距离测量装置、距离测量方法和距离测量系统与流程
本公开涉及距离测量装置、距离测量方法和距离测量系统，并且更具体地，涉及可以通过简化ad(模拟-数字)转换过程减少操作时间的距离测量装置、距离测量方法和距离测量系统。
背景技术：
tof(飞行时间)传感器被称为用于测量到目标的距离(在下文中也称为执行距离测量)的距离测量装置(例如，参考专利文献1)。
tof传感器发射照射光(被照射到目标上的光)，并且接收反射光(从目标反射的照射光)，从而获得从照射光的发射到反射光的接收所用的时间，即，照射光在从目标反射之后返回所需的反射时间δt。然后，传感器通过使用此反射时间δt和光速c[m/s]，基于以下等式(1)来计算到目标的距离l。
l＝c×δt/2···(1)
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利公开第2016-090268号
技术实现要素：
[技术问题]
如上所述，tof传感器获得照射光在从目标反射之后返回所用的时间δt，并且采用以例如与cmos图像传感器类似的方式配置的固态成像装置作为用于接收反射光的组件。
在固态成像装置中设置了用于对基于通过光电转换生成的电荷的像素信号进行ad转换的adc(模拟数字转换器)。然而，adc操作具有瓶颈，阻碍了tof传感器整体操作的加速。
本公开已经鉴于前述情况被设计出，并且通过加速adc操作以及使用更快的tof传感器的方法而提出了tof传感器整体操作的加速。
[问题的解决方案]
根据本公开的一个方面的距离测量装置包括：光发射部，适于发射照射光；光接收部，包括多个像素并且适于接收从目标反射的照射光的反射光；计算部，适于基于从照射光的发射到反射光的接收所用的时间来计算到目标的距离；以及控制部，适于控制光发射部对照射光的发射和光接收部对反射光的接收。光接收部包括用于对从像素读出的像素信号进行ad转换的多个ad转换部。ad转换部在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间切换。计算部通过使用ad转换部的第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离。
根据本公开的第一方面的距离测量方法是距离测量装置的距离测量方法，该距离测量装置包括：光发射部，适于发射照射光；光接收部，包括多个像素并且适于接收从目标反射的照射光的反射光；计算部，适于基于从照射光的发射到反射光的接收所用的时间来计算到目标的距离；以及控制部，适于控制光发射部对照射光的发射和光接收部对反射光的接收。光接收部包括用于对从像素读出的像素信号进行ad转换的多个ad转换部。该距离测量方法包括以下步骤：由ad转换部在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间切换；以及由计算部通过使用ad转换部的第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离。
根据本公开的第一方面的距离测量系统是包括距离测量装置和其他电子设备的距离测量系统。距离测量装置包括：光发射部，适于发射照射光；光接收部，包括多个像素并且适于接收从目标反射的照射光的反射光；计算部，适于基于从照射光的发射到反射光的接收所用的时间来计算到目标的距离；以及控制部，适于控制光发射部对照射光的发射和光接收部对反射光的接收。光接收部包括用于对从像素读出的像素信号进行ad转换的多个ad转换部。ad转换部在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间切换。计算部通过使用ad转换部的第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离。其他电子设备使用距离测量装置的快速距离测量的结果作为触发来启动操作。
在本公开的一个方面中，切换是在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间进行的，因此通过使用第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离。
[本发明的有利效果]
根据本公开的一个方面，可以通过加速adc的操作来加速tof传感器的整体操作。
附图说明
图1是描述应用本公开的tof传感器的实施方式的概述的图。
图2描绘了用于描述反射时间δt的第一计算方法背后的原理的图。
图3是描述反射时间δt的第二计算方法背后的原理的图。
图4是示出tof传感器10的第一配置实例的框图。
图5是示出光接收部12的配置实例的框图。
图6是示出列adc330执行像素信号的10位ad转换的情况下的所需时间的图。
图7是示出列adc330执行像素信号的一位ad转换的情况下的所需时间的图。
图8描绘了在使用一位ad转换来检测饱和度并且基于其检测结果来控制曝光的情况下的时序图。
图9是在使用一位ad转换来检测饱和度并且基于其检测结果来控制光发射的情况下的时序图。
图10是用于描述tof传感器10与hdr(高动态范围)tof传感器600之间的协调操作的图。
图11描绘了在使用一位ad转换检测饱和度并且基于其检测结果来控制hdrtof传感器600的情况下的时序图。
图12是用于描述tof传感器10与激光雷达传感器700之间的协调操作的图。
图13描绘了用于描述tof传感器10与激光雷达传感器700之间的协调操作的图。
图14是用于描述tof传感器10中的一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第一协调操作的图。
图15描绘了用于描述tof传感器10中的一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第一协调操作的图。
图16是用于描述tof传感器10中的一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第二协调操作的图。
图17描绘了用于描述tof传感器10中的一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第二协调操作的图。
图18是用于描述tof传感器10与视觉传感器800之间的协调操作的图。
图19是描述在tof传感器通过使用第二计算方法得到反射时间δt的情况下的距离测量的实例的时序图。
图20是描述在已经应用了抗干扰对策的tof传感器10通过使用第二计算方法得到反射时间δt的情况下的距离测量的实例的时序图。
图21描绘了描述在逐帧地随机改变开头定时(headtiming)的情况下以及在逐子帧地随机地改变开头定时的情况下的功耗的实例的图。
图22是示出tof传感器10的第二配置实例的框图。
图23是示出tof传感器10的第三配置实例的框图。
图24是示出tof传感器10的第四配置实例的框图。
图25是示出发光频率的状态的实例的图。
图26是描述第一发光频率fmod改变过程的流程图。
图27是描述第二发光频率fmod改变过程的流程图。
图28是描述第三发光频率fmod改变过程的流程图。
图29是示出tof传感器10的第五配置实例的框图。
图30是示出tof传感器10的第六配置实例的框图。
图31描绘了示出作为可应用根据本公开的技术的堆叠半导体装置的实例的固态成像装置的配置实例的概述的图。
图32是示出堆叠固态成像装置23020的第一配置实例的截面图。
图33是示出堆叠固态成像装置23020的第二配置实例的截面图。
图34是示出堆叠固态成像装置23020的第三配置实例的截面图。
图35是示出可应用根据本公开的技术的堆叠固态成像装置的另一配置实例的截面图。
图36是示出车辆控制系统的示意性配置的实例的框图。
图37是车外信息检测部和成像部的安装位置的实例的示图。
具体实施方式
下面将参考附图给出实现本公开的最佳模式(下文中称为实施方式)的详细描述。
<应用本公开的tof传感器的实施方式>
图1是描述应用本公开的tof传感器的实施方式的概述的图。
tof传感器10包括光发射部11和光接收部12，并且通过tof方案测量到目标的距离。
光发射部11发射照射光，将诸如脉冲光的给定调制光照射到目标上。
光接收部12接收从目标反射的照射光的反射光。
tof传感器10得到从光发射部11对照射光的发射到光接收部12对反射光的接收所用的时间δt(以下称为反射时间)，从而基于上述等式(1)来计算到目标的距离l。
因此，可以通过得到反射时间δt来获得到目标的距离l。然而，tof传感器10或其他传感器采用例如第一计算方法和第二计算方法来得到反射时间δt。
<反射时间δt的第一计算方法>
图2描绘了描述反射时间δt的第一计算方法背后的原理的图。
这里，例如，使用具有给定脉冲宽度tp的脉冲光作为照射光。
当在照射光的发射之后经过与到目标的距离l对应的反射时间δt时，tof传感器接收照射光的反射光(由目标反射的照射光)。
现在，将具有与作为照射光的脉冲光相同的脉冲宽度且同相的脉冲称为第一接收光脉冲。而且，将具有与脉冲宽度tp的作为照射光的脉冲光相同的脉冲宽度但异相的脉冲称为第二接收光脉冲。
在第一计算方法中，在第一接收光脉冲(h(高)电平)时段和第二接收光脉冲时段中的每一个时段期间接收反射光。
现在，在第一接收光脉冲时段期间接收的反射光的电荷量(接收到的光量)表示为q1，并且在第二接收光脉冲时段期间接收的反射光的电荷量表示为q2。
在这种情况下，反射时间δt可以通过以下等式(2)得到。
δt＝tp×q2/(q1+q2)···(2)
如从等式(2)中清楚可见，反射时间δt与电荷量q2成比例。因此，在到目标的距离l较短的情况下，电荷量q2较小。在到目标的距离l较长的情况下，电荷量q2较大。
图2的a示出了在到目标的距离l较短的情况下的照射光、反射光、第一接收光脉冲的电荷量q1和第二接收光脉冲的电荷量q2。图2的b示出了在到目标的距离l较长的情况下的照射光、反射光、第一接收光脉冲的电荷量q1和第二接收光脉冲的电荷量q2。
应当注意的是，在第一和第二接收光脉冲时段期间实际上不仅接收反射光而且还接收环境光。因此，为了计算反射时间δt(通过扩展，距离l)，需要消除环境光的电荷量。然而，应当注意的是，在本实施方式中将省略关于消除环境光的电荷量的描述以便于描述。
<反射时间δt的第二计算方法>
图3是描述反射时间δt的第二计算方法背后的原理的图。
在第二计算方法中，作为照射光的脉冲光被发射多次，诸如，四次。
然后，对于四次发射的脉冲光，分别进行具有0偏移的光接收、具有π/2偏移的光接收、具有π偏移的光接收和具有3π/2偏移的光接收。
在具有θ偏移的光接收中，通过将第一和第二接收光脉冲从第一计算方法的情况下偏移θ[rad]来接收反射光。这里，作为照射光的脉冲光的脉冲宽度t的相位是π[rad]。
现在，在具有θ偏移的光接收中，在第一接收光脉冲时段期间接收的反射光的电荷量被表示为tapa，并且在第二接收光脉冲时段期间接收的反射光的电荷量被表示为tapb。
然后，将通过具有0偏移的光接收获取的电荷量tapa与电荷量tapb之间的差值tapa-tapb表示为差分信号sig1。
类似地，分别将通过具有π/2偏移的光接收、具有π偏移的光接收和具有3π/2偏移的光接收获得的电荷量tapa与电荷量tapb之间的差值tapa-tapb表示为差分信号sig2、sig3和sig4。
在这种情况下，可以根据以下等式(3)得到照射光与反射光之间的相位差
此外，相位差
尽管本公开适用于第一计算方法和第二计算方法，但是作为实例，下面将通过采用第一计算方法和第二计算方法中的第二计算方法来给出描述。
<tof传感器10的第一配置实例>
图4是示出图4中示出的tof传感器10的第一配置实例的框图。
第一配置实例具有光发射部11、光接收部12、距离计算部51、和控制部53。
光发射部11包括，例如，led(发光二极管)并且在控制部53的控制之下在目标存在的方向上照射与光发射频率fmod(包括相位信息)同步闪烁的光。
光接收部12具有有效像素部30和虚设像素部40并且在控制部53的控制之下接收从目标反射的由光发射部11发射的照射光的反射光。应当注意的是，随后将参照图5描述光接收部12的详细的配置实例。
有效像素部30具有多个像素31，并且虚设像素部40具有多个像素41。
像素31和41包括，例如，接收入射光并生成与入射光的量相对应的电荷的pd(光电二极管)。
在有效像素部30中，像素31在控制部53的控制之下接收由光发射部11发射的照射光的反射光，生成与反射光相对应的电荷，即，例如，在图3所描述的在第一接收光脉冲时段期间接收的反射光的电荷tapa的量和在第二接收光脉冲时段期间接收的反射光的电荷tapb的量，并将电荷提供至距离计算部51。
在虚设像素部40中，像素41是例如不见光的，从而起所谓的opb(光学黑)像素的作用。
应当注意的是，尽管在图4中示出的配置实例中，包括在有效像素部30中的像素31和包括在虚设像素部40中的像素41设置在分开的区域中以避免附图复杂，但像素41可以例如以与像素31混合的方式设置。
距离计算部51通过使用来自像素31的电荷的量计算例如在图3中描述的相位差
控制部53通过光发射部11控制照射光的发射并且通过光接收部12的像素31控制反射光的接收。
<光接收部12的配置实例>
图5是示出光接收部12的配置实例的框图。
光接收部12以与采用列平行adc(模拟数字转换器)的诸如cmos图像传感器的固态成像装置大致类似的方式配置，如图5所示。
光接收部12包括像素部101、水平传输扫描电路103、垂直扫描电路105、dac(数字模拟转换器)310、计数器控制部320、以及列平行adc330。列平行adc330将在下文中称为列adc330。
像素部101相当于图4中示出的有效像素部30和虚设像素部40并且包括单位像素121，每个单位像素包括pd和设置成矩阵(列和行)图案的多个像素trs(晶体管)。单位像素121相当于图4中的像素31和41。
另外，像素部101具有在附图中水平地(在沿着像素行的方向上)形成的像素驱动线(未描绘)，矩阵图案中布置的每行像素具有一条像素驱动线，以及在附图中垂直地(在沿着像素行的方向上)形成的垂直信号线122-1至122-n，每列具有一条垂直信号线。应当注意的是，在以下给出的说明中，在不需要将单独的垂直信号线122-1至122-n区分开的情况下，垂直信号线122-1至122-n将仅表示为垂直信号线122。其他组件将以类似的方式表示。
垂直扫描电路105是包括移位寄存器、地址解码器等的像素驱动部并且同时逐行地或以其他方式驱动像素部101的所有像素，尽管没有示出垂直扫描电路的具体配置，但该垂直扫描电路105包括读出扫描系统和清除扫描系统或全面清除和全面传输。
从由垂直扫描电路105选择性地扫描的像素行的各个单位像素121输出的像素信号(电压信号vsl)经由垂直信号线122-1至122-n被分别提供至adc330-1至330-n。列adc330通过对从经由垂直信号线122为像素部101的每个像素列选择的行的各个单位像素输出的像素信号执行给定处理来进行ad转换，从而将ad转换的像素信号提供至水平传输扫描电路103。
水平传输扫描电路103包括移位寄存器、地址解码器等并且一个接一个地选择与列asdc330-1至330-n的像素列相对应的各个单位电路。通过水平传输扫描电路103的选择性的扫描，将由列adc330ad转换的像素信号在随后的阶段一个接一个地输出至距离计算部51。
dac310包括vslop311、vcons312、和开关313。计数器控制部320包括10位数321、一位数322、和开关323。
列adc330包括比较器331和计数器332，允许使用两位数或多位数(即，精度)进行从经由垂直信号线122提供的单位像素121的像素信号的ad转换。在下文中，我们假定列adc330使用10位或一位精度进行像素信号的ad转换。然而，应当注意的是，这些位数仅是实例，并且位数不限于此。应当注意的是，根据本公开的一方面，使用一位精度进行的ad转换可以为第一ad转换，并且根据本公开的一方面使用10位精度进行的ad转换可以为第二ad转换。
在tof传感器10使用高精度进行距离测量的情况下，列adc330使用10位精度进行ad转换。相反，在tof传感器10使用低精度进行距离测量的情况下，列adc330使用一位精度进行ad转换。
应当注意的是，tof传感器10使用低精度进行距离测量的情况例如指的是不需要精确地找到至目标的距离的情况以及检测给定距离中途存在的某种对象就足够了的情况。
在列adc330使用10位精度进行ad转换的情况下，dac310的开关313连接至vslop311的一侧。另外，计数器控制部320的开关323连接至10位数321的一侧(两者是与图5中示出的那些相反的状态)。
在这种情况下，由dac310的vslop311生成的以斜坡方式变化的参考电压vramp被提供至列adc330的比较器331。另外，控制信号从计数器控制部320的10位数321提供至列平行adc330的计数器332，指示使用10位进行ad转换。
随后，在列adc330中，比较器331将参考电压vramp与电压信号vsl相比较。在参考电压vramp大于电压信号vsl的情况下，比较器331输出“1”作为输出信号vco。随后，当参考电压vramp降到电压信号vsl以下时，比较器331输出“0”作为输出信号vco，在其后缘处停止计数器332的计数操作。计数值vcnt与由参考电压vramp扫过的电压宽度具有一一对应的关系。计数值vcnt在随后的阶段作为像素信号的10位ad转换的结果被提供至水平传输扫描电路103。
另一方面，在列adc330使用一位精度进行ad转换的情况下，dac301的开关313连接至vcons312的一侧。另外，计数器控制部320的开关323连接至一位数322的一侧(两者是图5中示出的状态)。
在这种情况下，由dac310的vcons312生成的恒定电压vcons被提供至列adc330的比较器331。另外，控制信号从计数器控制部320的一位数321提供至列每列adc330的计数器332，指示使用一位进行ad转换。
随后，在列adc330中，比较器331将恒定电压vcons与电压信号vsl相比较。在恒定电压vcons大于电压信号vsl的情况下，比较器331输出“1”作为输出信号vco。随后，在恒定电压vcons降到电压信号vsl以下时，比较器331输出“0”作为输出信号vco。随后，比较器331的输出信号vco从“1”转变至“0”的事实被用作触发，并且由一位数322生成的数字代码(例如，在电压信号vsl大于参考电压的情况下的“1”以及在电压信号vsl更小的情况下的“0”)响应于比较器331的反相输入信号锁存至计数器332(锁定部)。随后，该数字代码在随后的阶段作为像素信号的一位ad转换的结果被提供至水平传输扫描电路103。
<利用列adc330的使用10位精度的像素信号的ad转换和使用一位精度的像素信号的ad转换之间的比较>
将在反射时间δt的以上第二计算方法中具有θ偏移的单个光接收所需要的时间方面对使用10位精度进行的像素信号的ad转换和使用一位精度进行的像素信号的ad转换进行比较。
具有θ偏移的单个光接收需要的时间包括单位像素121中的电荷累积时间(积分)、ad转换需要的时间(ro)、以及至具有θ偏移的下一个光接收的时间间隔(停止时间)。
图6示出列adc330使用10位精度进行像素信号的ad转换的情况。在图6的情况下，例如，需要总共2.6[ms]，包括累积时间0.5[ms]、10位ad转换需要的时间2[ms]、以及至具有θ偏移的下一个光接收的时间间隔0.1[ms]。因此，反射时间δt的第二计算方法中的一帧(具有使用θ偏移的四个(4)光接收需要的时间)是10.4[ms]，从而提供100fps的帧速率。在以下给出的说明中，由列adc330使用10位精度(高精度操作)进行像素信号的ad转换以及基于其结果的具有高精度的距离测量将称为10位高精度距离测量。
图7示出列adc330使用一位精度进行像素信号的ad转换的情况。在图7的情况下，例如，需要总共0.8[ms]，包括累积时间0.5[ms]、一位ad转换需要的时间0.2[ms]、以及至具有θ偏移的下一个光接收的时间间隔(停止时间)0.1[ms]。因此，反射时间δt的第二计算方法中的一帧(具有θ偏移的四个(4)光接收需要的时间)是3.2[ms]，从而提供313fps的帧速率。在以下给出的说明中，由列adc330使用一位精度(快速操作)进行像素信号的ad转换以及基于其结果的具有低精度的距离测量将称为一位快速距离测量。
如从图6和图7之间的的比较显而易见的，很明显一位快速距离测量与10位高精度距离测量相比确保了显著的加速。
然而，应当注意的是，一位快速距离测量与10位高精度距离测量相比精度低。因此必须根据情况在一位快速距离测量和10位ad转换之间做出选择。
一位快速距离测量可以用于以下应用，包括给出距离的中途存在的某种对象的检测以及例如，由于外界干扰光的光接收部12的饱和度的检测。
应当注意的是，图5中示出的光接收部12的配置实例可以形成为随后将参照图31至图34描述的堆叠半导体装置。在该情况下，图5中示出的组件可以以分布的方式设置在多个堆叠基板上。例如，像素部101可以布置在最外面的基板上，并且其他组件可以布置在下面的基板上。
另外，在图5中示出的光接收部12的配置实例中，为每列设置一个adc(列adc330)。然而，可以为每几个像素并最终为每个单位像素121设置一个adc。这使一位快速距离测量和10位高精度距离测量更加快速。
以下的说明将给出在tof传感器10执行一位快速距离测量的情况下的各种用途。
<使用一位快速距离测量检测饱和的第一实例>
在一位快速距离测量用于检测光接收部12的饱和的情况下，对从光接收部12输出到后续阶段输出的数字代码(例如，在电压信号vsl大于参考电压的情况下的“1”和在电压信号vsl更小的情况下的“0”)为“1”的像素数进行计数。当像素数超过给定阈值时，足以确定光接收部12饱和。
图8描绘了在基于其检测结果控制一位快速距离测量用于检测光接收部12的饱和和曝光的情况下的时序图。
应当注意的是，图8的a示出了可能引起光接收部12的饱和的外部干扰光的变化。图8的b示出了一位快速距离测量不用于检测饱和的情况，并且图中的“ad”是指用于10位高精度距离测量的10位ad转换的性能。图8的c示出了一位快速距离测量用于检测饱和的情况，并且图中的“ad”是指用于10位高精度距离测量的10位ad转换的性能，并且图中的“饱和检测”是指一位快速距离测量的性能，即，一位ad转换。
在一位快速距离测量不用于检测饱和的情况下，如在图8的b中示出的，进行10位ad转换作为hw(硬件)处理，通过sw(软件)处理基于10位ad转换的结果进行距离测量计算，并且通过使用如图8的b所示的其结果生成逐帧图像(例如，像素具有表示距离的像素值的每个图像)。然后，在基于所生成的图像检测到光接收部12的饱和的情况下进行曝光控制。应当注意到，在图8所示的实例中我们假设每帧的10位ad转换需要大约3[ms](包含电荷累积时间)，并且涉及距离测量计算和图像生成的sw过程需要大约30[ms]。
在图8的b的情况下，在sw过程之后检测是否存在饱和，然后进行曝光控制。因此，在存在饱和的情况下，不能获取正常的图像(无饱和图像)。即，在存在饱和的情况下，10位ad转换的结果是1024lsb全量程编码。因此，在sw过程中，基于该输出是否等于或大于1000lsb以上确定是否存在饱和。然后，在由于sw过程存在饱和的情况下，将下一帧的曝光控制的曝光时间设置为比当前帧的曝光控制短。因为在该短的曝光时间内进行下一帧的累积，因此可以避免饱和。如上所示，在下一帧中避免饱和。然而，在当前帧中存在饱和。
相反，在一位快速距离测量用于检测饱和的情况下，在未执行10位ad转换作为如图8的c所示的hw过程的期间，即，在图8的b的情况执行sw过程的期间，将一位快速距离测量(一位ad转换)用作hw过程执行饱和检测，并且使用饱和检测的结果进行曝光控制。
使用一位快速距离测量的饱和检测比如在图8的b的情况下使用sw过程的饱和检测所需的时间段短并且使功耗下降。
因此，在一位快速距离测量用于检测饱和的情况下，可以将10位高精度距离测量的情况下的曝光迅速控制为最佳状态而无需等待sw的结果，从而提高正常(无饱和)图像。
<使用一位快速距离测量检测饱和的第二实例>
图9示出了在一位快速距离测量用于检测饱和并且基于其检测结果控制光发射部11的光发射的情况下的时序图。图中的“ad”是指10位高精度距离测量的10位ad转换的性能，并且图中的“饱和检测”是指一位快速距离测量的性能，即，一位ad转换。
在这种情况下，如上述图8的c所示，在未执行10位ad转换作为hw过程的期间，即在图8的b的情况下执行sw过程的期间，将一位快速距离测量(一位ad转换)用作hw过程，并且使用饱和检测的结果进行光发射控制。
使用一位快速距离测量的饱和检测比如在图8的b的情况下使用sw过程的饱和检测所需的时间段短并且使功耗下降。
因此，在一位快速距离测量用于检测饱和的情况下，可以将10位高精度距离测量的情况下的光发射迅速控制为最佳状态而无需等待sw的结果，从而提高正常(无饱和并且无曝光不足的)图像。
<tof传感器10与hdr(高动态范围)tof传感器之间的协调操作>
接下来，将对使用tof传感器10执行的一位快速距离测量以实现与hdrtof传感器的协调操作的情况进行描述。在此，根据本公开的一方面，hdrtof传感器可考虑其他电子设备。
图10和图11为用于描述tof传感器10与hdrtof传感器之间的协调操作的图。应当注意的是，图11的a示出了引起光接收部12的饱和的外部干扰光的变化。图11的b示出了通过tof传感器10执行一位快速距离测量检测饱和的时序以及当基于饱和检测的结果控制hdrtof传感器时的时序。
在此，hdrtof传感器是指可生成宽于正常动态范围的图像或通过以某一短曝光时间(例如，0.01[ms]；在下文中称为短累积)捕获图像，然后以更长的曝光时间(例如，1[ms]；在下文中称为长累积)捕获图像，并且然后将以短累积捕获的图像与以长累积捕获的图像进行组合而计算距离的传感器。
如图11的b所示，当hdrtof传感器600以短累积捕获图像时，tof传感器10执行一位快速距离测量以同时检测饱和并且将饱和检测的结果通知给hdrtof传感器600。在tof传感器10通知hdrtof传感器600已检测到饱和的情况下，hdrtof传感器600停止以短累积捕获图像之后安排的长累积进行图像捕获。在这种情况下，可以迅速地输出以短累积捕获的图像而不用等待经过以长累积进行图像捕获和组合图像所需要的时间。
应当注意的是，在hdrtof传感器600具有与tof传感器10相等的功能的情况下，hdrtof传感器600可以仅使用一位快速距离测量检测饱和并且基于其检测结果控制其hdr功能。即，当以短累积捕获图像时，hdrtof传感器600通过一位快速距离测量提前检测饱和。在检测到饱和的情况下，hdrtof传感器600停止以短累积进行图像捕获之后安排的以长累积进行的图像捕获。在这种情况下，可以迅速地输出以短累积捕获的图像而不用等待经过以长累积进行图像捕获和组合图像所需要的时间。
<tof传感器10与激光雷达传感器之间的协调操作>
接下来将描述使用tof传感器10执行的一位快速距离测量实现与激光雷达传感器的协调操作的情况。在此，根据本公开的一方面，激光雷达传感器可以考虑其他电子设备。
激光雷达传感器是指通过将激光和脉冲光照射到目标上并且测量激光的散射光而测量到目标的距离的传感器。与tof传感器10相比，激光雷达传感器可以高精度地测量距离。然而，应当注意的是，由于激光雷达传感器在可能存在目标的方向上利用激光进行扫描，因此激光雷达传感器具有以下缺点。即，在激光雷达传感器以与tof传感器10相同的视角进行扫描的情况下，可以捕获的图像(例如，其像素具有表示距离的像素值的每个图像)的分辨率低于tof传感器10的图像的分辨率。因此，目标越远，激光扫描间隔越宽。
因此，通过允许tof传感器10和激光雷达传感器700以协调的方式操作，可能的操作将会补偿该缺点。
图12和图13是用于描述tof传感器10与激光雷达传感器700之间的协调操作的示图。
例如，如图12所示，tof传感器10和激光雷达传感器700安装于同一车辆上(例如，汽车)，并且通过使用tof传感器10的光接收部12中的列adc330先执行一位ad转换，从而如图13的a中的虚线所示以tof传感器10的整体视角快速且低精度地执行距离测量。显著地，检测到某种对象存在直到给定距离的区域。
这就使得tof传感器10以整体视角检测某种对象存在直到给定的距离的区域(图13的a的情况下的人的形状的区域)。tof传感器10将该检测结果通知给激光雷达传感器700。
在从tof传感器10接收检测结果的通知之后，激光雷达传感器700设置包含由tof传感器10通知的某种对象存在的区域(图13的a的情况下的人的形状的区域)的相对窄的区域作为激光扫描范围，从而以高精度测量距目标的距离。在这种情况下，激光雷达传感器700的激光扫描范围限定于相对窄的区域。因此，与整体视角被设置为扫描范围的情况相比，即使目标远，激光雷达传感器700可减小扫描间隔的分布，从而使得能够输出高分辨率图像(例如，其像素具有表示距离的像素值的每个图像)。
<tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第一协调操作>
接下来将描述tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第一协调操作。
如上所述，tof传感器10能够通过一位快速距离测量进行低精度距离测量并且通过10位高精度距离测量进行高精度距离测量。然后，与10位高精度距离测量相比，可以更快速地并且更小功耗地执行一位快速距离测量。因此，通过利用第一协调操作中的这种特性的优点操作tof传感器10。
图14和图15是用于描述tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第一协调操作的示图。
如图14所示，通过使用tof传感器10的光接收部12中的列adc330先进行一位ad转换，从而如图15的a中的虚线所示以tof传感器10的整体视角作为目标的检测视角，快速且低精度地执行距离测量。显著地，检测到某种对象存在直到给定距离的区域。尽管执行一位ad转换，但总的来说可以使tof传感器10的功耗下降。
在可检测到某种对象存在直到给定距离的区域的情况下，接下来，tof传感器10将包含正在讨论的区域(通过图15的a中的虚线描绘的)的相对窄的区域(在图15的a的情况下人的形状的区域)设置为目标的检测视角，从而通过10位ad转换测量到目标的距离。在这种情况下，目标检测视角没有限制，因此与整体图像用作检测视角的情况相比更迅速地提供图像(例如，其像素具有表示距离的像素值的每个图像)。
<tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第二协调操作>
接下来将描述tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第二协调操作。
如上所述，tof传感器10能够进行一位快速距离测量和10位高精度距离测量。然而，应当注意的是，如果在10位高精度距离测量的情况下由于目标的移动发生显著的运动模糊，则很难以高精度进行距离测量。相反，在一位快速距离测量的情况下，即使由于目标的移动发生运动模糊，低精度的距离测量受到影响的程度更小。因此，通过利用第二协调操作中的这种特性的优点操作tof传感器10。
图16和图17是用于描述tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第二协调操作的示图。
如图16所示，tof传感器10先进行10位高精度距离测量。然后，在由于图17的a所示的目标的移动使运动模糊超过给定阈值的情况下，tof传感器10接下来从10位高精度距离测量切换至如图17的b所示的一位快速距离测量。
与10位高精度距离测量的情况相比，迅速切换至一位快速距离测量提供受影响更小的图像(例如，其像素具有表示对象是否存在直到给定距离的像素值的每个图像)。
<tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第三协调操作>
接下来将描述tof传感器10中一位快速距离测量与10位高精度距离测量之间的第三协调操作。
在目标的距离测量的情况下以及在tof传感器10通过从光发射部11的光发射频率fmod(光闪烁频率)的给定低值开始在给定介质/远距离检测目标的情况下，可以通过以逐步的方式将光发射频率fmod增加到高位值而更准确地测量到目标的距离。
因此，在光发射部11的光发射频率fmod以逐步的方式从低值增加至高值的情况下，当光发射频率fmod为低值时执行一位快速距离测量，并且当光发射频率fmod达到稍微高值时执行10位高精度距离测量。与总是执行10位高精度距离测量的情况相比较，这有助于减少从光发射频率fmod为低值的距离测量开始到光发射频率fmod达到允许准确距离测量的高值时的总时间量。
<tof传感器10与视觉传感器之间的协同操作>
接下来将描述采用tof传感器10执行的一位快速距离测量来实现与视觉传感器的协同操作的情况。在此，根据本公开的一方面，可以考虑视觉传感器是其他电子设备。
在此，视觉传感器指能够以比普通摄影机的帧速率(大约30fps)明显高的帧速率(例如，300fps)拍摄视频的传感器。
图18是用于描述tof传感器10与视觉传感器800之间协同操作的示图。
如在图18中示出的，例如，tof传感器10与视觉传感器800安装至同一车辆(例如，汽车)，并且tof传感器10通过执行一位ad转换以300fps操作，并且同时，视觉传感器800以300fps与tof传感器10同步操作，因此从与视频同步的tof传感器10提供极其高的帧速率的视频和输出图像(例如，其像素具有表示对象是否存在直到给定距离的像素值的每个图像)。
应注意，可以首先由tof传感器10执行一位快速距离测量，并且在检测到某种对象存在直到给定距离的区域作为一位快速距离测量的结果的情况下，通过使用检测这种区域作为触发可以开始视觉传感器800的操作，与如上所述的与激光雷达传感器700协同操作的情况一样。
可选地，相反地，可以首先操作视觉传感器800，并且在利用视觉传感器800拍摄的视频中检测到对象的存在的情况下，tof传感器10可以通过使用这种对象的检测作为触发启动一位快速距离测量或者10位高精度距离测量。
如上所述，使用tof传感器10和视觉传感器800的其中一个的检测结果作为触发开始另一个的操作使得能够对快速移动的对象作出反应。另外，在该情况下，在等待它们中的一个的检测结果的同时，可以降低另一个的功率消耗。
<tof传感器中可能出现的干扰及其对策>
接下来将描述tof传感器中可能出现的干扰及其对策。
例如，在多个tof传感器安装至单个车辆的情况下，可能出现干扰，其中，tof传感器不仅接收其自己发射的照射光的反射光，而且还接收其他tof传感器发射的照射光及它们的反射光。在tof传感器中出现干扰的情况下，距离测量的精度劣化。因此，必须对tof传感器应用抗干扰对策以便保持距离测量精度不变。
在此将再次描述tof传感器执行距离测量的时序以描述抗干扰对策。
图19是描述在tof传感器通过使用第二计算方法得到反射时间δt的情况下的距离测量的实例的时序表。
tof传感器将至目标的距离l待计算的时段视为帧，并且逐帧计算距离l。在图19中示出的实例中，帧长例如是33[ms]。
帧包括多个子帧sub，照射光在子帧sub期间发射。
在图19示出的实例中，sib帧的长度(子帧长度)例如是0.2[ms]。
此外，在图19中示出的实例中，帧包括四个子帧sub，这四个子帧sub以给出的固定间隔sd从帧的开头布置。该四个子帧sub的从头至尾的长度例如是1[ms]。因此，在图19中示出的帧中，在从开头的1[ms]时段内存在四个子帧sub，并且在剩余32(＝33-1)[ms]的时段内不存在子帧。
在帧中，分别在四个子帧sub中进行具有0偏移的光接收、具有π/2偏移的光接收、具有π偏移的光接收、以及具有3π/2偏移的光接收。
在子帧sub中，假设需要花费例如100[ns]用于照射光的单个发射和具有θ偏移的光接收(例如，对应于2π相位的时间)，用于照射光的发射和具有θ偏移的光接收的时间重复多次，诸如2000次。然后，使用接收了多次(诸如2000次)的反射光的电荷的量的总和计算照射光与反射光之间的相位差
顺便提及，如果tof传感器的周围存在另一tof传感器，两个tof传感器的至少一些子帧sub彼此重叠相当多的时间。
如上所述，在以下情况下，在帧中，四个子帧sub以给定的固定间隔sd从帧的开头布置，并且如果该tof传感器的帧的子帧sub和另一tof传感器的子帧sub彼此重叠，那么子帧sub的重叠部分将在该tof传感器与另一tof传感器之间的后续帧中继续。
在子帧sub的重叠部分出现期间，由于该tof传感器不仅接收其自己发射的照射光而且还接收另一tof传感器发射的照射光，导致该tof传感器产生干扰。
干扰影响第一接收光脉冲时段期间的电荷tapa的量(或者q1)和第二接收光脉冲时段期间的电荷tapb的量(或者q2)，导致距离测量精度降低。
如上所述，在以下情况下，在帧中，四个子帧sub以给定的固定间隔sd从帧的开头布置，如上所述的干扰无法消除，例如，直至该tof传感器周围不再存在其他tof传感器。
图20是描述在已应用抗干扰措施的tof传感器通过使用第二计算方法得到反射时间δt的情况下的距离测量的实例的时序表。
如参考图19描述的，在以下情况下，在每个帧中，多个子帧sub以给定的固定间隔sd从帧的开头布置，并且如果子帧sub和另一tof传感器重叠，那么子帧sub的重叠部分将在该tof传感器与另一tof传感器之间的后续帧中继续，并且将继续出现干扰。
为此，已应用抗干扰对策的tof传感器控制照射光的发射(以及照射光的反射光的接收)使得开头子帧sub的时序在第一帧与随后的第二帧之间不同，子帧之间的间隔sd是固定的。
在图20中示出的实例的情况下，已应用抗干扰对策的tof传感器在第一帧中控制照射光的发射使得多个子帧sub以给定的固定间隔sd从帧的开头布置，如图19中示出的情况。
然后，已应用抗干扰对策的tof传感器在下一帧中控制照射光的发射，使得多个子帧sub以给定的固定间隔sd从帧的开头流逝给定的时间量的时序布置。
在下文中将帧中的多个子帧sub的开头子帧sub开始的时序也称作开头定时。
已应用抗干扰对策的tof传感器控制照射光的发射使得在保持第一帧与某个帧之间不变的(固定的)子帧与第一帧后面的第二帧之间的间隔sd的同时，仅开头定时改变。
如上所述，通过控制照射光的发射能够抑制干扰使得第一帧与第一帧后面的第二帧之间的开头定时不同，并且子帧之间的间隔是固定的。
即，在图20中示出的实例中，由于子帧sub与另一传感器重叠导致应用抗干扰对策的tof传感器的第一帧中存在干扰，如图19中示出的情况。
然而，在下一个帧中，第一帧与第二帧的开头定时不同，因此防止子帧sub与另一tof传感器重叠并且确保无干扰。
应注意，已应用抗干扰对策的tof传感器例如可以根据预定模式或者任意地改变开头定时。任意地而不是根据预定模式来改变开头定时确保提高抑制干扰的可能性。
在此，从确保提高抑制干扰的可能性的角度来看，逐子帧地随机改变子帧的开始时间(子帧位置)而不是逐帧任意改变开头定时确保提高了抑制干扰的可能性。
然而，在逐子帧任意改变子帧的开始定时的情况下，与逐帧任意改变开头定时的情况相比，用于控制照射光的发射(以及照射光的反射光的接收)的处理和电路更复杂。
换言之，在逐帧任意改变开头定时的情况下，与逐子帧任意改变子帧的开始时间的情况相比，用于控制照射光的发射的处理和电路简单。
此外，在逐帧任意改变开头定时的情况下，与逐子帧任意改变子帧的开始定时的情况相比，可以抑制功率消耗。
接下来，图21示出了描述在逐帧任意改变开头定时的情况下(图21的a)和在逐子帧任意改变开始定时的情况下(图21的b)的功率消耗的实例的示图。
一种基于随机数控制开头定时的方法可以用作逐帧任意改变(偏移)开头定时的方法。类似地，一种基于随机数控制子帧的开始定时的方法可以用作逐子帧任意改变(偏移)子帧的开始定时的方法。
在如上所述执行基于随机数的控制的情况下，需要随机数生成过程以生成用于这种控制的随机数。
图21的a示出在逐帧任意改变开头定时的情况下随机数生成过程的状态的实例。
在逐帧任意改变开头定时的情况下，至少等到帧开始时获取用于控制帧的开头定时的随机数是足够的。因此，随机数生成过程仅在帧开始之前的给定时段可以被激活(活跃)并且在剩余时间段处于待机(standby)。
在图21中示出的实例中，随机数生成过程活跃时的功率消耗是50[mw]，并且随机数生成过程待机时的功率消耗是0.1[mw]。
因此，通过仅在帧开始之前的给定时段激活随机数生成过程并且在其他时段使随机数生成过程处于待机，可以降低功率消耗。
图21的b示出在逐子帧任意改变子帧的开始定时的情况下的随机数生成过程的状态的实例。
在逐子帧任意改变子帧的开始定时的情况下，适当需要用于控制子帧的开始定时的随机数。为此，必须保持随机数生成过程始终活跃。
因此，清楚的是，在图21的b中示出的情况下，功率消耗大于图21的a中示出的随机数生成过程仅在帧开始之前的给定时段可以被激活并且在剩余时段处于待机的情况。
<tof传感器10的第二配置实例>
图22是示出了已应用抗干扰措施的tof传感器10的配置实例(第二配置实例)的框图。
该第二配置实例是将随机数生成部52添加至图4中示出的第一配置实例(未应用抗干扰措施的配置实例)的实例。其他共用组件由相同的参考符号表示，并且将适当省去其描述。
随机数生成部52例如，通过使用预定数作为随机数的种子来生成随机数并将随机数提供至控制部53。
第二配置实例中的控制部53通过光发射部11控制照射光的发射并且通过光接收部12的像素31控制反射光的接收。
在照射光的发射和反射光的接收的控制中，控制部53基于从随机数生成部52供应的随机数在多个子帧sub的开头子帧sub开始时逐帧控制开头定时。这导致开头定时逐帧地随机改变。
应注意，控制部53可控制激活随机数生成部52(其随机数生成过程)与将随机数生成部52置于待机之间的切换，如在图21的a中示出的。
<tof传感器10的第二配置实例>
图23是示出了已应用抗干扰措施的tof传感器10的配置实例(第三配置实例)的框图。
该第三配置实例是像素噪声检测部61已添加至图22中示出的第二配置实例的实例。其他共用组件由相同的参考符号表示，并且将适当省去其描述。
像素噪声检测部61检测例如，像素41、opb像素的电荷量作为像素31和41中出现的像素噪声，并且将检测的电荷量提供至随机数生成部52。
应注意，像素噪声检测部61可以具体顺序或者任意顺序选择虚设像素部40的多个像素41并且检测所选择的像素41的电荷量作为像素噪声。
在第三配置实例中，随机数生成部52通过使用从像素噪声检测部61供应的像素噪声生成随机数作为随机数的种子。
像素31和41具有(近似)随机像素噪声特性。因此，通过使用具有这种随机特性的像素噪声作为种子生成随机数并且基于该随机数控制开头定时的第三配置实例可以抑制干扰(干扰的可能性)超过图22中示出的第二配置实例。
应注意，像素31的特性(其精度)与作为随机特性的像素31和像素41的像素噪声的特性相似(像素31的特性＝随机特性)。
另外，tof传感器10具有与像素31和像素41的像素噪声特性的那些相似的随机特性成反比的干扰抑制特性(干扰抑制特性＝1/随机特性)。
另一方面，tof传感器10具有与像素31的特性和干扰抑制特性的乘积成比例的距离测量精度。
如上所述，像素31具有随机特性，并且干扰抑制特性与随机特性成反比。因此，像素31的特性(＝随机特性)与干扰抑制特性(＝1/随机特性)的乘积是1并且是常数。
这允许tof传感器10在通过使用像素噪声作为种子生成随机数以基于该随机数控制开头定时的情况下保持距离测量精度(近似)不变。
<作为抗干扰对策的跳频和相变>
当帧中的多个子帧sub的开头子帧sub开始时，以上描述的tof传感器10的第二和第三配置实例通过随机改变开头定时逐帧抑制干扰。
以下描述的tof传感器10的第四配置实例通过至少执行光发射部11的光发射频率fmod(闪光频率)的跳频或相变来抑制干扰。
光发射频率fmod的跳频是扩展频谱的模式并且是指根据给定规则快速切换光发射频率fmod的过程。具体地，例如，跳频是指在以逐步方式改变跳频至59.999[mhz]、59.992[mhz]等之前的光发射频率fmod(例如，60[mhz])的过程。尽管光发射频率fmod的跳频在抑制干扰中是有效的，但是处理复杂和功率消耗增加是光发射频率fmod的跳频的缺点。
光发射频率fmod的相变是指以π[rad]偏移与光发射频率fmod同步改变的二元相(例如，101010，其中，0表示未点亮状态且1表示点亮状态)并将该相位翻转为010101的过程。例如，随机地逐子帧sub执行相变。
应注意，至于光发射频率fmod的相变的详情，可以应用r.z.whyte、a.d.payne、a.a.dorrington和m.j.cree在由d.fofi、k.s.niel编辑的2010年的proc.spie-is&telectronicimaging中第7538卷spie第75380i页的“multiplerangeimagingcameraoperationwithminimalperformanceimpact”中描述的方法。
改变光发射频率fmod的相位在抑制干扰中也是有效的。另外，如在跳频的情况下一样，可以在不增加功率消耗的情况下改变光发射频率fmod的相位。然而，应注意，在光发射频率fmod和扰动波(其他tof传感器的光发射频率fmod)之间存在近似匹配的情况下，可以引证降低的噪声抑制效果的缺点。
为此，tof传感器10的第四配置实例选择性地使用跳频和相变以符合考虑到跳频和相变的特性的使用情况。
例如，在需要省电的手机行业中，优先执行相变以避免跳频至可能的范围。
另外，在需要高精度距离测量而不是省电的车载设备行业中，执行跳频和相变，因此更有效地抑制干扰。
进一步地，例如，在有大量扰动波的环境中，反复执行跳频以便首先发现最佳的光发射频率fmod，然后是相变，因此可靠地抑制扰动波的干扰。
<tof传感器10的第四配置实例>
图24是示出了tof传感器10的第四配置实例的框图。
所讨论的第四配置实例是干扰抑制部511已被添加至图4中示出的第一配置实例的实例。应注意，因为与第一配置实例共有的部件由相同的参考符号表示，因此可以适当省略其描述。
第四配置实例中的控制部53包括跳频控制部501、相变控制部502和fmod设置部503。
跳频控制部501使得fmod设置部503在干扰抑制部511的控制下执行光发射频率fmod的跳频。相变控制部502使得fmod设置部503在干扰抑制部511的控制下改变光发射频率fmod的相位。
fmod设置部503在跳频控制部501的控制下执行光发射频率fmod的跳频。fmod设置部503在相变控制部502的控制下改变光发射频率fmod的相位。
干扰抑制部511包括距离检测部521、差异检测部522、确定部523和设置部524。
距离检测部521与距离计算部51一样基于从光接收部12供应的像素信号(与输出至距离计算部51的像素信号相同)逐帧计算距目标的距离l并且将距离l输出至差异检测部522。
应注意，通过距离计算部51计算出的距目标的距离l可以通过省略距离检测部521供应至差异检测部522。
差异检测部522检测表示与在光发射频率(光发射频率fmod和是否执行相变)的相同状态下计算出的给定数量的帧(例如，几百个帧)中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异并且将该差异输出至确定部523。
例如，通过计算与给定数量的帧中的每个帧的距离l对应的平均值用作参考值并且计算参考值与每个帧的距离l之间的差异的平均值用百分比或其他形式表示上述差异。
在差异小的情况下，这意味着在光发射频率的相同状态下计算出的距离l的变化小并且正在以稳定的方式执行距离测量。因此，可以推断没有发生干扰或者干扰被抑制。
相反地，在差异大的情况下，这意味着在光发射频率的相同状态下计算出的距离l的变化大并且正在以不稳定的方式执行距离测量。因此可以推断发生了干扰。
图25示出了光发射频率的状态的实例。状态“a”是指未应用(未执行)跳频和相变的状态。状态“b”是指未应用跳频但应用(执行)相变的状态。状态“c”是指在一个步骤中应用跳频但未应用相变的状态。状态“d”是指在一个步骤中应用跳频并应用相变的状态。状态“e”是指在两个步骤中应用跳频但未应用相变的状态。状态“f”是指在两个步骤中应用跳频并应用相变的状态。
应注意，在图25中列举的光发射频率fmod的值仅是实例并且光发射频率fmod不限于此。
返回参考图24，确定部523比较在光发射频率的不同状态下检测出的差异。例如，确定部523比较图25中的在状态“a”和状态“b”下检测出的差异或者在状态“c”和状态“e”下检测出的差异。
然后，确定部523将比较结果输出至设置部524。设置部524基于从确定部523输入的确定结果控制跳频控制部501和相变控制部502。
<通过tof传感器10的第四配置实例执行的操作>
接下来将描述通过tof传感器10的第四配置实例执行的操作。
图26是描述根据tof传感器10的第四配置实例的第一光发射频率fmod改变过程的流程图。
第一光发射频率fmod改变过程假设手机和要求省电的其他行业的使用情况。
例如，在怀疑干扰的情况下，开始第一光发射频率fmod改变过程。
在步骤s11中，干扰抑制部511的差异检测部522检测表示与在当前的光发射频率fmod保持不变且未应用相变的状态(例如，图25中的状态“a”)下计算出的给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异，并且将该差异输出至确定部523。
应注意，我们假设控制部53在设置部524的控制下适当地调整光发射频率的状态以便保证干扰抑制部511可以获取用于计算与给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的像素信号。
在步骤s12中，差异检测部522检测表示与在光发射频率fmod保持不变且应用相变的状态(例如，图25中的状态“b”)下计算出的给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异，并且将该差异输出至确定部523。
在步骤s13中，确定部523基于在未应用相变的状态下计算出的差异和在应用相变的状态下计算出的差异确定是否存在应用相变的任何效果。
具体地，例如，在未应用相变的状态下计算出的差异大于或等于用于确定是否存在干扰的第一阈值且在应用相变的状态下计算出的差异小于或等于小于第一阈值的第二阈值的情况下，可以推断已经发生了从存在干扰的状态到抑制干扰的状态的转变。因此，确定应用相变具有效果。在这种情况下，该过程进行至步骤s14。在步骤s14中，设置部524控制该控制部53的相变控制部502以维持光发射频率fmod不变并且应用相变。
另外，例如，在未应用相变的状态下计算出的差异大于或等于第一阈值且在应用相变的状态下计算出的差异大于(小于第一阈值的)第二阈值的情况下，可以推断存在干扰的状态继续。因此，确定应用相变没有效果。在这种情况下，该过程进行至步骤s15。在步骤s15中，设置部524用这种方式控制该控制部53的跳频控制部501以便保持光发射频率fmod不变，不应用相变，并且执行跳频。
以上描述的第一光发射频率fmod改变过程允许抑制发生干扰并且保持距离测量精度不变。另外，优先执行相变以避免跳频至可能的范围，因此抑制由执行跳频所引起的功率消耗的增加。
接下来，图27是描述根据tof传感器10的第四配置实例的第二光发射频率fmod改变过程的流程图。
第二光发射频率fmod改变过程假设在车载设备和要求高精度距离测量而不是省电的其他行业中的使用情况。
例如，在怀疑干扰的情况下，开始第二光发射频率fmod改变过程。
在步骤s21中，干扰抑制部511的差异检测部522检测表示与在跳频之前的当前的光发射频率fmod保持不变且未应用相变的状态(例如，图25中的状态“a”)下计算出的给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异，并且将该差异输出至确定部523。
应注意，我们假设控制部53在设置部524的控制下适当地调整光发射频率的状态以便保证干扰抑制部511可以获取用于计算与给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的像素信号。
在步骤s22中，差异检测部522执行从当前的光发射频率fmod的跳频，检测表示与在未应用相变的状态(例如，图25中的状态“c”)下计算出的给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异，并且将该差异输出至确定部523。
在步骤s23中，确定部523将在步骤s21中计算出的差异与在步骤s22中计算出的差异进行比较并且将两个差异中的较小差异通知给设置部524。设置部524根据来自确定部523的通知控制该控制部53的跳频控制部501。即，在步骤s21中计算出的差异较小的情况下，设置部524控制跳频控制部501不执行跳频。在步骤s22中计算出的差异较小的情况下，设置部524控制跳频控制部501执行跳频。
接下来，在步骤s24中，干扰抑制部511的差异检测部522检测表示与在步骤s23中设置的光发射频率fmod保持不变且未应用相变的状态(例如，图25中的状态“a”或“c”)下计算出的给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异，并且将该差异输出至确定部523。应注意，步骤s24中的过程与已经执行的步骤s21中的过程或者步骤s22中的过程相似。因此，这两个过程中的一个的结果可转换为对应于步骤s23的确定结果。
在步骤s25中，干扰抑制部511的差异检测部522检测表示与在步骤s23中设置的光发射频率fmod保持不变且应用相变的状态(例如，图25中的状态“b”或“d”)下计算出的给定数量的帧中的每个帧对应的距离l的变化范围的差异，并且将该差异输出至确定部523。
在步骤s26中，确定部523将在步骤s24(未应用相变)中计算出的差异和在步骤s25(应用相变)中计算出的差异进行比较，确定哪个差异较小，并且将确定结果通知给设置部524。设置部524基于确定部523的确定结果控制该控制部53的相变控制部502。即，在步骤s24中计算出的差异较小的情况下，设置部524控制相变控制部502不应用相变。在步骤s25中计算出的差异较小的情况下，设置部524控制相变控制部502应用相变。
以上描述的第二光发射频率fmod改变过程允许结合使用跳频和相变以适应情况，因此抑制更大范围的干扰并且保持距离测量精度不变。
接下来，图28是描述根据tof传感器10的第四配置实例的第三光发射频率fmod改变过程的流程图。
例如，第三光发射频率fmod改变过程假设在有大量扰动波的环境中的使用情况。第三光发射频率fmod改变过程的步骤s31至s33与图27中示出的第二光发射频率fmod改变过程的步骤s21至s23相似。因此，将省略其描述。
在步骤s34中，确定部523从在紧接前面的步骤s33中的过程的结果确定是否已实现期望精度。在此，在确定部523确定没有实现期望精度的情况下，该过程返回至步骤s32，并且重复步骤s32和s34。即，重复跳频。在重复跳频的情况下，光发射频率fmod逐渐移动远离扰动波的频率，因此抑制更大范围的干扰。此后，在步骤s34中确定已经实现期望精度的情况下，该过程进行至步骤s35。应注意，步骤s35至s37与图27中示出的第二光发射频率fmod改变过程的步骤s24至s26相似。因此，将省略其描述。
以上描述的第三光发射频率fmod改变过程允许跳频重复直到实现期望精度并且进一步允许与跳频结合使用相变，因此即使在有大量扰动波的环境中也抑制更大范围的干扰且保持距离测量精度不变。
<tof传感器10的第五配置实例>
图29是示出tof传感器10的第五配置实例的框图。
所讨论的第五配置实例是其中设置在图24中示出的第四配置实例的tof传感器10之外的干扰抑制部511设置在tof传感器10内并且其中已经从干扰抑制部511移除距离检测部521的实例。应注意，因为以相同的参考符号表示第四配置实例中所共同的这些组件，所以将适当省去其描述。
即，第五配置实例的干扰抑制部511包括差异检测部522、确定部523、以及设置部524。
第五配置实例的差异检测部522检测表示从光接收部12输入的给定值的变化的范围的差异，以在光发射频率的相同状态下与给定数目的帧(例如，几百个帧)中的每个帧对应，并且差异检测部522将差异输出至确定部523。
即，使用通过差异检测部522检测的差异确定是否存在干扰并且确定干扰的严重性。因此，差异不需要必须表示距离l的变化的范围。因此，在第五配置实例中，只要其与每个帧对应，则从光接收部12供应至差异检测部522的值可以是任意值。例如，可以使用由像素生成的电荷量、与电荷量对应的预ad转换像素信号、与电荷量对应的ad转换后像素信号、电荷量tapa–电荷量tapb、或其他值。
在第五配置实例中，还以百分比或其他形式表达通过差异检测部522检测的差异，例如，通过计算与所使用的给定数目的帧中的每个帧的距离l对应的平均值作为参考值并且计算参考值与每个帧的距离l之间的差异的平均值。
在其中差异较小的情况下，这指在光发射频率的相同状态下获取的给定值的变化较小并且以稳定的方式执行距离测量。因此，本领域技术人员能够推测未出现干扰或干扰被抑制。
相反，在其中差异较大的情况下，这指在光发射频率的相同状态下获取的给定值的变化较大并且不以稳定的方式执行距离测量。因此，本领域技术人员能够推测出现干扰。
tof传感器10的第五配置实例提供了与上述第四配置实例相似的效果。
<tof传感器10的第六配置实例>
图30是示出tof传感器10的第六配置实例的框图。
所讨论的第六配置实例是其中将干扰抑制部551添加至图4中示出的第一配置实例的实例。应注意，因为以相同的参考符号表示第一配置实例中所共同的这些组件，所以将适当省去其描述。
第六配置实例中的控制部53包括跳频控制部501、相变控制部502、以及fmod设置部503。跳频控制部501、相变控制部502、以及fmod设置部503与图24中示出的第四配置实例中的这些组件相似。因此，将省去其描述。
干扰抑制部551包括通信部552和设置部553。
周围区域中存在并且具有相似配置的其他tof传感器的通信部552与通信部552彼此通信光发射频率的状态，并且通信部552将其他tof传感器的光发射频率的状态供应至设置部553。
设置部553基于从通信部552供应的其他tof传感器的光发射频率的状态以不产生任何干扰的方式控制跳频控制部501和相变控制部502。
tof传感器10的第六配置实例基于周围区域中存在的其他tof传感器的光发射频率的状态以不产生任何干扰的方式改变光发射频率的状态，从而可靠地抑制与周围区域中存在的其他tof传感器的干扰。这使得可以保持距离测量精度不变。
应注意，能够适当组合使用上述tof传感器10的第一至第六配置实例。
<应用根据本公开的技术的堆叠式半导体装置的配置实例>
图31描述了示出固态成像装置的配置实例的概况作为应用根据本公开的技术的堆叠式半导体装置的实例的示图。
图31中的a示出了非堆叠式固态成像装置的示意性配置实例。如图31的a中示出的，固态成像装置23010具有晶片(半导体基板)23011。像素区域23012、控制电路23013、以及逻辑电路23014安装在晶片23011上。像素区域23012包括布置成阵列的像素。控制电路23013驱动像素并且执行其他控制任务。使用逻辑电路23014处理信号。
图31中的b和图31中的c示出了堆叠式半导体固态成像装置的示意性配置实例。如图31中的b和图31中的c示出的，固态成像装置23020包括堆叠在彼此的顶部上并且电连接的两个晶片：传感器晶片23021和逻辑晶片23024，由此允许两个晶片被配置成单一的半导体芯片。
在图31的b中，像素区域23012和控制电路23013安装在传感器晶片23021上，并且包括用于处理信号处理的信号处理电路的逻辑电路23014安装在逻辑晶片23024上。
在图31的c中，像素区域23012安装在传感器晶片23021上，并且控制电路23013和逻辑电路23014安装在逻辑晶片23024上。
图32是示出堆叠式固态成像装置23020的第一配置实例的截面图。
像素区域23012中包括的pd(光电二极管)、fd(浮动扩散)、tr(mosfet)、作为控制电路23013的tr以及其他组件形成在传感器晶片23021上。进一步地，具有多层的互连层23101形成在传感器晶片23021上，并且在本实例中，互连23110具有三层。应注意，控制电路23013(作为控制电路23013tr)能够形成在逻辑晶片23024上，而非传感器晶片23021上。
逻辑电路23014中包括的tr形成在逻辑晶片23024上。进一步地，具有多层的互连层23161形成在逻辑晶片23024上，并且在本实例中，互连23170具有三层。此外，连接孔23171形成在逻辑晶片23024上。绝缘膜23172形成在连接孔23171的内壁表面上，并且连接至互连23170和其他组件的连接导体23173被嵌入在连接孔23171中。
传感器晶片23021和逻辑晶片23024被附接成使得两个晶片的互连层23101和23161面向彼此，由此形成具有堆叠在彼此的顶部上的传感器晶片23021和逻辑晶片23024的堆叠式固态成像装置23020。诸如保护膜的膜23191形成在被附接至彼此的传感器晶片23021和逻辑晶片23024的表面上。
连接孔23111形成在传感器晶片23021中。连接孔23111通过传感器晶片23021从传感器晶片23021(光入射在pd上的一侧)(上侧)的后表面的侧面到达位于逻辑晶片23024的最上层的互连23170。进一步地，连接孔23121形成为靠近传感器晶片23021中的连接孔23111。连接孔23121从传感器晶片23021的后表面的一侧到达互连23110的第一层。绝缘膜23112形成在连接孔23111的内壁表面上，并且绝缘膜23122形成在连接孔23121的内壁表面上。然后，连接导体23113和23123被分别嵌入在连接孔23111和23121中。连接导体23113和连接导体23123电连接在传感器晶片23021的后表面侧上。因此，传感器晶片23021和逻辑晶片23024经由互连层23101、连接孔23121、连接孔23111、以及互连层23161电连接。
图33是示出堆叠式固态成像装置23020的第二配置实例的截面图。
在堆叠式固态成像装置23020的第二配置实例中，传感器晶片23021(其互连层23101(其互连23110))与逻辑晶片23024(其互连层23161(其互连23170))通过形成在传感器晶片23021中的连接孔23211而电连接。
即，在图33中，连接孔23211以其通过传感器晶片23021从传感器晶片23021的后表面侧到达位于逻辑晶片23024的最上层的互连23170并且到达位于传感器晶片23021的最上层的互连23110的方式而形成。绝缘膜23212形成在互连孔23211的内壁表面上，并且连接导体23213被嵌入在连接孔23211中。在上述图32中，尽管传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过两个连接孔23111和23121电连接，然而，在图33中，传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过单一连接孔23211而电连接。
图34是示出堆叠式固态成像装置23020的第三配置实例的截面图。
图34中示出的固态成像装置23020与图32中示出的其中诸如保护膜的膜23191形成在被附接至彼此的传感器晶片23021和逻辑晶片23024的表面上的情况的不同在于，诸如保护膜的膜23191不形成在被附接至彼此的传感器晶片23021和逻辑晶片23024的表面上。
通过将传感器晶片23021和逻辑晶片23024放置在彼此的顶部上而形成图34中示出的固态成像装置23020，以使得互连23110和23170彼此直接接触并且通过在施加给定负荷的同时对互连进行加热而直接粘结互连23110和23170。
图35是示出应用根据公开的技术的堆叠式固态成像装置的另一配置实例的截面图。
在图35中，固态成像装置23401具有三层堆叠式结构，其中，传感器晶片23411、逻辑晶片23412、以及存储器晶片23413堆叠在彼此的顶部上。
例如，存储器晶片23413包括用于存储由逻辑晶片23412处理的信号处理临时所需的数据的存储电路。
在图35中，尽管逻辑晶片23412和存储器晶片23413按照该顺序堆叠在传感器晶片23411的下方，然而，逻辑晶片23412和存储晶片23413能够以相反的顺序进行堆叠，即，存储晶片23413能够伴随之后的逻辑晶片23412第一个堆叠在传感器晶片23411的下方。
应注意，在图35中，pd(即，像素的光电转换部)和像素tr的源极/漏极区域形成在传感器晶片23411上。
经由pd周围的栅极绝缘膜形成栅电极。通过栅电极和一对源极/漏极区域形成像素tr23421和像素tr23422。
邻近于pd的像素tr23421是传输tr，并且像素tr23421中包括的成对的源极/漏极区域中的一个是fd。
此外，夹层绝缘膜形成在传感器晶片23411中，并且连接孔形成在夹层绝缘膜中。连接至像素tr23421和像素tr23422的连接导体23431形成在连接孔中。
进一步地，互连层23433形成在传感器晶片23411中。互连层23433包括连接至相应的连接导体23431的多个互连23432。
此外，铝垫23434(即，用于外部连接的电极)形成在传感器晶片23411的互连层23433的最下层中。即，在传感器晶片23411中，铝垫23434形成在比互连23432更靠近与逻辑晶片23412的粘结表面23440的位置处。使用铝垫23434作为与从外部装备输入信号并且将信号输出至外部装备有关的互连的一端。
进一步地，触点23441形成在传感器晶片23411中。使用触点23441与逻辑晶片23412电连接。触点23441不仅连接至逻辑晶片23412的触点23451，而且还连接至传感器晶片23411的铝垫23442。
然后，垫孔23443以这样一种方式形成，即，从传感器晶片23411的后表面侧(上侧)到达铝垫23442。
根据本公开的技术允许形成上述堆叠式半导体装置。
<移动体的应用实例>
根据本公开(本公开)的技术可应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以实现为安装至不同类型的移动体中的任意一个的装置，包括汽车、电动车辆、混合电动车辆、两轮机动车辆、自行车、个人移动、飞机、靶机、船只、以及机器人。
图36是示出车辆控制系统的示意性配置的实例的框图，该车辆控制系统是作为可应用根据本公开的实施方式的技术的移动体控制系统的实例。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图36所示出的实例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，微型计算机12051、声音/图像输出部12052、车载网络接口(i/f)12053作为集成控制单元12050的功能配置而示出。
驱动系统控制单元12010根据各种程序对与车辆的驱动系统相关的设备的工作进行控制。例如，驱动系统控制单元12010用作控制设备来控制：用于生成车辆的驱动力的驱动力生成设备，诸如内燃机、驱动电机等，用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构，用于调节车辆的转向角的转向机构，以及用于生成车辆的制动力的制动设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序对车身所配置的各种类型的设备的操作进行控制。例如，车身系统控制单元12020用作控制设备来控制下列项：无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗设备，或前照灯、倒车灯、制动灯、转向灯、雾灯等各种灯。在这种情况下，车身系统控制单元12020可接收来自替代钥匙的移动设备所传输的无线电波或者各种开关的信号作为输入。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，以控制车辆的门锁设备、电动车窗设备、灯等。
车外信息检测单元12030检测配有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030连接有成像部12031。车外信息检测单元12030使成像部12031成像车辆外部的图像，并且接收所成像的图像。基于所接收的图像，车外信息检测单元12030可执行检测对象(诸如路面上的人、车辆、障碍物、标志、符号等)的处理，或者执行检测到对象的距离的处理。
成像部12031是接收光并且输出与所接收的光的光量相对应的电信号的光学传感器。成像部12031能够输出作为图像的电信号，或者能够输出作为关于所测量距离的信息的电信号。此外，由成像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等的不可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车内信息检测单元12040可以连接有检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的注意力集中程度，或者可辨别驾驶员是否在打瞌睡。
微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息，计算用于驱动力生成设备、转向机构或制动设备的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(adas)的功能的协同控制，该功能包括用于车辆的碰撞回避或撞击缓冲、基于车间距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞的警报、车辆偏离车道的警报等。
此外，微型计算机12051，可通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆外部或内部的信息以控制驱动力生成设备、转向机构、制动设备，从而执行旨在用于不依赖于驾驶员的操作的自动行驶等的协同控制。
此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030获得的关于车辆外部的信息向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051，可基于由车外信息检测单元12030检测的前方车辆或迎面车辆的位置来控制前照灯，将其从远光改变为近光，从而执行旨在通过控制前照灯来防止眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输至输出设备，该输出设备能够向车辆的乘客或车辆外部以视觉或听觉方式通知信息。在图36的实例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063作为输出设备而示出。显示部12062可例如包括车载显示器和平视显示器中的至少一个。
图37是示出成像部12031的安装位置的实例的示图。
在图37中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。
成像部12101、12102、12103、12104和12105可以被布置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门以及车辆内部的挡风玻璃的上部的位置处。布置在前鼻的成像部12101以及布置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像部12105主要获得车辆12100的前方的图像。布置在侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。布置在后保险杠或后门的成像部12104主要获得车辆12100的后方的图像。布置在车辆内部的挡风玻璃的上部的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。
顺便提及，图37示出成像部12101～12104的拍摄范围的实例。成像范围12111表示布置在前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示布置在侧视镜的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示布置在后保险杠或后门的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加由成像部12101～12104成像的图像数据能够获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。
成像部12101～12104中的至少一个可具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101～12104中的至少一个可以是由多个成像元件组成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从成像部12101～12104获得的距离信息，确定到成像范围12111～12114内的每个三维对象的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，并且由此提取最近三维对象作为前方车辆，该最近三维对象具体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0公里/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。此外，微型计算机12051能够预先设置要保持的距前方车辆的跟随距离，并且执行自动制动控制(包括跟随的停车控制)、自动加速度控制(包括跟随的起动控制)等。因此，能够执行旨在用于不依赖于驾驶员的操作的自动行驶等的协同控制。
例如，微型计算机12051能够基于从成像部12101～12104获得的距离信息，将关于三维对象的三维对象数据分类为二轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其他三维对象的三维对象数据，提取所分类的三维对象数据，以用于障碍物的自动回避。例如，微型计算机12051辨别车辆12100周围的障碍物是车辆12100的驾驶员能视觉识别的障碍物，还是对于车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。于是，微型计算机12051确定碰撞风险，该碰撞风险指示与每个障碍物发生碰撞的风险。在碰撞风险等于或高于设定值存在碰撞的可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报，并且经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或回避转向。由此微型计算机12051能够协助驾驶以避免碰撞。
成像部12101～12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过确定在成像部12101～12104的成像图像中是否存在行人来识别行人。这种行人识别例如由下列程序执行：提取作为红外相机的成像部12101～12104的成像图像中的特性点的程序，以及通过在表示对象轮廓的一系列特性点上执行图案匹配处理来确定是否是行人的程序。当微型计算机12051确定在成像部12101～12104的成像图像中存在行人并且因此识别到行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使其显示叠加在所识别的行人用于强调所识别的行人的方形轮廓线。声音/图像输出部12052还可控制显示部12062，使其在期望的位置处显示表示行人的图标等。
以上已经给出了对可应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例的描述。根据本公开的技术可应用于上述组件中，例如，可应用于成像部12031和其他部。
应当指出，本公开的实施方式不限于上述实施方式，并且可以在不背离本公开的主旨的情况下做出各种修改。
本公开还可以具有以下配置：
(1)
一种距离测量装置，包括：
光发射部，适于发射照射光；
光接收部，包括多个像素并且适于接收从目标反射的照射光的反射光；
计算部，适于基于从照射光的发射到反射光的接收所用的时间来计算到目标的距离；以及
控制部，适于控制光发射部对照射光的发射和光接收部对反射光的接收，其中
光接收部包括用于对从像素读出的像素信号进行ad转换的多个ad转换部，
ad转换部在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间切换，并且
计算部通过使用ad转换部的第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离。
(2)
根据特征(1)的距离测量装置，其中，
计算部在通过使用ad转换部的第二ad转换的结果执行高精度距离测量之前，通过使用ad转换部的第一ad转换的结果来执行快速距离测量。
(3)
根据特征(1)或(2)的距离测量装置，其中，
在从高精度距离测量之前执行的快速距离测量的结果中检测到饱和的情况下，控制部控制对应于快速距离测量之后立即执行的高精度距离测量的光接收部的曝光。
(4)
根据特征(1)或(2)的距离测量装置，其中，
在从高精度距离测量之前执行的快速距离测量的结果中检测到饱和的情况下，控制部控制对应于快速距离测量之后立即执行的高精度距离测量的光发射部的光发射。
(5)
根据特征(1)或(2)的距离测量装置，其中，
在从高精度距离测量之前执行的快速距离测量的结果中检测到饱和的情况下，控制部中止计划在快速距离测量之后立即执行的高精度距离测量。
(6)
根据特征(1)或(2)的距离测量装置，其中，
计算部基于在高精度距离测量之前执行的快速距离测量的结果来限制快速距离测量之后立即执行的高精度距离测量的检测视角。
(7)
根据特征(1)的距离测量装置，其中，
计算部在通过使用ad转换部的第一ad转换的结果执行快速距离测量之前，通过使用ad转换部的第二ad转换的结果来执行高精度距离测量。
(8)
根据特征(7)的距离测量装置，其中，
在从高精度距离测量的结果中检测到运动模糊的情况下，ad转换部从第二ad转换切换到第一ad转换，并且
计算部从高精度距离测量切换到快速距离测量。
(9)
根据特征(1)至(8)中任一项的距离测量装置，其中，
快速距离测量的结果用作启动其他电子设备的操作的触发。
(10)
根据特征(1)至(9)中任一项的距离测量装置，其中，
快速距离测量与其他电子设备同步执行。
(11)
根据特征(1)至(10)中任一项所述的距离测量装置，其中，
控制部包括：
跳频控制部，适于使照射光的发光频率的跳频被执行；以及
相变控制部，适于使照射光的发光频率的相位被改变。
(12)
根据特征(11)的距离测量装置，其中，
相变控制部使照射光的发光频率的相位改变π[rad]。
(13)
根据特征(11)或(12)的距离测量装置，还包括：
差异检测部，适于在发光频率相同的状态下检测从光接收部输出的值的变化；以及
发光频率状态设置部，适于基于差异检测部的输出来控制跳频控制部和相变控制部中的至少一者。
(14)
根据特征(13)的距离测量装置，其中，
发光频率状态设置部使相变优先于跳频来执行。
(15)
根据特征(13)的距离测量装置，其中，
发光频率状态设置部使相位在跳频之后改变。
(16)
根据特征(13)的距离测量装置，其中，
发光频率状态设置部使跳频重复地执行，直到获得期望的距离测量精度。
(17)
根据特征(13)的距离测量装置，其中，
发光频率状态设置部在使跳频重复地执行直到获得期望的距离测量精度之后，使相位改变。
(18)
根据特征(11)或(12)的距离测量装置，还包括：
通信部，适于与另一个距离测量装置互相通信发光频率的状态；以及
发光频率状态设置部，适于基于另一个距离测量装置的发光频率的状态来控制跳频控制部和相变控制部中的至少一者。
(19)
一种距离测量装置的距离测量方法，该距离测量装置包括
光发射部，适于发射照射光，
光接收部，包括多个像素并且适于接收从目标反射的照射光的反射光，
计算部，适于基于从照射光的发射到反射光的接收所用的时间来计算到目标的距离，以及
控制部，适于控制光发射部对照射光的发射和光接收部对反射光的接收，
光接收部，包括用于对从像素读出的像素信号进行ad转换的多个ad转换部，
该距离测量方法包括以下步骤：
由ad转换部在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间切换；以及
由计算部通过使用ad转换部的第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离。
(20)
一种距离测量系统，包括：
距离测量装置；以及
其他电子设备，
距离测量装置包括
光发射部，适于发射照射光，
光接收部，包括多个像素并且适于接收从目标反射的照射光的反射光，
计算部，适于基于从照射光的发射到反射光的接收所用的时间来计算到目标的距离，以及
控制部，适于控制光发射部对照射光的发射和光接收部对反射光的接收，
光接收部，包括用于对从像素读出的像素信号进行ad转换的多个ad转换部，
ad转换部，在以第一位数的精度执行的第一ad转换与以大于第一位数的第二位数的精度执行的第二ad转换之间切换，并且
计算部通过使用ad转换部的第一ad转换或第二ad转换的结果来测量到目标的距离，并且
其他电子设备，使用距离测量装置的快速距离测量的结果作为触发来启动操作。
参考符号列表
10tof传感器，11光发射部，12光接收部，30有效像素部，31像素，40虚设像素部，41像素，51距离计算部，52随机数生成部，53控制部，61像素噪声检测部，101像素部，102列adc，103水平传输电路，105垂直扫描电路，122垂直信号线，310dac，320计数器控制部，330列adc，331比较器，332计数器，501跳频控制部，502相变控制部，503fmod设置部，511干扰抑制部，521距离检测部，522差异检测部，523确定部，524设置部，551干扰抑制部，552通信部，553设置部，700激光雷达传感器，800视觉传感器。
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