像装置、即所谓的TOF相机正在被投入使用(有时与RGB相机组合而被称为RGBD(RGB+Depth)相机。)。

另一方面，作为面向军事或车载用途的LIDAR(Light Detection and Ranging、激光探测与测量)，在要求在室外相对为长距离、高精度的测距性能的情况下，迄今使用的是将收发信号视野低至数mrad以下会易于排除环境光的一维测距传感器进行机械扫描的结构。在该情况下，基于TOF方式实施的测距能够在1次拍摄中以极短时间结束，但在生成三维空间的投影数据时帧频显着降低。

此外，最近，通过专用设计成如下TOF成像装置，从而推进深度相机的低耗电化和高像素化，该TOF成像装置为以由MEMS微镜实现的高速投影技术实现上述图案光的扫描图案生成部、或发送光的机械扫描部，使接收系统与其同步工作(例如专利文献1)。

然而，特别是在光无线通信的领域中，寻求基于空分复用的高速化、低耗电化的提案迄今为止也有很多(例如专利文献2)。这是通过使受光元件阵列化而成为焦平面阵列发挥功能，从而使各像素的视野狭窄化，由此寻求S/N的提高。这些发明，对于包含作为集线器而发挥功能的主站(基站)的比较昂贵且大规模的光收发系统而言是有用的技术，但由于需要包含收纳的终端节点地安装特定的硬件和共用的通信协议，因此限定于特定用途而并未正式普及。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-59301号公报(2014年4月3日公开)