特許 6791055 光検出装置、運転支援システム、及び自動運転システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791055

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】光検出装置、運転支援システム、及び自動運転システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/10 20060101AFI20201116BHJP

   H01L 31/107 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/10 A

   H01L31/10 B

   H01L31/10 G

【請求項の数】11

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-153462(P2017-153462)

(22)【出願日】2017年8月8日

(65)【公開番号】特開2019-33181(P2019-33181A)

(43)【公開日】2019年2月28日

【審査請求日】2019年9月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】木村 俊介

【審査官】 桂城 厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０２０２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０３４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０００５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１４６４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０４９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０７２９５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０３８０４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／１１０５５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／００−３１／０３９２

Ｈ０１Ｌ ３１／０８−３１／１１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め設定された検知領域に向けて光を照射するように構成された発光部（１０）と、
電子増倍機能を有するフォトダイオードである第１素子（Ｅ１）、及び電子増倍機能を有さないフォトダイオードである第２素子（Ｅ２，Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄ）を有する単位素子ブロック（Ｂ，Ｂａ）を１つ以上備え、前記１つ以上の単位素子ブロックにより、前記検知領域から到来する光を受光するように構成された受光素子アレイ（３１）と、
前記受光素子アレイから読み出される検出信号を用いて距離を測定するように構成された距離測定部（３３）と、
前記受光素子アレイからの検出信号を用いて、画像を生成するように構成された画像生成部（３４）と、
距離測定モード及び撮像モードのいずれかに動作モードを設定するように構成されたモード設定部（５２）と、
前記動作モードが前記距離測定モードに設定されている場合、前記第１素子及び前記第２素子のそれぞれが、受光強度に応じた検出信号を前記距離測定部に出力し、前記動作モードが前記撮像モードに設定されている場合、前記第２素子によって予め設定されたシャッタ期間中に蓄積された電荷量を表す検出信号を前記画像生成部に出力するように構成された読出部（３２，５１）と、
を備え、
前記発光部は、前記動作モードが距離測定モードである場合に動作するように構成された、光検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光検出装置であって、
前記距離測定部は、前記第１素子からの検出信号である第１信号が飽和しているか否かを判定し、飽和していなければ前記第１信号を用い、飽和していれば前記第２素子からの検出信号である第２信号を用いて、前記発光部からの照射光を反射した物標までの距離を求めるように構成された、
光検出装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の光検出装置であって、
前記受光素子アレイに、到来方向の異なる光を順次入射させるように構成された走査部（２０）
を更に備える光検出装置。

【請求項4】

請求項３に記載の光検出装置であって、
前記読出部は、前記撮像モードで動作する前記第２素子の検出信号を保持するように構成された保持回路（Ｍ８，Ｍ９，Ｃ１，Ｃ２）を更に備え、前記保持回路に保持された検出信号を前記画像生成部に出力するように構成された、
光検出装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光検出装置であって、
当該光検出装置は車両に搭載され、
前記車両の挙動および前記車両の周囲の状況のうち少なくも一方を表す情報を取得するように構成された情報取得部（４０）を更に備え、
前記モード設定部は、前記情報取得部により取得された情報に従って、前記動作モードを切り替えるように構成された、
光検出装置。

【請求項6】

請求項５に記載の光検出装置であって、
前記モード設定部は、前記情報取得部により取得された情報から、前記車両が高速道路を走行していると推定される場合、前記距離測定モードに設定される割合を高くするように構成された、
光検出装置。

【請求項7】

請求項５または請求項６に記載の光検出装置であって、
前記モード設定部は、前記情報取得部により取得された情報から、走行中の道路が渋滞中であることが推定される場合、前記撮像モードに設定される割合を高くするように構成された、
光検出装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光検出装置であって、
前記検知領域内で検知された物標の種類を表す情報を取得し、取得された情報が歩行者の存在を示している場合に、前記発光部の発光強度を低下させるように構成された強度制御部（５４）と、
を更に備える光検出装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光検出装置であって、
前記受光素子アレイは、前記第１素子と同一サイズの領域に、前記第２素子が複数設置されている、
光検出装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光検出装置を備えた運転支援システム。

【請求項11】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光検出装置を備えた自動運転システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、距離の測定および撮像に使用される受光素子アレイを用いる光検出装置、光検出装置を用いる各種システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ドライバに対する運転支援等に使用される様々な情報を取得するために、車両には、様々なセンサが搭載されている。その一つとして、光を照射しその反射光を受光するまでの時間を計測する光飛行時間計測法（即ち、ＴＯＦ：Time Of Flight）を利用して距離画像を生成するセンサが知られている。この種のセンサでは、路上の落下物、前方を走行する車両、歩行者等、様々な物標を検出する必要があり、それらの物標までの距離も、近距離から遠距離まで様々である。従って、受光素子は、広いダイナミックレンジを有することが要求される。

【0003】

これに対して、下記特許文献１には、複数のフォトダイオードを配列することで構成される受光素子アレイにおいて、受光面の大きさ等を異ならせることで実現した感度の異なるフォトダイオードを組み合わせることで、ダイナミックレンジを広げる技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１２５２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の従来技術からは、以下の課題が見出された。
即ち、従来技術では、サイズが異なる同一特性のフォトダイオードを用いているため、フォトダイオードの素子サイズを小さくすることで、感度を低下させる方向にダイナミックレンジを拡大することは容易である。しかし、フォトダイオードの素子サイズを大きくすると、受光素子アレイが大型化するため、感度を向上させる方向にダイナミックレンジを拡大することが困難であった。

【0006】

本開示は、受光素子アレイを用いた計測において、距離のダイナミックレンジを拡大する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の１つの局面による受光素子アレイは、１つ以上の単位素子ブロック（Ｂ、Ｂａ）を備える。単位素子ブロックのそれぞれは、素子構造が異なる複数種類の受光素子（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄ）を有する。

【0008】

このような構成によれば、素子構造が異なることで感度等の特性が異なる複数種類の受光素子が組み合わされているため、個々の受光素子の大きさを変化させることなく広いダイナミックレンジを実現することができる。

【0009】

本開示の１つの局面による光検出装置は、発光部（１０）と、受光素子アレイ（３１）と、距離測定部（３３）と、を備える。
発光部は、予め設定された検知領域に向けて光を照射する。受光素子アレイは、検知領域から到来する光を受光する１つ以上の単位素子ブロック（Ｂ，Ｂａ）を備え、単位素子ブロックのそれぞれは、電子増倍機能を有するフォトダイオードである第１素子（Ｅ１）、及び電子増倍機能を有さないフォトダイオードである第２素子（Ｅ２，Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄ）を有する。距離測定部は、受光素子アレイから読み出される検出信号を用いて距離を測定する。

【0010】

このような構成によれば、フォトダイオードだけで感度の異なる受光素子を実現する場合と比較して、個々の受光素子の大きさを変化させることなく、感度が高くなる方向にダイナミックレンジを拡大することができる。その結果、距離の計測能力を向上させることができる。

【0011】

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態の光検出装置の構成を示すブロック図である。

【図2】受光素子アレイに含まれる単位素子ブロックの構造を示す説明図である。

【図3】読出部の構成を示す回路図である。

【図4】駆動制御部の制御によって実現される読出部の動作を示すタイミング図である。

【図5】ＡＤ変換の対象となる検出信号の波形およびサンプリングタイミングを示す説明図である。

【図6】強度制御処理のフローチャートである。

【図7】単位素子ブロックにおける第１素子及び第２素子の他の配置例を示す説明図である。

【図8】走査部の他の構成例を示す説明図である。

【図9】第２実施形態における単位素子ブロックの構造を示す説明図である。

【図10】第２実施形態における単位回路を示す回路図である。

【図11】第２実施形態における読出部の動作を示すタイミング図である。

【図12】第３実施形態における発光部を示す説明図である。

【図13】第３実施形態における単位回路を示す回路図である。

【図14】図１３に示す単位回路の接続例を示すブロック図である。

【図15】第４実施形態における単位回路を示す回路図である。

【図16】第４実施形態における読出部の動作を示すタイミング図である。

【図17】第５実施形態におけるモード設定処理のフローチャートである。

【図18】動作モードと走査方向との関係を示す説明図である。

【図19】単位回路の変形例を示す回路図である。

【図20】単位回路の変形例を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す光検出装置１は、受光部３０を備える。また、光検出装置１は、発光部１０と、走査部２０と、情報取得部４０と、制御部５０と、を備えてもよい。受光部３０は、ワンチップの半導体集積回路として構成されてもよる。この半導体集積回路には、発光部１０が含まれてもよい。

【0014】

［１−１−１．発光部］
発光部１０は、発光素子として、例えばレーザダイオードを備える。発光部１０は、制御部５０からの指示である発光トリガに従って、パルス状のレーザ光（以下、照射光）を繰り返し照射する。発光素子の発光強度は、制御部５０からの指示に従って可変設定される。発光強度は、例えば、高出力と低出力の２種類の設定が用意される。

【0015】

［１−１−２．走査部］
走査部２０は、ミラー部２１と、駆動部２２と、を備える。
ミラー部２１は、板状に構成され、その両面が反射面として使用される。ミラー部２１は、発光部１０からの照射光を反射することで、ミラー部２１の回転角度に応じた方向に光を照射する。また、ミラー部２１は、ミラー部２１の回転角度に応じた方向から到来する、照射光を反射した物標からの反射光を反射して、受光部３０に出力する。

【0016】

駆動部２２は、制御部５０からの指示に従って、ミラー部２１を回転駆動する。これにより、水平面内において予め設定された角度範囲を有する検知領域が、発光部１０からミラー部２１を介して照射される照射光によって走査される。

【0017】

［１−１−３．受光部］
受光部３０は、受光素子アレイ３１と、読出部３２と、距離測定部３３と、画像生成部３４と、を備える。

【0018】

受光素子アレイ３１は、図２に示すように、一つ以上の単位素子ブロックＢを備える。単位素子ブロックＢは、素子構造の異なる第１素子Ｅ１および第２素子Ｅ２を備える。第１素子Ｅ１および第２素子Ｅ２は、予め設定された素子配列方向Ｘに沿って配置される。受光素子アレイ３１は、当該装置１を搭載する車両である自車両の車幅方向、即ち水平方向に素子配列方向Ｘが一致し、第１素子Ｅ１及び第２素子Ｅ２の放射面において素子配列方向Ｘに直交する方向Ｙが自車両の車高方向、即ち上下方向に一致した状態となるように車両に搭載される。

【0019】

なお、単位素子ブロックＢを複数備える場合は、方向Ｘまたは方向Ｙに沿って１次元的に配置されていてもよいし、方向Ｘ及び方向Ｙの両方に沿って２次元的に配置されていてもよい。単位素子ブロックＢの数や配置は、発光部１０及び走査部２０の構造や位置関係に応じて適宜決定される。

【0020】

第１素子Ｅ１は、例えば、電子増倍機能を有するフォトダイオードであるアバランシェフォトダイオードが用いられる。第２素子Ｅ２は、例えば、電子増倍機能を有さないフォトダイオードである埋め込みフォトダイオード等の通常のフォトダイオード、またはＰＩＮ−フォトダイオードが用いられる。第１素子Ｅ１および第２素子Ｅ２は、受光面が矩形状かつ同一サイズを有する。第１素子Ｅ１は、第２素子Ｅ２と比較して高感度な特性を有する。

【0021】

図１に戻り、距離測定部３３は、読出部３２を介して入力される受光素子アレイ３１から読み出される検出信号Ｓａ，Ｓｐのサンプリングデータと、制御部５０が発光部１０に対して出力する発光トリガと、に基づき、発光部１０からの照射光を反射した物標までの距離を算出する。距離の算出には、光飛行時間計測法（即ち、ＴＯＦ：Time Of Flight）が用いられる。

【0022】

画像生成部３４は、読出部３２を介して入力される予め設定されたシャッタ時間の間に蓄積された電荷量を示す検出信号Ｓｃのサンプリングデータに基づき、検知領域を撮像した撮像画像を生成する。

【0023】

読出部３２は、図３に示すように、単位素子ブロックＢのそれぞれが、単位回路３２１とＡＤ変換部３２２とを備える。
ＡＤ変換部３２２は、３つの増幅器Ａ１，Ａ２，Ａ３と、３つのＡＤ変換器ＡＤ１，ＡＤ２，ＡＤ３と、を備える。ＡＤ変換部３２２は、単位回路３２１から出力される２つの検出信号Ｓａ，Ｓｐを、それぞれ増幅器Ａ１，Ａ２で増幅し、ＡＤ変換器ＡＤ１，ＡＤ２でアナログ−デジタル変換して、距離測定部３３に出力する。また、ＡＤ変換部３２２は、単位回路３２１から出力される検出信号Ｓｃを、増幅器Ａ３で増幅し、ＡＤ変換器ＡＤ３でアナログ−デジタル変換して、画像生成部３４に出力する。

【0024】

単位回路３２１は、６つのトランジスタＭ１〜Ｍ６と、定電流回路ＣＵと、を備える。
トランジスタＭ６は、第１素子Ｅ１のカソードから増幅器Ａ１に至る経路Ｌ１に設けられ、制御信号φＴｏＦに従って経路Ｌ１を導通または遮断する。

【0025】

トランジスタＭ１は、第２素子Ｅ２のカソードから分岐点Ｐに至る経路Ｌ２に設けられ、制御信号φｔｘに従って経路Ｌ２を導通または遮断する。
トランジスタＭ２，Ｍ５は、分岐点Ｐから増幅器Ａ２に至る経路Ｌ２１に直列に設けられている。トランジスタＭ２は、制御信号φｇに従って経路Ｌ２１を導通または遮断する。トランジスタＭ５は、制御信号φＴｏＦに従って経路Ｌ２１を導通または遮断する。

【0026】

トランジスタＭ４は、トランジスタＭ２とトランジスタＭ５との間にて、経路Ｌ２１と電源電圧ｖｄｄの電源ラインとの間を、制御信号φＩＳに従って導通または遮断する。
トランジスタＭ３は、分岐点Ｐから増幅器Ａ３に至る経路Ｌ２２に設けられ、経路Ｌ２を介して供給される信号Ｖｇを増幅することで、増幅器Ａ３に出力する信号Ｓｃを生成する。

【0027】

定電流回路ＣＵは、トランジスタＭ３に一定のバイアス電流Ｉｄｃを流す。つまり、検出信号Ｓｃの信号レベルは、バイアス電流Ｉｄｃによって決まる電位を中心に変化する。
［１−１−４，情報取得部］
図１に戻り、情報取得部４０は、車載ＬＡＮ等を介して車両に搭載された様々なセンサ、または車両外部との通信を行う無線通信機等を介して、自車の挙動及び自車の周囲の状況に関する情報を取得する。情報取得部４０が取得する情報には、具体的には、自車の速度を表す車速情報、自車が走行中の道路に関する渋滞情報が少なくとも含まれる。

【0028】

［１−１−５．制御部］
制御部５０は、ＣＰＵ５０ａと、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ５０ｂ）と、を有するマイクロコンピュータを備える。制御部５０の各機能は、ＣＰＵ５０ａが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ５０ｂが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部５０は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。制御部５０の各機能を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではない。制御部５０の各機能の一部又は全部は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。

【0029】

制御部５０は、機能別に表現した場合、駆動制御部５１と、モード設定部５２と、物標検出部５３と、強度制御部５４とを備える。
モード設定部５２は、当該光検出装置１の動作モードを、距離測定モードまたは撮像モードのいずれかに設定する。距離測定モードは、光検出装置１をＬＩＤＡＲとして動作させる動作モードである。ＬＩＤＡＲは、Light detection and rangingの略である。撮像モードは、光検出装置１をカメラとして動作させる動作モードである。

【0030】

以下では、動作モードが距離測定モードに設定されている期間を測定期間、撮像モードに設定されている期間を撮像期間という。測定期間は、予め設定された最大検知距離を光が往復する時間以上の長さに設定される。撮像期間は、第２素子Ｅ２を撮像素子として動作させ、その後、撮像素子から信号を読み出すまでに要する時間以上に設定される。測定期間および撮像期間の長さは、同じであってもよいし異なっていてもよい。

【0031】

モード設定部５２は、距離測定モードおよび撮像モードを、それぞれの設定期間が経過したタイミングで交互に切り替える。
駆動制御部５１は、各動作モードに応じた様々な制御信号を生成することによって、発光部１０、走査部２０、及び受光部３０の動作を制御する。

【0032】

駆動制御部５１は、ミラー部２１が半回転する間に、距離測定モードと撮像モードとがＭ回ずつ繰り返されるように、走査部２０を動作させる。これにより、ミラー部２１が半回転する毎に、Ｍ分割された検知領域が一通り走査され、そのＭ分割された検知領域のそれぞれについて距離測定および撮像がいずれも実施される。以下では、Ｍ分割された検知領域のそれぞれを、方位１〜方位Ｍと表記する。

【0033】

駆動制御部５１は、距離測定モードの場合、距離測定モードが開始されるタイミングで発光部１０にレーザ光を照射させる。また、駆動制御部５１は、照射光を反射した物標からの反射光を受光する第１素子Ｅ１および第２素子Ｅ２からの検出信号Ｓａ，Ｓｐの波形が、所定間隔でサンプリングされて、距離測定部３３に出力されるように受光部３０を制御する。

【0034】

駆動制御部５１は、撮像モードの場合、発光部１０にレーザ光を照射させることなく、第２素子Ｅ２を撮像素子として動作させる。そして、撮像素子の蓄積電荷をリセットした時の信号レベルである基準レベルと、シャッタ時間の間に蓄積された電荷量を表す信号レベルとがサンプリングされて、画像生成部３４に出力されるように受光部３０を制御する。

【0035】

ここで、駆動制御部５１が実行する制御の詳細を、図３及び図４を参照して説明する。
動作モードが距離測定モードである場合、発光トリガに従って測定期間の先頭でレーザ光が照射され、最大検知距離以下の距離に位置する物標からの反射光が、測定期間内に受光素子アレイ３１にて受光される。このとき、反射光の受光強度に応じて第１素子Ｅ１及び第２素子Ｅ２のカソード電位が変化する。なお、トランジスタＭ１、Ｍ２、及びＭ４〜Ｍ６は、制御信号φｔｘ、φｇ、φＩＳ、及びφＴｏＦによってオンオフ制御されるが、以下では、制御信号についての説明は省略し、制御の結果であるトランジスタのオンオフによって説明する。

【0036】

距離測定モードでは、測定期間の全体に渡って、トランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ５、及びＭ６はオンに設定され、トランジスタＭ４はオフに設定される。これにより、第１素子Ｅ１から増幅器Ａ１に至る経路Ｌ１が導通するため、第１素子Ｅ１のカソード電位Ｖａに応じた検出信号ＳａがＡＤ変換部３２２に出力される。また、第２素子Ｅ２から増幅器Ａ２に至る経路Ｌ２およびＬ２１が導通するため、第２素子Ｅ２のカソード電位Ｖｐに応じた検出信号Ｓｐが、ＡＤ変換部３２２に出力される。ＡＤ変換部３２２では、検出信号Ｓａ，Ｓｐは、図５に示すように、測定期間の全期間に渡って一定間隔でサンプリングされる。その結果、検出信号Ｓａ，Ｓｐの波形を表すデジタルデータが、距離測定部３３に出力される。

【0037】

動作モードが撮像モードである場合、図４に示すように、撮像期間中に発光部１０から光が照射されることはなく、撮像期間の全体に渡って、トランジスタＭ５，Ｍ６はオフに設定され、トランジスタＭ４はオンに設定される。撮像モードでは、分岐点Ｐの電位をトランジスタＭ３によって増幅した検出信号ＳｃがＡＤ変換部３２２に出力される。

【0038】

距離測定モードから撮像モードに切り替わった後、トランジスタＭ１は、時刻ｔ１までオンに保持され、その後オフされる。同様に、トランジスタＭ２は、時刻ｔ１より遅い時刻ｔ２までオンに保持され、その後オフされる。

【0039】

トランジスタＭ１，Ｍ２およびＭ４がいずれもオンに設定される時刻ｔ１までの期間は、第２素子Ｅ２のカソードの電位Ｖｐおよび分岐点Ｐの電位Ｖｇが、電源電圧ｖｄｄによってリセットされる。時刻ｔ１にてトランジスタＭ１がオフすると、第２素子Ｅ２のカソードに、受光強度に応じた電荷の蓄積が開始される。

【0040】

その後、トランジスタＭ２は、時刻ｔ３までオフに保持された後、時刻ｔ４の直前まで一時的にオンに設定される。この時、分岐点Ｐの電位は再度リセットされる。このリセットされた分岐点Ｐの電位Ｖｇを表す検出信号Ｓｃの信号レベルが、基準レベルとしてＡＤ変換器ＡＤ３によってサンプリングされる。

【0041】

トランジスタＭ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ４までのオフに保持された後、一時的にオンに設定される。この時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間をシャッタ期間ともいう。トランジスタＭ１が、時刻ｔ４でオンすることにより、第２素子Ｅ２のカソードに蓄積された電荷が、分岐点Ｐ、即ち、トランジスタＭ３のゲートに転送される。その結果、検出信号Ｓｃは、シャッタ期間中に第２素子Ｅ２によって蓄積された電荷量に応じた信号レベルとなる。このときの検出信号Ｓｃの信号レベルが検出レベルとしてＡＤ変換器ＡＤ３によってサンプリングされる。

【0042】

その後、トランジスタＭ２は、時刻ｔ５でオンに設定され、トランジスタＭ１は、撮像期間の終了タイミングでオンに設定される。
以下、ミラー部２１の回転位置によって決まる走査方向、即ち、方位１〜方位Ｍが順次切り替わりながら、同様の処理が繰り返される。

【0043】

距離測定部３３は、測定期間中に読出部３２から出力される検出信号Ｓａ，Ｓｐの波形を表すデジタルデータから、反射光の受光タイミングを抽出し、発光部１０での照射タイミングから受光タイミングまでの時間に基づいて、照射光を反射した物標までの距離を算出する。更に、距離測定部３３は、距離の算出結果を、方位１〜方位Ｍに対応づけて配列することによって距離画像を生成する。

【0044】

なお、距離測定部３３では、受光タイミングを抽出する際に、高感度である第１素子Ｅ１からの検出信号Ｓａが飽和しているか否かを判断し、飽和していなければ検出信号Ｓａが用いられ、飽和していれば検出信号Ｓｐが用いられるようにしてもよい。

【0045】

画像生成部３４は、撮像期間中に読出部３２から出力される検出信号Ｓｃの検出レベルおよび基準レベルに基づき、検出レベルから基準レベルを減算することで画素値を算出する。更に、画像生成部３４は、算出された画素値を、方位１〜方位Ｍと対応づけて配列することで撮像画像を生成する。

【0046】

図１に戻り、物標検出部５３は、距離測定部３３および画像生成部３４により検知領域全体の距離画像および撮像画像が生成される毎に、これら距離画像および撮像画像を用いて、検知領域内に存在する物標を検出する。また、物標検出部５３は、検出された物標のそれぞれについて、物標の種類および位置を含む物標情報を生成する。

【0047】

強度制御部５４は、物標検出部５３にて生成された物標情報を用いて、発光部１０での発光強度を制御する。強度制御部５４が実行する強度制御処理を、図６を用いて説明する。
本処理は、物標検出部５３により、物標情報が生成される毎に起動する。

【0048】

本処理が開始されると、Ｓ１１０にて、強度制御部５４は、物標検出部５３が生成した物標情報を取得する。
Ｓ１２０では、強度制御部５４は、取得した物標情報に含まれる物標の種類に基づき、歩行者が検出されているか否かを判定する。Ｓ１２０にて否定判定された場合はＳ１３０に移行し、肯定判定された場合はＳ１４０に移行する。

【0049】

Ｓ１３０では、強度制御部５４は、発光強度を高出力に設定して、本処理を終了する。
Ｓ１４０では、強度制御部５４は、発光強度を低出力に設定して、本処理を終了する。
なお、Ｓ１３０又はＳ１４０にて発光強度の設定が変更されると、発光部１０の発光強度は、方位１についての距離測定モードが開始されるタイミングで変更される。

【0050】

［１−２．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）光検出装置１は、受光素子アレイ３１に含まれる単位素子ブロックＢが、感度の異なる第１素子Ｅ１および第２素子Ｅ２を備え、これら第１素子Ｅ１と第２素子Ｅ２とをいずれも使用して、距離の測定を行っている。従って、光検出装置１によれば、距離の計測について、広いダイナミックレンジを実現することができる。

【0051】

しかも、光検出装置１では、第１素子Ｅ１および第２素子Ｅ２として素子構造の異なるＡＰＤとＰＤとを採用している。従って、光検出装置１によれば、各素子Ｅ１及びＥ２の受光面積を広げることなく、より広いダイナミックレンジを実現できるだけでなく、ＡＰＤによって感度を高める方向にダイナミックレンジを広げることができる。

【0052】

（１ｂ）光検出装置１によれば、検知領域内に歩行者が存在するか否かによって発光部１０での発光強度を切り替えているため、歩行者に高出力のレーザ光が照射されることを抑制することができる。

【0053】

（１ｃ）光検出装置１によれば、距離測定機能（即ち、ＬＩＤＡＲ）と画像生成機能（即ち、カメラ）とを単一の装置で実現しているため、両機能を実現する機器を別々に設ける場合と比較して、車両における機器の設置スペースを削減できる。

【0054】

（１ｄ）光検出装置１によれば、走査部２０が設けられているため、広角なＬＩＤＡＲ機能と 広角で高精細なカメラ機能を、受光素子数の少ない受光素子アレイ３１によって実現することができる。

【0055】

［１−３．変形例］
上記実施形態では、単位素子ブロックＢに含まれる第１素子Ｅ１及び第２素子Ｅ２を、車幅方向に一致させた方向Ｘに沿って配置しているが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、第１素子Ｅ１及び第２素子Ｅ２を、車高方向に一致させた方向Ｙに沿って配置してもよい。

【0056】

上記実施形態では、走査部２０は、照射光及び反射光の走査を機械的の手法で実現しているが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、電圧又は電流によって偏光方向を制御可能な偏光素子２０ａを介してレーザ光の照射及び反射波の受光を行う等、光学的な手法で走査を実現してもよい。

【0057】

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0058】

第２実施形態は、単位素子ブロックＢａおよび単位回路３２１ａの構成、並びに駆動制御部５１での制御内容が第１実施形態とは相違する。
［２−２．単位素子ブロック］
単位素子ブロックＢａは、図９に示すように、第１実施形態における単位素子ブロックＢにおいて、第２素子Ｅ２を４つの第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄに置き換えた構造を有する。

【0059】

第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄは、いずれも同一サイズ且つ第１素子Ｅ１と相似形状を有する。また、第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄは、これら４つの素子を２行２列に配列した状態で、第１素子Ｅ１とほぼ同一サイズとなる大きさを有する。

【0060】

第１実施形態の場合と同様に、第１素子Ｅ１は、例えば、アバランシェフォトダイオードが用いられ、第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄは、通常のフォトダイオード、またはＰＩＮ−フォトダイオードが用いられる。また、第２素子Ｅ２ａ~Ｅ２ｄにはカラーフィルタが載せられ、カラー画像を取得できるように構成されていてもよい。

【0061】

［２−３．単位回路］
単位回路３２１ａについて、図１０を参照して説明する。なお、単位素子ブロックＢａは、４つの第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄを含んでいるが、図１０では、図面を見易くするために、２つの第２素子Ｅ２ｃ及びＥ２ｄについては図示を省略し、単位素子ブロックＢａは、２つの第２素子Ｅ２ａ及びＥ２ｂを有するとして説明する。

【0062】

図１０に示すように、単位回路３２１ａは、トランジスタＭ１の代わりに、二つのトランジスタＭ１ａおよびＭ１ｂを備える。
トランジスタＭ１ａは、第２素子Ｅ２ａから分岐点Ｐに至る経路Ｌ２ａに設けられ、制御信号φｔｘａに従って経路Ｌ２ａを導通または遮断する。

【0063】

トランジスタＭ１ｂは、第２素子Ｅ２ｂから分岐点Ｐに至る経路Ｌ２ｂに設けられ、制御信号φｔｘｂに従って経路Ｌ２ｂを導通または遮断する。
［２−４．駆動制御部］
駆動制御部５１は、距離測定モードでは、トランジスタＭ１の代わりにトランジスタＭ１ａを動作させる以外は第１実施形態と同様である。なお、トランジスタＭ１ａだけでなく、トランジスタＭ１ａおよびＭ２ａを同時に動作させるように制御してもよい。

【0064】

撮像モードでは、図１１に示すように、撮像期間を前半と後半とに分け、前半では、第２素子Ｅ２ａからの読み出しを実行し、後半では、第２素子Ｅ２ｂからの読み出しを実行する。

【0065】

トランジスタＭ２は、撮像期間の開始後、図４に示した時刻ｔ２のタイミングに相当する時刻ｔ１２でオフされた後、撮像期間の前半及び後半のそれぞれにおいて１回ずつ、具体的には、時刻ｔ１３及びｔ１６のタイミングで一時的にオンされる。この一時的にオンされたタイミングで、トランジスタＭ２のゲートがリセットされ、そのリセットされた状態に応じた信号レベル（即ち、基準レベル）を有する検出信号ＳｃがＡＤ変換部３２２に出力される。

【0066】

トランジスタＭ１ａは、時刻ｔ１１でオフされた後、トランジスタＭ２が時刻ｔ１３にて一時的にオンされた直後の時刻ｔ１４のタイミングで一時的にオンされる。これにより、時刻ｔ１１〜ｔ１４の期間をシャッタ期間として第２素子Ｅ２ａのカソードに蓄積された電荷がトランジスタＭ３のゲートに転送され、その電荷に応じた信号レベル（即ち、検出レベル）を有する検出信号ＳｃがＡＤ変換部３２２に出力される。

【0067】

トランジスタＭ１ｂは、時刻ｔ１１でオフされた後、トランジスタＭ２が時刻ｔ１６にて一時的にオンされた直後の時刻ｔ１７のタイミングで一時的にオンされる。これにより、時刻ｔ１１〜ｔ１７の期間をシャッタ期間として第２素子Ｅ２ｂのカソードに蓄積された電荷がトランジスタＭ３のゲートに転送され、その電荷に応じた信号レベル（即ち、検出レベル）を有する検出信号ＳｃがＡＤ変換部３２２に出力される。

【0068】

ＡＤ変換部３２２のＡＤ変換器ＡＤ３は、トランジスタＭ２が一時的にオンする１回目のタイミング、即ち、時刻ｔ１３のタイミングで、第２素子Ｅ２ａのカソードがリセットされた状態の基準レベルをサンプリングし、その後、トランジスタＭ１ａが一時的にオンした時刻ｔ１４のタイミングで、第２素子Ｅ２ａに蓄積された電荷を表す検出レベルをサンプリングする。

【0069】

同様に、ＡＤ変換器ＡＤ３は、トランジスタＭ２が一時的にオンする２回目のタイミング、即ち、時刻ｔ１６のタイミングで、第２素子Ｅ２ｂのカソードがリセットされた状態の基準レベルをサンプリングし、その後、トランジスタＭ１ｂが一時的にオンした時刻ｔ１７のタイミングで、第２素子Ｅ２ｂに蓄積された電荷を表す検出レベルをサンプリングする。

【0070】

つまり、本実施形態では、二つの第２素子Ｅ２ａおよびＥ２ｂは、露光開始タイミングが異なるローリングシャッタ方式によって制御される。
［２−５．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｄ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

【0071】

（２ａ）本実施形態では、単位素子ブロックＢａが、第２素子Ｅ２の代わりに、略１／４の大きさを有する４つの第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄを有し、撮像モードでは、複数の第２素子Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄのそれぞれからが画素値を読み出している。従って、本実施形態によれば、より高精細な撮像画像を生成することができる。

【0072】

［２−６．変形例］
上記実施形態では、撮像期間の開始後、トランジスタＭ１ｂが時刻ｔ１１のタイミングでオフされているが、図１１に示す時刻ｔ１５のタイミングでオフされるようにしてもよい。この場合、時刻ｔ１１〜ｔ１７の期間をシャッタ期間として第２素子Ｅ２ｂのカソードに蓄積された電荷がトランジスタＭ３のゲートに転送され、その電荷に応じた信号レベル（即ち、検出レベル）を有する検出信号ＳｃがＡＤ変換部３２２に出力される。つまり、複数の第２素子Ｅ１及びＥ２のシャッタ期間を同じ長さとすることができる。

【0073】

［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0074】

第３実施形態は、走査部２０が省略されると共に、発光部１０ａ、受光素子アレイ３１および単位回路３２１ｂの構成が第１実施形態とは相違する。
［３−２．発光部／受光素子アレイ］
発光部１０ａは、図１２に示すように、複数の発光素子１１を備え、各発光素子１１には、それぞれレンズ１２が設けられている。各レンズ１２は、発光素子１１からの照射光を、それぞれ異なる方向に出射するように設定されている。ここでは、Ｍ個の発光素子１１およびレンズ１２を備える。各レンズ１２は、それぞれがＭ分割された検知領域のいずれかに対応づけられ、各発光素子１１からの照射光が、対応する分割された検知領域に向けて照射されるように設定されている。

【0075】

受光素子アレイ３１は、図示を省略するが、複数の単位素子ブロックＢを備え、各単位素子ブロックには、発光部１０ａと同様に、それぞれレンズが設けられている。ここでは、Ｍ個の単位素子ブロックＢおよびレンズを備える。各レンズは、それぞれ、Ｍ分割された検知領域のいずれかに対応づけられ、対応する分割された検知領域から到来する反射光のみが単位素子ブロックＢに入射されるように設定されている。

【0076】

［３−３．単位回路］
図１３に示すように、単位回路３２１ｂでは、図３に示した単位回路３２１に対して、トランジスタＭ７が追加されている。

【0077】

トランジスタＭ７は、トランジスタＭ３と、検出信号Ｓｃｉを増幅する増幅器Ａ３との間に設けられ、制御信号φｓｅｌｉに応じて経路Ｌ２１を導通または遮断する。なお、図１３に示された符号において、符号の最後に付与されているｉは、単位素子ブロックＢが複数存在することによって、複数存在する単位回路３２１ｂを識別する識別子であり１〜Ｍの値をとる。

【0078】

このような単位回路３２１ａを用いた場合、制御信号φｓｅｌｉを用いることによって、検出信号Ｓｃｉを個別に出力させることができる。このため、図１４に示すように、複数の単位回路３２１ａを接続することにより、検出信号Ｓｃｉに対する増幅器およびＡＤ変換器、即ち、図３における増幅器Ａ３およびＡＤ変換器ＡＤ３を、複数の単位回路３２１ａ間で共用してもよい。

【0079】

また、この場合、図１１を用いて説明した場合と同様に、撮像期間を前半と後半とに分けて、方位１についての検出信号Ｓｃ１を処理し、後半では方位２についての検出信号Ｓｃ２を処理するように構成してもよい。

【0080】

［３−４．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｃ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

【0081】

（３ａ）第３実施形態によれば、複数の単位回路３２１ｂの間で、検出信号Ｓｃｉを処理する増幅器およびＡＤ変換器を共用させることができるため、ＡＤ変換部３２２の回路規模を抑制することができる。

【0082】

（３ｂ）第３実施形態によれば、発光部１０ａおよび受光素子アレイ３１にレンズを設けることによって、機械的な手法を用いる走査部２０を用いることなく走査を実現しているため、装置規模を抑制することができる。

【0083】

［４．第４実施形態］
［４−１．第１実施形態との相違点］
第４実施形態は、基本的な構成は第３実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第３実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0084】

第４実施形態は、単位回路３２１ｃの構成、および駆動制御部５１での制御内容が第１実施形態とは相違する。
［４−２．単位回路］
図１５に示すように、単位回路３２１ｃでは、図３に示した単位回路３２１に対して、トランジスタＭ８〜Ｍ１１、コンデンサＣ１，Ｃ２、定電流回路ＣＵ１が追加されている。

【0085】

これらは、いずれもトランジスタＭ３以降の経路Ｌ２１に設けられている。また、これら追加された構成のうち、トランジスタＭ８，Ｍ９、及びにコンデンサＣ１，Ｃ２が、保持回路に相当する。

【0086】

コンデンサＣ１及びＣ２は、トランジスタＭ３と検出信号Ｓｃｉを増幅する増幅器Ａ３との間にて、経路Ｌ２１とグランドとの間にそれぞれ接続されている。以下では、コンデンサＣ１と経路Ｌ２１との接続点をシフト点Ｐ１、コンデンサＣ２と経路Ｌ２１との接続点をシフト点Ｐ２という。

【0087】

トランジスタＭ８は、トランジスタＭ３とシフト点Ｐ１との間に設けられ、制御信号φｓｈａｉに従って、経路Ｌ２１を導通または遮断する。
トランジスタＭ９は、シフト点Ｐ１とシフト点Ｐ２との間に設けられ、制御信号φｓｈｂｉに従って、経路Ｌ２１を導通または遮断する。

【0088】

トランジスタＭ１０は、シフト点Ｐ２の信号レベルｒｅｓｉを増幅し、検出信号Ｓｃとして出力する。
トランジスタＭ１１は、トランジスタＭ１０と増幅器Ａ３との間に設けられ、信号φｓｅｌｉに従って、経路Ｌ２１を導通または遮断する。

【0089】

定電流回路ＣＵ１は、トランジスタＭ１０にバイアス電流を流す。
このように構成された単位回路３２１ｃでは、第２素子Ｅ２のカソードに蓄積された電荷を、バケツリレー方式で、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２に保持することができる。

【0090】

［４−３．駆動制御部］
駆動制御部５１による制御内容について説明する。但し、単位回路３２１ｃは、図１４で示したように、検出信号Ｓｃｉを処理する増幅器およびＡＤ変換器を、二つの単位回路３２１ｃで共用するように接続されているものとする。

【0091】

撮像モードでは、トランジスタＭ１、Ｍ２、及びＭ４〜Ｍ６は、いずれの単位回路３２１ｃも、第１実施形態の場合と同様にオンオフ制御される。これにより、第２素子Ｅ２のカソード電位ＶｐｉおよびトランジスタＭ３のゲート電位Ｖｇｉの波形も同様のものとなる。

【0092】

時刻ｔ３では、トランジスタＭ２と同時に、トランジスタＭ８及びＭ９もオンに設定され、シフト点Ｐ１及びＰ２の電位がリセットされる。その後、トランジスタＭ９は、トランジスタＭ２と同様に、時刻ｔ４の直前でオフされ、トランジスタＭ８は、時刻ｔ５までオンに保持される。

【0093】

時刻ｔ４のタイミングでトランジスタＭ１が一時的にオンすると、第２素子Ｅ２のカソードに蓄積された電荷（即ち、電位Ｖｐｉ）が、トランジスタＭ３のゲートに転送され、そのときのゲートの信号レベルＶｇｉがトランジスタＭ３で増幅され、コンデンサＣ１に充電される。その後、時刻ｔ５のタイミングで、トランジスタＭ８がオフすることで、第２素子Ｅ２により蓄積された電荷に応じた信号レベルがコンデンサＣ１に記憶される。

【0094】

ここまでは、二つの単位回路３２１ｃにて同一の制御が行われ、これ以降は、異なる制御が行われる。
時刻ｔ５のタイミングで、方位１を処理する単位回路３２１ｃ（以下、第１単位回路）のトランジスタＭ１１がオンされる。すると第１単位回路では、コンデンサＣ２に記憶されている信号レベルｒｅｓ１がトランジスタＭ１０で増幅され、検出信号Ｓｃ１として出力される。この検出信号Ｓｃ１の信号レベルが、方位１についての基準レベルとしてＡＤ変換器によってサンプリングされる。トランジスタＭ１１は時刻ｔ７までオンに保持される。

【0095】

時刻ｔ６のタイミング、ここでは撮像モードから距離測定モードに切り替わるタイミングで、第１単位回路のトランジスタＭ８およびＭ９が一時的にオンされる。すると第１単位回路では、コンデンサＣ１に記憶されている信号レベルｓｉｇ１が、コンデンサＣ２に転送され、更に、トランジスタＭ１０で増幅され、検出信号Ｓｃ１として出力される。この検出信号Ｓｃ１の信号レベルが、方位１についての検出レベルとしてＡＤ変換器によってサンプリングされる。

【0096】

時刻ｔ７のタイミングで、第１単位回路のトランジスタＭ１１がオフされ、方位２を処理する単位回路３２１ｃ（以下、第２単位回路）のトランジスタＭ１１がオンされる。すると、第２単位回路では、コンデンサＣ２に記憶されている信号レベルｒｅｓ２がトランジスタＭ１０で増幅され、検出信号Ｓｃ２として出力される。この検出信号Ｓｃ２の信号レベルが、方位２についての基準レベルとしてＡＤ変換器によってサンプリングされる。トランジスタＭ１１は時刻ｔ９までオンに保持される。

【0097】

時刻ｔ８のタイミングで、第２単位回路のトランジスタＭ８およびＭ９が一時的にオンされる。このとき第２単位回路では、コンデンサＣ１に記憶されている信号レベルｓｉｇ２が、コンデンサＣ２に転送され、更に、トランジスタＭ１０で増幅され、検出信号Ｓｃ２として出力される。この検出信号Ｓｃ２の信号レベルが、方位２についての検出レベルとしてＡＤ変換器によってサンプリングされる。

【0098】

［４−４．効果］
以上詳述した第４実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｃ）、（３ａ）及び（３ｂ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

【0099】

（４ａ）第４実施形態では、コンデンサＣ２に基準レベル、コンデンサＣ１に検出レベルを記憶させるため、撮像期間に縛られることなく、任意のタイミングで検出信号Ｓｃを読み出すことができるため、制御の自由度を高めることができる。

【0100】

［第５実施形態］
［５−１．第１実施形態との相違点］
第５実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0101】

第５実施形態は、モード設定部５２による動作モードの切り替え方が第１実施形態とは相違する。
［５−２．モード設定部］
モード設定部５２が実行する処理を、図１７に示すフローチャートを用いて説明する。

【0102】

本処理は、繰り返し実行される。
本処理が開始されると、Ｓ２１０にて、モード設定部５２は、情報取得部４０を介して、渋滞情報、および車速Ｖを含む情報を取得する。

【0103】

Ｓ２２０では、モード設定部５２は、Ｓ２１０で取得した渋滞情報に基づき、自車が走行中の道路が渋滞中であるか否かを判定する。なお、渋滞中であるか否か野判定は、物標検出部５３での検出結果を利用して行ってもよい。Ｓ２２０にて肯定判定された場合はＳ２３０に移行し、否定判定された場合はＳ２４０に移行する。

【0104】

Ｓ２４０では、モード設定部５２は、動作モードを距離測定モードに設定して、検知領域の全体に渡る走査を実行する。これにより、距離測定部３３からは、検知領域に存在する物標との距離を表す距離画像が得られる。

【0105】

Ｓ２５０では、モード設定部５２は、Ｓ２１０で取得した情報に基づき、市街地を走行中であるか否かを判定する。Ｓ２５０で肯定判定された場合はＳ２３０に移行し、否定判定された場合は、本処理を終了する。

【0106】

市街地を走行しているか否かの判定は、例えば、速度Ｖが予め設定された閾値Ｖth以下であるか否かによって行ってもよい。また、瞬時的な速度だけでなく、速度の時間変化等を考慮し、閾値Ｖth以下の状態が所定時間以上継続しているか否かによって判定してもよい。また、物標検出部５３での検出結果を利用して判定してもよい。

【0107】

Ｓ２３０では、モード設定部５２は、動作モードを撮像モードに設定して、検知領域の全体に渡る走査を実行する。これにより、画像生成部３４からは、検知領域を撮像した撮像画像が得られる。

【0108】

このようなモード設定処理を実行することにより、本実施形態では、図１８に示すように、動作モードの切替は、検知領域の全体に渡る走査が実行される毎に、即ち、方位１〜方位Ｍの全ての方位について、同じ動作モードでの処理が連続して実行される毎に行われる。

【0109】

そして、渋滞中であれば、撮像モードのみが繰り返され、比較的近距離の物標が重点的に検出される。渋滞中ではなく且つ市街地走行中であれば、距離測定モードと撮像モードとが交互に切り替えられ、近距離の物標及び遠距離の物標がバランスよく検出される。渋滞中でも市街地走行中でもなければ、高速道路を走行中であると推定し、距離測定モードのみが繰り返され、比較的遠距離の物標が重点的に検出される。

【0110】

なお、ここでは、状況によっては、一方の動作モードのみが繰り返される場合があるが、両動作モードが実行される割合を変化させてもよい。
［５−３．効果］
以上詳述した第５実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｄ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

【0111】

（５ａ）第５実施形態によれば、状況に適した動作モードが適宜選択されるため、その状況下において必要な情報を効率よく検出することができる。
［６．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0112】

（６ａ）上記実施形態では、検出信号Ｓａと検出信号Ｓｐとを別々のＡＤ変換器ＡＤ１及びＡＤ２を用いてサンプリングを行っているが、図１９に示すように、両検出信号ＳａおよびＳｐに対して、一つのＡＤ変換器ＡＤ２を用いるようにしてもよい。但し、この場合、単位回路３２１ｄは、トランジスタＭ５およびＭ６を、共通の制御信号φＴｏＦの代わりに、異なる制御信号φＴｏＦａ及びφＴｏＦｂによって個別に制御するように構成する必要がある。また、この場合、距離測定モードにおいて、同一の単位素子ブロックＢに属する第１素子Ｅ１と第２素子Ｅ２とを同時に使用することができないため、いずれか一方を選択して処理を実行する必要がある。具体的には、第１素子Ｅ１を使用しているときに、検出信号Ｓａの飽和が検出されると、第２素子Ｅ２に切り替え、また、第２素子Ｅ２を使用しているときに、検出信号Ｓｐのピーク値が閾値以下であることが検出されると、第１素子Ｅ１に切り替えるように制御すればよい。

【0113】

（６ｂ）更に、図２０に示すように、検出信号Ｓｃも含めて一つのＡＤ変換器ＡＤ２を用いるようにしてもよい。この場合、単位回路３２１ｅには、図１９に示した単位回路３２１ｄに、トランジスタＭ１２を追加する必要がある。トランジスタＭ１２は、トランジスタＭ１３の後段に設けられ、制御信号φＩＳに従って経路Ｌ２２を導通または遮断する。そして、トランジスタＭ５、Ｍ６、及びＭ１２のいずれか一つがオンされるように制御すればよい。

【0114】

（６ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【0115】

（６ｄ）上述した受光素子アレイおよび光検出装置の他、当該受光素子アレイまたは光検出装置を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。例えば、当該受光素子アレイまたは光検出装置を物体検出装置として、運転支援システムまたは自動運転システムに適用することもできる。運転支援システムは、例えば、衝突回避支援、車線維持支援、標識認識支援、車線変更支援、灯火制御等が含まれる。

【符号の説明】

【0116】

１…光検出装置、１０…発光部、１１…発光素子、１２…レンズ、２０…走査部、２１…ミラー部、２２…駆動部、３０…受光部、３１…受光素子アレイ、３２…読出部、３３…距離測定部、３４…画像生成部、４０…情報取得部、５０…制御部、５０ａ…ＣＰＵ、５０ｂ…メモリ、５１…駆動制御部、５２…モード設定部、５３…物標検出部、５４…強度制御部、Ｂ…単位素子ブロック、Ｅ１…第１素子、Ｅ２…第２素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】