【手続補正書】
【提出日】平成18年12月26日(2006.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】光検出装置およびその信号処理方法、並びに距離測定装置および距離測定方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  ２つの光電変換素子を有する単位画素が行列状に配列されてなる画素部と、
前記画素部の各単位画素を行単位で選択する第１走査部と、
前記画素部の各列ごとに配された信号線に対して、各単位画素から出力される信号を各列ごとに処理する信号処理部と
を備えたことを特徴とする光検出装置。
【請求項２】  前記単位画素は、前記２つの光電変換素子で光電変換された電荷を信号電流として信号線に出力する
ことを特徴とする請求項１記載の光検出装置。
【請求項３】  前記単位画素は、前記２つの光電変換素子の各出力端と信号電荷を蓄積する蓄積部との間に接続された２つの読み出し用トランジスタと、前記蓄積部をリセットするリセット用トランジスタと、前記蓄積部に蓄積された信号電荷を信号電流に変換する増幅用トランジスタと、前記増幅用トランジスタからの信号電流を選択的に信号線に出力する選択用トランジスタとを有する
ことを特徴とする請求項１記載の光検出装置。
【請求項４】  前記信号処理部は、前記信号線を通して流れる信号電流を各列ごとに信号電圧に変換するＩ-Ｖ変換回路を有する
ことを特徴とする請求項２記載の光検出装置。
【請求項５】  前記Ｉ-Ｖ変換回路は、インバータおよびその入出力端に接続された帰還抵抗からなる
ことを特徴とする請求項４記載の光検出装置。
【請求項６】  前記信号処理部は、前記Ｉ-Ｖ変換回路で変換された信号電圧に対して各列ごとにノイズ除去処理を行うノイズ除去回路を有する
ことを特徴とする請求項４記載の光検出装置。
【請求項７】  前記ノイズ除去回路は、リファレンス信号との差分をとる相関二重サンプリング回路からなる
ことを特徴とする請求項６記載の光検出装置。
【請求項８】  前記信号処理部は、前記Ｉ-Ｖ変換回路から逐次的に出力される前記２つの光電変換素子に基づく２つの信号に対してその信号電位の大小を判定する比較回路を有する
ことを特徴とする請求項４記載の光検出装置。
【請求項９】  前記比較回路は、インバータおよびその入出力端間に接続されたトランジスタを有するチョッパ型コンパレータからなる
ことを特徴とする請求項８記載の光検出装置。
【請求項１０】  請求項１記載の光検出装置においてさらに、
前記第１走査部によって選択された行の画素について、前記信号処理部によって各列ごとに処理された各画素の信号を逐次出力する第２走査部を有する
ことを特徴とする光検出装置。
【請求項１１】  前記第２走査部は、前記信号処理部の途中から各列ごとに分岐された信号を順次選択して出力する列選択スイッチを有する
ことを特徴とする請求項１０記載の光検出装置。
【請求項１２】  前記第１走査部は、前記単位画素における電荷の蓄積時間を行単位でコントロールするシャッター走査回路を有する
ことを特徴とする請求項１０記載の光検出装置。
【請求項１３】  ２つの光電変換素子を有する単位画素が行列状に配列されてなる画素部を備えた光検出装置の信号処理方法であって、
前記画素部の各単位画素を行単位で選択走査し、
前記選択走査によって前記画素部の各単位画素から出力される信号を前記画素部の各列ごとに処理する
ことを特徴とする光検出装置の信号処理方法。
【請求項１４】  測定対象物体の表面に沿ってスリット光を走査させるスリット光走査手段と、
前記測定対象物体で反射され反射スリット光を受光するとともに、その反射スリット光の移動方向に隣接して配置された２つの光電変換素子を有する単位画素が行列状に配列されてなる半導体アレイセンサと、
前記半導体アレイセンサの各単位画素を行単位で選択する第１走査部と、
前記半導体アレイセンサの各列ごとに設けられ、前記単位画素から出力される前記２つの光電変換素子についての２つの信号に基づいて前記反射スリット光が受光面上の単位画素を通過する時点を検出する信号処理部と、
前記信号処理部での検出結果に基づいて前記測定対象物体の表面の位置を求める演算処理部と
を備えたことを特徴とする距離測定装置。
【請求項１５】  前記単位画素は、前記２つの光電変換素子で光電変換された電荷を信号電流として出力する
ことを特徴とする請求項１４記載の距離測定装置。
【請求項１６】  前記単位画素は、前記２つの光電変換素子の各出力端と信号電荷を蓄積する蓄積部との間に接続された２つの読み出し用トランジスタと、前記蓄積部をリセットするリセット用トランジスタと、前記蓄積部に蓄積された信号電荷を信号電流に変換する増幅用トランジスタと、前記増幅用トランジスタからの信号電流を選択的に信号線に出力する選択用トランジスタとを有する
ことを特徴とする請求項１４記載の距離測定装置。
【請求項１７】  前記信号処理部は、前記単位画素から出力される信号電流を各列ごとに信号電圧に変換するＩ-Ｖ変換回路を有する
ことを特徴とする請求項１４記載の距離測定装置。
【請求項１８】  前記信号処理部は、前記Ｉ-Ｖ変換回路から逐次的に出力される前記２つの光電変換素子に基づく２つの信号に対してその信号電位の大小を判定する比較回路を有する
ことを特徴とする請求項１４記載の距離測定装置。
【請求項１９】  請求項１４載の距離測定装置においてさらに、
前記第１走査部によって選択された行の画素について、前記信号処理部によって各列ごとに処理された各画素の信号を逐次出力する第２走査部を有する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２０】  前記第２走査部は、前記信号処理部の途中から各列ごとに分岐された信号を順次選択して出力する列選択スイッチを有する
ことを特徴とする請求項１９記載の距離測定装置。
【請求項２１】  前記第１走査部は、前記単位画素における電荷の蓄積時間を行単位でコントロールするシャッター走査回路を有する
ことを特徴とする請求項１９記載の距離測定装置。
【請求項２２】  測定対象物体の表面に沿ってスリット光を走査させるスリット光走査手段と、
前記測定対象物体で反射され反射スリット光を受光するとともに、その反射スリット光の移動方向に隣接して配置された２つの光電変換素子を有する単位画素が行列状に配列されてなる半導体アレイセンサと
を備えた距離測定装置において、
前記半導体アレイセンサの各単位画素を行単位で選択走査し、
前記選択走査によって前記半導体アレイセンサの各単位画素から出力される前記２つの光電変換素子についての２つの信号に基づいて前記反射スリット光が受光面上の単位画素を通過する時点を前記半導体アレイセンサの各列ごとに検出し、
その検出結果に基づいて前記測定対象物体の表面の位置を求める
ことを特徴とする距離測定方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光検出装置およびその信号処理方法、並びに距離測定装置および距離測定方法に関し、特に画素（セル）がアレイ状に配置されてなる半導体アレイセンサとしての光検出装置およびその信号処理方法、並びに当該光検出装置を用いて３次元物体の形状測定（物体表面の位置計測）を行う距離測定装置および距離測定方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より精度良く入射光を検出可能な光検出装置およびその信号処理方法、並びに当該光検出装置を用いた距離測定装置およびその測定方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光検出装置は、２つの光電変換素子を有する単位画素が行列状に配列されてなる画素部と、この画素部の各単位画素を行単位で選択する第１走査部と、画素部の各列ごとに配された信号線に対して、各単位画素から出力される信号を各列ごとに処理する信号処理部とを備えた構成となっている。また、信号処理方法は、２つの光電変換素子を有する単位画素が行列状に配列されてなる画素部を備えた光検出装置において、画素部の各単位画素を行単位で選択走査し、この選択走査によって画素部の各単位画素から出力される信号を画素部の各列ごとに処理する。そして、この光検出装置は、例えば、光切断法を用いて３次元物体の形状測定を行う距離測定装置において、３次元物体で反射されたスリット光を検出する半導体アレイセンサとして用いられる。また、この半導体アレイセンサを備えた距離測定装置において、半導体アレイセンサの各単位画素を行単位で選択走査し、この選択走査によって半導体アレイセンサの各単位画素から出力される２つの光電変換素子についての２つの信号に基づいて反射スリット光が受光面上の単位画素を通過する時点を半導体アレイセンサの各列ごとに検出し、その検出結果に基づいて前記測定対象物体の表面の位置を求める。