WO2019225224A1 - 時間計測装置 - Google Patents

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Definitions

  • This disclosure relates to a time measuring device that measures the time from the timing of emitting light to the timing of detecting light.
  • the TOF Time Of Flight
  • the TOF method light is emitted and reflected light reflected by the measurement object is detected.
  • the distance to the measurement object is measured by measuring the time difference between the timing of emitting light and the timing of detecting reflected light (for example, Patent Document 1).
  • the first time measurement device includes a pixel, a timing detection unit, a pulse number detection unit, and a control unit.
  • the pixel has a light receiving element, and can generate a pulse signal including a logic pulse based on a light reception result in the light receiving element.
  • the timing detector can detect the light reception timing in the light receiving element based on the pulse signal.
  • the pulse number detection unit can detect the number of logic pulses included in the pulse signal.
  • the control unit is capable of controlling the operation of the light source that emits a plurality of light pulses based on the number of pulses.
  • the second time measurement device includes a first pixel, a second pixel, a timing detection unit, a pulse number detection unit, and a control unit.
  • the first pixel includes a first light receiving element, and can generate a first pulse signal including a logic pulse based on a light reception result in the first light receiving element.
  • the second pixel has a second light receiving element, and can generate a second pulse signal including a logic pulse based on a light reception result in the second light receiving element.
  • the timing detector can detect the light reception timing of the first light receiving element based on the first pulse signal.
  • the pulse number detection unit can detect the number of logic pulses included in the second pulse signal.
  • the control unit is capable of controlling the operation of the light source that emits a plurality of light pulses based on the number of pulses.
  • a pulse signal including a logic pulse is generated based on the light reception result in the light receiving element, and the light reception timing in the light receiving element is detected based on the pulse signal.
  • the number of logic pulses included in the pulse signal is detected, and the operation of the light source that emits a plurality of light pulses is controlled based on the number of pulses.
  • a first pulse signal including a logic pulse is generated based on a light reception result in the first light receiving element, and based on the first pulse signal.
  • the light receiving timing in the first light receiving element is detected.
  • a second pulse signal including a logic pulse is generated based on the light reception result in the second light receiving element.
  • the number of logic pulses included in the second pulse signal is detected, and the operation of the light source that emits a plurality of light pulses is controlled based on the number of pulses.
  • the operation of the light source is controlled based on the number of logic pulses included in the pulse signal. Electric power can be reduced.
  • the effect described here is not necessarily limited, and there may be any effect described in the present disclosure.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a pixel array illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an inverter illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a histogram generated by the histogram generation circuit illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the light intensity measurement unit illustrated in FIG. 2. It is explanatory drawing showing the other operation example of the light intensity measurement part shown in FIG.
  • FIG. 3 is a timing waveform diagram illustrating an operation example of the time measuring device illustrated in FIG. 1. It is a timing diagram showing an example of operation of a time measuring device in a dark environment. It is a timing diagram showing an operation example of the time measuring device in a bright environment. It is explanatory drawing showing an example of the histogram in a dark environment. It is explanatory drawing showing an example of the histogram in a bright environment. It is explanatory drawing showing an example of the histogram which concerns on a comparative example.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor unit illustrated in FIG. 16. It is a block diagram showing the example of 1 structure of the time measuring device which concerns on another modification.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor unit illustrated in FIG. 18. It is a block diagram showing the example of 1 structure of the sensor part which concerns on another modification. It is a block diagram showing the example of 1 structure of the sensor part which concerns on another modification.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging unit illustrated in FIG. 29.
  • FIG. 31 is an explanatory diagram illustrating an exemplary arrangement of pixels in the pixel array illustrated in FIG. 30.
  • FIG. 1 illustrates a configuration example of a time measuring device (time measuring device 1) according to the first embodiment.
  • the time measuring device 1 emits light, detects reflected light reflected by the measurement object, and measures a time difference between the timing when the light is emitted and the timing when the reflected light is detected.
  • the time measuring device 1 includes a light source 11, a light source driving unit 12, a lens 13, and a sensor unit 20.
  • the light source 11 emits the light pulse L1 toward the measurement object, and is configured using, for example, a pulse laser light source.
  • the light source driving unit 12 drives the light source 11 based on an instruction from the sensor unit 20. Specifically, the light source driving unit 12 causes the light source 11 to emit light at a timing corresponding to the trigger pulse included in the light emission trigger signal S1, based on the light emission trigger signal S1 supplied from the sensor unit 20. To control the operation.
  • the light source driving unit 12 has a function of controlling the light intensity of the light pulse L1 emitted from the light source 11 based on the light intensity control signal S2 supplied from the sensor unit 20.
  • the lens 13 forms an image on the sensor surface of the sensor unit 20.
  • a light pulse (reflected light pulse L2) reflected by the measurement object is incident on the lens 13.
  • the sensor unit 20 generates a depth image (depth image) PIC having information on the distance to the measurement object by detecting the reflected light pulse L2. Each of the plurality of pixel values included in the depth image PIC indicates a value about the depth (depth value D).
  • the sensor unit 20 outputs the generated depth image PIC.
  • the sensor unit 20 also has a function of generating the light emission trigger signal S1 and the light intensity control signal S2, and supplying the light emission trigger signal S1 and the light intensity control signal S2 to the light source driving unit 12.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the sensor unit 20.
  • the sensor unit 20 includes a pixel array 21, a selection signal generation unit 22, a counter unit 123, a time measurement unit 124, a histogram generation unit 125, a processing unit 26, and a control unit 27.
  • the pixel array 21 has a plurality of pixels PZ arranged in a matrix.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the pixel array 21.
  • the pixel array 21 has a plurality of selection lines SEL and a plurality of signal lines SGL. Each of the plurality of selection lines SEL extends in the vertical direction in FIGS. 2 and 3, and one end is connected to the selection signal generation unit 22 as illustrated in FIG. 2.
  • a selection signal SSEL is applied to the selection line SEL by the selection signal generator 22.
  • Each of the plurality of signal lines SGL extends in the horizontal direction in FIGS. 2 and 3, and one end is connected to the counter unit 123 and the time measurement unit 124 as illustrated in FIG. 2.
  • the pixel PZ includes a light receiving element 31, transistors 32 and 33, and an inverter 34.
  • the light receiving element 31 is a photodiode that detects light, and is configured using, for example, a single photon avalanche diode (SPAD).
  • the cathode of the light receiving element 31 is connected to the drains of the transistors 32 and 33 and the input terminal of the inverter 34, and a predetermined bias voltage Vbias is supplied to the anode.
  • the transistor 32 is a P-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, the power supply voltage Vdd is supplied to the source, the voltage Vg1 is supplied to the gate, the drain is the cathode of the light receiving element 31, the drain of the transistor 33, And connected to the input terminal of the inverter 34.
  • the transistor 32 functions as a constant current source that causes a predetermined current corresponding to the voltage Vg1 to flow through the light receiving element 31. Further, when the pixel array 21 does not operate, the voltage Vg1 is at a high level, whereby the transistor 32 is set to an off state.
  • the transistor 33 is an N-type MOS transistor, the source is grounded, the gate is supplied with the voltage Vg2, and the drain is connected to the cathode of the light receiving element 31, the drain of the transistor 32, and the input terminal of the inverter 34. .
  • the voltage Vg2 is at a low level, thereby setting the transistor 33 in the off state.
  • the voltage Vg2 is at a high level, so that the transistor 33 is set to an on state.
  • the inverter 34 inverts the voltage at the input terminal and outputs the inverted voltage from the output terminal.
  • the inverter 34 also has a function of setting the output impedance to high impedance based on the selection signal SSEL input to the control terminal.
  • the input terminal of the inverter 34 is connected to the cathode of the light receiving element 31 and the drains of the transistors 32 and 33, the control terminal is connected to the selection line SEL, and the output terminal is connected to the signal line SGL.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the inverter 34.
  • the inverter 34 includes transistors 35 to 38 and an inverter 39.
  • Transistors 35 and 36 are P-type MOS transistors.
  • the power supply voltage Vdd is supplied to the source of the transistor 35, the gate is connected to the output terminal of the inverter 39, and the drain is connected to the source of the transistor 36.
  • the source of the transistor 36 is connected to the drain of the transistor 35, the gate is connected to the input terminal of the inverter 34, and the drain is connected to the output terminal of the inverter 34.
  • the transistors 37 and 38 are N-type MOS transistors. The drain of the transistor 37 is connected to the output terminal of the inverter 34, the gate is connected to the input terminal of the inverter 34, and the source is connected to the drain of the transistor 38.
  • the drain of the transistor 38 is connected to the source of the transistor 37, the gate is connected to the control terminal of the inverter 34, and the source is grounded.
  • the input terminal of the inverter 39 is connected to the control terminal of the inverter 34, and the output terminal is connected to the gate of the transistor 35.
  • the inverter 34 inverts the voltage at the input terminal and outputs the inverted voltage from the output terminal. Further, the inverter 34 sets the output impedance to a high impedance when the voltage of the selection signal SSEL input to the control terminal is at a low level.
  • the pixels PZ for one column among the plurality of pixels PZ are selected based on the selection signal SSEL.
  • the selection signal generator 22 sets the voltage of one selection signal SSEL among the plurality of selection signals SSEL to a high level, so that the selection line SEL to which the selection signal SSEL at the high level is supplied.
  • a row of pixels PZ connected to is selected.
  • the selected pixel PZ when a light pulse (reflected light pulse L2) enters the light receiving element 31, a current flows through the light receiving element 31, and the voltage at the cathode of the light receiving element 31 decreases transiently.
  • the inverter 34 outputs the pulse PU from the output terminal based on the voltage at the cathode of the light receiving element 31.
  • the selected pixel PZ outputs the pixel signal SIG including the pulse PU corresponding to the incident reflected light pulse L2.
  • the selection signal generation unit 22 (FIG. 2) generates a plurality of selection signals SSEL based on the control signal supplied from the control unit 27, and uses the plurality of selection signals SSEL as a plurality of pixels PZ in the pixel array 21. Are supplied to each of the columns.
  • the selection signal generator 22 sequentially selects the plurality of pixels PZ in units of columns by sequentially setting the voltage of one selection signal SSEL among the plurality of selection signals SSEL to a high level.
  • the counter unit 123 includes a plurality of counters 23 (counters 23 (1), 23 (2), 23 (3),).
  • the plurality of counters 23 are respectively connected to the plurality of signal lines SGL in the pixel array 21.
  • Each of the plurality of counters 23 counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG supplied from the pixel array 21 via the signal line SGL based on the control signal supplied from the control unit 27. .
  • the counter unit 123 supplies the count results (count values CNT) in the plurality of counters 23 to the control unit 27.
  • the time measuring unit 124 includes a plurality of TDCs (Time-to-Digital Converters) 24 (TDCs 24 (1), 24 (2), 24 (3), etc.
  • the plurality of TDCs 24 are respectively connected to the plurality of signal lines SGL in the pixel array 21.
  • Each of the plurality of TDCs 24 measures the timing of the pulse PU included in the pixel signal SIG supplied from the pixel array 21 via the signal line SGL based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the TDC 24 starts counting the clock pulses of the clock signal CK supplied from the control unit 27 based on the start signal STT supplied from the control unit 27.
  • the TDC 24 outputs the count value at that time.
  • the timing indicated by the start signal STT corresponds to the light emission timing of the light source 11. Therefore, the count value output by the TDC 24 corresponds to the time difference between the timing at which the light source 11 emits the light pulse L1 and the timing at which the pixel PZ detects the reflected light pulse L2, in other words, with the time measuring device 1. It corresponds to the distance between the measurement object. That is, the count value output by the TDC 24 is the depth value D. In this way, the time measuring unit 124 outputs the depth value D every time the pulse PU appears in the pixel signal SIG.
  • the histogram generation unit 125 includes a plurality of histogram generation circuits 25 (histogram generation circuits 25 (1), 25 (2), 25 (3),).
  • the plurality of histogram generation circuits 25 are provided corresponding to the plurality of TDCs 24, respectively.
  • the histogram generation circuit 25 (1) generates a histogram HY of the depth value D supplied from the TDC 24 (1) based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the histogram generation circuit 25 (2) generates the histogram HY of the depth value D supplied from the TDC 24 (2) based on the control signal supplied from the control unit 27. The same applies to the other histogram generation circuits 25.
  • FIG. 5 shows an example of the histogram HY generated by the histogram generation circuit 25.
  • the horizontal axis indicates the depth value D, and the vertical axis indicates the frequency at which the depth value D appears.
  • the histogram HY has a peak W1 and a floor W2 other than that.
  • the peak W1 is based on the pulse PU corresponding to the reflected light pulse L2.
  • the center value D1 of the peak W1 corresponds to the time difference between the timing at which the light source 11 emits the light pulse L1 and the timing at which the pixel PZ detects the reflected light pulse L2, for example.
  • the center value D1 is a desired depth value D that the time measuring device 1 should measure.
  • the height of the peak W1 can be increased by increasing the light intensity of the light pulse L1 emitted from the light source 11, for example.
  • the floor W2 is based on the pulse PU generated at random timing. That is, since the ambient light is incident on each pixel PZ in addition to the reflected light pulse L2, each pixel PZ generates a pulse PU corresponding to the ambient light. Further, in each pixel PZ, even when light is not incident, for example, a pulse PU corresponding to a so-called dark current may be generated. Since these pulses PU are generated at random timings, they appear as a floor W2 in the histogram HY as shown in FIG. For example, the floor W2 is low in a dark environment, and the floor W2 is high in a bright environment. When the position of the peak W1 is detected, the floor W2 becomes noise, so it is desirable that the floor W2 is low. In the time measuring device 1, as will be described later, the light intensity of the light pulse L1 is set so that the height of the peak W1 exceeds the floor W2 and the height of the peak W1 is not too high compared to the floor W2. Is to be adjusted.
  • Each of the plurality of histogram generation circuits 25 generates such a histogram HY.
  • the histogram generation unit 125 supplies information about the histogram HY generated by the histogram generation circuit 25 (for example, the center value D1 of each histogram HY) to the processing unit 26.
  • the processing unit 26 generates the depth image PIC based on the control signal supplied from the control unit 27 and the information about the plurality of histograms HY supplied from the histogram generation unit 125. Each of the plurality of pixel values included in the depth image PIC indicates a value about the depth (depth value D). The processing unit 26 outputs the generated depth image PIC.
  • the control unit 27 supplies control signals to the selection signal generation unit 22, the counter unit 123, the time measurement unit 124, the histogram generation unit 125, and the processing unit 26, and the light emission trigger signal S ⁇ b> 1 to the light source driving unit 12. Further, the operation of the time measuring device 1 is controlled by supplying the light intensity control signal S2.
  • the control unit 27 includes a light emission timing setting unit 28 and a light intensity setting unit 29.
  • the light emission timing setting unit 28 generates a light emission trigger signal S1 that indicates the light emission timing of the light source 11.
  • the light emission trigger signal S1 includes a plurality of trigger pulses.
  • the control unit 27 supplies the light emission trigger signal S1 to the light source driving unit 12 so that the light source 11 emits light at a timing corresponding to the trigger pulse included in the light emission trigger signal S1. It comes to control.
  • the light intensity setting unit 29 generates a light intensity control signal S2 that indicates the light intensity of the light pulse L1 based on the plurality of count values CNT supplied from the counter unit 123.
  • the count value CNT includes not only the number of pulses PU corresponding to the reflected light pulse L2, but also the number of pulses PU corresponding to ambient light or dark current. Therefore, when the count value CNT is small, the floor W2 is low, and when the count value CNT is large, the floor W2 is high.
  • the light intensity setting unit 29 generates a light intensity control signal S2 that indicates the light intensity of the light pulse L1 based on such a count value CNT.
  • the control unit 27 supplies the light intensity control signal S2 to the light source driving unit 12, so that the light source 11 emits a light pulse L1 having a light intensity corresponding to the light intensity control signal S2. It is designed to control the operation.
  • the light intensity setting unit 29 sets the light intensity of the light pulse L1 based on, for example, the maximum value (maximum count value CNTmax) of the plurality of count values CNT for all the pixels PZ.
  • FIG. 6A shows an operation example of the light intensity setting unit 29.
  • the horizontal axis represents the maximum count value CNTmax
  • the vertical axis represents the light intensity of the light pulse L1.
  • the maximum count value CNTmax is not less than the value C1 and not more than the value C2
  • the light intensity increases linearly as the maximum count value CNTmax increases.
  • the light intensity does not change when the maximum count value CNTmax is smaller than the value C1, and similarly, does not change when the maximum count value CNTmax is larger than the value C2.
  • FIG. 6B and 6C show another example of the operation of the light intensity setting unit 29.
  • the light intensity may be increased stepwise as the maximum count value increases.
  • the relationship between the light intensity and the maximum count value CNTmax may be a relationship other than a linear function.
  • the light intensity setting unit 29 decreases the light intensity of the light pulse L1 when the maximum count value CNTmax is small, and increases the light intensity of the light pulse L1 when the maximum count value CNTmax is large. Thereby, in the time measuring device 1, for example, when the floor W2 is low, the light intensity of the light pulse L1 can be reduced, and when the floor W2 is high, the light intensity of the light pulse L1 can be increased.
  • the height of the peak W1 exceeds the floor W2, and the height of the peak W1 reaches the floor W2.
  • the light intensity of the light pulse L1 is adjusted so as not to be too high. Thereby, in the time measuring device 1, power consumption can be reduced effectively.
  • FIG. 7 shows an example of mounting the sensor unit 20.
  • the sensor unit 20 is formed on two semiconductor substrates 111 and 112.
  • a plurality of light receiving elements 31 included in the pixel array 21 are formed on the semiconductor substrate 111, and elements other than the plurality of light receiving elements 31 in the pixel array 21, a counter unit 123, a time measuring unit 124, a histogram are formed on the semiconductor substrate 112.
  • a generation unit 125, a processing unit 26, and a control unit 27 are formed.
  • the semiconductor substrates 111 and 112 are overlapped with each other and are electrically connected to each other through, for example, a so-called TCV (Through Chip Via).
  • the sensor unit 20 is formed on the two semiconductor substrates 111 and 112.
  • the present invention is not limited to this.
  • the sensor unit 20 and the light source driving unit 12 may be replaced with 2 It may be formed on a single semiconductor substrate 111, 112.
  • the light source driving unit 12 can be formed on the semiconductor substrate 112, for example.
  • the sensor unit 20 may be formed on one semiconductor substrate.
  • the pixel PZ corresponds to a specific example of “pixel” in the present disclosure.
  • the pixel signal SIG corresponds to a specific example of “pulse signal” in the present disclosure.
  • the time measurement unit 124 corresponds to a specific example of “timing detection unit” in the present disclosure.
  • the counter unit 123 corresponds to a specific example of a “pulse number detection unit” in the present disclosure.
  • the control unit 27 corresponds to a specific example of “control unit” in the present disclosure.
  • the light source 11 emits a light pulse L1 toward the measurement object.
  • the light source drive unit 12 controls the operation of the light source 11 based on the light emission trigger signal S1 supplied from the sensor unit 20 so that the light source 11 emits light at a timing corresponding to the trigger pulse included in the light emission trigger signal S1.
  • the light source driving unit 12 controls the light intensity of the light pulse L1 emitted from the light source 11 based on the light intensity control signal S2 supplied from the sensor unit 20.
  • the sensor unit 20 generates a depth image PIC by detecting the reflected light pulse L2.
  • the selection signal generation unit 22 generates a plurality of selection signals SSEL based on the control signal supplied from the control unit 27, thereby sequentially selecting the plurality of pixels PZ in units of columns.
  • the selected pixel PZ of the pixel array 21 outputs a pixel signal SIG including a pulse PU corresponding to the incident reflected light pulse L2.
  • the counter 23 of the counter unit 123 counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the TDC 24 of the time measuring unit 124 generates the depth value D by measuring the timing of the pulse PU included in the pixel signal SIG based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the histogram generation circuit 25 of the histogram generation unit 125 generates a histogram HY of the depth value D supplied from the TDC 24 based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the processing unit 26 generates the depth image PIC based on the control signal supplied from the control unit 27 and the information about the plurality of histograms HY supplied from the histogram generation unit 125.
  • the control unit 27 supplies control signals to the selection signal generation unit 22, the counter unit 123, the time measurement unit 124, the histogram generation unit 125, and the processing unit 26, and the light emission trigger signal S ⁇ b> 1 to the light source driving unit 12. Further, the operation of the time measuring device 1 is controlled by supplying the light intensity control signal S2.
  • FIG. 8 shows an example of the operation of the time measuring device 1, (A) shows the waveform of the emitted light emitted from the light source 11, and (B) shows the pixels in the first column from the left in the pixel array 21.
  • the operation of PZ (1) is shown
  • (C) shows the operation of the pixel PZ (2) in the second column from the left in the pixel array 21, and
  • (D) shows the pixel PZ (in the third column from the left in the pixel array 21).
  • 3E illustrates the operation of the pixel PZ (N) in the rightmost column (Nth column) in the pixel array 21, and
  • FIG. 5F illustrates the operation of the counter unit 123.
  • the shaded portion indicates that the pixel PZ is selected, and the non-shaded portion indicates that the pixel PZ is not selected.
  • the shaded portion indicates that the counter unit 123 is performing a counting operation, and the unshaded portion indicates that the counter unit 123 is not performing a counting operation. Show.
  • the selection signal generation unit 22 selects the pixel PZ (1) in the first column in the period from the timing t1 to the timing t3 (FIG. 8B). Then, the light source driving unit 12 emits the light pulse L1 a plurality of times (for example, 1000 times) at a predetermined light emission period (light emission period T) during the period from the timing t1 to t3 based on the light emission trigger signal S1. Thus, the operation of the light source 11 is controlled (FIG. 8A). Thereby, the pixel PZ (1) outputs the pixel signal SIG including the pulse PU corresponding to the incident reflected light pulse L2.
  • the TDC 24 of the time measuring unit 124 generates a depth value D every time a pulse PU appears in the pixel signal SIG.
  • the histogram generation circuit 25 of the histogram generation unit 125 generates a histogram HY of the depth value D supplied from the TDC 24 and supplies information about the histogram HY to the processing unit 26.
  • the counter 23 of the counter unit 123 counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG during the period from timing t1 to t2.
  • the length of the count period (period t1 to t2) in which the counter 23 performs the count operation is set to a time longer than the time corresponding to the period (light emission period T) at which the light source 11 emits the light pulse L1.
  • the counter unit 123 supplies the count results (count value CNT) in the plurality of counters 23 to the light intensity setting unit 29 of the control unit 27.
  • FIG. 9 illustrates an operation example of the time measuring device 1 when the time measuring device 1 is operated in a dark environment
  • FIG. 10 illustrates a case where the time measuring device 1 is operated in a bright environment.
  • An example of the operation of the time measuring device 1 is shown. 9 and 10, (A) shows the histogram HY, (B) shows the waveform of the emitted light emitted from the light source 11, and (C) shows the waveform of the pixel signal SIG.
  • the light source 11 emits the light pulse L1 at the timing t11
  • the pixel PZ detects the reflected light pulse L2 at the timing t12, and generates a pulse PU (pulse PU1) corresponding to the reflected light pulse L2.
  • the histogram HY has a peak W1 at the position of the depth value D corresponding to the timing t12.
  • the pixel PZ In the period from the timing t11 to t13, the pixel PZ generates a pulse PU corresponding to the ambient light or dark current at random timing.
  • the time measuring device 1 since the time measuring device 1 is operated in a dark environment, the appearance frequency of the pulse PU corresponding to ambient light or dark current is low.
  • the time measuring device 1 is operated in a bright environment. Since it is operated, the appearance frequency of the pulse PU corresponding to the ambient light and dark current is high. Thereby, in the example of FIG. 9, the floor W2 becomes low, and in the example of FIG. 10, the floor W2 becomes high.
  • the selection signal generator 22 selects the pixel PZ (2) in the second column (FIG. 8C). Then, the light source driving unit 12 emits the light pulse L1 a plurality of times (for example, 1000 times) at a predetermined light emission period (light emission period T) during the period from the timing t3 to t5 based on the light emission trigger signal S1. Thus, the operation of the light source 11 is controlled (FIG. 8A). Thereby, the pixel PZ (2) outputs the pixel signal SIG including the pulse PU corresponding to the incident reflected light pulse L2. The TDC 24 generates a depth value D every time a pulse PU appears in the pixel signal SIG. The histogram generation circuit 25 generates a histogram HY of the depth value D supplied from the TDC 24 and supplies information about the histogram HY to the processing unit 26.
  • the counter 23 of the counter unit 123 counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG during the period from the timing t3 to t4. Then, the counter unit 123 supplies the count results (count value CNT) in the plurality of counters 23 to the light intensity setting unit 29 of the control unit 27.
  • the sensor unit 20 sequentially selects a plurality of pixels PZ in units of columns in the period from the timing t1 to the time t7 (frame period F), and the histogram generation unit 125 selects all the pixels PZ in the pixel array 21.
  • the counter H123 generates a count value CNT for all the pixels PZ in the pixel array 21.
  • the process part 26 produces
  • the light intensity setting unit 29 of the control unit 27 generates a light intensity control signal S2 based on the count values CNT for all the pixels PZ and supplies the light intensity control signal S2 to the light source driving unit 12. As a result, as shown in FIG. 8A, the light intensity of the light pulse L1 emitted in the next frame period F starting from the timing t7 is set.
  • the light intensity setting unit 29 sets the light intensity of the light pulse L1 based on the plurality of count values CNT. Specifically, as shown in FIG. 6A, the light intensity setting unit 29 reduces the light intensity of the light pulse L1 when the maximum count value CNTmax is small, and when the maximum count value CNTmax is large, The light intensity of the light pulse L1 is increased. Thereby, in the time measuring device 1, power consumption can be reduced effectively. This operation will be described in detail below.
  • FIG. 11 shows a histogram HY when the time measuring device 1 is operated in a dark environment
  • FIG. 12 shows a histogram HY when the time measuring device 1 is operated in a bright environment.
  • the light intensity setting unit 29 obtains the maximum value (maximum count value CNTmax) of the count values CNT based on the count values CNT for all the pixels PZ obtained in a certain frame period F. This maximum count value CNTmax is smaller than the maximum count value CNTmax when the time measuring device 1 is operated in a bright environment.
  • the light intensity setting unit 29 sets the light intensity of the light pulse L1 in the next frame period F based on the maximum count value CNTmax.
  • the light intensity setting unit 29 decreases the light intensity of the light pulse L1, as shown in FIG. 6A. Thereby, in the time measuring device 1, as shown in FIG. 11, the height of the peak W1 can be prevented from becoming too high compared to the floor W2.
  • the light intensity setting unit 29 obtains the maximum value (maximum count value CNTmax) of the count values CNT based on the count values CNT for all the pixels PZ obtained in a certain frame period F.
  • the maximum count value CNTmax is larger than the maximum count value CNTmax when the time measuring device 1 is operated in a dark environment.
  • the light intensity setting unit 29 sets the light intensity of the light pulse L1 in the next frame period F based on the maximum count value CNTmax.
  • the light intensity setting unit 29 increases the light intensity of the light pulse L1, as shown in FIG. 6A. Thereby, in the time measuring device 1, as shown in FIG. 12, the height of the peak W1 is made to exceed the floor W2.
  • the light intensity of the light pulse L1 is adjusted based on the count value CNT supplied from the counter unit 123. Specifically, as shown in FIG. 6A, for example, the light intensity setting unit 29 reduces the light intensity of the light pulse L1 when the maximum count value CNTmax is small, and reduces the light intensity when the maximum count value CNTmax is large. The light intensity of the pulse L1 was increased. Thereby, in the time measuring device 1, the light intensity of the light pulse L1 is adjusted so that the height of the peak W1 exceeds the floor W2 and the height of the peak W1 does not become too high compared to the floor W2. can do. As a result, the time measuring device 1 can effectively reduce power consumption.
  • the time measuring device 1 when the time measuring device 1 is operated in a dark environment, when the light intensity of the light pulse L1 is the same as that in the bright environment, as shown in FIG.
  • the height of the peak W1 may be too high with respect to W2.
  • the light source 11 consumes a lot of power.
  • the light intensity of the light pulse L1 is adjusted based on the plurality of count values CNT supplied from the counter unit 123. Therefore, as shown in FIG. Can be prevented from becoming too high compared to the floor W2.
  • the time measuring device 1 since the light intensity of the light pulse L1 can be set to the minimum necessary light intensity according to the floor W2, the power consumed in the light source 11 can be suppressed, As a result, power consumption can be effectively reduced.
  • the light intensity setting unit 29 adjusts the light intensity of the light pulse L1 based on the maximum value (maximum count value CNTmax) of the count value CNT for all the pixels PZ.
  • the pixel PZ related to the maximum count value CNTmax is often the pixel PZ having the highest floor W2 among all the pixels PZ. Therefore, by adjusting the light intensity of the light pulse L1 to the maximum count value CNTmax, it is possible to reduce the possibility that the peak W1 is buried in the floor W2 in the histogram HY related to some pixels PZ.
  • the light intensity of the light pulse is adjusted based on the count value supplied from the counter unit, so that the power consumption can be effectively reduced.
  • the possibility that the peak is buried in the floor in the histogram HY can be reduced.
  • the sensor unit 20 controls the operation of the light source 11 by supplying the light emission trigger signal S1 to the light source driving unit 12.
  • the light source driving unit may supply a trigger signal for instructing the operation timing to the sensor unit.
  • This time measuring device 1A includes a light source driving unit 12A and a sensor unit 20A.
  • the light source driving unit 12A generates a trigger signal S3 that instructs the operation timing of the sensor unit 20A, and supplies the trigger signal S3 to the sensor unit 20A.
  • the sensor unit 20A operates based on the trigger signal S3.
  • the light intensity of the light pulse L1 is adjusted based on the maximum value (maximum count value CNTmax) of the count value CNT for all the pixels PZ.
  • the present invention is not limited to this.
  • the light intensity setting unit 29 adjusts the light intensity of the light pulse L1 based on the average value of the count values CNT for all the pixels PZ. May be. In this case, for example, even when there is a defective pixel PZ, the influence on the light intensity of the defective pixel PZ can be suppressed.
  • the same number of counters 23 as the number of the plurality of signal lines SGL are provided to obtain the count values CNT for all the pixels PZ.
  • the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, a smaller number of counters 23 may be provided to obtain count values CNT relating to some of the pixels PZ.
  • the number of the counters 23 may be plural, or may be one, for example, like a sensor unit 20C illustrated in FIG.
  • the sensor unit 20C includes a counter 23 and a control unit 27C.
  • the counter 23 is connected to one of the plurality of signal lines SGL (in this example, the uppermost signal line SGL) of the pixel array 21, and based on the control signal supplied from the control unit 27 ⁇ / b> C, the pixel array 21. From this, the number of pulses PU included in the pixel signal SIG supplied via the signal line SGL is counted. Thereby, the counter 23 obtains the count value CNT concerning the plurality of pixels PZ connected to the signal line SGL. Then, the counter 23 supplies these count values CNT to the control unit 27C.
  • the control unit 27C has a light intensity setting unit 29C.
  • the light intensity setting unit 29C generates a light intensity control signal S2 that indicates the light intensity of the light pulse L1 based on the plurality of count values CNT supplied from the counter 23.
  • the sensor unit 20 supplies the light intensity control signal S2 to the light source driving unit 12, but the present invention is not limited to this. Hereinafter, the present modification will be described with some examples.
  • FIG. 16 illustrates a configuration example of the time measuring device 1D according to the present modification.
  • the time measuring device 1D includes a light source driving unit 12D and a sensor unit 20D.
  • the light source drive unit 12D has a light intensity setting unit 17D.
  • the light intensity setting unit 17D sets the light intensity of the light pulse L1 emitted from the light source 11 based on the count value CNT supplied from the sensor unit 20D, similarly to the light intensity setting unit 29 according to the above embodiment. Is.
  • FIG. 17 illustrates a configuration example of the sensor unit 20D.
  • the sensor unit 20D includes a counter 23 and a control unit 27D.
  • the counter 23 is connected to one of the plurality of signal lines SGL (in this example, the uppermost signal line SGL) of the pixel array 21, and based on the control signal supplied from the control unit 27 ⁇ / b> C, the pixel array 21. From this, the number of pulses PU included in the pixel signal SIG supplied via the signal line SGL is counted. Thereby, the counter 23 obtains the count value CNT concerning the plurality of pixels PZ connected to the signal line SGL. The counter 23 supplies these count values CNT to the light intensity setting unit 17D of the light source driving unit 12D.
  • the control unit 27D is obtained by omitting the light intensity setting unit 29 from the control unit 27 according to the above embodiment.
  • FIG. 18 shows a configuration example of the time measuring device 1E according to this modification.
  • the time measuring device 1E includes a light source driving unit 12E and a sensor unit 20E.
  • the light source drive unit 12E includes a counter 16E and a light intensity setting unit 17D.
  • the counter 16E counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG, similarly to the counter 23 according to the above embodiment.
  • the counter 16E supplies the count result (count value CNT) to the light intensity setting unit 17D.
  • the light intensity setting unit 17D sets the light intensity of the light pulse L1 emitted from the light source 11 based on the count value CNT supplied from the counter 16E.
  • FIG. 19 shows a configuration example of the sensor unit 20E.
  • the sensor unit 20E has a control unit 27E.
  • the sensor unit 20E supplies one of the plurality of pixel signals SIG generated by the pixel array 21 to the counter 16E of the light source driving unit 12E.
  • the control unit 27E is obtained by omitting the light intensity setting unit 29 and the function of controlling the operation of the counter 23 from the control unit 27 according to the above embodiment.
  • the pixel signal SIG generated by the pixel PZ for obtaining the depth value D is supplied to the counter 23, but the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, a pixel signal SIG generated by a pixel other than the pixel PZ for obtaining the depth value D may be supplied to the counter 23 as in the sensor unit 20F shown in FIG.
  • the sensor unit 20F includes a pixel array 21F and a counter 23.
  • the pixel array 21F has a plurality of dummy pixels PDM.
  • the circuit configuration of the dummy pixel PDM is the same as the circuit configuration of the pixel PZ (FIG. 3).
  • the plurality of dummy pixels PDM are connected to one signal line SGL.
  • the pixel PZ corresponds to a specific example of “first pixel” in the present disclosure.
  • the dummy pixel PDM corresponds to a specific example of “second pixel” in the present disclosure.
  • the counter 23 is connected to a signal line SGL to which a plurality of dummy pixels PDM are connected. The counter 23 counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG supplied from the dummy pixel PDM.
  • a plurality of counters 23 are provided, and the light intensity of the light pulse L1 is set based on the count value CNT in these counters 23.
  • the present invention is not limited to this. Instead, for example, the light intensity of the light pulse L1 may be set based on the histogram HY generated by the histogram generation circuit 25 as in the sensor unit 20G illustrated in FIG.
  • the sensor unit 20G includes a histogram generation unit 125G and a control unit 27G.
  • the histogram generator 125G has a function of supplying information about the floor W2 in the histogram HY generated by the plurality of histogram generators 25 to the controller 27G.
  • the control unit 27G has a light intensity setting unit 29G.
  • the light intensity setting unit 29G sets the light intensity of the light pulse L1 based on the information about the floor W2 supplied from the histogram generation unit 125G. Specifically, the light intensity setting unit 29G sets the light intensity of the light pulse L1 based on, for example, the highest floor W2 among the floors W2 included in the plurality of histograms HY. For example, the light intensity setting unit 29G decreases the light intensity of the light pulse L1 when the floor W2 is low, and increases the light intensity of the light pulse L1 when the floor W2 is high.
  • the light intensity setting unit 29G generates a light intensity control signal S2 that indicates the light intensity of the light pulse L1 based on the set light intensity of the light pulse L1.
  • the histogram generation unit 125G corresponds to a specific example of a “pulse number detection unit” in the present disclosure.
  • the pixels PZ are selected in units of one column in the pixel array 21, but the present invention is not limited to this. Instead, for example, like the sensor unit 20H illustrated in FIG. 22, the pixels PZ may be selected in units of multiple columns (in this example, in units of two columns).
  • the sensor unit 20H has a pixel array 21H.
  • the pixel array 21H includes a plurality of selection lines SEL, a plurality of signal lines SGL, and a plurality of pixels PZ.
  • the plurality of pixels PZ in the first column from the left and the plurality of pixels PZ in the second column are connected to the first selection line SEL from the left.
  • the plurality of pixels PZ in the third column and the plurality of pixels PZ in the fourth column are connected to the second selection line SEL.
  • the pixel PZ belonging to the odd column and the pixel PZ belonging to the even column among the plurality of pixels PZ in the first row are connected to different signal lines SGL.
  • the second and subsequent lines are selected in units of two columns.
  • the counter unit 123 and the time measuring unit 124 operate in the same period, but the present invention is not limited to this. Instead, for example, the counter unit 123 operates in advance to set the light intensity of the light pulse L1, and then the light source 11 generates the light pulse L1 based on the set light intensity.
  • the time measuring device 1 may generate the depth image PIC.
  • the time measuring device 2 according to the second embodiment will be described.
  • the number of light pulses L1 is adjusted based on a plurality of count values CNT.
  • symbol is attached
  • FIG. 23 shows a configuration example of the time measuring device 2.
  • the time measuring device 2 includes a light source driving unit 42 and a sensor unit 40.
  • the light source driving unit 42 drives the light source 11 based on an instruction from the sensor unit 40. Specifically, the light source driving unit 42, based on the light emission trigger signal S1 supplied from the sensor unit 40, causes the light source 11 to emit light at a timing corresponding to the trigger pulse included in the light emission trigger signal S1. To control the operation. In this example, the number of trigger pulses changes. Thereby, in the time measuring device 2, the number of the light pulses L1 is changed.
  • the sensor unit 40 generates a depth image PIC having information on the distance to the measurement object by detecting the reflected light pulse L2.
  • the sensor unit 40 also has a function of generating a light emission trigger signal S1 and supplying the light emission trigger signal S1 to the light source driving unit 42.
  • FIG. 24 shows a configuration example of the sensor unit 40.
  • the sensor unit 40 has a control unit 47.
  • the control unit 47 supplies control signals to the selection signal generation unit 22, the counter unit 123, the time measurement unit 124, the histogram generation unit 125, and the processing unit 26, and emits a light emission trigger signal S ⁇ b> 1 to the light source driving unit 42. Is used to control the operation of the time measuring device 2.
  • the control unit 47 includes an optical pulse number setting unit 49 and a light emission timing setting unit 48.
  • the light pulse number setting unit 49 sets the number of light pulses L1 emitted from the light source 11 based on the plurality of count values CNT supplied from the counter unit 123. Specifically, for example, the optical pulse number setting unit 49 sets the next frame based on the maximum value (maximum count value CNTmax) of the plurality of count values CNT for all the pixels PZ obtained in a certain frame period F. The number of light pulses L1 in the period F is set. For example, the light pulse number setting unit 49 reduces the number of light pulses L1 when the maximum count value CNTmax is small, and increases the number of light pulses L1 when the maximum count value CNTmax is large. .
  • the light emission timing setting unit 48 generates a light emission trigger signal S1 for instructing the light emission timing in the light source 11 based on the number of light pulses L1 set by the light pulse number setting unit 49.
  • FIG. 25 shows an example of the light pulse L1 generated by the light source 11 of the time measuring device 2.
  • the light source 11 in the first frame period F (timing t21 to t22), the light source 11 emits the light pulse L1 at a predetermined light emission period.
  • the optical pulse number setting unit 49 sets the number of optical pulses L1 to a small number.
  • the light emission timing setting unit 48 sets the light emission timing in the light source 11 based on the number of light pulses L1 set by the light pulse number setting unit 49 so as to thin out the light pulses L1.
  • the light source 11 emits a smaller number of light pulses L1 than the timings t21 to t22 in the next frame period F (timing t22 to t23).
  • the optical pulse number setting unit 49 adjusts the number of the optical pulses L1 based on the count value CNT supplied from the counter unit 123. Specifically, the light pulse number setting unit 49 decreases the number of light pulses L1 when the maximum count value CNTmax is small, and increases the number of light pulses L1 when the maximum count value CNTmax is large. Thereby, in the time measuring device 2, like the time measuring device 1, the height of the peak W1 exceeds the floor W2, and the height of the peak W1 does not become too high compared to the floor W2. The number of light pulses L1 can be adjusted. As a result, the time measuring device 2 can effectively reduce the power consumption in the light source 11.
  • the operation time of the counter unit 123 and the time measurement unit 124 is shortened, and the calculation amount in the histogram generation unit 155 and the processing unit 26 is reduced.
  • the power consumption in the counter part 123, the time measurement part 124, the histogram generation part 125, and the process part 26 can be reduced effectively.
  • the number of optical pulses is adjusted based on the count value supplied from the counter unit, so that power consumption can be effectively reduced.
  • a time measuring device 3 according to a third embodiment will be described.
  • the operation of the light source 11 is stopped when the height of the peak W1 in the histogram HY reaches the threshold value TH corresponding to the floor W2.
  • symbol is attached
  • the time measuring device 3 has a sensor unit 50.
  • the sensor unit 50 generates a depth image PIC having information on the distance to the measurement object by detecting the reflected light pulse L2.
  • the sensor unit 50 also has a function of generating a light emission trigger signal S1 and supplying the light emission trigger signal S1 to the light source driving unit 42.
  • FIG. 26 shows a configuration example of the sensor unit 50.
  • the sensor unit 50 includes a histogram generation unit 155 and a control unit 57.
  • the histogram generation unit 155 includes a plurality of histogram generation circuits 25 (histogram generation circuits 25 (1), 25 (2), 25 (3),). Based on the threshold value TH supplied from the control unit 57, the histogram generation unit 155 determines whether or not the height of the peak W1 in the histogram HY generated by the plurality of histogram generation circuits 25 has reached this threshold value TH. Confirm. The histogram generation unit 155 generates the stop signal STP when the heights of the peaks W1 in all the histograms HY related to the pixels PZ for one column reach this threshold value TH. The histogram generation unit 155 supplies the stop signal STP to the control unit 57.
  • the control unit 57 supplies control signals to the selection signal generation unit 22, the counter unit 123, the time measurement unit 124, the histogram generation unit 155, and the processing unit 26, and the light emission trigger signal S 1 to the light source driving unit 42. Is used to control the operation of the time measuring device 3.
  • the control unit 57 includes a threshold setting unit 59 and a light emission timing setting unit 58.
  • the threshold value setting unit 59 generates a threshold value TH based on the plurality of count values CNT supplied from the counter unit 123. Specifically, for example, the threshold setting unit 59 sets the next frame based on the maximum value (maximum count value CNTmax) of the plurality of count values CNT for all the pixels PZ obtained in a certain frame period F. The threshold value TH used in the period F is set. For example, the threshold value setting unit 59 lowers the threshold value TH when the maximum count value CNTmax is small, and increases the threshold value TH when the maximum count value CNTmax is large.
  • the light emission timing setting unit 58 generates a light emission trigger signal S1 that indicates the light emission timing in the light source 11.
  • the light emission timing setting unit 58 stops generation of the light emission trigger signal S1 based on the stop signal STP supplied from the histogram generation unit 155.
  • FIG. 27 shows a histogram HY when the time measuring device 3 is operated in a dark environment
  • FIG. 28 shows a histogram HY when the time measuring device 3 is operated in a bright environment.
  • the threshold value setting unit 59 lowers the threshold value TH as shown in FIG.
  • the histogram generation unit 155 causes the heights of the peaks W1 in all the histograms HY related to the pixels PZ in the first column to reach this threshold value TH.
  • a stop signal STP is generated.
  • the light source 11 stops generating the light pulse L1.
  • the height of the peak W1 can be prevented from becoming too high compared to the floor W2.
  • the time measuring device 3 when the time measuring device 3 is operated in a bright environment, the count value CNT is large, so that the threshold value setting unit 59 increases the threshold value TH as shown in FIG. Then, in the next frame period F, as shown in FIG. 28, the histogram generator 155 reaches the threshold TH with the heights of the peaks W1 in all the histograms HY related to the pixels PZ in the first column. When this happens, a stop signal STP is generated. As a result, the light source 11 stops generating the light pulse L1. The same applies to the second and subsequent columns. Thereby, in the time measuring device 3, as shown in FIG. 28, the height of the peak W1 can be made to exceed the floor W2.
  • the threshold value TH is set based on the count value CNT supplied from the counter unit 123. Specifically, the threshold setting unit 59 decreases the threshold TH when the maximum count value CNTmax is small, and increases the threshold TH when the maximum count value CNTmax is large.
  • the generation of the light pulse L1 is stopped when the height of the peak W1 in the histogram HY reaches the threshold value TH.
  • the height of the peak W1 exceeds the floor W2, and the height of the peak W1 does not become too high compared to the floor W2.
  • the number of light pulses L1 can be adjusted. As a result, the time measuring device 3 can effectively reduce the power consumption in the light source 11.
  • the operation time of the counter unit 123 and the time measurement unit 124 is shortened, and the calculation amount in the histogram generation unit 155 and the processing unit 26 is reduced.
  • the power consumption in the counter part 123, the time measurement part 124, the histogram generation part 155, and the process part 26 can be reduced effectively.
  • a threshold value is set based on the count value supplied from the counter unit, and when the peak height in the histogram reaches this threshold value, an optical pulse is generated. Since the operation is stopped, the power consumption can be effectively reduced.
  • FIG. 29 illustrates a configuration example of the imaging device 9.
  • This imaging device 9 is obtained by applying the technology related to the time measuring device 1 according to the first embodiment to an imaging device. Note that the present invention is not limited to this, and the technology related to the time measuring device 2 according to the second embodiment and the technology related to the time measuring device 3 according to the third embodiment are applied to the imaging device. Also good.
  • the imaging device 9 includes an imaging unit 60.
  • the imaging unit 60 generates a captured image PIC2 by performing an imaging operation.
  • the imaging unit 60 also has a function of generating a depth image PIC by detecting the reflected light pulse L2 when the light source 11 is operated.
  • the imaging unit 60 outputs the generated captured image PIC2 and depth image PIC. Further, when generating the depth image PIC, the imaging unit 60 generates a light emission trigger signal S1 and a light intensity control signal S2, and supplies the light emission trigger signal S1 and the light intensity control signal S2 to the light source driving unit 12. It also has.
  • FIG. 30 illustrates a configuration example of the imaging unit 60.
  • the imaging unit 60 includes a pixel array 61, a counter unit 163, and a processing unit 66.
  • the pixel array 61 has a plurality of pixels P.
  • the plurality of pixels P include a plurality of red pixels PR, a plurality of green pixels PG, a plurality of blue pixels PB, and a plurality of pixels PZ.
  • the red pixel PR is for detecting red light
  • the green pixel PG is for detecting green light
  • the blue pixel PB is for detecting blue light.
  • the circuit configuration of the red pixel PR, the green pixel PG, and the blue pixel PB is the same as the circuit configuration of the pixel PZ (FIG. 3).
  • a red color filter is formed on the red pixel PR
  • a green color filter is formed on the green pixel PG
  • a blue color filter is formed on the blue pixel PB.
  • FIG. 31 illustrates an arrangement example of the red pixel PR, the green pixel PG, the blue pixel PB, and the pixel PZ in the pixel array 61.
  • the pixel array 61 four pixels (units U) arranged in 2 rows and 2 columns are repeatedly arranged.
  • the green pixel PG is arranged at the upper left
  • the blue pixel PB is arranged at the lower left
  • the red pixel PR is arranged at the upper right
  • the pixel PZ is arranged at the lower right.
  • the pixel array 61 includes a plurality of selection lines SEL, a plurality of signal lines SGL, and a plurality of signal lines SGL2.
  • Each of the plurality of signal lines SGL extends in the horizontal direction in FIG. 30, and one end is connected to the time measuring unit 124 as illustrated in FIG. 30.
  • Each of the plurality of signal lines SGL2 extends in the horizontal direction in FIG. 30, and one end is connected to the counter unit 163 as illustrated in FIG. 30.
  • the green pixel PG and the blue pixel PB are connected to the same selection line SEL, and the red pixel PR and the pixel PZ are different from the selection line SEL to which the green pixel PG and the blue pixel PB are connected. Connected to SEL.
  • the green pixel PG and the red pixel PR are connected to the same signal line SGL2
  • the blue pixel PB is a signal line SGL2 different from the signal line SGL2 to which the green pixel PG and the red pixel PR are connected. Connected to.
  • the pixel PZ is connected to the signal line SGL.
  • the counter unit 163 includes a plurality of counters 63 (counters 63 (1), 63 (2), 63 (3), 63 (4),).
  • the plurality of counters 63 are connected to the plurality of signal lines SGL2 in the pixel array 21, respectively.
  • Each of the plurality of counters 63 counts the number of pulses PU included in the pixel signal SIG supplied from the pixel array 61 via the signal line SGL2 based on the control signal supplied from the control unit 27. .
  • the counter unit 163 supplies the count results of the plurality of counters 63 to the processing unit 66.
  • the counter unit 163 also has a function of supplying count results (count values CNT) from the counters 63 to the light intensity setting unit 29 of the control unit 27.
  • the processing unit 66 generates the captured image PIC2 based on the count result supplied from the counter unit 163. Then, the processing unit 66 outputs the generated captured image PIC2.
  • the pixel PZ corresponds to a specific example of “first pixel” in the present disclosure.
  • the red pixel PR, the green pixel PG, and the blue pixel PB correspond to a specific example of “second pixel” in the present disclosure.
  • a plurality of red pixels PR, green pixels PG, and blue pixels PB in the pixel array 61 output the pixel signal SIG
  • the plurality of counters 63 of the counter unit 163 outputs the pulse PU included in the pixel signal SIG.
  • Count the number.
  • the processing unit 66 generates the captured image PIC2 based on the count results in the plurality of counters 63.
  • the counter unit 163 supplies the count results (count values CNT) in the plurality of counters 63 to the light intensity setting unit 29 of the control unit 27.
  • the light intensity setting unit 29 sets the light intensity of the light pulse L1 based on the plurality of count values CNT supplied from the counter unit 163.
  • the light source 11 generates the light pulse L1 based on the set light intensity.
  • the pixel PZ in the pixel array 61 outputs a pixel signal SIG including a pulse PU corresponding to the reflected light pulse L2.
  • the TDC 24 of the time measuring unit 124 generates the depth value D by measuring the timing of the pulse PU included in the pixel signal SIG based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the histogram generation circuit 25 of the histogram generation unit 125 generates a histogram HY of the depth value D supplied from the TDC 24 based on the control signal supplied from the control unit 27.
  • the processing unit 26 generates the depth image PIC based on the control signal supplied from the control unit 27 and the information about the plurality of histograms HY supplied from the histogram generation unit 125.
  • the imaging device 9 can acquire the count value CNT using the counter unit 163 used in the imaging operation, and can set the light intensity of the light pulse L1 based on the count value CNT. Accordingly, it is not necessary to provide the counter unit 123 shown in FIG. 2 separately from the counter unit 163, and the circuit scale can be reduced.
  • the time measuring device is configured using a plurality of pixels PZ.
  • the present invention is not limited to this, and instead, for example, the time measuring device using one pixel PZ. May be configured. Even in this case, the time difference between the timing of emitting the light and the timing of detecting the reflected light can be measured by emitting the light and detecting the reflected light reflected by the measurement object.
  • a pixel having a light receiving element capable of generating a pulse signal including a logic pulse based on a light reception result in the light receiving element;
  • a timing detector capable of detecting a light receiving timing in the light receiving element based on the pulse signal;
  • a pulse number detection unit capable of detecting the number of logic pulses included in the pulse signal;
  • a control unit capable of controlling the operation of a light source that emits a plurality of light pulses based on the number of pulses.
  • the control unit can set the light intensity to the first light intensity, and the number of pulses is larger than the first number of pulses.
  • the control unit is capable of controlling the number of light pulses of the plurality of light pulses based on the number of pulses.
  • the control unit can set the optical pulse number to the first optical pulse number, and the pulse number is greater than the first pulse number.
  • the time measuring device (4), wherein the second optical pulse number can be set to a second optical pulse number larger than the first optical pulse number when the second optical pulse number is larger than the first optical pulse number.
  • the time measuring device (1), further including a histogram generation unit capable of generating a histogram for the light reception timing based on the light reception timing.
  • the control unit can stop the operation of the light source when a peak value of the histogram reaches a threshold value corresponding to the number of pulses.
  • the control unit can set the threshold value to the first threshold value, and the pulse number is greater than the first pulse number.
  • the time measuring device can be set to a second threshold value larger than the first threshold value when the number of second pulses is larger.
  • the pulse number detection unit can detect the number of pulses based on the pulse signal.
  • the pulse number detection unit can detect the pulse number by generating a histogram of the light reception timing based on the light reception timing.
  • Time measuring device. (11) The time measuring device according to any one of (1) to (10), wherein the timing detection unit can detect the light reception timing with reference to a light emission timing of the light pulse.
  • the time measuring device according to any one of (1) to (11), further including the light source.
  • a pulse number detection unit capable of detecting the number of pulses of the logic pulse included in the second pulse signal;
  • a control unit capable of controlling the operation of a light source that emits a plurality of light pulses based on the number of pulses.

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Abstract

本開示は、消費電力を低減することができる時間計測装置を提供することを目的とする。　本開示の時間計測装置（１）は、受光素子（３１）を有し、受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含むパルス信号（画素信号ＳＩＧ）を生成可能な画素（ＰＺ）と、パルス信号に基づいて受光素子における受光タイミングを検出可能なタイミング検出部（カウンタ部１２３）と、パルス信号に含まれる論理パルスのパルス数を検出可能なパルス数検出部（時間計測部１２４）と、パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源（１１）の動作を制御可能な制御部（２７）とを備える。

Description

時間計測装置
　本開示は、光を射出したタイミングから光を検出したタイミングまでの時間を計測する時間計測装置に関する。
　測定対象物までの距離を測定する際、しばしば、ＴＯＦ（Time Of Flight）法が用いられる。このＴＯＦ法では、光を射出するとともに、測定対象物により反射された反射光を検出する。そして、ＴＯＦ法では、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測することにより、測定対象物までの距離を計測する（例えば、特許文献１）。
特開２０１０－９１３７７号公報
　ところで、一般に、電子機器では、消費電力が低いことが望まれており、時間計測装置においても、消費電力が低いことが期待されている。
　消費電力を低減することができる時間計測装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態における第１の時間計測装置は、画素と、タイミング検出部と、パルス数検出部と、制御部とを備えている。画素は、受光素子を有し、受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含むパルス信号を生成可能なものである。タイミング検出部は、パルス信号に基づいて受光素子における受光タイミングを検出可能なものである。パルス数検出部は、パルス信号に含まれる論理パルスのパルス数を検出可能なものである。制御部は、パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作を制御可能なものである。
　本開示の一実施の形態における第２の時間計測装置は、第１の画素と、第２の画素と、タイミング検出部と、パルス数検出部と、制御部とを備えている。第１の画素は、第１の受光素子を有し、第１の受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含む第１のパルス信号を生成可能なものである。第２の画素は、第２の受光素子を有し、第２の受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含む第２のパルス信号を生成可能なものである。タイミング検出部は、第１のパルス信号に基づいて第１の受光素子における受光タイミングを検出可能なものである。パルス数検出部は、第２のパルス信号に含まれる論理パルスのパルス数を検出可能なものである。制御部は、パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作を制御可能なものである。
　本開示の一実施の形態における第１の時間計測装置では、受光素子における受光結果に基づいて、論理パルスを含むパルス信号が生成され、このパルス信号に基づいて、受光素子における受光タイミングが検出される。また、パルス信号に含まれる論理パルスのパルス数が検出され、このパルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作が制御される。
　本開示の一実施の形態における第２の時間計測装置では、第１の受光素子における受光結果に基づいて、論理パルスを含む第１のパルス信号が生成され、この第１のパルス信号に基づいて、第１の受光素子における受光タイミングが検出される。また、第２の受光素子における受光結果に基づいて、論理パルスを含む第２のパルス信号が生成される。そして、この第２のパルス信号に含まれる論理パルスのパルス数が検出され、このパルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作が制御される。
　本開示の一実施の形態における第１の時間計測装置および第２の時間計測装置によれば、パルス信号に含まれる論理パルスのパルス数に基づいて光源の動作を制御するようにしたので、消費電力を低減することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
本開示の第１の実施の形態に係る時間計測装置の一構成例を表す構成図である。 図１に示したセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 図２に示した画素アレイの一構成例を表す回路図である。 図３に示したインバータの一構成例を表す回路図である。 図２に示したヒストグラム生成回路が生成したヒストグラムの一例を表す説明図である。 図２に示した光強度測定部の一動作例を表す説明図である。 図２に示した光強度測定部の他の動作例を表す説明図である。 図２に示した光強度測定部の他の動作例を表す説明図である。 図２に示したセンサ部の実装例を表す説明図である。 図１に示した時間計測装置の一動作例を表すタイミング波形図である。 暗い環境における時間計測装置の一動作例を表すタイミング図である。 明るい環境における時間計測装置の一動作例を表すタイミング図である。 暗い環境におけるヒストグラムの一例を表す説明図である。 明るい環境におけるヒストグラムの一例を表す説明図である。 比較例に係るヒストグラムの一例を表す説明図である。 変形例に係る時間計測装置の一構成例を表す構成図である。 他の変形例に係るセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る時間計測装置の一構成例を表す構成図である。 図１６に示したセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る時間計測装置の一構成例を表す構成図である。 図１８に示したセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係るセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係るセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係るセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る時間計測装置の一構成例を表す構成図である。 第２の実施の形態に係るセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 第２の実施の形態に係る光パルスの一例を表す説明図である。 第３の実施の形態に係るセンサ部の一構成例を表すブロック図である。 暗い環境におけるヒストグラムの一例を表す説明図である。 明るい環境におけるヒストグラムの一例を表す説明図である。 応用例に係る撮像装置の一構成例を表す構成図である。 図２９に示した撮像部の一構成例を表すブロック図である。 図３０に示した画素アレイにおける画素の配置例を示す説明図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．応用例（撮像装置への応用）
＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
　図１は、第１の実施の形態に係る時間計測装置（時間計測装置１）の一構成例を表すものである。時間計測装置１は、光を射出するとともに、測定対象物により反射された反射光を検出し、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測するものである。時間計測装置１は、光源１１と、光源駆動部１２と、レンズ１３と、センサ部２０とを備えている。
　光源１１は、測定対象物に向かって光パルスＬ１を射出するものであり、例えば、パルスレーザ光源を用いて構成されるものである。
　光源駆動部１２は、センサ部２０からの指示に基づいて、光源１１を駆動するものである。具体的には、光源駆動部１２は、センサ部２０から供給された発光トリガ信号Ｓ１に基づいて、光源１１が発光トリガ信号Ｓ１に含まれるトリガパルスに応じたタイミングで発光するように、光源１１の動作を制御する。また、光源駆動部１２は、センサ部２０から供給された光強度制御信号Ｓ２に基づいて、光源１１が射出する光パルスＬ１の光強度を制御する機能を有している。
　レンズ１３は、センサ部２０のセンサ面において像を結像させるものである。このレンズ１３には、測定対象物により反射された光パルス（反射光パルスＬ２）が入射するようになっている。
　センサ部２０は、反射光パルスＬ２を検出することにより、測定対象物までの距離についての情報を有する深度画像（デプス画像）ＰＩＣを生成するものである。深度画像ＰＩＣに含まれる複数の画素値のそれぞれは、深度についての値（深度値Ｄ）を示すものである。そして、センサ部２０は、生成した深度画像ＰＩＣを出力するようになっている。また、センサ部２０は、発光トリガ信号Ｓ１および光強度制御信号Ｓ２を生成し、これらの発光トリガ信号Ｓ１および光強度制御信号Ｓ２を光源駆動部１２に供給する機能をも有している。
　図２は、センサ部２０の一構成例を表すものである。センサ部２０は、画素アレイ２１と、選択信号生成部２２と、カウンタ部１２３と、時間計測部１２４と、ヒストグラム生成部１２５と、処理部２６と、制御部２７とを有している。
　画素アレイ２１は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＺを有している。
　図３は、画素アレイ２１の一構成例を表すものである。この図３は、画素アレイ２１における、互いに隣り合う４個（＝２×２）の画素ＰＺを図示している。画素アレイ２１は、複数の選択線ＳＥＬと、複数の信号線ＳＧＬとを有している。複数の選択線ＳＥＬのそれぞれは、図２，３における縦方向に延伸するものであり、図２に示したように、一端は選択信号生成部２２に接続される。この選択線ＳＥＬには、選択信号生成部２２により、選択信号ＳＳＥＬが印加される。複数の信号線ＳＧＬのそれぞれは、図２，３における横方向に延伸するものであり、図２に示したように、一端はカウンタ部１２３および時間計測部１２４に接続される。画素ＰＺは、受光素子３１と、トランジスタ３２，３３と、インバータ３４とを有している。
　受光素子３１は、光を検出するフォトダイオードであり、例えば、シングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を用いて構成される。受光素子３１のカソードはトランジスタ３２，３３のドレインおよびインバータ３４の入力端子に接続され、アノードには、所定のバイアス電圧Ｖbiasが供給される。
　トランジスタ３２は、Ｐ型のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタであり、ソースには電源電圧Ｖddが供給され、ゲートには電圧Ｖg1が供給され、ドレインは、受光素子３１のカソード、トランジスタ３３のドレイン、およびインバータ３４の入力端子に接続される。画素アレイ２１が動作を行う場合には、トランジスタ３２は、受光素子３１に、電圧Ｖg1に応じた所定の電流を流す定電流源として機能する。また、画素アレイ２１が動作を行わない場合には、電圧Ｖg1は高レベルになり、これにより、トランジスタ３２はオフ状態に設定されるようになっている。
　トランジスタ３３は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタであり、ソースは接地され、ゲートには電圧Ｖg2が供給され、ドレインは、受光素子３１のカソード、トランジスタ３２のドレイン、およびインバータ３４の入力端子に接続される。画素アレイ２１が動作を行う場合には、電圧Ｖg2は低レベルになり、これにより、トランジスタ３３はオフ状態に設定される。また、画素アレイ２１が動作を行わない場合には、電圧Ｖg2は高レベルになり、これにより、トランジスタ３３はオン状態に設定されるようになっている。
　インバータ３４は、入力端子における電圧を反転し、反転された電圧を出力端子から出力するものである。また、インバータ３４は、制御端子に入力された選択信号ＳＳＥＬに基づいて、出力インピーダンスをハイインピーダンスにする機能をも有している。インバータ３４の入力端子は受光素子３１のカソードおよびトランジスタ３２，３３のドレインに接続され、制御端子は選択線ＳＥＬに接続され、出力端子は信号線ＳＧＬに接続される。
　図４は、インバータ３４の一構成例を表すものである。インバータ３４は、トランジスタ３５～３８と、インバータ３９とを有している。
　トランジスタ３５，３６は、Ｐ型のＭＯＳトランジスタである。トランジスタ３５のソースには電源電圧Ｖddが供給され、ゲートはインバータ３９の出力端子に接続され、ドレインはトランジスタ３６のソースに接続される。トランジスタ３６のソースはトランジスタ３５のドレインに接続され、ゲートはインバータ３４の入力端子に接続され、ドレインはインバータ３４の出力端子に接続される。トランジスタ３７，３８は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタである。トランジスタ３７のドレインはインバータ３４の出力端子に接続され、ゲートはインバータ３４の入力端子に接続され、ソースはトランジスタ３８のドレインに接続される。トランジスタ３８のドレインはトランジスタ３７のソースに接続され、ゲートはインバータ３４の制御端子に接続され、ソースは接地される。インバータ３９の入力端子はインバータ３４の制御端子に接続され、出力端子はトランジスタ３５のゲートに接続される。
　この構成により、インバータ３４は、制御端子に入力された選択信号ＳＳＥＬの電圧が高レベルである場合には、入力端子における電圧を反転し、反転された電圧を出力端子から出力する。また、インバータ３４は、制御端子に入力された選択信号ＳＳＥＬの電圧が低レベルである場合には、出力インピーダンスをハイインピーダンスにするようになっている。
　画素アレイ２１では、選択信号ＳＳＥＬに基づいて、複数の画素ＰＺのうちの一列分の画素ＰＺが選択される。具体的には、選択信号生成部２２が、複数の選択信号ＳＳＥＬのうちの１つの選択信号ＳＳＥＬの電圧を高レベルにすることにより、その高レベルである選択信号ＳＳＥＬが供給された選択線ＳＥＬに接続された一列分の画素ＰＺが選択される。選択された画素ＰＺでは、受光素子３１に光パルス（反射光パルスＬ２）が入射すると、受光素子３１に電流が流れ、受光素子３１のカソードにおける電圧が過渡的に低下する。インバータ３４は、受光素子３１のカソードにおける電圧に基づいて、パルスＰＵを出力端子から出力する。このようにして、選択された画素ＰＺは、入射された反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵを含む画素信号ＳＩＧを出力するようになっている。
　選択信号生成部２２（図２）は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、複数の選択信号ＳＳＥＬを生成し、これらの複数の選択信号ＳＳＥＬを、画素アレイ２１における画素ＰＺの複数の列にそれぞれに供給するものである。選択信号生成部２２は、複数の選択信号ＳＳＥＬのうちの１つの選択信号ＳＳＥＬの電圧を順次高レベルにすることにより、複数の画素ＰＺを、列単位で順次選択するようになっている。
　カウンタ部１２３は、複数のカウンタ２３（カウンタ２３（１），２３（２），２３（３），…）を有している。複数のカウンタ２３は、画素アレイ２１における複数の信号線ＳＧＬにそれぞれ接続される。複数のカウンタ２３のそれぞれは、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、画素アレイ２１から信号線ＳＧＬを介して供給された画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントするものである。そして、カウンタ部１２３は、複数のカウンタ２３におけるカウント結果（カウント値ＣＮＴ）を制御部２７に供給するようになっている。
　時間計測部１２４は、複数のＴＤＣ（Time to Digital Converter）２４（ＴＤＣ２４（１），２４（２），２４（３），…）を有している。複数のＴＤＣ２４は、画素アレイ２１における複数の信号線ＳＧＬにそれぞれ接続される。複数のＴＤＣ２４のそれぞれは、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、画素アレイ２１から信号線ＳＧＬを介して供給された画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵのタイミングを計測するものである。具体的には、ＴＤＣ２４は、制御部２７から供給された開始信号ＳＴＴに基づいて、制御部２７から供給されたクロック信号ＣＫのクロックパルスをカウントし始める。そして、ＴＤＣ２４は、画素信号ＳＩＧにパルスＰＵが現れる度に、そのときのカウント値を出力するようになっている。開始信号ＳＴＴが示すタイミングは、光源１１の発光タイミングに対応している。よって、ＴＤＣ２４が出力するカウント値は、光源１１が光パルスＬ１を射出したタイミングおよび画素ＰＺが反射光パルスＬ２を検出したタイミングの間の時間差に対応しており、言い換えれば、時間計測装置１と測定対象物との間の距離に対応している。すなわち、ＴＤＣ２４が出力するカウント値は、深度値Ｄである。時間計測部１２４は、このようにして、画素信号ＳＩＧにパルスＰＵが現れる度に、深度値Ｄを出力するようになっている。
　ヒストグラム生成部１２５は、複数のヒストグラム生成回路２５（ヒストグラム生成回路２５（１），２５（２），２５（３），…）を有している。複数のヒストグラム生成回路２５は、複数のＴＤＣ２４にそれぞれ対応して設けられている。ヒストグラム生成回路２５（１）は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、ＴＤＣ２４（１）から供給された深度値ＤのヒストグラムＨＹを生成するものである。ヒストグラム生成回路２５（２）は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、ＴＤＣ２４（２）から供給された深度値ＤのヒストグラムＨＹを生成するものである。その他のヒストグラム生成回路２５についても同様である。
　図５は、ヒストグラム生成回路２５が生成するヒストグラムＨＹの一例を表すものである。横軸は、深度値Ｄを示し、縦軸は、深度値Ｄが現れる頻度を示す。この例では、ヒストグラムＨＹは、ピークＷ１と、それ以外のフロアＷ２とを有している。
　ピークＷ１は、反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵに基づくものである。ピークＷ１の中心値Ｄ１は、例えば、光源１１が光パルスＬ１を射出したタイミングおよび画素ＰＺが反射光パルスＬ２を検出したタイミングの間の時間差に対応しており、時間計測装置１と測定対象物との間の距離に対応している。すなわち、例えば、この中心値Ｄ１が、時間計測装置１が計測すべき、所望の深度値Ｄである。このピークＷ１の高さは、例えば、光源１１が射出する光パルスＬ１の光強度を大きくすることにより、高くすることができる。
　フロアＷ２は、ランダムなタイミングで生じるパルスＰＵに基づくものである。すなわち、各画素ＰＺには、反射光パルスＬ２以外に環境光が入射されるので、各画素ＰＺは、この環境光に応じたパルスＰＵを生成する。また、各画素ＰＺでは、光が入射しない場合であっても、例えばいわゆる暗電流に応じたパルスＰＵを生成する場合もある。これらのパルスＰＵは、ランダムなタイミングで生じるので、ヒストグラムＨＹでは、図５に示したように、フロアＷ２として現れる。例えば、暗い環境では、このフロアＷ２は低くなり、明るい環境では、このフロアＷ２は高くなる。ピークＷ１の位置を検出する際、フロアＷ２はノイズとなるので、フロアＷ２は低いことが望ましい。時間計測装置１では、後述するように、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るように、そして、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないように、光パルスＬ１の光強度が調節されるようになっている。
　複数のヒストグラム生成回路２５のそれぞれは、このようなヒストグラムＨＹを生成する。そして、ヒストグラム生成部１２５は、これらのヒストグラム生成回路２５が生成したヒストグラムＨＹについての情報（例えば各ヒストグラムＨＹの中心値Ｄ１）を処理部２６に供給するようになっている。
　処理部２６は、制御部２７から供給された制御信号、およびヒストグラム生成部１２５から供給された複数のヒストグラムＨＹについての情報に基づいて、深度画像ＰＩＣを生成するものである。深度画像ＰＩＣに含まれる複数の画素値のそれぞれは、深度についての値（深度値Ｄ）を示す。そして、処理部２６は、生成した深度画像ＰＩＣを出力するようになっている。
　制御部２７は、選択信号生成部２２、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１２５、および処理部２６に対して制御信号を供給するとともに、光源駆動部１２に対して発光トリガ信号Ｓ１および光強度制御信号Ｓ２を供給することにより、時間計測装置１の動作を制御するものである。制御部２７は、発光タイミング設定部２８と、光強度設定部２９とを有している。
　発光タイミング設定部２８は、光源１１における発光タイミングを指示する発光トリガ信号Ｓ１を生成するものである。発光トリガ信号Ｓ１は、複数のトリガパルスを含んでいる。制御部２７は、この発光トリガ信号Ｓ１を光源駆動部１２に供給することにより、光源１１が、この発光トリガ信号Ｓ１に含まれるトリガパルスに応じたタイミングで発光するように、光源１１の動作を制御するようになっている。
　光強度設定部２９は、カウンタ部１２３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を指示する光強度制御信号Ｓ２を生成するものである。カウント値ＣＮＴは、反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵの数だけでなく、環境光や暗電流に応じたパルスＰＵの数をも含んでいる。よって、カウント値ＣＮＴが小さい場合にはフロアＷ２は低く、カウント値ＣＮＴが大きい場合にはフロアＷ２が高い。光強度設定部２９は、このようなカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を指示する光強度制御信号Ｓ２を生成する。制御部２７は、この光強度制御信号Ｓ２を光源駆動部１２に供給することにより、光源１１が、この光強度制御信号Ｓ２に応じた光強度の光パルスＬ１を射出するように、光源１１の動作を制御するようになっている。
　この光強度設定部２９は、例えば、全ての画素ＰＺについての複数のカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）に基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定する。
　図６Ａは、光強度設定部２９の一動作例を表すものである。横軸は、最大カウント値ＣＮＴmaxを示し、縦軸は光パルスＬ１の光強度を示す。この例では、光強度は、最大カウント値ＣＮＴmaxが値Ｃ１以上かつ値Ｃ２以下である場合に、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きいほど、一次関数的に大きくなる。また、光強度は、最大カウント値ＣＮＴmaxが値Ｃ１より小さい場合には変化せず、同様に、最大カウント値ＣＮＴmaxが値Ｃ２より大きい場合には変化しない。
　図６Ｂ，６Ｃは、光強度設定部２９の他の動作例を表すものである。図６Ｂに示したように、最大カウント値が大きいほど、光強度を段階的に大きくしてもよい。また、図６Ｃに示したように、光強度と最大カウント値ＣＮＴmaxとの間の関係は、一次関数以外の関係であってもよい。
　このように、光強度設定部２９は、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合には光パルスＬ１の光強度を小さくし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合には光パルスＬ１の光強度を大きくする。これにより、時間計測装置１では、例えば、フロアＷ２が低い場合には、光パルスＬ１の光強度が小さくし、フロアＷ２が高い場合には、光パルスＬ１の光強度を大きくすることができる。
　この構成により、時間計測装置１では、カウンタ部１２３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るように、そして、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないように、光パルスＬ１の光強度が調節される。これにより、時間計測装置１では、消費電力を効果的に低減することができるようになっている。
　図７は、センサ部２０の実装例を表すものである。この例では、センサ部２０は、２枚の半導体基板１１１，１１２に形成されている。半導体基板１１１には、画素アレイ２１に含まれる複数の受光素子３１が形成され、半導体基板１１２には、画素アレイ２１における複数の受光素子３１以外の素子、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１２５、処理部２６、および制御部２７が形成される。半導体基板１１１，１１２は互いに重ね合わされ、例えばいわゆるＴＣＶ（Through Chip Via）などを介して互いに電気的に接続されるようになっている。なお、この例では、センサ部２０を２枚の半導体基板１１１，１１２に形成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、センサ部２０および光源駆動部１２を、２枚の半導体基板１１１，１１２に形成してもよい。光源駆動部１２は、例えば、半導体基板１１２に形成することができる。また、例えば、センサ部２０を１枚の半導体基板に形成してもよい。
　ここで、画素ＰＺは、本開示における「画素」の一具体例に対応する。画素信号ＳＩＧは、本開示における「パルス信号」の一具体例に対応する。時間計測部１２４は、本開示における「タイミング検出部」の一具体例に対応する。カウンタ部１２３は、本開示における「パルス数検出部」の一具体例に対応する。制御部２７は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。
［動作および作用］
　続いて、本実施の形態の時間計測装置１の動作および作用について説明する。
（全体動作概要）
　まず、図１を参照して、時間計測装置１の全体動作概要を説明する。光源１１は、測定対象物に向かって光パルスＬ１を射出する。光源駆動部１２は、センサ部２０から供給された発光トリガ信号Ｓ１に基づいて、光源１１が発光トリガ信号Ｓ１に含まれるトリガパルスに応じたタイミングで発光するように、光源１１の動作を制御する。また、光源駆動部１２は、センサ部２０から供給された光強度制御信号Ｓ２に基づいて、光源１１が射出する光パルスＬ１の光強度を制御する。
　センサ部２０は、反射光パルスＬ２を検出することにより深度画像ＰＩＣを生成する。具体的には、選択信号生成部２２は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、複数の選択信号ＳＳＥＬを生成することにより、複数の画素ＰＺを列単位で順次選択する。画素アレイ２１の選択された画素ＰＺは、入射された反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵを含む画素信号ＳＩＧを出力する。カウンタ部１２３のカウンタ２３は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。時間計測部１２４のＴＤＣ２４は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵのタイミングを計測することにより深度値Ｄを生成する。ヒストグラム生成部１２５のヒストグラム生成回路２５は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、ＴＤＣ２４から供給された深度値ＤのヒストグラムＨＹを生成する。処理部２６は、制御部２７から供給された制御信号、およびヒストグラム生成部１２５から供給された複数のヒストグラムＨＹについての情報に基づいて、深度画像ＰＩＣを生成する。制御部２７は、選択信号生成部２２、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１２５、および処理部２６に対して制御信号を供給するとともに、光源駆動部１２に対して発光トリガ信号Ｓ１および光強度制御信号Ｓ２を供給することにより、時間計測装置１の動作を制御する。
（詳細動作）
　図８は、時間計測装置１の一動作例を表すものであり、（Ａ）は光源１１から射出された射出光の波形を示し、（Ｂ）は画素アレイ２１における左から１列目の画素ＰＺ（１）の動作を示し、（Ｃ）は画素アレイ２１における左から２列目の画素ＰＺ（２）の動作を示し、（Ｄ）は画素アレイ２１における左から３列目の画素ＰＺ（３）の動作を示し、（Ｅ）は画素アレイ２１における一番右の列（Ｎ列目）の画素ＰＺ（Ｎ）の動作を示し、（Ｆ）はカウンタ部１２３の動作を示す。図８（Ｂ）～（Ｅ）において、網掛けされた部分は、画素ＰＺが選択されていることを示し、網掛けされていない部分は、画素ＰＺが選択されていないことを示す。また、図８（Ｆ）において、網掛けされた部分は、カウンタ部１２３がカウント動作を行っていることを示し、網掛けされていない部分は、カウンタ部１２３がカウント動作を行っていないことを示す。
　タイミングｔ１においてフレーム期間Ｆが開始すると、まず、タイミングｔ１～ｔ３の期間において、選択信号生成部２２は、１列目の画素ＰＺ（１）を選択する（図８（Ｂ））。そして、光源駆動部１２は、発光トリガ信号Ｓ１に基づいて、このタイミングｔ１～ｔ３の期間において、光源１１が光パルスＬ１を所定の発光周期（発光周期Ｔ）で複数回（例えば１０００回）射出するように、光源１１の動作を制御する（図８（Ａ））。これにより、画素ＰＺ（１）は、入射された反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵを含む画素信号ＳＩＧを出力する。時間計測部１２４のＴＤＣ２４は、この画素信号ＳＩＧにパルスＰＵが現れる度に深度値Ｄを生成する。ヒストグラム生成部１２５のヒストグラム生成回路２５は、ＴＤＣ２４から供給された深度値ＤのヒストグラムＨＹを生成し、このヒストグラムＨＹについての情報を処理部２６に供給する。
　また、カウンタ部１２３のカウンタ２３は、タイミングｔ１～ｔ２の期間において、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。カウンタ２３がカウント動作を行うカウント期間（タイミングｔ１～ｔ２の期間）の長さは、光源１１が光パルスＬ１を射出する周期（発光周期Ｔ）に対応する時間よりも長い時間に設定される。そして、カウンタ部１２３は、複数のカウンタ２３におけるカウント結果（カウント値ＣＮＴ）を、制御部２７の光強度設定部２９に供給する。
　図９は、時間計測装置１を暗い環境で動作させたときの、時間計測装置１の一動作例を表すものであり、図１０は、時間計測装置１を明るい環境で動作させたときの、時間計測装置１の一動作例を表すものである。図９，１０において、（Ａ）はヒストグラムＨＹを示し、（Ｂ）は光源１１から射出される射出光の波形を示し、（Ｃ）は画素信号ＳＩＧの波形を示す。
　この例では、タイミングｔ１１において光源１１が光パルスＬ１を射出し、タイミングｔ１２において、画素ＰＺが反射光パルスＬ２を検出し、その反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵ（パルスＰＵ１）を生成する。これにより、ヒストグラムＨＹは、タイミングｔ１２に応じた深度値Ｄの位置にピークＷ１を有する。
　また、このタイミングｔ１１～ｔ１３の期間において、画素ＰＺは、環境光や暗電流に応じたパルスＰＵを、ランダムなタイミングで生成する。図９の例では、時間計測装置１を暗い環境で動作させているので、環境光や暗電流に応じたパルスＰＵの出現頻度は低く、図１０の例では、時間計測装置１を明るい環境で動作させているので、環境光や暗電流に応じたパルスＰＵの出現頻度は高い。これにより、図９の例では、フロアＷ２が低くなり、図１０の例では、フロアＷ２が高くなる。
　次に、タイミングｔ３～ｔ５の期間において、選択信号生成部２２は、２列目の画素ＰＺ（２）を選択する（図８（Ｃ））。そして、光源駆動部１２は、発光トリガ信号Ｓ１に基づいて、このタイミングｔ３～ｔ５の期間において、光源１１が光パルスＬ１を所定の発光周期（発光周期Ｔ）で複数回（例えば１０００回）射出するように、光源１１の動作を制御する（図８（Ａ））。これにより、画素ＰＺ（２）は、入射された反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵを含む画素信号ＳＩＧを出力する。ＴＤＣ２４は、この画素信号ＳＩＧにパルスＰＵが現れる度に深度値Ｄを生成する。ヒストグラム生成回路２５は、ＴＤＣ２４から供給された深度値ＤのヒストグラムＨＹを生成し、このヒストグラムＨＹについての情報を処理部２６に供給する。
　また、カウンタ部１２３のカウンタ２３は、タイミングｔ３～ｔ４の期間において、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。そして、カウンタ部１２３は、複数のカウンタ２３におけるカウント結果（カウント値ＣＮＴ）を、制御部２７の光強度設定部２９に供給する。
　このようにして、センサ部２０は、タイミングｔ１～ｔ７の期間（フレーム期間Ｆ）において、複数の画素ＰＺを列単位で順次選択し、ヒストグラム生成部１２５は、画素アレイ２１の全ての画素ＰＺについてのヒストグラムＨＹを生成し、カウンタ部１２３は、画素アレイ２１の全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴを生成する。
　そして、処理部２６は、全ての画素ＰＺについてのヒストグラムＨＹについての情報に基づいて、深度画像ＰＩＣを生成する。また、制御部２７の光強度設定部２９は、全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴに基づいて、光強度制御信号Ｓ２を生成し、この光強度制御信号Ｓ２を光源駆動部１２に供給する。これにより、図８（Ａ）に示したように、タイミングｔ７から始まる次のフレーム期間Ｆにおいて射出される光パルスＬ１の光強度が設定される。
（光強度の設定について）
　光強度設定部２９は、例えば、複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定する。具体的には、光強度設定部２９は、図６Ａに示したように、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合には、光パルスＬ１の光強度が小さくし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合には、光パルスＬ１の光強度を大きくする。これにより、時間計測装置１では、消費電力を効果的に低減することができる。以下に、この動作について詳細に説明する。
　図１１は、時間計測装置１を暗い環境で動作させたときのヒストグラムＨＹを示し、図１２は、時間計測装置１を明るい環境で動作させたときのヒストグラムＨＹを示す。
　時間計測装置１を暗い環境で動作させた場合には、図９に示したように、環境光や暗電流に応じたパルスＰＵの出現頻度は低いので、カウント値ＣＮＴが小さくなり、フロアＷ２が低くなる。光強度設定部２９は、あるフレーム期間Ｆにおいて得られた全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴに基づいて、それらのカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）を取得する。この最大カウント値ＣＮＴmaxは、時間計測装置１を明るい環境で動作させた場合の最大カウント値ＣＮＴmaxよりも小さい。光強度設定部２９は、この最大カウント値ＣＮＴmaxに基づいて、次のフレーム期間Ｆにおける光パルスＬ１の光強度を設定する。このように最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合には、光強度設定部２９は、図６Ａに示したように、光パルスＬ１の光強度を小さくする。これにより、時間計測装置１では、図１１に示したように、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないようにすることができる。
　また、時間計測装置１を明るい環境で動作させた場合には、図１０に示したように、環境光や暗電流に応じたパルスＰＵの出現頻度は高いので、カウント値ＣＮＴが大きくなり、フロアＷ２が高くなる。光強度設定部２９は、あるフレーム期間Ｆにおいて得られた全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴに基づいて、それらのカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）を取得する。この最大カウント値ＣＮＴmaxは、時間計測装置１を暗い環境で動作させた場合の最大カウント値ＣＮＴmaxよりも大きい。光強度設定部２９は、この最大カウント値ＣＮＴmaxに基づいて、次のフレーム期間Ｆにおける光パルスＬ１の光強度を設定する。このように最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合には、光強度設定部２９は、図６Ａに示したように、光パルスＬ１の光強度を大きくする。これにより、時間計測装置１では、図１２に示したように、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るようにする。
　このように、時間計測装置１では、カウンタ部１２３から供給されたカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を調節するようにした。具体的には、光強度設定部２９は、例えば図６Ａに示したように、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合には光パルスＬ１の光強度を小さくし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合には光パルスＬ１の光強度を大きくした。これにより、時間計測装置１では、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るように、そして、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないように、光パルスＬ１の光強度を調節することができる。その結果、時間計測装置１では、消費電力を効果的に低減することができる。
　すなわち、例えば、時間計測装置１を暗い環境で動作させる場合において、光パルスＬ１の光強度を、明るい環境で動作させる場合と同じ光強度にした場合には、図１３に示したように、フロアＷ２に対してピークＷ１の高さが高くなりすぎる場合がある。この場合には、光源１１が多くの電力を消費してしまう。一方、本実施の形態では、カウンタ部１２３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を調節するようにしたので、図１１に示したように、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないようにすることができる。このように、時間計測装置１では、フロアＷ２に応じて、光パルスＬ１の光強度を必要最小限な光強度に設定することができるので、光源１１において消費される電力を押さえることができ、その結果、消費電力を効果的に低減することができる。
　また、時間計測装置１では、光強度設定部２９が、全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）に基づいて、光パルスＬ１の光強度を調節するようにした。最大カウント値ＣＮＴmaxに係る画素ＰＺは、例えば、全ての画素ＰＺのうちの、フロアＷ２が一番高い画素ＰＺである場合が多い。よって、この最大カウント値ＣＮＴmaxに光パルスＬ１の光強度を調節することにより、一部の画素ＰＺに係るヒストグラムＨＹにおいてピークＷ１がフロアＷ２に埋もれるおそれを低減することができる。
［効果］
　以上のように本実施の形態では、カウンタ部から供給されたカウント値に基づいて、光パルスの光強度を調節するようにしたので、消費電力を効果的に低減することができる。
　本実施の形態では、最大カウント値に基づいて光パルスの光強度を調節するようにしたので、ヒストグラムＨＹにおいてピークがフロアに埋もれるおそれを低減することができる。
［変形例１－１］
　上記実施の形態では、センサ部２０が光源駆動部１２に対して発光トリガ信号Ｓ１を供給することにより、センサ部２０が光源１１の動作を制御したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば図１４に示す時間計測装置１Ａのように、光源駆動部がセンサ部に対して、動作タイミングを指示するトリガ信号を供給してもよい。この時間計測装置１Ａは、光源駆動部１２Ａと、センサ部２０Ａとを備えている。光源駆動部１２Ａは、センサ部２０Ａの動作タイミングを指示するトリガ信号Ｓ３を生成し、このトリガ信号Ｓ３をセンサ部２０Ａに供給する。センサ部２０Ａは、このトリガ信号Ｓ３に基づいて動作を行う。
［変形例１－２］
　上記実施の形態では、全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）に基づいて光パルスＬ１の光強度を調節したが、これに限定されるものではない。例えば、全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴが、互いにほぼ等しい場合には、光強度設定部２９は、全ての画素ＰＺについてのカウント値ＣＮＴの平均値に基づいて光パルスＬ１の光強度を調節してもよい。この場合には、例えば、故障している画素ＰＺがある場合でも、その故障している画素ＰＺの光強度への影響を抑えることができる。
［変形例１－３］
　上記実施の形態では、複数の信号線ＳＧＬの数と同じ数の複数のカウンタ２３を設け、全ての画素ＰＺに係るカウント値ＣＮＴを得るようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、より少ない数のカウンタ２３を設け、一部の画素ＰＺに係るカウント値ＣＮＴを得るようにしてもよい。カウンタ２３の数は、複数であってもよいし、例えば図１５に示すセンサ部２０Ｃのように、１つであってもよい。このセンサ部２０Ｃは、カウンタ２３と、制御部２７Ｃとを有している。カウンタ２３は、画素アレイ２１の複数の信号線ＳＧＬのうちの１つ（この例では一番上の信号線ＳＧＬ）に接続され、制御部２７Ｃから供給された制御信号に基づいて、画素アレイ２１からこの信号線ＳＧＬを介して供給された画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。これにより、カウンタ２３は、その信号線ＳＧＬに接続された複数の画素ＰＺに係るカウント値ＣＮＴを得る。そして、カウンタ２３は、これらのカウント値ＣＮＴを制御部２７Ｃに供給する。制御部２７Ｃは、光強度設定部２９Ｃを有している。光強度設定部２９Ｃは、このカウンタ２３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて光パルスＬ１の光強度を指示する光強度制御信号Ｓ２を生成する。
［変形例１－４］
　上記実施の形態では、センサ部２０が光源駆動部１２に対して光強度制御信号Ｓ２を供給したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
　図１６は、本変形例に係る時間計測装置１Ｄの一構成例を表すものである。時間計測装置１Ｄは、光源駆動部１２Ｄと、センサ部２０Ｄとを備えている。光源駆動部１２Ｄは、光強度設定部１７Ｄを有している。光強度設定部１７Ｄは、上記実施の形態に係る光強度設定部２９と同様に、センサ部２０Ｄから供給されたカウント値ＣＮＴに基づいて、光源１１が射出する光パルスＬ１の光強度を設定するものである。
　図１７は、センサ部２０Ｄの一構成例を表すものである。センサ部２０Ｄは、カウンタ２３と、制御部２７Ｄとを有している。カウンタ２３は、画素アレイ２１の複数の信号線ＳＧＬのうちの１つ（この例では一番上の信号線ＳＧＬ）に接続され、制御部２７Ｃから供給された制御信号に基づいて、画素アレイ２１からこの信号線ＳＧＬを介して供給された画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。これにより、カウンタ２３は、その信号線ＳＧＬに接続された複数の画素ＰＺに係るカウント値ＣＮＴを得る。そして、カウンタ２３は、これらのカウント値ＣＮＴを光源駆動部１２Ｄの光強度設定部１７Ｄに供給するようになっている。制御部２７Ｄは、上記実施の形態に係る制御部２７から、光強度設定部２９を省いたものである。
　図１８は、本変形例に係る時間計測装置１Ｅの一構成例を表すものである。時間計測装置１Ｅは、光源駆動部１２Ｅと、センサ部２０Ｅとを備えている。光源駆動部１２Ｅは、カウンタ１６Ｅと、光強度設定部１７Ｄとを有している。カウンタ１６Ｅは、上記実施の形態に係るカウンタ２３と同様に、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントするものである。そして、カウンタ１６Ｅは、カウント結果（カウント値ＣＮＴ）を光強度設定部１７Ｄに供給するようになっている。光強度設定部１７Ｄは、カウンタ１６Ｅから供給されたカウント値ＣＮＴに基づいて、光源１１が射出する光パルスＬ１の光強度を設定するものである。
　図１９は、センサ部２０Ｅの一構成例を表すものである。センサ部２０Ｅは、制御部２７Ｅを有している。センサ部２０Ｅは、画素アレイ２１が生成した複数の画素信号ＳＩＧのうちの１つを光源駆動部１２Ｅのカウンタ１６Ｅに供給するようになっている。制御部２７Ｅは、上記実施の形態に係る制御部２７から、光強度設定部２９を省くとともに、カウンタ２３の動作を制御する機能を省いたものである。
［変形例１－５］
　上記実施の形態では、深度値Ｄを求めるための画素ＰＺが生成した画素信号ＳＩＧを、カウンタ２３に供給したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２０に示すセンサ部２０Ｆのように、深度値Ｄを求めるための画素ＰＺ以外の画素が生成した画素信号ＳＩＧをカウンタ２３に供給してもよい。センサ部２０Ｆは、画素アレイ２１Ｆと、カウンタ２３とを有している。画素アレイ２１Ｆは、複数のダミー画素ＰＤＭを有している。ダミー画素ＰＤＭの回路構成は、画素ＰＺの回路構成（図３）と同じである。複数のダミー画素ＰＤＭは、１つの信号線ＳＧＬに接続されている。ここで、画素ＰＺは、本開示における「第１の画素」の一具体例に対応する。ダミー画素ＰＤＭは、本開示における「第２の画素」の一具体例に対応する。カウンタ２３は、複数のダミー画素ＰＤＭが接続された信号線ＳＧＬに接続される。カウンタ２３は、ダミー画素ＰＤＭから供給された画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。
［変形例１－６］
　上記実施の形態では、複数のカウンタ２３を設け、これらのカウンタ２３におけるカウント値ＣＮＴに基づいて光パルスＬ１の光強度を設定したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２１に示すセンサ部２０Ｇのように、ヒストグラム生成回路２５が生成したヒストグラムＨＹに基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定してもよい。センサ部２０Ｇは、ヒストグラム生成部１２５Ｇと、制御部２７Ｇを有している。ヒストグラム生成部１２５Ｇは、複数のヒストグラム生成回路２５が生成したヒストグラムＨＹにおけるフロアＷ２についての情報を制御部２７Ｇに供給する機能を有している。制御部２７Ｇは、制御部２７Ｇは、光強度設定部２９Ｇを有している。光強度設定部２９Ｇは、ヒストグラム生成部１２５Ｇから供給された、フロアＷ２についての情報に基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定する。具体的には、光強度設定部２９Ｇは、例えば、複数のヒストグラムＨＹに含まれるフロアＷ２のうちの一番高いフロアＷ２に基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定する。光強度設定部２９Ｇは、例えば、フロアＷ２が低い場合には、光パルスＬ１の光強度を小さくし、フロアＷ２が高い場合には、光パルスＬ１の光強度を大きくする。そして、光強度設定部２９Ｇは、設定した光パルスＬ１の光強度に基づいて、光パルスＬ１の光強度を指示する光強度制御信号Ｓ２を生成するようになっている。ここで、ヒストグラム生成部１２５Ｇは、本開示における「パルス数検出部」の一具体例に対応する。
［変形例１－７］
　上記実施の形態では、画素アレイ２１において、１列単位で画素ＰＺを選択したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２２に示すセンサ部２０Ｈのように、複数列単位（この例では２列単位）で画素ＰＺを選択してもよい。センサ部２０Ｈは、画素アレイ２１Ｈを有している。画素アレイ２１Ｈは、複数の選択線ＳＥＬと、複数の信号線ＳＧＬと、複数の画素ＰＺとを有している。例えば、左から１列目の複数の画素ＰＺおよび２列目の複数の画素ＰＺは、左から１本目の選択線ＳＥＬに接続される。また、３列目の複数の画素ＰＺおよび４列目の複数の画素ＰＺは、２本目の選択線ＳＥＬに接続される。５列目以降についても同様である。また、例えば１行目の複数の画素ＰＺのうちの奇数列に属する画素ＰＺと、偶数列に属する画素ＰＺは、互いに異なる信号線ＳＧＬに接続される。２行目以降についても同様である。この構成により、センサ部２０Ｈでは、画素ＰＺが２列単位で選択される。
［変形例１－８］
　上記実施の形態では、カウンタ部１２３および時間計測部１２４が同じ期間に動作を行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、あらかじめ、カウンタ部１２３が動作を行うことにより光パルスＬ１の光強度を設定し、その後に、設定された光強度に基づいて光源１１が光パルスＬ１を生成することにより、時間計測装置１が深度画像ＰＩＣを生成してもよい。
［その他の変形例］
　また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、第２の実施の形態に係る時間計測装置２について説明する。本実施の形態は、複数のカウント値ＣＮＴに基づいて光パルスＬ１の数を調節するものである。なお、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図２３は、時間計測装置２の一構成例を表すものである。時間計測装置２は、光源駆動部４２と、センサ部４０とを備えている。
　光源駆動部４２は、センサ部４０からの指示に基づいて、光源１１を駆動するものである。具体的には、光源駆動部４２は、センサ部４０から供給された発光トリガ信号Ｓ１に基づいて、光源１１が発光トリガ信号Ｓ１に含まれるトリガパルスに応じたタイミングで発光するように、光源１１の動作を制御する。この例では、トリガパルスの数が変化する。これにより、時間計測装置２では、光パルスＬ１の数が変更されるようになっている。
　センサ部４０は、反射光パルスＬ２を検出することにより、測定対象物までの距離についての情報を有する深度画像ＰＩＣを生成するものである。また、センサ部４０は、発光トリガ信号Ｓ１を生成し、この発光トリガ信号Ｓ１を光源駆動部４２に供給する機能をも有している。
　図２４は、センサ部４０の一構成例を表すものである。センサ部４０は、制御部４７を有している。制御部４７は、選択信号生成部２２、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１２５、および処理部２６に対して制御信号を供給するとともに、光源駆動部４２に対して発光トリガ信号Ｓ１を供給することにより、時間計測装置２の動作を制御するものである。制御部４７は、光パルス数設定部４９と、発光タイミング設定部４８とを有している。
　光パルス数設定部４９は、カウンタ部１２３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、光源１１が射出する光パルスＬ１の数を設定するものである。具体的には、光パルス数設定部４９は、例えば、あるフレーム期間Ｆにおいて得られた全ての画素ＰＺについての複数のカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）に基づいて、次のフレーム期間Ｆにおける光パルスＬ１の数を設定する。例えば、光パルス数設定部４９は、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合には光パルスＬ１の数を少なくし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合には光パルスＬ１の数を多くするようになっている。
　発光タイミング設定部４８は、光パルス数設定部４９により設定された光パルスＬ１の数に基づいて、光源１１における発光タイミングを指示する発光トリガ信号Ｓ１を生成するものである。
　図２５は、時間計測装置２の光源１１が生成する光パルスＬ１の一例を表すものである。この例では、最初のフレーム期間Ｆ（タイミングｔ２１～ｔ２２）において、光源１１は、所定の発光周期で光パルスＬ１を射出する。そして、この例では、このフレーム期間Ｆにおいて得られた最大カウント値ＣＮＴmaxが小さいので、光パルス数設定部４９は、光パルスＬ１の数を少ない数に設定する。発光タイミング設定部４８は、光パルス数設定部４９により設定された光パルスＬ１の数に基づいて、光パルスＬ１を間引くように、光源１１における発光タイミングを設定する。これにより、光源１１は、図２５に示したように、次のフレーム期間Ｆ（タイミングｔ２２～ｔ２３）において、タイミングｔ２１～ｔ２２よりも少ない数の光パルスＬ１を射出する。
　このように、時間計測装置２では、光パルス数設定部４９が、カウンタ部１２３から供給されたカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の数を調節するようにした。具体的には、光パルス数設定部４９は、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合には光パルスＬ１の数を少なくし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合には光パルスＬ１の数を多くした。これにより、時間計測装置２では、時間計測装置１と同様に、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るように、そして、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないように、光パルスＬ１の数を調節することができる。その結果、時間計測装置２では、光源１１における消費電力を効果的に低減することができる。
　また、光パルスＬ１の数を減らす場合には、カウンタ部１２３および時間計測部１２４の動作時間が短くなり、ヒストグラム生成部１５５および処理部２６における演算量が少なくなる。これにより、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１２５、および処理部２６における消費電力を効果的に低減することができる。
　以上のように本実施の形態では、カウンタ部から供給されたカウント値に基づいて、光パルスの数を調節するようにしたので、消費電力を効果的に低減することができる。
［変形例２］
　上記実施の形態に係る時間計測装置２に、上記第１の実施の形態の各変形例を適用してもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、第３の実施の形態に係る時間計測装置３について説明する。本実施の形態は、ヒストグラムＨＹにおけるピークＷ１の高さが、フロアＷ２に応じたしきい値ＴＨに到達したときに、光源１１の動作を停止するものである。なお、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図２３に示したように、時間計測装置３は、センサ部５０を有している。センサ部５０は、反射光パルスＬ２を検出することにより、測定対象物までの距離についての情報を有する深度画像ＰＩＣを生成するものである。また、センサ部５０は、発光トリガ信号Ｓ１を生成し、この発光トリガ信号Ｓ１を光源駆動部４２に供給する機能をも有している。
　図２６は、センサ部５０の一構成例を表すものである。センサ部５０は、ヒストグラム生成部１５５と、制御部５７とを有している。
　ヒストグラム生成部１５５は、複数のヒストグラム生成回路２５（ヒストグラム生成回路２５（１），２５（２），２５（３），…）を有している。ヒストグラム生成部１５５は、制御部５７から供給されたしきい値ＴＨに基づいて、複数のヒストグラム生成回路２５が生成するヒストグラムＨＹにおけるピークＷ１の高さが、このしきい値ＴＨに到達したかどうかを確認する。そして、ヒストグラム生成部１５５は、１列分の画素ＰＺに係る全てのヒストグラムＨＹにおけるピークＷ１の高さが、このしきい値ＴＨに到達したときに、停止信号ＳＴＰを生成する。そして、ヒストグラム生成部１５５は、この停止信号ＳＴＰを制御部５７に供給するようになっている。
　制御部５７は、選択信号生成部２２、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１５５、および処理部２６に対して制御信号を供給するとともに、光源駆動部４２に対して発光トリガ信号Ｓ１を供給することにより、時間計測装置３の動作を制御するものである。制御部５７は、しきい値設定部５９と、発光タイミング設定部５８とを有している。
　しきい値設定部５９は、カウンタ部１２３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、しきい値ＴＨを生成するものである。具体的には、しきい値設定部５９は、例えば、あるフレーム期間Ｆにおいて得られた全ての画素ＰＺについての複数のカウント値ＣＮＴの最大値（最大カウント値ＣＮＴmax）に基づいて、次のフレーム期間Ｆにおいて使用するしきい値ＴＨを設定する。例えば、しきい値設定部５９は、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合にはしきい値ＴＨを低くし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合にはしきい値ＴＨを高くするようになっている。
　発光タイミング設定部５８は、光源１１における発光タイミングを指示する発光トリガ信号Ｓ１を生成するものである。そして、発光タイミング設定部５８は、ヒストグラム生成部１５５から供給された停止信号ＳＴＰに基づいて、発光トリガ信号Ｓ１の生成を停止するようになっている。
　図２７は、時間計測装置３を暗い環境で動作させたときのヒストグラムＨＹを示し、図２８は、時間計測装置３を明るい環境で動作させたときのヒストグラムＨＹを示す。
　時間計測装置３を暗い環境で動作させた場合には、カウント値ＣＮＴが小さいので、しきい値設定部５９は、図２７に示したように、しきい値ＴＨを低くする。そして、次のフレーム期間Ｆにおいて、ヒストグラム生成部１５５は、図２７に示したように、１列目の画素ＰＺに係る全てのヒストグラムＨＹにおけるピークＷ１の高さが、このしきい値ＴＨに到達したときに、停止信号ＳＴＰを生成する。これにより、光源１１は光パルスＬ１の生成を停止する。２列目以降についても同様である。これにより、時間計測装置３では、図２７に示したように、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないようにすることができる。
　また、時間計測装置３を明るい環境で動作させた場合には、カウント値ＣＮＴが大きいので、しきい値設定部５９は、図２８に示したように、しきい値ＴＨを高くする。そして、次のフレーム期間Ｆにおいて、ヒストグラム生成部１５５は、図２８に示したように、１列目の画素ＰＺに係る全てのヒストグラムＨＹにおけるピークＷ１の高さが、このしきい値ＴＨに到達したときに、停止信号ＳＴＰを生成する。これにより、光源１１は光パルスＬ１の生成を停止する。２列目以降についても同様である。これにより、時間計測装置３では、図２８に示したように、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るようにすることができる。
　このように、時間計測装置３では、カウンタ部１２３から供給されたカウント値ＣＮＴに基づいてしきい値ＴＨを設定した。具体的には、しきい値設定部５９は、最大カウント値ＣＮＴmaxが小さい場合にはしきい値ＴＨを低くし、最大カウント値ＣＮＴmaxが大きい場合にはしきい値ＴＨを高くした。そして、時間計測装置３では、ヒストグラムＨＹにおけるピークＷ１の高さがこのしきい値ＴＨに到達したときに、光パルスＬ１の生成を停止するようにした。これにより、時間計測装置３では、時間計測装置１と同様に、ピークＷ１の高さがフロアＷ２を上回るように、そして、ピークＷ１の高さがフロアＷ２に比べて高くなりすぎないように、光パルスＬ１の数を調節することができる。その結果、時間計測装置３では、光源１１における消費電力を効果的に低減することができる
　また、光パルスＬ１の数を減らす場合には、カウンタ部１２３および時間計測部１２４の動作時間が短くなり、ヒストグラム生成部１５５および処理部２６における演算量が少なくなる。これにより、カウンタ部１２３、時間計測部１２４、ヒストグラム生成部１５５、および処理部２６における消費電力を効果的に低減することができる。
　以上のように本実施の形態では、カウンタ部から供給されたカウント値に基づいてしきい値を設定し、ヒストグラムにおけるピークの高さがこのしきい値に到達したときに、光パルスの生成を停止するようにしたので、消費電力を効果的に低減することができる。
＜４．応用例＞
　次に、上記実施の形態に係る時間計測装置の応用例について説明する。
　図２９は、撮像装置９の一構成例を表すものである。この撮像装置９は、第１の実施の形態に係る時間計測装置１に係る技術を撮像装置に適用したものである。なお、これに限定されるものではなく、第２の実施の形態に係る時間計測装置２に係る技術や、第３の実施の形態に係る時間計測装置３に係る技術を撮像装置に適用してもよい。撮像装置９は、撮像部６０を備えている。
　撮像部６０は、撮像動作を行うことにより、撮像画像ＰＩＣ２を生成するものである。また、撮像部６０は、光源１１を動作させたときに、反射光パルスＬ２を検出することにより、深度画像ＰＩＣを生成する機能をも有している。そして、撮像部６０は、生成した撮像画像ＰＩＣ２および深度画像ＰＩＣを出力するようになっている。また、撮像部６０は、深度画像ＰＩＣを生成する際、発光トリガ信号Ｓ１および光強度制御信号Ｓ２を生成し、これらの発光トリガ信号Ｓ１および光強度制御信号Ｓ２を光源駆動部１２に供給する機能をも有している。
　図３０は、撮像部６０の一構成例を表すものである。撮像部６０は、画素アレイ６１と、カウンタ部１６３と、処理部６６とを有している。
　画素アレイ６１は、複数の画素Ｐを有している。複数の画素Ｐは、複数の赤画素ＰＲと、複数の緑画素ＰＧと、複数の青画素ＰＢと、複数の画素ＰＺとを含んでいる。赤画素ＰＲは赤色の光を検出するものであり、緑画素ＰＧは緑色の光を検出するものであり、青画素ＰＢは青色の光を検出するものである。赤画素ＰＲ、緑画素ＰＧ、および青画素ＰＢの回路構成は、画素ＰＺの回路構成（図３）と同様である。赤画素ＰＲには赤色のカラーフィルタが形成され、緑画素ＰＧには緑色のカラーフィルタが形成され、青画素ＰＢには青色のカラーフィルタが形成されている。
　図３１は、画素アレイ６１における、赤画素ＰＲ、緑画素ＰＧ、青画素ＰＢ、および画素ＰＺの配置例を表すものである。画素アレイ６１には、２行２列で配置された４つの画素（単位Ｕ）が繰り返し配置されている。単位Ｕにおいて、左上には緑画素ＰＧが配置され、左下には青画素ＰＢが配置され、右上には赤画素ＰＲが配置され、右下には画素ＰＺが配置されている。
　また、画素アレイ６１は、図３０に示したように、複数の選択線ＳＥＬと、複数の信号線ＳＧＬと、複数の信号線ＳＧＬ２とを有している。複数の信号線ＳＧＬのそれぞれは、図３０おける横方向に延伸するものであり、図３０に示したように、一端は時間計測部１２４に接続される。複数の信号線ＳＧＬ２のそれぞれは、図３０における横方向に延伸するものであり、図３０に示したように、一端はカウンタ部１６３に接続される。
　単位Ｕにおいて、緑画素ＰＧおよび青画素ＰＢは、互いに同じ選択線ＳＥＬに接続され、赤画素ＰＲおよび画素ＰＺは、緑画素ＰＧおよび青画素ＰＢが接続された選択線ＳＥＬとは互いに異なる選択線ＳＥＬに接続される。また、単位Ｕにおいて、緑画素ＰＧおよび赤画素ＰＲは、互いに同じ信号線ＳＧＬ２に接続され、青画素ＰＢは、緑画素ＰＧおよび赤画素ＰＲが接続された信号線ＳＧＬ２とは互いに異なる信号線ＳＧＬ２に接続される。また、画素ＰＺは、信号線ＳＧＬに接続される。
　カウンタ部１６３は、複数のカウンタ６３（カウンタ６３（１），６３（２），６３（３），６３（４），…）を有している。複数のカウンタ６３は、画素アレイ２１における複数の信号線ＳＧＬ２にそれぞれ接続される。複数のカウンタ６３のそれぞれは、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、画素アレイ６１から信号線ＳＧＬ２を介して供給された画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントするものである。そして、カウンタ部１６３は、複数のカウンタ６３におけるカウント結果を処理部６６に供給するようになっている。また、カウンタ部１６３は、複数のカウンタ６３におけるカウント結果（カウント値ＣＮＴ）を、制御部２７の光強度設定部２９に供給する機能をも有している。
　処理部６６は、カウンタ部１６３から供給されたカウント結果に基づいて、撮像画像ＰＩＣ２を生成するものである。そして、処理部６６は、生成した撮像画像ＰＩＣ２を出力するようになっている。
　ここで、画素ＰＺは、本開示における「第１の画素」の一具体例に対応する。赤画素ＰＲ、緑画素ＰＧ、および青画素ＰＢは、本開示における「第２の画素」の一具体例に対応する。
　撮像装置９では、画素アレイ６１における複数の赤画素ＰＲ、緑画素ＰＧ、および青画素ＰＢが画素信号ＳＩＧを出力し、カウンタ部１６３の複数のカウンタ６３が、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵの数をカウントする。そして、処理部６６が、複数のカウンタ６３におけるカウント結果に基づいて撮像画像ＰＩＣ２を生成する。
　また、撮像装置９が深度画像ＰＩＣを生成する場合には、カウンタ部１６３は、複数のカウンタ６３におけるカウント結果（カウント値ＣＮＴ）を制御部２７の光強度設定部２９に供給する。光強度設定部２９は、カウンタ部１６３から供給された複数のカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定する。光源１１は、設定された光強度に基づいて光源１１が光パルスＬ１を生成する。画素アレイ６１における画素ＰＺは、反射光パルスＬ２に応じたパルスＰＵを含む画素信号ＳＩＧを出力する。時間計測部１２４のＴＤＣ２４は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、画素信号ＳＩＧに含まれるパルスＰＵのタイミングを計測することにより深度値Ｄを生成する。ヒストグラム生成部１２５のヒストグラム生成回路２５は、制御部２７から供給された制御信号に基づいて、ＴＤＣ２４から供給された深度値ＤのヒストグラムＨＹを生成する。処理部２６は、制御部２７から供給された制御信号、およびヒストグラム生成部１２５から供給された複数のヒストグラムＨＹについての情報に基づいて、深度画像ＰＩＣを生成する。
　このように、撮像装置９では、撮像動作において使用するカウンタ部１６３を用いて、カウント値ＣＮＴを取得し、このカウント値ＣＮＴに基づいて、光パルスＬ１の光強度を設定することができる。これにより、カウンタ部１６３とは別に、図２に示したカウンタ部１２３を設ける必要がないので、回路規模を小さくすることができる。
　以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびにそれらの具体的な応用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
　例えば、上記の各実施の形態では、複数の画素ＰＺを用いて時間計測装置を構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば１つの画素ＰＺを用いて時間計測装置を構成してもよい。この場合でも、光を射出するとともに、測定対象物により反射された反射光を検出することにより、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測することができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
（１）受光素子を有し、前記受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含むパルス信号を生成可能な画素と、
　前記パルス信号に基づいて前記受光素子における受光タイミングを検出可能なタイミング検出部と、
　前記パルス信号に含まれる前記論理パルスのパルス数を検出可能なパルス数検出部と、
　前記パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作を制御可能な制御部と
　を備えた時間計測装置。
（２）前記制御部は、前記パルス数に基づいて、前記複数の光パルスのそれぞれの光強度を制御可能である
　前記（１）に記載の時間計測装置。
（３）前記制御部は、前記パルス数が第１のパルス数である場合に、前記光強度を第１の光強度に設定可能であり、前記パルス数が前記第１のパルス数よりも多い第２のパルス頻度である場合に、前記光強度を前記第１の光強度よりも強い第２の光強度に設定可能である
　前記（２）に記載の時間計測装置。
（４）前記制御部は、前記パルス数に基づいて、前記複数の光パルスの光パルス数を制御可能である
　前記（１）に記載の時間計測装置。
（５）前記制御部は、前記パルス数が第１のパルス数である場合に、前記光パルス数を第１の光パルス数に設定可能であり、前記パルス数が前記第１のパルス数よりも多い第２のパルス数である場合に、前記光パルス数を前記第１の光パルス数よりも多い第２の光パルス数に設定可能である
　前記（４）に記載の時間計測装置。
（６）前記受光タイミングに基づいて、前記受光タイミングについてのヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部をさらに備えた
　前記（１）に記載の時間計測装置。
（７）前記制御部は、前記ヒストグラムのピーク値が、前記パルス数に応じたしきい値に到達したときに、前記光源の動作を停止可能である
　前記（６）に記載の時間計測装置。
（８）前記制御部は、前記パルス数が第１のパルス数である場合に、前記しきい値を第１のしきい値に設定可能であり、前記パルス数が前記第１のパルス数よりも多い第２のパルス数である場合に、前記しきい値を前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に設定可能である
　前記（７）に記載の時間計測装置。
（９）前記パルス数検出部は、前記パルス信号に基づいて、前記パルス数を検出可能である
　前記（１）から（８）のいずれかに記載の時間計測装置。
（１０）前記パルス数検出部は、前記受光タイミングに基づいて、前記受光タイミングについてのヒストグラムを生成することにより、前記パルス数を検出可能である
　前記（１）から（８）のいずれかに記載の時間計測装置。
（１１）前記タイミング検出部は、前記光パルスの発光タイミングを基準として、前記受光タイミングを検出可能である
　前記（１）から（１０）のいずれかに記載の時間計測装置。
（１２）前記光源をさらに備えた
　前記（１）から（１１）のいずれかに記載の時間計測装置。
（１３）第１の受光素子を有し、前記第１の受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含む第１のパルス信号を生成可能な第１の画素と、
　第２の受光素子を有し、前記第２の受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含む第２のパルス信号を生成可能な第２の画素と、
　前記第１のパルス信号に基づいて前記第１の受光素子における受光タイミングを検出可能なタイミング検出部と、
　前記第２のパルス信号に含まれる前記論理パルスのパルス数を検出可能なパルス数検出部と、
　前記パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作を制御可能な制御部と
　を備えた時間計測装置。
（１４）前記第２の受光素子は、所定色の光を受光可能である
　前記（１２）に記載の時間計測装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１８年５月２４日に出願された日本特許出願番号２０１８－０９９５１５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (14)

  1. 　受光素子を有し、前記受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含むパルス信号を生成可能な画素と、
    　前記パルス信号に基づいて前記受光素子における受光タイミングを検出可能なタイミング検出部と、
    　前記パルス信号に含まれる前記論理パルスのパルス数を検出可能なパルス数検出部と、
    　前記パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作を制御可能な制御部と
    　を備えた時間計測装置。
  2. 　前記制御部は、前記パルス数に基づいて、前記複数の光パルスのそれぞれの光強度を制御可能である
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  3. 　前記制御部は、前記パルス数が第１のパルス数である場合に、前記光強度を第１の光強度に設定可能であり、前記パルス数が前記第１のパルス数よりも多い第２のパルス頻度である場合に、前記光強度を前記第１の光強度よりも強い第２の光強度に設定可能である
    　請求項２に記載の時間計測装置。
  4. 　前記制御部は、前記パルス数に基づいて、前記複数の光パルスの光パルス数を制御可能である
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  5. 　前記制御部は、前記パルス数が第１のパルス数である場合に、前記光パルス数を第１の光パルス数に設定可能であり、前記パルス数が前記第１のパルス数よりも多い第２のパルス数である場合に、前記光パルス数を前記第１の光パルス数よりも多い第２の光パルス数に設定可能である
    　請求項４に記載の時間計測装置。
  6. 　前記受光タイミングに基づいて、前記受光タイミングについてのヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部をさらに備えた
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  7. 　前記制御部は、前記ヒストグラムのピーク値が、前記パルス数に応じたしきい値に到達したときに、前記光源の動作を停止可能である
    　請求項６に記載の時間計測装置。
  8. 　前記制御部は、前記パルス数が第１のパルス数である場合に、前記しきい値を第１のしきい値に設定可能であり、前記パルス数が前記第１のパルス数よりも多い第２のパルス数である場合に、前記しきい値を前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に設定可能である
    　請求項７に記載の時間計測装置。
  9. 　前記パルス数検出部は、前記パルス信号に基づいて、前記パルス数を検出可能である
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  10. 　前記パルス数検出部は、前記受光タイミングに基づいて、前記受光タイミングについてのヒストグラムを生成することにより、前記パルス数を検出可能である
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  11. 　前記タイミング検出部は、前記光パルスの発光タイミングを基準として、前記受光タイミングを検出可能である
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  12. 　前記光源をさらに備えた
    　請求項１に記載の時間計測装置。
  13. 　第１の受光素子を有し、前記第１の受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含む第１のパルス信号を生成可能な第１の画素と、
    　第２の受光素子を有し、前記第２の受光素子における受光結果に基づいて論理パルスを含む第２のパルス信号を生成可能な第２の画素と、
    　前記第１のパルス信号に基づいて前記第１の受光素子における受光タイミングを検出可能なタイミング検出部と、
    　前記第２のパルス信号に含まれる前記論理パルスのパルス数を検出可能なパルス数検出部と、
    　前記パルス数に基づいて、複数の光パルスを射出する光源の動作を制御可能な制御部と
    　を備えた時間計測装置。
  14. 　前記第２の受光素子は、所定色の光を受光可能である
    　請求項１３に記載の時間計測装置。
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