Top > Search of Japanese Patents > TOF DISTANCE SENSOR EQUIPPED WITH OFFSET REDUCTION FUNCTION

TOF DISTANCE SENSOR EQUIPPED WITH OFFSET REDUCTION FUNCTION

Patent code P07A009880
File No. ShIP‐P04080
Posted date May 25, 2007
Application number P2004-108817
Publication number P2005-291985A
Patent number P4238322
Date of filing Apr 1, 2004
Date of publication of application Oct 20, 2005
Date of registration Jan 9, 2009
Inventor
  • (In Japanese)川人 祥二
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人静岡大学
Title TOF DISTANCE SENSOR EQUIPPED WITH OFFSET REDUCTION FUNCTION
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein a trouble of accumulating off-set charges exists in a TOF type distance sensor for measuring a distance up to an object by distributing photocharges to two capacitors connected between an input and an output in an inversion amplifier.
SOLUTION: The third MOS transistor switch 3 is provided between a photodiode PD for generating the photocharges and the input of the inversion amplifier AMP, and the photocharges are accumulated in a stray capacity in the periphery of the photodiode PD, when the switch 3 is turned off. The photocharges are accumulated in the first capacitor C1, in the initial turn-on of the switch 3 (light emitting period of projection light), and the photocharges are transfered to and accumulated in the second capacitor C2, in the next turn-on of the switch 3 (light non-emitting period of the projection light). The off-set is further improved by transiting slowly the first and second MOS transistor switches 1, 2 to the turn-off.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


関連する従来技術としては、以下の文献がある。
【非特許文献1】
R. Lange, P. Seitz, A. Biber, S. Lauxtermann, "Demodulation pixels in CCD and CMOS technologies for time-of-flight ranging", Proceedings of SPIE, Vol. 3965, pp. 177- 188, (2000)
【非特許文献2】
Ryohei Miyagawa, Takeo Kanade, " CCD-based range-finding sensor", IEEE Trans. Electron Devices, vol. 44, no. 10, pp.1648-1652, (1997)



非特許文献1記載の方式は、CCDとCMOSと一体化したプロセスで実現するものであり、20MHzの高い周波数の変調光を用いて、CCDの電荷転送を利用し、変調光と同期して2つのノードに高速に交互に電荷転送し、2つのノードへの電荷の配分比が変調光の遅れ時間に依存することを利用する。CCDとCMOSの混在プロセスが必要であるため、コストが高くなる。
非特許文献2記載の方式は、CCDの構造を利用し、パルス変調された変調光で発生した電荷を、2つのノードに交互に転送し、その配分比が、変調光の遅れ時間に依存することを利用する。これもCCDを利用するため、特殊な製造工程が必要となる。

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は、光が対象物にあたって戻るまでの時間を計測して、対象物までの距離を測る技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
光源からの光を断続的に対象物に投射し、その反射光の遅れ時間から距離を計測する距離センサにおいて、対象物からの反射光を電荷に変換するフォトダイオード(PD)と、該受光素子からの信号電荷が入力される反転増幅器(AMP)と、第1のキャパシタ(C1)および該第1のキャパシタに直列に接続される第1のMOSトランジスタスイッチ(1)からなる第1の直列回路と、第2のキャパシタ(C2)および該第2のキャパシタに直列に接続される第2のMOSトランジスタスイッチ(2)からなる第2の直列回路と、前記フォトダイオード(PD)と前記反転増幅器(AMP)の入力間に設けられる第3のMOSトランジスタスイッチ(3)と、前記第1、第2及び第3のMOSトランジスタスイッチの開閉を制御する制御手段(4)とを備え、前記第1の直列回路を前記反転増幅器(AMP)の出力と入力間に接続し、かつ、前記第2の直列回路を前記反転増幅器(AMP)の出力と入力間に接続して負帰還増幅器を構成し、対象物からの反射光の遅れ時間に依存する信号電荷を前記第1および第2のMOSトランジスタスイッチ(1,2)の開閉により、前記第1のキャパシタ(C1)および前記第2のキャパシタ(C2)に配分することにより、前記第1および第2のキャパシタ(C1,C2)に蓄積された電荷から距離情報を得るとともに、前記第3のMOSトランジスタスイッチ(3)を前記第1もしくは前記第2のMOSトランジスタスイッチをONにするのと同時にONにすることによりオフセット電荷の影響を低減することを特徴とするオフセット低減機能をもつTOF距離センサ。

【請求項2】
 
前記制御手段(4)は、前記第1及び第2のMOSトランジスタスイッチ(1,2)のゲートに対し、ランプ波形の制御信号を与えることにより、前記第1及び第2のMOSトランジスタスイッチ(1,2)を徐々にオフさせることで、オフセット電荷の除去を行うことを特徴とする請求項1に記載のオフセット低減機能をもつTOF距離センサ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2004108817thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close