JP2021043131A - 距離測定装置及び該装置における測距機構のずれ調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測距機構の経時変化等に起因する集光領域と電荷蓄積領域のずれを解消させる。【解決手段】本技術は、光源からの光を対象エリアに対して走査しながら照射する照射部と、前記対象エリアにおける観測光を受光し、電気信号を出力する複数の受光素子を含む受光部と、前記複数の受光素子により受光された前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出する測距処理部と、前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを備える。前記制御部は、前記制御部は、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との位置的な関係を調整するずれ調整部を備える。【選択図】図１

Description

本開示に係る技術は、距離測定装置及び該装置における測距機構のずれ調整方法に関する。

物体（対象物）までの距離をＴｏＦ（Time of Flight）に基づいて計測する距離測定装置（測距センサと称されることもある。）が知られている。ＴＯＦには、一般に、直接ＴＯＦ（ｄＴＯＦ）と間接ＴＯＦ（ｉＴＯＦ）とがある。直接ＴｏＦは、発光素子からパルス光を発射し、パルス光が照射された物体からの反射光をＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）と呼ばれる受光素子で受けてフォトンを検出し、これにより発生したキャリアを、アバランシェ増倍を用いて電気信号パルスに変換し、これをＴＤＣ（Time to Digital Converter）に入力することで反射光の到来時刻を計測し、物体までの距離を算出する技術である。一方、間接ＴｏＦは、発光素子からパルス光を発射し、パルス光が照射された物体からの反射光を受光素子で受光することにより発生した電荷を検出し、その蓄積量が光の到来タイミングに依存して変化する半導体素子構造を利用して、光の飛行時間を計測する。

例えば、下記特許文献１は、対象物に輝度変調した走査光を照射する光源と、該対象物からの反射光を電気信号に変換し、該輝度変調に同期して感度変調する画素アレイと、該走査光に走査に同期して、該画素アレイを駆動し及び信号の読み出しを行う画素駆動回路とを有する距離画像入力装置を開示する。

特開２００２−３９７１６号公報

上記のような特許文献１に示される装置では、より精確な距離画像を得るために、光源から照射される光の照射タイミングと画素アレイからの信号の電荷の蓄積及び読出しタイミング（例えば、集光される領域と電荷が蓄積される領域）とを一致させた測距データを取得する必要がある。しかしながら、装置内の測距機構等の経時的変化や、外部環境（例えば温度）の変化、製造ばらつきなどに起因して上記タイミング間にずれが生じ、正しい測距データを取得できないという課題があった。

そこで、上記事情に鑑み、本開示では、測距機構の経時変化等に起因する測距処理タイミングのずれを解消し得る距離測定装置及び該装置における測距機構のずれ調整方法が提供される。

上記課題を解決するための本技術は、以下に示す特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。

すなわち、ある観点に従う本技術は、光源からの光を、所定の照射タイミングで対象エリアに対して走査しながら照射する照射部と、前記対象エリアにおける観測光を受光し、電気信号を出力する複数の受光素子を含む受光部と、前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群により受光された前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出するための測距処理を行う測距処理部と、前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを制御する制御部とを備える距離測定装置である。そして、前記制御部は、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との位置的な関係を調整するずれ調整部を備える。

また、ある観点に従う本開示に係る技術は、距離測定装置における測距機構のずれ調整方法である。測距機構は、照射部及び受光部を含み構成され得る。該ずれ調整方法は、光源からの光を、所定の照射タイミングで対象エリアに対して、照射部により走査しながら照射することと、前記対象エリアにおける観測光を、受光部における複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群により受光することと、前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群から前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく前記電気信号を読み出すことと、読み出した前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出するための測距処理を行うことと、前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを制御すること、を含む。そして、前記制御することは、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との関係を調整することを含む。

なお、本明細書等において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。

また、「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。

本技術の他の技術的特徴、目的、及び作用効果乃至は利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施形態により明らかにされる。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。

本技術の一実施形態における距離測定装置の構成の一例を示すブロックダイアグラムである。 本技術の一実施形態における距離測定装置における受光部の構成の一例を示すブロックダイアグラムである。 本技術の一実施形態に係る距離測定装置における受光部の動作を説明するタイミングチャートの一例を示す。 本技術の一実施形態に係る距離測定装置における集光領域と電荷蓄積領域との関係を説明するための図である。 本技術の一実施形態における距離測定装置における電荷蓄積と電荷読出しとの関係を説明するためのシーケンス図である。 本技術の一実施形態における距離測定装置における電荷蓄積と電荷読出しとの関係を説明するためのシーケンス図である。 本技術の一実施形態における距離測定装置における測距機構のずれ調整処理を説明するためのフローチャートである。 本技術の一実施形態に係る距離測定装置における照射光に対応する集光領域と電荷蓄積領域との関係を説明するための図である。 本技術の一実施形態における距離測定装置における測距機構のずれ調整処理を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本開示に係る技術の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本技術は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（例えば各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る距離測定装置及び該装置における測距機構のタイミング調整方法は、光源を含む照射部から照射されるパルス光に対する反射光が集光される受光部の領域（集光領域）と、パルス光の照射に応答して電荷が蓄積され読み出される受光部の領域（電荷蓄積）との間に位置的なずれが生じた場合に、該集光領域が該電荷蓄積に含まれるように（照射タイミングに対して電荷蓄積タイミングが合うように）、該電荷蓄積に対する集光領域を調整可能にしたことを特徴とする。一例として、集光領域の調整は、照射部によるパルス光の走査角度を制御することにより、調整される。

図１は、本技術の一実施形態に係る距離測定装置の構成の一例を示すブロックダイアグラムである。距離測定装置１は、光源からパルス光を出射し、パルス光が照射された物体ＯＢＪからの反射光を受光素子で受けることにより得られる電気信号に基づいて、物体ＯＢＪ（対象物ないしは被写体）までの距離を測定するいわゆる間接ＴＯＦ型測距センサである。本開示では、間接ＴＯＦ型測距センサを例にして説明されるが、直接ＴＯＦ型測距センサや光切断法等を用いた各種のセンサに対しても同様に適用され得る。

すなわち、同図に示すように、距離測定装置１は、例えば、制御部１０と、ドライバ部２０と、照射部３０と、受光部４０と、記憶部５０と、測距処理部６０といったコンポーネントを含み構成される。これらのコンポーネントは、例えば、ＣＭＯＳ ＬＳＩのようなシステム・オン・チップ（ＳｏＣ）として一体的に構成され得るが、例えば、照射部３０や受光部４０といった幾つかのコンポーネントが別体のＬＳＩとして構成されても良い。距離測定装置１はまた、測距処理部６０により算出された距離に係るデータ（測距データ）を外部に配置されたホストＩＣ（図示せず）に出力するための通信インタフェース部（通信ＩＦ部）７０を含み得る。また、距離測定装置１は、動作環境、例えば温度等の変化を検出するための温度センサ８０が設けられても良い。制御部１０は、例えば、温度センサ８０によって検出された温度に基づいて、本開示で説明される、距離測定装置１における測距機構のタイミング調整処理を実行する。

制御部１０は、距離測定装置１の動作を統括的に制御するコンポーネントである。制御部１０は、例えば、制御信号生成部１２と、ずれ調整部１４とを含み構成される。図示されていないが、制御部１０は、距離測定装置１の動作を司るクロックを生成するクロック生成部を含み得る。クロック生成部は、生成したクロックを例えば制御信号生成部１２に出力する。

制御信号生成部１２は、与えられたクロックに従って、ドライバ部２０及び受光部４０のそれぞれに対する制御信号を生成し、出力する。具体的には、制御信号生成部１２は、所定の照射タイミングで照射部３０が光を照射し走査するための照射制御信号をドライバ部２０に出力するとともに、該照射タイミングに対応した読出しタイミングで受光部４０の特定の受光素子群から電気信号を読み出すための受光制御信号を受光部４０に出力する。

ずれ調整部１４は、光源を含む照射部から物体ＯＢＪに向けて照射されるレーザパルス光（以下「パルス光」という。）に対応する反射光が集光される受光部の領域（集光領域）と、パルス光の照射に応答して電荷が蓄積される受光部の領域（電荷蓄積領域）との間の位置関係を調整する。例えば、ずれ調整部１４は、集光領域と電荷蓄積領域との位置的ないしはプロファイル的なずれをなくすために、集光領域の範囲を調整するためのパラメータを決定する。より具体的には、集光領域と電荷蓄積領域との位置的な関係は、後述するように、照射されるパルス光の走査角度を調整することにより調整される。このため、ずれ調整部１４は、走査ミラーに対する駆動電圧を制御するためのパラメータを制御信号生成部１２に与える。他の例として、パルス光の照射タイミングに対して、電荷を蓄積する受光素子群の動作タイミングを制御することにより、集光領域と電荷蓄積領域との位置的な関係が調整される。

ドライバ部２０は、制御信号生成部１２から与えられる照射制御信号に基づいて、照射部３０を駆動する。例えば、ドライバ部２０は、照射制御信号に基づいて、パルス光が出射されるように光源を駆動するとともに、出射したパルス光を所定の方向に走査するために照射部３０の照射光学系（図示せず）を駆動する。

照射部３０は、対象エリアに対して、ＴＯＦ測距のためのパルス光を出射しながら走査するコンポーネントである。このような測距に用いるためのパルス光は、アクティブ光と称されることもある。照射部３０は、例えば、光源と照射光学系とを含み構成され得る。光源は、例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬレーザ）であり得る。照射部３０は、例えば１０〜２００ＭＨｚの周波数で高速駆動され、また、数〜数十ｎｓのパルス幅を有し得るが、これに限られない。照射光学系は、例えば、走査ミラー及びシリンドリカルレンズ等を含み構成される。ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーは、走査ミラーの一例である。照射部３０は、例えば、ドライバ部２０の制御の下、光源から出射した一の方向（例えば水平方向）に沿ったライン状の光を、ドライバ部２０により駆動される走査ミラー等を用いて、該一の方向に直交する他の方向（例えば垂直方向）に段階的に走査することにより、対象エリアに対して光を空間的に照射する。走査ミラーの走査角度は、例えば、ドライバ部２０から印加される駆動電圧の大きさに比例する。本例では、ライン状の光を出射する光源が用いられるが、これに限られず、点光源を用いても良く、この場合は、２次元走査により面照射が実現される。本例では、光源は、ＬＳＩチップの外に設けられているものとするが、これに限られるものではなく、ｏｎチップにより構成されても良い。

受光部４０は、対象エリアから入射する光に反応して、制御部１０の制御の下、電荷を蓄積し、これに応じた電気信号を出力するセンサである。図示されていないが、典型的には、受光部４０の受光面の前方には、光を効率よく受光することができるように、集光レンズ等の受光光学系が設けられる。受光部４０は、典型的には、２次元アレイ状に配置された複数の受光素子を含み構成されたＣＭＯＳイメージセンサであるが。これに限られず、例えば、ＣＣＤイメージセンサであっても良い。受光部４０の特定の受光素子群は、制御部１０の制御の下、例えば所定の照射タイミングに同期した所定の受光タイミングで動作し、受信した観測光に応じた電荷を蓄積する。例えば、受光部４０の特定の受光素子群は、上述したパルス駆動の周波数（１０〜２００ＭＨｚ）と同じ周波数（１０〜２００ＭＨｚ）に変調された電圧で印加され駆動される。これにより、パルス光の照射タイミングと受光素子群の蓄積タイミングとを整合させる。受光部４０は、後述する各ゾーン（電荷蓄積領域）について、例えば４回のパルス光の出射に対応して４回の電荷蓄積及び出力（読出し）を行う。受光部４０から読み出された電荷（電気信号）は、記憶部５０に転送される。

記憶部５０は、受光部４０から読み出された電気信号を一時的に保持するメモリである。記憶部５０は、揮発性メモリであっても良いし、不揮発性メモリであっても良い。本例では、記憶部５０は、受光部４０から読み出される１フレーム分の電気信号パルスを保持するように構成されるが、これに限られない。代替例として、記憶部５０は、照射部３０による数ライン分のパルス光の照射に対応する観測光に基づく電気信号を保持し得る。

測距処理部６０は、照射部３０により出射したパルス光と受光部４０により受光した観測光とに基づいて、物体ＯＢＪまでの距離を算出する（測距する）コンポーネントである。測距処理部６０は、典型的には、信号処理プロセッサにより構成される。本開示では、測距処理部６０は、照射部３０により出射された異なる位相を持つパルス光（多相のパルス光）に対応して、受光部４０により各位相について受光され蓄積された電荷に基づいて、距離を算出するように構成される。

図２は、本技術の一実施形態に係る距離測定装置における受光部の構成の一例を示すブロックダイアグラムである。同図に示すように、受光部４０は、受光素子アレイ４２と、垂直走査回路４４と、水平走査回路４６とを含み構成される。

受光素子アレイは、複数の受光素子が２次元アレイ状に配置されたＣＭＯＳイメージセンサである。受光素子は、例えばロックインピクセル構造を有する埋め込みフォトダイオードである。１つの受光素子は、例えば１画素に対応するが、これに限られない。なお、２次元アレイとは、行及び列方向に沿って受光素子群が配置される構成を含むほか、例えば、受光素子群が千鳥配列された構成を含み得る。

垂直走査回路４４は、制御信号生成部１２からの制御信号に従って行選択信号を生成し、これにより、行方向に配列された受光素子群を順次に有効化する回路である。垂直走査回路４４は、例えばシフトレジスタ（図示せず）を含み構成される。垂直走査回路４４は、一の行選択信号により、例えば、照射部３０により照射されるパルス光の走査に対応する集光領域及びこれに外接する領域（すなわち電荷蓄積領域）における複数行の受光素子群を有効化する。

水平走査回路４６は、制御信号生成部１２からの制御信号に従って、有効化された受光素子群によって生成された電荷に基づく電気信号を読み出す回路である。水平走査回路４６は、例えばシフトレジスタ（図示せず）を含み構成される。水平走査回路４６は、受光素子群からパラレルに読み出した電気信号をシリアルの電気信号に変換しながら記憶部５０に書き込む。

なお、距離測定装置１は、照射部３０によるパルス光の照射タイミングに対応して、例えば垂直走査回路４４により垂直方向の受光素子群を選択し、その電荷蓄積と読出しのタイミングを調整するように構成されても良い。

図３は、本技術の一実施形態に係る距離測定装置における受光部の動作を説明するタイミングチャートの一例を示す。すなわち、同図に示すように、照射部３０により出射されたパルス幅Ｔ０を有するパルス光は物体ＯＢＪに照射され、遅延時間Ｔｄ後に、受光部４０において反射光として観測される。観測される反射光は、受光部４０の特定の受光素子群（該照射されるパルス光の走査に対応する受光素子群）により受光される。

各受光素子は、一対のゲートを有し、該一対のゲートのそれぞれに交互にパルス信号を与えることによって交互にゲートを開き、該受光素子で発生した電荷Ｑ１及びＱ２を各電荷蓄積部（図示せず）に転送する。各受光素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷Ｑ１及びＱ２は、電圧の変化量に変換され、電気信号として外部に読み出される。

以上のように構成された受光部４０は、制御部１０の制御の下、制御信号生成部１２からの制御信号に従った垂直走査回路４４及び水平走査回路４６の協調動作により、複数行の受光素子群が順次に有効化され、蓄積した電荷が受光素子群から電気信号として読み出され出力される。

なお、本開示では、後述するように、距離測定装置１は、受光素子群から読み出される電荷Ｑ１とＱ２との差の絶対値に基づいて、集光領域と電荷蓄積領域との間の位置的なずれを算出するように構成されているが、これに限られず、例えば、電荷Ｑ１又はＱ２のいずれかに基づいて該ずれを算出するように構成されても良いし、電荷Ｑ１とＱ２との和の絶対値に基づいて該ずれを算出するように構成されても良い。

上述したように、距離測定装置１は、４回のパルス光に対応して、４回の電荷蓄積及び電荷読出しを行う。すなわち、照射部３０は、制御部１０の制御の下、各ゾーンについて、０度、９０度、１８０度、及び２７０度というように位相が異なるパルス光（多相パルス光）を出射する。受光部４０は、制御部１０の制御の下、このように位相がずれて出射されたパルス光に対する反射光を集光し、各位相についての受光量に応じた電荷を蓄積する。本開示では、多相パルス光を用いた距離Ｄの算出は、例えば、以下のようにして行われる。

まず、照射部２０の光源から物体ＯＢＪまでの距離Ｄは、以下の式で算出される。
Ｄ＝（１／２）×ｃ×Δｔ …式１
ただし、ｃは光速である。

また、照射部２０が出力するパルス光の位相と受光部４０が受光したパルス光に対応する観測光の位相との差を位相差φとすると、Δｔは、以下の式によって算出される。
Δｔ＝（１／ｆ）×（φ／２π） …式２

したがって、照射部２０から物体ＯＢＪまでの距離Ｄは、
Ｄ＝ｃφ／（４πｆ） …式３
となる。

光源から物体までの距離Ｄを算出するために必要な位相差φは、照射部２０からのパルス光の位相と受光部４０での観測光の位相との差であり、次の式に基づいて算出される。
φ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｑ_９０−Ｑ_２７０）／（Ｑ_１８０−Ｑ_０）） …式４
ただし、Ｑ_０、Ｑ_９０、Ｑ_２７０、及びＱ_１８０は各位相における電荷量である。

以上より、距離Ｄは、算出された位相差φを式３に代入することにより算出される。

図４は、本技術の一実施形態に係る距離測定装置における集光領域と電荷蓄積領域との関係を説明するための図である。図中、集光領域Ａは、ある照射タイミングで照射部３０がパルス光を照射・走査した場合の、受光素子アレイ４２上の該パルス光に対応する反射光が集光すると想定される領域を示しており、電荷蓄積領域Ｂは、該照射・走査に対して受光素子アレイ４２の受光素子群により実際に電荷が蓄積され、電気信号として読み出される領域を示している。

同図（ａ）は、一般的な距離測定装置において、測距機構の経時的変化等により、集光領域Ａにおけるライン方向に沿った仮想中心線Ｌ１に対して、電荷蓄積領域Ｂにおけるライン方向に延伸した仮想中心線Ｌ２がδだけずれている状態を示している。つまり、同図（ａ）では、ある照射タイミングで照射されたパルス光に対応して動作する（電荷を蓄積する）受光素子群は、本来の集光領域Ａにおける受光素子群と一致していない。このような場合、パルス光の照射・走査に対して、正しい電気信号が読み出されず、より精確な距離画像を得ることができない。

同図（ｂ）は、本技術に係る距離測定装置１における集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの関係を示している。すなわち、同図に示すように、電荷蓄積領域Ｂは、集光領域Ａの外側の領域（外接する領域）を含むように設定される。したがって、本技術に係る距離測定装置１によれば、測距機構の経時的変化等により、集光領域Ａに対して、電荷蓄積領域Ｂがプロファイル的にずれた場合であっても、マージンｍの分だけ余裕があるため、正しい電気信号を読み出すことができ、さらに、後述するように、集光領域Ａに対する電荷蓄積領域Ｂのずれを調整することにより、集光領域Ａにおける有効化され電荷を蓄積した受光素子群から電気信号が正しく読み出されることになる。なお、本例では、マージンｍの幅は、上下同じに設定されているが、これに限られず、上下異なる幅であっても良い。

図５は、本技術の一実施形態に係る距離測定装置における受光素子アレイを説明するための図である。同図は、本開示における測距機構のずれ調整に関する用語を説明するために用いられる。同図に示すように、本例の受光素子アレイ４２は、Ｍ×Ｎの画素Ｐ（受光素子）群から構成されるものとする。

同図に示す受光素子アレイ４２において、一の方向（図中、水平方向）に沿って配列されたＮ個の受光素子群を「ライン」（Ｌｉｎｅ）と称するものとする。したがって、受光素子アレイ４２は、Ｍ個のラインから構成される。また、ある画素Ｐの位置は、Ｐ（ｉ，ｊ）で示されるものとする。

また、本開示において、「ゾーン」（Ｚｏｎｅ）とは、あるラインを中心にした電荷を蓄積する受光素子群である（図４における電荷蓄積領域Ｂに対応する。）。ゾーンｉは、ラインｉを中心にした電荷蓄積領域を示す。本例では、１つのゾーンは、３〜５ラインで構成される。ライン総数がＭとすると、ゾーンは以下のようになる。
ゾーン１：ライン１〜３
ゾーン２：ライン１〜４
ゾーン３：ライン１〜５
ゾーン４：ライン２〜６
ゾーン５：ライン３〜７
（中略）
ゾーンｉ：ラインｉ−２〜ｉ＋２
（中略） ゾーンＭ：ラインＭ−２〜Ｍ

図６は、本技術の一実施形態における距離測定装置における電荷蓄積と電荷読出しとの関係を説明するためのシーケンス図である。

同図に示すように、ある時刻ｔにおいて、制御信号生成部１２は、制御部１０の制御の下、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを出力すると、その立ち下がりエッジのタイミングで、照射部３０は、ドライバ２０によって駆動され、ゾーン１への集光が期待される多相パルス光を出射する。また、これに同期するように、制御信号生成部１２は、走査同期信号Ｓｓｙｎｃを出力する。これにより、ドライバ部２０は、走査同期信号Ｓｓｙｎｃに従って、走査ミラーに対する駆動電圧をＶ１からＶＭまで順次に降下させることで、照射部３０の走査ミラーを該電圧に応じた走査角度になるように制御する。つまり、走査ミラーの走査角度は、該駆動電圧に比例しており、電圧Ｖｉを印加した場合に、パルス光に対応する集光領域Ａの仮想中心線Ｌ１（図４参照）が、ゾーンｉの中心、すなわち、ラインｉに一致するように調整されている。なお、ゾーン（電荷蓄積領域Ｂ）は、ライン方向について数画素ないしは配列画素数の数％分、走査方向については略３画素分だけマージンｍが設けられている。

例えば、ゾーンｉにおいて、パルス光に対応する集光領域Ａの仮想中心線Ｌ１がラインｉ＋ｄであったとする（ｄはずれ量）。また、走査ミラーに対する駆動電圧Ｖｄだけ変化させると、１ライン分だけ仮想中心線Ｌ１がシフトするものとする。この場合、走査ミラーに対する駆動電圧Ｖｉ’は、
Ｖｉ’＝Ｖｉ−ｄ×Ｖｄ …式５
となる。

ずれ調整部１４は、算出されるずれ量ｄに応じて、走査ミラーに対する駆動電圧を制御するための動作パラメータを決定し、制御信号生成部１２に出力する。

また、制御信号生成部１２による垂直同期信号ＶＳｙｎｃに対応して、受光部４０の各受光素子は電荷蓄積部に電荷Ｑ１及びＱ２を蓄積し、蓄積された電荷Ｑ１及びＱ２は電荷Ｑとして読み出される（すなわち、電荷Ｑは電荷Ｑ１と電荷Ｑ２との絶対値の差を示す電気信号である。）。つまり、上述したように例えばゾーン１は、ライン１〜３により構成されていることから、照射部３０は、パルス光に対応する集光領域Ａにおける仮想中心線Ｌ１がライン１に一致するパルス光を出射し、受光部４０は、ライン１〜３の受光素子群により電荷Ｑ１及びＱ２を蓄積し、これらを読み出す。本例では、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃによってトリガされたタイミングから、各ゾーンについて、パルス光の出射に対応した電荷蓄積及び電荷読出しが、時間Ｔｚの間に４回に行われている。そして、４回の電荷蓄積の時間と３回の電荷読出しの時間を合わせた時間Ｔ１から、遷移時間Ｔ２の経過後、次のゾーンの電荷蓄積及び電荷読出しが開始される。

すなわち、照射部３０は、４回の電荷蓄積及び３回の電荷読出しに要する時間Ｔ１から所定の遷移時間Ｔ２経過後、次のゾーン、すなわちゾーン２に対する集光のためにパルス光を出射し、これに対応するように、受光部４０は、ライン１〜４の受光素子群により電荷Ｑ１及びＱ２を蓄積し、蓄積された電荷Ｑ１及びＱ２が電荷Ｑとして読み出される。以降、同様にして、電荷蓄積及び電荷読出しがゾーンＭまで繰り返された後、再び、ゾーン１に戻って、電荷蓄積及び電荷読出しがゾーンＭまで繰り返される。ずれ調整処理においては、このようなゾーン１からＭまでの電荷の蓄積及び電荷の読出しが、誤差の平準化のため、例えば、１０００回繰り返される。

図７は、本技術の一実施形態における距離測定装置における測距機構のずれ調整処理を説明するためのフローチャートである。このようなずれ調整処理は、例えば、距離測定装置の起動時に実行される。或いは、距離測定装置１の動作環境が急激に変化した場合や、ユーザ等による外部からの指示に従って、実行されても良い。

同図に示すように、距離測定装置１の制御部１０は、まず、パルス光の照射位置及びこれに対応する電荷蓄積領域Ｂ（ゾーン）の初期設定を行う（Ｓ７０１）。本例では、対象とするゾーンとして、ゾーンｉ＝１に初期設定される。

続いて、照射部３０は、制御部１０の制御の下、対象としているゾーンに対して、所定の照射タイミングでライン状のパルス光を照射・走査し（本例では４回のパルス光）、受光部４０は、その反射光を受光素子により受光することにより、電荷蓄積部に電荷Ｑ１及びＱ２を蓄積し、蓄積された電荷Ｑ１及びＱ２を電荷Ｑとして読み出す（Ｓ７０２）。読み出された電荷Ｑは、記憶部５０に一時的に保持される。すなわち、記憶部５０には、パルス光に対応する水平方向のラインと走査方向の各ライン（本例では最大５ラインとなる。）とによって形成される電荷蓄積領域Ｂにおける受光素子群からの電荷Ｑが保持される。なお、本開示では、上述したように、４回の電荷蓄積及び電荷読出しが行われるが、ここでいう電荷Ｑは、１回の電荷蓄積及び電荷読出しに対応するものであっても良いし、４回分の電荷量の合計であっても良い。

次に、ずれ調整部１４は、制御部１０の制御の下、記憶部５０に保持された電荷Ｑについて、ラインごとの電荷総量Ｑ_ｓｕｍを算出する（Ｓ７０３）。例えば、画素Ｐ（ｉ，ｊ）の電荷Ｑを「Ｑ（ｉ，ｊ）」と表すとすると、ラインごとの電荷総量Ｑ_ｓｕｍ（ｉ）は、
Ｎ
Ｑ_ｓｕｍ（ｉ）＝Σ Ｑ（ｉ，ｊ） …式６
ｊ＝１
となる。

ずれ調整部１４は、続いて、対象としているゾーンにおいて、算出した電荷総量Ｑ_ｓｕｍ（ｉ）が所定のしきい値以上になっているラインの番号を特定するとともに、その数ｎをカウントアップする（Ｓ７０４）。なお、所定のしきい値は、対象物からの反射光を受光しないラインにおいても、ノイズ等により電荷Ｑが０にならないことから、ノイズ等の影響を除去するために設けられている。

次に、ずれ調整部１４は、カウントしたライン数ｎに基づいて、ゾーンにおける重心位置Ｇを算出する（Ｓ７０５）。例えば、重心位置Ｇは、以下の式により算出される。
Ｇ＝（ΣＬｎ）／ｎ …式７
ただし、Ｌｎは電荷総量Ｑ_ｓｕｍが所定のしきい値以上であるラインの番号であり、ｎは電荷総量Ｑ_ｓｕｍが所定のしきい値以上であるラインの数である。例えば、ゾーン５において、ライン３〜７のうち、ライン４，５，６の電荷総量Ｑ_ｓｕｍがしきい値以上であった場合、重心位置Ｇは、
Ｇ＝（４＋５＋６）／３＝５
となる。

ずれ調整部１４は、次に、算出した重心位置Ｇと集光領域における参照位置Ｌ_Ｒｅｆとの差分値（ずれ量）ｄを算出し、これを記録する（Ｓ７０６）。ずれ調整部１４は、上記の処理を所定回数（例えば１０００回等）繰り返したか否かを判断し（Ｓ７０７）、所定回数繰り返していないと判断する場合には（Ｓ７０７のＮｏ）、Ｓ７０２の処理に戻る。一方、ずれ調整部１４は、所定回数繰り返したと判断する場合には（Ｓ７０７のＹｅｓ）、記録しておいた差分値ｄに基づいて、その平均値ｄ_Ａｖｅを算出する（Ｓ７０８）。

ずれ調整部１４は、続いて、算出した差分平均値ｄ_Ａｖｅが所定の範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ７０９）。つまり、算出した差分平均値ｄ_Ａｖｅが所定の範囲内に収まっていれば、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとのずれは許容範囲であると判断され、ずれ調整は実行されない。ずれ調整部１４は、算出した平均値ｄ_Ａｖｅが所定の範囲内に収まっていないと判断する場合（Ｓ７０９のＮｏ）、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの位置的な関係を調整するために、走査ミラーに対する駆動電圧が例えば１段階変更されるように動作パラメータを変更し（Ｓ７１０）、Ｓ７０２の処理に戻る。動作パラメータの変更により、制御信号生成部１２は、変更された動作パラメータに基づく制御信号をドライバ２０に送信し、ドライバ２０は、該制御信号に基づく駆動電圧で走査ミラーを駆動するようになる。ずれ調整部１４は、対象としているゾーンについて、上記の処理を、差分平均値ｄ_Ａｖｅが所定の範囲内に収まるまで繰り返す。これにより、対象としているゾーンにおいて、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの位置的な関係が徐々に調整され、ずれが解消されていくことになる。

例えば、ゾーンｉについて電荷を蓄積しているタイミングで、重心位置Ｇからのずれが３画素分あったとする。このような状態では、電荷蓄積領域Ｂの外側の受光素子によってパルス光に対する反射光を観測していることになるため、本来の測距データを取得できず、高精度な測距が不可能となる。したがって、ゾーンｉで電荷を蓄積して読み出しているタイミングでは、パルス光に対応する反射光の仮想中心線Ｌ１がラインｉに位置するように、走査ミラーの走査角度を調整するために、その駆動電圧を制御する動作パラメータが調整される。なお、本開示では、ずれ調整部１４は、走査ミラーに対する駆動電圧を調整するための動作パラメータを決定しているが、これに限られず、例えば、受光素子からの読出しタイミングを調整するようにしても良い。

ずれ調整部１４は、対象としているゾーンについて、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの位置的な関係を調整すると、全てのゾーンについて、このような位置的な関係のずれを調整したか否かを判断する（Ｓ７１１）。ずれ調整部１４は、全てのゾーンについて、このような位置的な関係のずれを調整していないと判断する場合（Ｓ７１１のＮｏ）、対象とするゾーンを１つシフトし（Ｓ７１２）、上記の処理を繰り返す。このようにして、位置ずれ調整は、最終ゾーンＭまで繰り返されることになる。

なお、本開示では、距離測定装置１は、走査ミラーに対する駆動電圧を制御することにより走査ミラーの走査角度を調整するように構成されたが、これに限られない。代替例として、他の実施形態に示されるように、距離測定装置１は、照射部３０によるパルス光の照射タイミングに対して、例えば、電荷が蓄積され、垂直走査回路４４により電気信号を読み出すべき走査方向の受光素子群の数（ライン数）を制御することによりずれを調整するように構成されても良い。

以上のように、本技術によれば、測距機構の経時変化等に起因する測距処理のタイミングのずれを解消させる距離測定装置及び該装置における測距動作のずれ調整方法が提供される。したがって、パルス光の照射・走査に対して正しい電気信号を読み出すことができ、より精確な距離画像を得ることができるようになる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、光源から照射されたライン状のパルス光に対応する反射光の仮想中心線が、受光面において例えば所定の角度θだけ回転した場合の、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの位置的な関係を調整する距離測定装置及び該装置における測距機構のずれ調整方法である。

図８は、本技術の一実施形態に係る距離測定装置における照射光に対応する集光領域と電荷蓄積領域との関係を説明するための図である。図中、集光領域Ａは、ある照射タイミングで照射部３０がパルス光を照射・走査した場合の、受光素子アレイ４２上の該パルス光が本来集光すると想定される領域を示しており、電荷蓄積領域Ｂは、該照射・走査に対して受光素子アレイ４２上の実際に電気信号を読み出す領域を示している。

同図に示すように、電荷蓄積領域Ｂは、本来の集光領域Ａの外側の領域（外接する領域）を含むように設定される。しかしながら、距離測定装置１内の測距機構等の経時的変化や、外部環境（例えば温度）の変化、製造ばらつきなどに起因して、パルス光のライン方向の軸が角度θだけ回転し、その結果、集光領域Ａ’として、正しく集光されなくなってしまうということが想定される。したがって、本実施形態に係る距離測定装置１では、測距機構の経時的変化等により、電荷蓄積領域Ｂに対して集光領域Ａ’が角度θだけずれた場合、そのずれ量に応じて電荷蓄積領域Ｂを走査方向に拡大することによって、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの正常な位置的な関係に較正し、パルス光の出射に対して適切な受光素子群から電気信号を読み出すようにしている。

図９は、本技術の一実施形態における距離測定装置における測距機構のずれ調整処理を説明するためのフローチャートである。

同図を参照し、上述したように、距離測定装置１の制御部１０は、まず、パルス光の照射位置及びこれに対応する電荷蓄積領域Ｂ（ゾーン）の初期設定を行う（Ｓ９０１）。本例では、対象とするゾーンとして、ゾーンｉ＝１に初期設定される。

続いて、照射部３０は、制御部１０の制御の下、対象としているゾーンに対する集光のために、所定の照射タイミングでライン状のパルス光を照射・走査し、これに応じて、受光部４０は、その反射光を受光素子により受光することにより、電荷蓄積部に電荷Ｑ１及びＱ２を蓄積し、蓄積された電荷Ｑ１及びＱ２を電荷Ｑとして読み出す（Ｓ９０２）。これにより、記憶部５０には、ゾーンにおける受光素子群のそれぞれから読み出された電荷Ｑが一時的に保持される。

次に、ずれ調整部１４は、ノイズ等を除去することを目的として電荷Ｑと所定のしきい値とを比較し、ゾーンにおける受光素子（画素）群のうち、電荷Ｑが所定のしきい値以上になっている画素を特定し、その数ｎをカウントする（Ｓ９０３）。続いて、ずれ調整部１４は、例えば以下の式に従って、重心位置Ｇを算出する（Ｓ９０４）。
Ｇ（ｘｇ，ｙｇ）＝（ΣＰｉ／ｎ，ΣＰｊ／ｎ） …式８
ただし、Ｐｉは、電荷Ｑが所定のしきい値以上である画素のｘ座標（ｘ方向は走査方向に対応する。）であり、Ｐｊは、電荷Ｑが所定のしきい値以上である画素のｙ座標（ｙ方向はライン方向に対応する。）である。また、ｎは、電荷Ｑが所定のしきい値以上である画素の数である。

次に、ずれ調整部１４は、集光領域Ａの仮想中心線Ｌ１の傾きθを算出する（Ｓ９０６）。具体的には、ずれ調整部１４は、ｘ方向に関して、電荷Ｑが所定のしきい値以上であり、画素座標Ｐｉが重心位置Ｇのｘ座標ｘｇよりも大きい（Ｐｉ＞ｘｇ）画素について、ベクトルＶ１（ｕ１，ｖ１）を算出する。
Ｖ１（ｕ１，ｖ１）＝（ΣＰｉ／ｎ，ΣＰｊ／ｎ，） …式９

同様に、ずれ調整部１４は、ｘ方向に関して、電荷Ｑが所定のしきい値以上であり、画素座標Ｐｉが重心位置Ｇのｘ座標ｘｇよりも小さい（Ｐｉ＜ｘｇ）画素について、ベクトルＶ２（ｕ２，ｖ２）を算出する。
Ｖ２（ｕ２，ｖ２）＝（−ΣＰｉ／ｎ，−ΣＰｊ／ｎ，） …式５

これより、ずれ調整部１４は、ベクトルＶ（ｕ，ｖ）を算出する。
Ｖ（ｕ，ｖ）＝Ｖ１（ｕ１，ｖ１）＋Ｖ２（ｕ２，ｖ２）
＝Ｖ（ｕ１＋ｕ２，ｖ１＋ｖ２） …式１０

そして、ずれ調整部１４は、電荷蓄積領域Ｂに対する集光領域Ａの傾きθ（図８参照）を以下の式に従って算出する。
ｓｉｎθ＝｜ｕ｜／（√（ｕ＾２＋ｖ＾２）） …式１１
ただし、｜ｕ｜はベクトルＶの成分ｕの絶対値である。

続いて、ずれ調整部１４は、算出した傾きθに基づいて、以下の式に従って傾き相当画素数Ｇ_ｔｉｌｔを算出し、これを記録する（Ｓ９０６）。傾き相当画素数Ｇ_ｔｉｌｔは、電荷蓄積領域Ｂの端部において集光領域Ａの端部が走査方向に何画素分ずれているかを示す。
Ｇ_ｔｉｌｔ＝（Ｎ／２）＊ｓｉｎθ …式１２
ただし、Ｎはしきい値を超えた画素数である。

ずれ調整部１４は、上記の処理を所定回数（例えば一千回等）繰り返したか否かを判断し（Ｓ９０７）、所定回数繰り返していないと判断する場合には（Ｓ９０７のＮｏ）、Ｓ９０２の処理に戻る。一方、ずれ調整部１４は、所定回数繰り返したと判断する場合には（Ｓ９０７のＹｅｓ）、記録しておいた傾き相当画素数Ｇ_ｔｉｌｔに基づいて、その傾き相当画素数の平均値Ｇ_ｔｉｌｔ_ａｖｅを算出する（Ｓ９０８）。

ずれ調整部１４は、続いて、算出した傾き相当画素数の平均値Ｇ_ｔｉｌｔ_ａｖｅが所定の範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ９０９）。例えば、ずれ調整部１４は、傾き相当画素数の平均値Ｇ_ｔｉｌｔ_ａｖｅがマージンｍに対して、以下の式を満たすか否かを判断する。
Ｇ_ｔｉｌｔ_ａｖｅ＜ｍ／２ …式１３

ずれ調整部１４は、式１３が満たされる（真である）と判断する場合（Ｓ９０９のＹｅｓ）、仮想中心線の傾きθによる集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとのずれは、距離測定装置１の動作上、許容範囲であると判断し、ゾーンを構成するライン数の調整（増減）を行わない。

一方、ずれ調整部１４は、算出した傾き相当画素数の平均値Ｇ_ｔｉｌｔ_ａｖｅが所定の範囲内に収まっていないと判断する場合（Ｓ９０９のＮｏ）、式１３が満たされない（偽である）と判断する場合、ゾーンに含まれるライン数が増加するように、受光部４０を制御する制御信号に対するパラメータを調整する（Ｓ９１０）。すなわち、ずれ調整部１４は、パルス光の照射タイミングに対して、受光素子アレイ４２において電荷蓄積のために有効化される受光素子群をライン単位で増加させて、電荷蓄積領域Ｂを拡大する。ずれ調整部１４は、ゾーン内のライン数を調整した後、Ｓ９０２の処理に戻る。

ずれ調整部１４は、対象としているゾーンについて、上記の処理を、傾き相当画素数の平均Ｇ_ｔｉｌｔ_ａｖｅが所定の範囲内に収まるまで繰り返す。これにより、対象としているゾーンにおいて、集光領域Ａと電荷蓄積領域Ｂとの関係が徐々に調整され、電荷蓄積領域Ｂに対する集光領域Ａの傾きによるずれがあった場合であっても、集光領域Ａの全領域が電荷蓄積領域Ｂに含まれるように調整され、この結果、電荷蓄積領域Ｂの測距データの欠落を防止し、測距を精確に行うことができるようになる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、オペレータによる外部からのコマンドに応じて、上述したずれ調整処理を実行する距離測定装置及び該装置における測距機構のタイミング調整方法である。なお、本実施形態では、距離測定装置１の前方には、例えば、受光部４０の全画角を覆うほどの大きさの反射板が設置されるものとするが、これに限られない。反射板は、例えば、全面白色のものが採用され得る。

すなわち、オペレータは、例えば、外部入力を介して、距離測定装置１に対してタイミング調整処理を実行するように指示をする。距離測定装置１の制御部１０は、該オペレータの指示に基づく調整開始信号を受け取ると、前方に設置された反射板に向けてパルス光を照射し、その反射光を受光することにより、ずれ調整部１４は、上記の実施形態で示したようなタイミング調整処理を実行する。また、反射板を利用している場合、ずれ調整部１４は、上述したゾーン単位ではなく、受光素子アレイ４２全体で反射光を受光し、これに基づいて、ずれを算出しても良い。また、その繰り返し回数も、反射板がない場合に比べて、数回〜数十回と少なくすることもできる。

上記各実施形態は、本技術を説明するための例示であり、本技術をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本技術は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。

例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。

また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ（技術的事項）を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。

なお、本技術は、以下のような構成を採用することもできる。
（１）
光源からの光を、所定の照射タイミングで対象エリアに対して走査しながら照射する照射部と、
前記対象エリアにおける観測光を受光し、電気信号を出力する複数の受光素子を含む受光部と、
前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群により受光された前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出するための測距処理を行う測距処理部と、
前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との位置的な関係を調整するずれ調整部を備える、
距離測定装置。
（２）
前記ずれ調整部は、前記電荷蓄積領域における前記複数の受光素子のうちの第１の受光素子群から読み出される第１の電気信号の値に基づく重心位置と、前記集光領域における参照位置とに基づいて、前記ずれ量を算出する、
前記（１）に記載の距離測定装置。
（３）
前記制御部は、前記所定の照射タイミングで前記照射部による前記光の照射を繰り返すように制御し、
前記ずれ調整部は、該照射の繰り返しに応じて前記第１の受光素子群により蓄積される電荷に基づく第１の電気信号の値に基づく前記重心位置の平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記ずれ量を算出する、
前記（２）に記載の距離測定装置。
（４）
前記ずれ調整部は、前記第１の電気信号の値が所定のしきい値以上である場合に、前記重心位置を算出する、
前記（２）又は（３）に記載の距離測定装置。
（５）
前記ずれ調整部は、前記ずれ量が所定の許容値以上である場合に、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との位置的な関係を調整する、
前記（１）から（４）のいずれか一つに記載の距離測定装置。
（６）
前記照射部は、前記所定の照射タイミングに従って一の方向に沿ったライン状の前記光を前記一の方向に直交する方向に所定の走査角度で順次に走査しながら照射し、
前記制御部は、前記電荷蓄積領域における前記複数の受光素子のうちの第１の受光素子群に蓄積された電荷に基づく第１の電気信号を前記第１の受光素子群から読み出すように制御する、
前記（１）から（５）のいずれか一つに記載の距離測定装置。
（７）
前記ずれ調整部は、前記ずれ量に応じて前記所定の走査角度が調整されるように制御する、
前記（６）に記載の距離測定装置。
（８）
前記照射部は、駆動電圧に応じて前記光を所定の走査角度で順次に走査するための走査ミラーを備え、
前記ずれ調整部は、前記走査ミラーに対する駆動電圧を制御することにより前記所定の走査角度が調整されるように制御する、
前記（７）に記載の距離測定装置。
（９）
前記ずれ調整部は、前記ずれ量に応じて前記電荷蓄積領域が拡大されるように、前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群の動作を制御する、
請求項８に記載の距離測定装置。
（１０）
前記ずれ調整部は、前記電荷蓄積領域に対する前記集光領域の傾きを算出し、該算出した傾きに基づいて、前記電荷蓄積領域が拡大されるように、前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群の動作を制御する、
前記（９）に記載の距離測定装置。
（１１）
前記ずれ調整部は、前記照射タイミングに対して、前記電荷を蓄積する受光素子群の動作タイミングを調整するように制御する、
前記（１）から（１０）のいずれか一つに請求項１に記載の距離測定装置。
（１２）
前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群から読み出される前記電気信号の値を保持するメモリを更に備える、
前記（１）から（１１）のいずれか一つに請求項１に記載の距離測定装置。
（１３）
前記制御部は、外部から与えられる調整開始指示信号に従って、前記ずれ調整部を動作させる、
前記（１）から（１２）のいずれか一つに記載の距離測定装置。
（１４）
前記第１の受光素子群は、前記集光領域における前記複数の受光素子のうちの受光素子群と該領域に外接する領域の受光素子群とを含む、
前記（２）から（１３）のいずれか一つに記載の距離測定装置。
（１５）
距離測定装置における測距機構のずれ調整方法であって、
光源からの光を、所定の照射タイミングで対象エリアに対して、照射部により走査しながら照射することと、
前記対象エリアにおける観測光を、受光部における複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群により受光することと、
前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群から前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく電気信号を読み出すことと、
読み出した前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出するための測距処理を行うことと、
前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを制御すること、を含み、
前記制御することは、
前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との関係を調整することを含む、
測距機構のずれ調整方法。
（１６）
前記調整することは、
前記電荷蓄積領域における前記複数の受光素子のうちの第１の受光素子群から読み出される第１の電気信号の値に基づいて、重心位置を算出することと、
前記算出した重心位置と前記電荷蓄積領域における参照位置とに基づいて、前記ずれ量を算出することと、を含む、
前記（１５）に記載の測距機構のずれ調整方法。

１…距離測定装置
１０…制御部
１２…制御信号生成部
１４…ずれ調整部
２０…ドライバ部
３０…照射部
４０…受光部
４２…受光素子アレイ
４４…垂直走査回路
４６…水平走査回路
５０…記憶部
６０…測距処理部
７０…通信インタフェース部
８０…温度センサ

Claims (16)

1. 光源からの光を、所定の照射タイミングで対象エリアに対して走査しながら照射する照射部と、
   前記対象エリアにおける観測光を受光し、電気信号を出力する複数の受光素子を含む受光部と、
   前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群により受光された前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出するための測距処理を行う測距処理部と、
   前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との位置的な関係を調整するずれ調整部を備える、
   距離測定装置。
2. 前記ずれ調整部は、前記電荷蓄積領域における前記複数の受光素子のうちの第１の受光素子群から読み出される第１の電気信号の値に基づく重心位置と、前記集光領域における参照位置とに基づいて、前記ずれ量を算出する、
   請求項１に記載の距離測定装置。
3. 前記制御部は、前記所定の照射タイミングで前記照射部による前記光の照射を繰り返すように制御し、
   前記ずれ調整部は、該照射の繰り返しに応じて前記第１の受光素子群により蓄積される電荷に基づく第１の電気信号の値に基づく前記重心位置の平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記ずれ量を算出する、
   請求項２に記載の距離測定装置。
4. 前記ずれ調整部は、前記第１の電気信号の値が所定のしきい値以上である場合に、前記重心位置を算出する、請求項２に記載の距離測定装置。
5. 前記ずれ調整部は、前記ずれ量が所定の許容値以上である場合に、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との位置的な関係を調整する、
   請求項１に記載の距離測定装置。
6. 前記照射部は、前記所定の照射タイミングに従って一の方向に沿ったライン状の前記光を前記一の方向に直交する方向に所定の走査角度で順次に走査しながら照射し、
   前記制御部は、前記電荷蓄積領域における前記複数の受光素子のうちの第１の受光素子群に蓄積された電荷に基づく第１の電気信号を前記第１の受光素子群から読み出すように制御する、
   請求項１に記載の距離測定装置。
7. 前記ずれ調整部は、前記ずれ量に応じて前記所定の走査角度が調整されるように制御する、
   請求項６に記載の距離測定装置。
8. 前記照射部は、駆動電圧に応じて前記光を所定の走査角度で順次に走査するための走査ミラーを備え、
   前記ずれ調整部は、前記走査ミラーに対する駆動電圧を制御することにより前記所定の走査角度が調整されるように制御する、
   請求項７に記載の距離測定装置。
9. 前記ずれ調整部は、前記ずれ量に応じて前記電荷蓄積領域が拡大されるように、前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群の動作を制御する、
   請求項８に記載の距離測定装置。
10. 前記ずれ調整部は、前記電荷蓄積領域に対する前記集光領域の傾きを算出し、該算出した傾きに基づいて、前記電荷蓄積領域が拡大されるように、前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群の動作を制御する、
    請求項１に記載の距離測定装置。
11. 前記ずれ調整部は、前記照射タイミングに対して、前記電荷を蓄積する受光素子群の動作タイミングを調整するように制御する、
    請求項１に記載の距離測定装置。
12. 前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群から読み出される前記電気信号の値を保持するメモリを更に備える、
    請求項１に記載の距離測定装置。
13. 前記制御部は、外部から与えられる調整開始指示信号に従って、前記ずれ調整部を動作させる、
    請求項１に記載の距離測定装置。
14. 前記第１の受光素子群は、前記集光領域における前記複数の受光素子のうちの受光素子群と該集光領域に外接する領域の受光素子群とを含む、
    請求項２に記載の距離測定装置。
15. 距離測定装置における測距機構のずれ調整方法であって、
    光源からの光を、所定の照射タイミングで対象エリアに対して、照射部により走査しながら照射することと、
    前記対象エリアにおける観測光を、受光部における複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群により受光することと、
    前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群から前記観測光に含まれる前記照射部により前記光が照射された物体からの反射光に応じて蓄積された電荷に基づく電気信号を読み出すことと、
    読み出した前記電気信号の値に基づいて、前記物体までの距離を算出するための測距処理を行うことと、
    前記照射部により照射された前記光に対応する前記反射光の集光領域と前記複数の受光素子のうちの幾つかの受光素子群による電荷蓄積領域とを制御すること、を含み、
    前記制御することは、
    前記集光領域と前記電荷蓄積領域との間のずれ量を算出し、算出した前記ずれ量が小さくなるように、前記集光領域と前記電荷蓄積領域との関係を調整することを含む、
    測距機構のずれ調整方法。
16. 前記調整することは、
    前記電荷蓄積領域における前記複数の受光素子のうちの第１の受光素子群から読み出される第１の電気信号の値に基づいて、重心位置を算出することと、
    前記算出した重心位置と前記電荷蓄積領域における参照位置とに基づいて、前記ずれ量を算出することと、を含む、
    請求項１５に記載の測距機構のずれ調整方法。

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