JP2023112763A - 光検出装置、光距離計測装置、及び、光検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】受光部が間接光を受光することによる、物体検出の精度の低下を検出可能な光検出装置を提供する。【解決手段】発光部１２は、注目領域３４の全体を照射する全照射、及び、注目領域３４の一部を照射する部分照射が可能となっている。受光部１４は、発光部１２が照射し被検出物Ｔにて反射した反射光を受光し、各照射区画３２に対応する複数の受光区画５４に区分された複数の受光素子５０を有する。プロセッサ２０は、各受光区画５４についての、全照射時の受光量と部分照射時の受光量との差分に基づいて、発光部１２が全照射した場合に、複数の受光区画５４の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、光検出装置、光距離計測装置、及び、光検出プログラムに関する。

従来、被計測物に対して発光部が光を照射し、被計測物にて反射した反射光を受光部が受光し、受光部が受光した反射光に基づいて被計測物までの距離を計測する光検出装置が提案されている（例えば特許文献１～５）。

特開２０１９－２１９４００号公報 特開２０１９－０２８０３９号公報 特開２０１７－１５４４８号公報 特開２００７－３３３５９２号公報 特開２０２０－７６６１９号公報

光検出装置は、発光部から被検出物に光を照射し、被検出物など（被検出物の背景など含む）にて反射した反射光を受光部が受光し、受光した反射光に基づいて、被検出物の検出や被検出物までの距離を計測する、といった物体検出を行う。ここで、発光部から出射した光が想定された光路で被検出物に照射されなかったり、被検出物からの反射光が想定された光路で受光部に受光されない場合があった。このような場合、受光部が間接光と呼ぶ光を受光することになり得る。受光部が間接光を多く受光すると、被検出物の検出精度や、被検出物までの間の距離計測の精度が低下してしまう。間接光としては、これらに限られるものではないが、例えば、発光部から被検出物以外の物体に反射して被検出物に照射された光の被検出物からの反射光、あるいは、反射光の経路において被検出物から受光部までの間に設けられたレンズにて多重反射した後に受光部が受光する反射光などである。

本発明の目的は、受光部が間接光を受光することによる、物体検出の精度の低下を検出可能な光検出装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、注目領域を照射する発光部と、前記発光部が照射し被検出物にて反射した反射光を受光する受光部であって、複数の受光区画に区分された複数の受光素子を有する受光部と、注目領域の全体を照射する全照射又は及び全体の受光結果を出力する全受光、及び、前記注目領域の一部を照射する部分照射又は及び一部の一部分の受光結果を順次出力する部分受光を実行し、且つ、前記受光部が受光した光に基づいて、前記被検出物を検出する物体検出処理を実行するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、各前記受光区画についての、前記発光部が前記全照射した場合の受光量と、前記発光部が前記部分照射した場合の受光量との差分に基づいて、前記発光部が前記全照射した場合に、前記複数の受光区画の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行する、ことを特徴とする光検出装置である。
請求項２に係る発明は、前記注目領域は、それぞれが各前記受光区画に対応した複数の照射区画に区分され、前記発光部は、前記全照射及び前記部分照射が可能な構成で、前記全照射において、前記注目領域内にある全ての前記照射区画を照射し、前記部分照射において、前記注目領域内の一部の前記照射区画を照射し、各前記受光区画が、対応する前記照射区画に向けて前記発光部が照射し被検出物にて反射した光を受光するように定義され、前記プロセッサは、前記発光部が前記全照射した場合に、前記注目領域内にある複数の前記照射区画に対応する複数の前記受光区画の少なくとも１つが、前記間接光を受光したことを検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置である。
請求項３に係る発明は、前記発光部は、前記複数の照射区画それぞれに対応する複数の発光区画に区分された複数の発光素子を有し、前記全照射において、前記注目領域内にある前記照射区画への光を発光する全ての前記発光区画を発光させ、前記部分照射において、前記注目領域内の一部の前記照射区画への光を発光する前記発光区画を発光させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置である。
請求項４に係る発明は、前記照射区画は、第１方向に並んで設けられ、前記発光部は、前記部分照射において、前記第１方向において、光を照射する前記照射区画と光を照射しない前記照射区画が交互に並ぶように、複数の前記照射区画を照射する、ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置である。
請求項５に係る発明は、前記発光部はパルス光を照射し、前記プロセッサは、前記物体検出処理及び前記間接光検出処理において、各前記受光区画が受光した、複数の前記パルス光の反射光の積算を前記受光量とし、前記間接光検出処理における複数の前記パルス光の反射光の積算回数は、前記物体検出処理における複数の前記パルス光の反射光の積算回数よりも少ない、ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置である。
請求項６に係る発明は、前記プロセッサは、前記間接光を受光した前記受光区画である間接光受光区画に対応しない前記照射区画を照射したときの前記間接光受光区画が受光した受光量に基づいて、前記間接光受光区画が受信した前記間接光の元となる光に係る前記照射区画である間接光源照射区画を特定する、ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置である。
請求項７に係る発明は、前記プロセッサは、前記間接光源照射区画を特定する際に、前記間接光を受光した前記受光区画である間接光受光区画に対応する前記照射区画に隣接する隣接照射区画を照射したときの前記間接光受光区画が受光した受光量に基づいて、前記間接光受光区画が受信した前記間接光の元となる光に係る前記照射区画である間接光源照射区画を特定する、ことを特徴とする請求項６に記載の光検出装置である。
請求項８に係る発明は、前記プロセッサは、前記間接光源照射区画以外の前記照射区画に比して、前記間接光源照射区画に対する光の照射量を低減させて前記物体検出処理を実行する、ことを特徴とする請求項６に記載の光検出装置である。
請求項９に係る発明は、前記プロセッサは、前記間接光検出処理において間接光が検出されなかった場合は、前記全照射または及び全受光で物体検出を行い、検出された場合は部分照射または及び部分受光で物体検出を行う請求項１に記載の光検出装置である。
請求項１０に係る発明は、各前記受光区画は、その縁部分において、隣接する他の受光区画の縁部分と重複するオーバーラップ領域を有し、前記プロセッサは、前記発光部が前記部分照射した場合、光を照射した前記照射区画に対応する前記受光区画における受光量のうち、光を照射しなかった前記照射区画に対応する前記受光区画と重複する前記オーバーラップ領域の受光量を、前記全照射したときの当該オーバーラップ領域の受光量に基づいて補正した上で、前記差分を取得する、ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置である。
請求項１１に係る発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の光検出装置を有し、前記プロセッサは、前記間接光検出処理で検出された間接光の影響を低減させてから前記受光部が受光した光に基づいて、前記被検出物としての被計測物までの距離を計測する距離計測処理を行う、ことを特徴とする光距離計測装置である。
請求項１２に係る発明は、注目領域を照射する発光部と、前記発光部が照射し被検出物にて反射した反射光を受光する受光部であって、複数の受光区画に区分された複数の受光素子を有する受光部と、注目領域の全体を照射する全照射又は及び全体の受光結果を出力する全受光、及び、前記注目領域の一部を照射する部分照射又は及び一部の一部分の受光結果を順次出力する部分受光を実行し、且つ、前記受光部が受光した光に基づいて、被計測物までの距離を計測する距離計測処理を行うプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記距離計測処理により得られた距離画像が有する各画素についての、前記発光部が前記全照射又は全受光した場合に得られた距離画像が示す距離と、前記発光部が前記部分照射又は部分受光した場合に得られた距離画像が示す距離との差分に基づいて、前記複数の受光区画の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行する、ことを特徴とする光距離計測装置である。
請求項１３に係る発明は、コンピュータに、発光部が照射し被検出物にて反射し受光部が受光した光に基づいて、前記被検出物の物体検出処理を行わせ、前記発光部は、注目領域内の全照射又は及び全受光、及び、前記注目領域内の一部を部分照射又は及び部分受光が可能であり、前記受光部は、複数の受光区画に区分された複数の受光素子を有し、コンピュータに、各前記受光区画についての、前記全照射又は全受光した場合の受光量と、前記部分照射又は部分受光した場合の受光量との差分に基づいて、前記複数の受光区画の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行させる、ことを特徴とする光検出プログラムである。
また、本発明は、部分照射では、異なるタイミングで注目領域の全体を照射する発光部と、間接光検出では、部分照射の際、前記受光部は、受光区画ごとに受光結果を出力する請求項２に記載の光検出装置という構成を取ることもできる。
また、本発明は、部分照射では、異なるタイミングで注目領域の全体を照射する発光部と、間接光検出では、部分照射の際、前記受光部は、照射区画に対応した受光区画以外は光を受光しないようにする請求項２に記載の光検出装置という構成を取ることもできる。

請求項１又は１１～１３に係る発明によれば、受光部が間接光を受光することによる、物体検出の精度の低下を検出可能な光検出装置を提供することができる。
請求項２に係る発明によれば、発光部は、部分照射において、照射区画単位で照射の有無を決定することができる。
請求項３に係る発明によれば、発光部は、１つの発光部から出射されたスキャンしながら複数の照射区画に照射される構成に比較して、全体を照射する際の時間を短くすること又は及び部分照射においてただ発光区画を発光させることで、対応する照射区画を照射することができる。
請求項４に係る発明によれば、間接光検出処理のための部分照射の回数を低減させることができる。
請求項５に係る発明によれば、間接光検出処理の処理時間を低減させることができる。
請求項６に係る発明によれば、間接光源照射区画を特定することができる。
請求項７に係る発明によれば、全区画を確認する場合より少ない確認で間接光源照射区画を特定することができる。
請求項８に係る発明によれば、間接光の影響を低減した上で物体を検出することができる。
請求項９に係る発明によれば、常に全照射又は全受光で検出する構成に比較して、間接光の影響を低減でき、かつ、常に部分照射又は部分受光で検出する構成に比較して処理に係る負荷を低減できる。
請求項１０に係る発明によれば、オーバーラップ領域における受光量に起因する、間接光検出処理の誤判定が生じる可能性を低減することができる。

本実施形態に係る光検出装置の構成概略図である。 照射領域に定義された複数の照射区画を示す図である。 発光部の平面図である。 受光部の平面図である。 全照射時に光が照射される照射区画を示す図である。 部分照射時に光が照射される照射区画の一例を示す第１の図である。 ２回目の部分照射時に光が照射される照射区画の一例を示す第２の図である。 隣接照射区画に光が照射された状態を示す第１の図である。 隣接照射区画に光が照射された状態を示す第２の図である。 隣接照射区画に光が照射された状態を示す第３の図である。 隣接照射区画に光が照射された状態を示す第４の図である。 間接光源照射区画以外の照射区画に光が照射された状態を示す図である。 オーバーラップ領域を示す図である。 全照射時のオーバーラップ領域の受光量を示す図である。 部分照射時のオーバーラップ領域の受光量を示す図である。 補正されたオーバーラップ領域の受光量を示す図である。 本実施形態に係る光検出装置の処理の流れを示すフローチャートである。

＜基本実施形態＞
図１は、本実施形態に係る光検出装置１０の構成概略図である。光検出装置１０は、被検出物Ｔに対して光を照射し、被検出物Ｔなどからの反射光に基づいて、被検出物Ｔの有無の検出や被検出物Ｔまでの距離を計測する装置である。このように、光検出装置１０は、被検出物Ｔを検出することも可能であるし、被検出物Ｔまでの距離を計測することも可能であるところ、距離の計測対象となる被検出物Ｔを被計測物と呼ぶ場合があり、被計測物までの距離を測定する場合、光検出装置１０を光距離計測装置と呼ぶ場合がある。被検出物Ｔは被計測物を含む概念であり、光検出装置１０は光距離計測装置を含む概念である。

被検出物Ｔの検出や被検出物Ｔまでの距離を計測するための方法として、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法と呼ばれるものがある。ＴｏＦ法は、光検出装置１０から光が出射された時刻から、出射された光が被検出物Ｔで反射して光検出装置１０で受光される時刻までの時間を計測し、計測された時間に基づいて、被検出物Ｔの検出や被検出物Ｔまでの距離を計測する。

なお、ＴｏＦ法には、直接法、及び、位相差法（間接法とも呼ばれる）がある。直接法は、ごく短時間だけ発光するパルス光を被検出物Ｔに照射し、その光が帰ってくるまでの時間を実測する方法である。ここで、距離を計測する場合は時間が関係してくるので、仮に間接光などの意図しない光のノイズが入った場合、単純にノイズ分に相当する光の量を減算するだけではノイズを除去することができない構成となっている。位相差法は、パルス光を周期的に点滅させ、複数のパルス光が被検出物Ｔとの間を往復するときの時間遅れを位相差として検出する方法である。本実施形態に係る光検出装置１０では位相差法を用いている。

これに限られるものではないが、光検出装置１０は、携帯端末などであってよい。この場合、光検出装置１０は、自装置にアクセスしようとするユーザの顔認証などに利用することができる。つまり、光検出装置１０は、ユーザからのアクセス要求を受けた際に、被検出物Ｔとしての当該ユーザの顔の三次元像を取得し、アクセスすることが許可されているか否かを識別することができる。その上で、光検出装置１０は、アクセスが許可されているユーザであることが認証された場合にのみ、自装置の使用を許可することができる。また、光検出装置１０は、拡張現実（ＡＲ：ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）など、継続的に被検出物Ｔの検出や被検出物Ｔまでの距離測定を行う場合にも適用することができる。

光検出装置１０は、発光部１２、受光部１４、メモリ１６、及びプロセッサ２０を含んで構成される。

発光部１２は、光を出射する１又は複数の発光素子を含んで構成される。発光部１２は、所定の照射領域に光を出射することが可能となっている。図２は、発光部１２の照射領域３０を示す概念図である。本実施例における照射領域３０は、実空間内に定義された、発光部１２に対応した面として定義することができる。図２では複数の矩形に区分された長方形が示されているが、その長方形の外辺の内側領域が照射領域３０を表しているものとする。本実施形態では、照射領域３０は、複数の照射区画３２ａ～ｌに区分されている。本実施形態では、各照射区画３２は矩形となっており、複数の照射区画３２ａ～ｌは、水平方向であるＸ_Ｓ軸方向、及び、鉛直方向であるＹ_Ｓ軸方向の２次元方向に並んで定義される。なお、ここでは、照射領域を空間内に定義された面としたが、人や物の内部に対して照射する構成に適用したり、照射領域の面が発光部の面と同じような平面になるような構成でなくてもよい。

また、照射領域３０において注目領域３４が設定される。注目領域３４は、光検出装置１０における被検出物Ｔの検出又は被検出物Ｔまでの距離計測において、間接光の影響の有無を検出する対象となる領域である。注目領域３４は、光検出装置１０のユーザによって適宜設定されてよい。注目領域３４は、照射領域３０の一部の領域であってもよいし、照射領域３０全体であってもよい。注目領域３４は、複数の照射区画３２を含んでいる。図２の例では、注目領域３４は、照射区画３２ａ、３２ｂ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｉ、及び３２ｊを含んで構成される。

図３は、本実施形態に係る発光部１２の平面図である。発光部１２は、注目領域３４の全体を照射する全照射、及び、注目領域３４の一部を照射する部分照射が可能な構成となっている。本実施形態では、図３に示す通り、発光部１２は複数の発光素子４０を含んで構成される。発光素子４０は光を出射（すなわち発光）するものである。本実施形態では、各発光素子４０はパルス光（特に周期的なパルス光）を発光可能となっている。発光素子４０は、例えば、垂直共振器面発光レーザ素子ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）などから構成される。複数の発光素子４０は、Ｘ_Ｅ軸方向、及び、Ｘ_Ｅ軸方向に直交するＹ_Ｅ軸方向の２次元方向に並んで配置されており、すなわち、発光部１２は面光源となっている。

発光部１２が有する複数の発光素子４０は、複数の発光区画４２に区分されている。図３の例は、１つの発光区画４２は、４×４個の発光素子４０を含んで構成されるように表現されているが、これは簡略的な一例であり、１つの発光区画４２に含まれる発光素子４０の数はこれには限られない。本実施形態では、複数の発光区画４２は、Ｘ_Ｅ軸方向及びＹ_Ｅ軸方向の２次元方向に並んで配置されている。

各発光素子４０は、プロセッサ２０からの制御に応じて、個別に発光可能となっている。各発光素子４０を個別に発行可能とする具体的な回路構成については、既知の構成を採用可能であるため、ここでは詳細な説明は省略する。各発光素子４０が個別に発光可能であることは、各発光区画４２が個別に発光可能であることも意味する。

各発光区画４２は、各照射区画３２（図２参照）に対応している。ある発光区画４２に含まれる発光素子４０が発光した場合（本明細書では、便宜上「発光区画４２が発光する」などと記載する）、当該発光区画４２から出射した光が、対応する照射区画３２に照射されるようになっている。本実施形態では、発光区画４２ａ～ｌが、それぞれ照射区画３２ａ～ｌに対応している。例えば、発光区画４２ａから出射された光は照射区画３２ａに照射され、発光区画４２ｂから出射された光は照射区画３２ｂに照射される。注目領域３４に含まれる全ての照射区画３２に対応する発光区画４２を発光させれば、注目領域３４の全体を照射する全照射となるし、注目領域３４に含まれる一部の照射区画３２に対応する発光区画４２のみを発光させれば、注目領域３４の一部を照射する部分照射となる。

上述のように、本実施形態では、発光部１２が複数の照射区画３２にそれぞれ対応する複数の発光区画４２を有しており、発光区画４２毎に個別に発光可能とすることで、発光部１２が全照射及び部分照射を可能としているが、複数の発光区画４２に区分されていない複数の発光部１２を用意し、各発光部１２を各照射区画３２に対応させる（すなわち、各発光部１２から出射された光が対応する各照射区画３２に照射される）構成を採用してもよい。もちろん、この場合も、部分照射を可能とすべく、各発光部１２は個別に発光可能に制御される。

受光部１４は、発光部１２が照射し被検出物Ｔなどにて反射した反射光を受光するものである。特に、本実施形態では、発光部１２は周期的なパルス光を出射するため、受光部１４は、反射光としてのパルス光を受光する。図４は、本実施形態に係る受光部１４の平面図である。受光部１４は、複数の受光素子５０を含んで構成される。受光素子５０は光の強度を検出する素子であり、光の強度（受光量）を電気信号に変換するものである。受光素子５０は、例えば、フォトダイオードなどから構成され、すなわち受光部１４はＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサなどであってよい。本実施形態では、複数の受光素子５０は、Ｘ_Ｒ軸方向、及び、Ｘ_Ｒ軸方向に直交するＹ_Ｒ軸方向の２次元方向に並んで配置されている。

受光部１４が有する複数の受光素子５０は、複数の受光区画５２に区分されている。図４の例は、１つの受光区画５２は、４×４個の受光素子５０を含んで構成されるように表現されているが、これは簡略的な一例であり、１つの受光区画５２に含まれる受光素子５０の数はこれには限られない。複数の受光区画５２は、Ｘ_Ｒ軸方向及びＹ_Ｒ軸方向の２次元方向に並んで配置されている。

各受光区画５２は、各照射区画３２（図２参照）に対応している。本実施形態では、各照射区画３２は各発光区画４２に対応しているから、各受光区画５２は、各発光区画４２に対応しているとも言える。各受光区画５２は、対応する照射区画３２に向けて発光部１２が照射し被検出物Ｔにて反射した反射光を受光するようになっている。本実施形態では、受光区画５２ａ～ｌが、それぞれ照射区画３２ａ～ｌに対応している。また、受光区画５２ａ～ｌが、それぞれ発光区画４２ａ～ｌに対応している。したがって、例えば、発光区画４２ａから出射されて照射区画３２ａに照射され被検出物Ｔなどにおいて反射した反射光は受光区画５２ａにより受光され、発光区画４２ｂから出射されて照射区画３２ｂに照射され被検出物Ｔなどにおいて反射した反射光は受光区画５２ｂにより受光される。

また、後述するように、各受光区画５２は、間接光も受光し得る。間接光とは、発光部１２から出射した光が想定された光路で被検出物Ｔに照射されなかった場合の当該光の被検出物Ｔなどにおける反射光、及び、被検出物Ｔなどからの反射光のうち、想定された光路で受光部１４に受光されなかった反射光を含むものである。間接光としては、例えば、発光部１２から被検出物Ｔ以外の物体に反射して被検出物Ｔに照射された光の被検出物Ｔからの反射光、あるいは、反射光の経路において被検出物Ｔから受光部１４までの間に設けられたレンズにて多重反射した後に受光部１４が受光する反射光などが含まれる。

なお、想定された光路で被検出物Ｔに照射する光とは、発光部１２から直接被検出物Ｔに照射される光のみならず、発光部１２から出射され、鏡などでユーザが意図的に反射した上で被検出物Ｔに照射される光も含まれる。同じく、想定された光路で受光部１４に受光される反射光とは、受光部１４が被検出物Ｔから直接受光する反射光のみならず、被検出物Ｔからの反射光を鏡などでユーザが意図的に反射した上で受光部１４が受光する反射光も含まれる。例えば、光検出装置１０と被検出物Ｔとの間に障害物（例えば壁など）がある場合に、ユーザによって意図的に発光部１２から出射された光、あるいは、被検出物Ｔから反射した反射光が鏡などで反射されて意図的にその進行方向が変更される。

間接光は、いずれかの照射区画３２（複数の照射区画３２である場合もあり得る）に向けて発光部１２から出射された光に起因して生じるものである。本明細書では、間接光が生じる要因となった照射区画３２を「間接光源照射区画」と呼ぶ。

本実施形態では、間接光源照射区画に対応する受光区画５２ではなく、間接光源照射区画に対応する受光区画５２に隣接する受光区画５２が、当該間接光源照射区画に照射された光に起因する間接光を受光する。例えば、照射区画３２ｇ（図２参照）が間接光源照射区画である場合、照射区画３２ｇに対応する受光区画５２ｇ（図４参照）に隣接する受光区画５２、すなわち、受光区画５２ｃ、５２ｆ、５２ｈ、又は５２ｋが間接光源照射区画である照射区画３２ｇに照射された光に起因する間接光を受光する。本明細書では、間接光源照射区画に対応する受光区画５２に隣接し、間接光を受光する受光区画５２を「間接光受光区画」と呼ぶ。

受光部１４は、変換した電気信号をプロセッサ２０に送信する。当該電気信号には、各受光区画５２が受光した受光量を示す情報が含まれる。特に、当該電気信号には、各受光区画５２が受光したパルス光の受光量を示す情報が含まれる。

メモリ１６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ｅＭＭＣ（embedded Multi Media Card）、ＲＯＭ（Read Only Memory）あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）などを含んで構成される。メモリ１６には、光検出装置１０の各部を動作させるための光検出プログラムが記憶される。光検出装置１０が被検出物Ｔ、すなわち被計測物までの距離を計測する光距離計測装置である場合は、メモリ１６に記憶されるプログラムを光距離計測プログラムと呼んでもよい。なお、光検出プログラム又は光距離計測プログラムは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ又はＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体に格納することもできる。光検出装置１０は、そのような記憶媒体から光検出プログラム又は光距離計測プログラムを読み取って実行することができる。

また、図１に示される通り、メモリ１６には、区画対応テーブル１８が記憶される。区画対応テーブル１８は、各照射区画３２と各発光区画４２との対応、及び、各照射区画３２と各受光区画５２との対応を示すテーブルである。すなわち、区画対応テーブル１８は、各発光区画４２と各受光区画５２との対応を示すテーブルであると言える。区画対応テーブル１８は、光検出装置１０の管理者などによって予め作成されてメモリ１６に記憶される。

プロセッサ２０は、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）など）、及び、専用の処理装置（例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、あるいは、プログラマブル論理デバイスなど）の少なくとも１つを含んで構成される。プロセッサ２０としては、１つの処理装置によるものではなく、物理的に離れた位置に存在する複数の処理装置の協働により構成されるものであってもよい。プロセッサ２０は、メモリ１６に記憶された光プログラム（又は光距離計測プログラム）に従って、以下に説明する処理を実行する。

前提として、プロセッサ２０は、発光部１２を発光させる制御を行う。その上で、発光部１２から出射され被検出物Ｔなどにて反射した反射光を受光した受光部１４からの電気信号を受信し、受信した電気信号に基づいて、被検出物Ｔを検出する物体検出処理を実行する。なお、物体検出処理は、被検出物Ｔの有無を検出する物体有無検出処理や、被検出物Ｔまでの距離を計測する距離計測処理などがある。なお、物体有無検出処理は、物体からの反射した光の光量を検出する処理である。例えば、光の強度画像だけが分かれば結果をだせ、人の有無を検出したりする人感センサーなどにも適用されている。一方距離計測処理ではＴｏＦ法などで物体との距離を検出する。この場合は光の強度画像だけでは結果をだせず時間の要素が必要になる。本実施形態では、プロセッサ２０は、ＴｏＦ法により被検出物Ｔの検出及び被検出物Ｔまでの距離の計測を行うが、説明の中では、物体有無検出処理にも同様な考え方で適用できる場合など、物体有無検出処理又は距離計測処理と記載する場合がある。

プロセッサ２０は、物体有無検出処理又は距離計測処理に先立って、発光部１２が全照射した場合に、受光部１４（より詳しくは複数の受光素子５０の少なくとも１つ）が間接光を受光するか否かを検出する間接光検出処理を実行する。なお、距離計測を正しく行うために、測定条件を変えた複数の距離データが測距エリアごとに、最適な蓄積電荷量となるデータになるような、光源のパワー、パルス幅、パルス数を選択することで感度不足と飽和の問題を回避するといったことが行うとよい。つまり、距離測定に先立ち光の受光量のみを検出して、光の強度画像を取得しておくとよい。ここで、パルス数などは比較的簡易に変更できるので、距離測定に先立ち、パルス数を変えて複数回予備処理を行い、測距部位ごとに受光した受光量、すなわち、強度画像を取得し、最適な蓄積電荷量となるパルス数を選択するといったことも考えられる。本実施例では、強度画像を間接光検出処理で使用することを中心に記載するが、出力蓄積電荷量が想定内か否かの判断など他の処理に使用してもよい。

発光部１２が全照射した場合に、仮に受光部１４が間接光を受光したとすると、受光部１４が間接光を受けない場合に比して、当該間接光の分だけ受光部１４の受光量が多くなる。詳しくは、発光部１２が全照射した場合、仮に受光部１４が間接光を受光したとすると、受光部１４が間接光を受けない場合に比して、いずれかの受光区画５２（間接光受光区画であり、これは複数の受光区画５２である場合もあり得る）の受光量が多くなる。プロセッサ２０は、当該特徴に基づいて、間接光検出処理を実行する。以下、間接光検出処理の詳細について説明する。

まず、プロセッサ２０は、注目領域３４に含まれる全ての照射区画３２を照射するように発光部１２を制御する。すなわち、プロセッサ２０は、全照射させるように発光部１２を制御する。図５は、全照射時に光が照射される照射区画３２を示す図である。図５（以下に説明する図６～１２についても同様）においては、網掛けの照射区画３２が、光が照射される照射区画３２を表している。なお、図５は、照射領域３０の全体が注目領域３４に設定された場合の例である。

発光部１２が全照射している状態において、受光部１４に含まれる各受光素子５０は、被検出物Ｔなどからの反射光を受光し、受光した反射光の受光量を示す電気信号をプロセッサ２０に送信する。プロセッサ２０は、各受光素子５０からの電気信号に基づいて、各受光区画５２についての、全照射時の受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。なお、上述の通り、本実施形態では、発光部１２（詳しくは各発光素子４０）は、周期的なパルス光を出射する。したがって、プロセッサ２０は、各受光区画５２について、各受光素子５０が受光した、時系列に並ぶ複数のパルス光の受光量を積算する。この場合、プロセッサ２０は、所定数のパルス光の受光量の積算値を各受光区画５２についての受光量とする。

次いで、プロセッサ２０は、注目領域３４に含まれる一部の照射区画３２を照射するように発光部１２を制御する。すなわち、プロセッサ２０は、部分照射させるように発光部１２を制御する。図６は、部分照射時に光が照射される照射区画３２の一例を示す図である。

図６に示す例では、プロセッサ２０は、Ｘ_Ｓ軸方向及びＹ_Ｓ軸方向において、光を照射する照射区画３２と光を照射しない照射区画３２が交互に並ぶように、発光部１２を制御している。上述の通り、本実施形態では、発光区画４２ａ～ｌは照射区画３２ａ～ｌに対応しているから、図６のように、部分照射として照射区画３２ａ、３２ｃ、３２ｆ、３２ｈ、３２ｉ、３２ｋを照射する場合、プロセッサ２０は、発光区画４２ａ、４２ｃ、４２ｆ、４２ｈ、４２ｉ、４２ｋを発光させる。

発光部１２が部分照射している状態において、受光部１４に含まれる各受光素子５０は、被検出物Ｔなどからの反射光を受光し、受光した反射光の受光量を示す電気信号をプロセッサ２０に送信する。プロセッサ２０は、各受光素子５０からの電気信号に基づいて、各受光区画５２についての、部分照射時の受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。部分照射時においても、プロセッサ２０は、各受光区画５２について、各受光素子５０が受光した、時系列に並ぶ複数のパルス光の受光量を積算し、所定数のパルス光の受光量の積算値を各受光区画５２についての受光量とする。

プロセッサ２０は、各受光区画５２についての、全照射時の受光量と、部分照射時の受光量との差分を演算する。特に、プロセッサ２０は、部分照射によって光が照射された照射区画３２に対応する各受光区画５２についての、全照射時の受光量と、部分照射時の受光量との差分を演算する。ここで、間接光は、上述の間接光源照射区画に向けて発光部１２から出射された光に起因して生じるものである。また、当該間接光は、間接光源照射区画に対応する受光区画５２に隣接する間接光受光区画が受光することが多い。全照射時に受光部１４が間接光を受ける場合、注目領域３４内のいずれかの照射区画３２が間接光源照射区画ということであり、当該間接光源照射区画に対応する受光区画５２に隣接する間接光受光区画が間接光を受光しているということである。ここで、部分照射では、注目領域３４内の一部の照射区画３２にしか光が照射されない。したがって、部分照射において、間接光源照射区画に光が照射されないならば、間接光は生じず、間接光受光区画は間接光を受光しないはずである。すなわち、間接光受光区画についてみれば、全照射時と部分照射時との間で、その受光量に差異が生じる（詳しくは、間接光の分だけ全照射時の方が受光量が大きくなる）。

よって、プロセッサ２０は、全照射時の受光量と、部分照射時の受光量との差分が閾値受光量以上である受光区画５２がある場合、全照射時に受光部１４が間接光を受光していることを検出できる。特に、当該受光区画５２が間接光受光区画であると特定できる。ここでの閾値受光量は、受光部１４が受け得る間接光の光量に応じて適宜設定される。

例を挙げて、具体的に説明する。照射区画３２ｇが間接光源照射区画であり、受光区画５２ｆが間接光受光区画であるとする。図５のように全照射した場合、間接光受光区画である受光区画５２ｆは、照射区画３２ｆに照射されて被検出物Ｔなどから反射した反射光に加え、間接光源照射区画に照射された光に起因する間接光を受光する。一方、図６のように部分照射を行うと、間接光源照射区画である照射区画３２ｇには光が照射されないから、間接光受光区画である受光区画５２ｆは、照射区画３２ｆに照射されて被検出物Ｔなどから反射した反射光は受光するが、間接光源照射区画に照射された光に起因する間接光は受光しない。したがって、受光区画５２ｆにおける、全照射時の受光量と部分照射時の受光量との差分が閾値受光量以上となり得、プロセッサ２０は、受光部１４が間接光を受光していること、及び、受光区画５２ｆが間接光受光区画であることを検出できる。

１回目の部分照射によって光が照射された照射区画３２の中に間接光源照射区画が含まれている場合、プロセッサ２０は、当該１回目の部分照射だけでは、発光部１２が全照射した場合に受光部１４が間接光を受光することを検出できない。したがって、プロセッサ２０は、全照射時の受光量と、１回目の部分照射時の受光量との差分が閾値受光量以上である受光区画５２が無い場合、１回目の部分照射によって光が照射された照射区画３２には光を照射せず、１回目の部分照射によって光が照射されなかった照射区画３２に光を照射する２回目の部分照射を行う。

図７は、２回目の部分照射時に光が照射される照射区画３２の一例を示す図である。図７に示す例では、プロセッサ２０は、１回目の部分照射と同じように、Ｘ_Ｓ軸方向及びＹ_Ｓ軸方向において、光を照射する照射区画３２と光を照射しない照射区画３２が交互に並ぶように、発光部１２を制御している。図７の例に係る２回目の部分照射では、１回目の部分照射で光が照射されなかった照射区画３２の全てに光が照射されるようになっている。すなわち、２回目の部分照射では、照射区画３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｇ、３２ｊ、３２ｌを照射するから、プロセッサ２０は、発光区画４２ｂ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｇ、４２ｊ、４２ｌを発光させる。

２回目の部分照射時においても、１回目の部分照射時と同様に、プロセッサ２０は、各受光素子５０からの電気信号に基づいて、各受光区画５２についての、２回目の部分照射時の受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。２回目の部分照射時においても、プロセッサ２０は、各受光区画５２について、各受光素子５０が受光した、時系列に並ぶ複数のパルス光の受光量を積算し、所定数のパルス光の受光量の積算値を各受光区画５２についての受光量とする。

そして、プロセッサ２０は、１回目の部分照射時と同様に、各受光区画５２についての、全照射時の受光量と、部分照射時の受光量との差分を演算することで、受光部１４が間接光を受光していること、及び、間接光受光区画を検出する。

本実施形態では、２回の部分照射によって、注目領域３４内の全ての照射区画３２に光が照射されている。したがって、本実施形態によれば、プロセッサ２０は、２回の部分照射によって、受光部１４が間接光を受光していること、及び、間接光受光区画を検出できる。なお、本実施形態において、全ての受光区画５２についての、全照射時の受光量と１回目の部分照射時の受光量との差分、及び、全照射時の受光量と２回目の部分照射時の受光量との差分が全て閾値受光量未満であった場合は、プロセッサ２０は、発光部１２が全照射した場合に受光部１４が間接光を受光しない、と特定できる。

なお、部分照射の回数は２回である必要はない。複数回の部分照射により、注目領域３４内の全ての照射区画３２が照射されればよい。ただし、間接光検出処理の処理時間を短縮すべく、できるだけ部分照射の回数は少ない方がよい。照射区画３２がＸ_Ｓ軸方向とＹ_Ｓ軸方向の２次元方向に並んでいる場合、本実施形態のように、１回の部分照射において、Ｘ_Ｓ軸方向及びＹ_Ｓ軸方向において、光を照射する照射区画３２と光を照射しない照射区画３２が交互に並ぶようにするとよい。これにより、２回の部分照射で間接光検出処理を実行することができる。

なお、プロセッサ２０は、全照射の場合は、部分照射に比較して、１つの発光素子４０で単位時間当たりに消費する電力を少なくするようにしてもよい。これにより、発光部１２を発光させるためのプロセッサ２０（例えば各発光素子４０を駆動するためのドライバ）の負荷を低減させることができる。この場合、全照射の際には、発光量が少なくなるので、その分を換算して上で、部分照射時の受光量と比較する。例えば、全照射時の受光量が部分照射時の受光量の５０％になるならば（単純に電力を半分にしたら受光量が半分になるわけではない）、全体照射時の受光量を２倍してから、部分照射時の受光量と比較する。

以上の間接光検出処理により、プロセッサ２０は、発光部１２が全照射をした場合に受光部１４が間接光を受光することを検出することができる。さらに、プロセッサ２０は、以下の間接光源照射区画特定処理により、間接光源照射区画がどこであるのかを特定することができる。

上述の通り、間接光検出処理により、間接光受光区画を特定することができる。間接光受光区画は、間接光源照射区画に対応する受光区画５２に隣接する受光区画５２である。ここで、間接光源照射区画を、間接光受光区画に隣接する照射区画３２に隣接する照射区画３２の中から特定する場合を説明する。プロセッサ２０は、間接光受光区画に対応する照射区画３２に隣接する照射区画３２（本明細書ではこれを「隣接照射区画」と呼ぶ）を照射したときの間接光受光区画が受光した受光量に基づいて、間接光受光区画が受信した間接光の元となる光に係る照射区画３２である間接光源照射区画を特定する。

例を挙げて、具体的に説明する。上述の間接光検出処理により、間接光受光区画が５２ｆであることが特定されるとする。この場合、間接光受光区画に対応する照射区画３２は、照射区画３２ｆ（図２参照）であり、したがって、隣接照射区画は３２ｂ、３２ｅ、３２ｇ、３２ｊである。

プロセッサ２０は、隣接照射区画のうちの１つのみに対して光を照射するように発光部１２を制御する。ここでは、図８に示すように、まず、プロセッサ２０は、隣接照射区画である照射区画３２ｊに対して光を照射するように、発光部１２を制御する。具体的には、発光区画４２ｊを発光させる。そして、プロセッサ２０は、このときの間接光受光区画である受光区画５２ｆの受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。

同様にして、図９～１１に示すように、プロセッサ２０は、隣接照射区画である照射区画３２ｅ、３２ｂ、３２ｇに対して、順次、光を照射させるように発光部１２を制御し、それぞれの隣接照射区画を照射したときの、間接光受光区画である受光区画５２ｆの受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。

ここで、隣接照射区画から間接光源照射区画に光が照射された場合、間接光受光区画は間接光を受光することになる。一方、間接光源照射区画ではない隣接照射区画のみ光が照射された場合、間接光受光区画は間接光を受光しない。したがって、プロセッサ２０は、各隣接照射区画を照射したときの間接光受光区画の複数の受光量を比較し、複数の受光量のうち、他の受光量よりも多い受光量に対応する隣接照射区画が間接光源照射区画である、と特定する。

プロセッサ２０は、上述の間接光検出処理及び間接光源照射区画特定処理の後に、物体有無検出処理又は距離計測処理を実行する。物体有無検出処理又は距離計測処理において、間接光の影響を低減させるべく、プロセッサ２０は、特定された間接光源照射区画以外の照射区画３２に比して、間接光源照射区画に対する光の照射量を低減させるように発光部１２を制御するとよい。その一例として、図１２には、間接光源照射区画である照射区画３２ｇには光が照射されず、その他の照射区画３２には光が照射される様子が示されている。プロセッサ２０は、図１２に示すように光が照射されるように発光部１２を制御した上で、物体有無検出処理又は距離計測処理を実行する。特に、距離計測処理の場合は、間接光を検出せずに、間接光も対応する照射区画からの照射として計測してしまうと、光の経路が異なるため、受光時間に差が生じ正しい距離を算出できなくなる。

プロセッサ２０は、物体有無検出処理又は距離計測処理においても、各受光素子５０が受光した、時系列に並ぶ複数のパルス光の受光量を積算し、積算された各受光素子５０の受光量に基づいて、被検出物Ｔを検出し、また、被検出物Ｔまでの距離を演算する。ここで、間接光検出処理及び間接光源照射区画特定処理においては、物体有無検出処理又は距離計測処理に比して、各受光区画５２の受光量が小さくてもよい。したがって、間接光検出処理又は間接光源照射区画特定処理をより高速化すべく、プロセッサ２０は、間接光検出処理又は間接光源照射区画特定処理における複数のパルス光の反射光の積算回数を、物体有無検出処理又は距離計測処理における複数のパルス光の反射光の積算回数よりも少なくするようにしてもよい。

なお、光検出装置１０が、動画像を撮影しながら物体有無検出処理又は距離計測処理を実行する場合、動画像を構成するフレーム画像（例えばフレームレートが３０ｆｐｓ（frame per second）であれば１秒間に３０枚）毎に、間接光検出処理及び間接光源照射区画特定処理を実行した上で、物体有無検出処理又は距離計測処理を実行することもできる。

図１３は、オーバーラップ領域６０を示す図である。これはレンズの設計の仕方や、発光部１２から出射された光、及び、被検出物Ｔなどにおいて反射した反射光は拡がりながら進んだ結果、各受光区画５２は、その縁部分において、隣接する他の受光区画５２の縁部分と重複するオーバーラップ領域６０を有する場合を示している。なお、各照射区画３２にもオーバーラップ領域６０があるが、ここでは受光区画５２のオーバーラップ領域６０に着目する。以下、図１３に示す、受光区画５２ａと受光区画５２ｂとの間のオーバーラップ領域６０に着目して、オーバーラップ領域６０に関する処理について説明するが、以下の処理は他の受光区画５２間のオーバーラップ領域６０にも適用される。

図１４は、全照射時における受光区画５２ａ及び５２ｂの受光量を示すグラフであり、図１５は、受光区画５２ａに対応する照射区画３２ａに光が照射され、受光区画５２ｂに対応する照射区画３２ｂに光が照射されない部分照射時における受光区画５２ａ及び５２ｂの受光量を示すグラフである。図１４及び図１５（以下に説明する図１６も同様）は、横軸がＸ_Ｒ軸方向の位置を表し、縦軸は受光区画５２に含まれる各受光素子５０の受光量を表す。ここで、出荷時など、間接受光区画ではないことが確かめられている状態で受光量を測定するのが望ましく、受光区画５２ａは間接光受光区画ではないとする。

図１５に示すように、照射区画３２ａに光が照射され照射区画３２ｂに光が照射されない場合、受光区画５２ａのうち、受光区画５２ｂと重複するオーバーラップ領域６０の受光量は、受光区画５２ａの縁側に向かうにつれ、徐々に減少していく。これにより、図
４に示す全照射時と、図１５に示す部分照射時とにおいて、受光区画５２ａの受光量に差ができてしまい、この差に起因して、受光区画５２ａが間接光受光区画である、と誤判定されてしまうおそれがある。

したがって、プロセッサ２０は、誤判定の発生を抑制するため、部分照射時におけるオーバーラップ領域６０の受光量を補正した上で、間接光検出処理を行うとよい。具体的には、プロセッサ２０は、部分照射時において、光を照射した照射区画３２に対応する受光区画５２（図１５の例では受光区画５２ａ）における受光量のうち、光を照射しなかった照射区画３２に対応する受光区画５２（図１５の例では受光区画５２ｂ）と重複するオーバーラップ領域６０の受光量を、全照射したときの当該オーバーラップ領域６０の受光量に基づいて補正する。詳しくは、プロセッサ２０は、全照射時におけるオーバーラップ領域６０の受光量（図１５において破線で示されている）と部分照射時におけるオーバーラップ領域６０の受光量との比を用いて、部分照射時におけるオーバーラップ領域６０の受光量を、全照射時におけるオーバーラップ領域６０の受光量となるように補正する。

図１６は、補正されたオーバーラップ領域６０の受光量を示す図である。補正後のオーバーラップ領域６０の受光量は、図１４に示す全照射時の受光量と同等となるから、受光区画５２ａが間接光受光区画でない場合、両者の差分がより低減され、受光区画５２ａが間接光受光区画である、と誤判定されてしまう可能性が低減される。仮に、受光区画５２ａが間接光受光区画である場合、オーバーラップ領域６０は間接光を含む受光量に補正されてしまうが、部分照射時における受光区画５２ａのオーバーラップ領域６０以外の部分の受光量は、全照射時における受光区画５２ａの受光量よりも小さくなるはずであり、両者の差分は閾値受光量以上となり得、受光区画５２ａが間接光受光区画であると検出することができる。

基本実施形態における光検出装置１０の概要は以上の通りである。以下、図１７に示すフローチャートに従って、基本実施形態における光検出装置１０の処理の流れについて説明する。

ステップＳ１０において、プロセッサ２０は、全照射させるように発光部１２を制御する。そして、全照射時における各受光区画５２の受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。

ステップＳ１２において、プロセッサ２０は、部分照射させるように発光部１２を制御する。そして、部分照射時における各受光区画５２の受光量を取得してメモリ１６に保持しておく。

ステップＳ１４において、プロセッサ２０は、全照射時と部分照射時との間の受光量の差分が閾値受光量以上の受光区画５２があるかを判定する。ここで、全照射時と１回目の部分照射時との間の受光量の差分が閾値受光量以上の受光区画５２が無かった場合、プロセッサ２０は、全照射時と２回目の部分照射時との間の受光量の差分が閾値受光量以上の受光区画５２が有るかを判定する。複数回の部分照射によって、注目領域３４内の全ての照射区画３２に光を照射してもなお、全照射時と部分照射時との間の受光量の差分が閾値受光量以上の受光区画５２が無い場合は、ステップＳ２６に進む。全照射時といずれかの部分照射時との間の受光量の差分が閾値受光量以上の受光区画５２が有る場合は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１４の処理が、間接光検出処理に相当する。

ステップＳ１６において、プロセッサ２０は、ステップＳ１４で特定された間接光受光区画に対応する照射区画３２に隣接する隣接照射区画の１つに対して光を照射するように発光部１２を制御する。その上で、プロセッサ２０は、間接光受光区画の受光量を取得してメモリ１６に保持する。

ステップＳ１８において、プロセッサ２０は、全ての隣接照射区画へ光を照射したか否かを判定し、していない場合はステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０において、プロセッサ２０は他の隣接照射区画を選択し、再度のステップＳ１６において、ステップＳ２０で選択した隣接照射区画に対して光を照射するように発光部１２を制御する。その上で、プロセッサ２０は、間接光受光区画の受光量を取得してメモリ１６に保持する。

ステップＳ１８において、全ての隣接照射区画へ光を照射したと判定した場合はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、プロセッサ２０は、各隣接照射区画を照射したときの間接光受光区画の複数の受光量の比較に基づいて、間接光源照射区画を特定する。ステップＳ１６からＳ２２までの処理が、間接光源照射区画特定処理に相当する。

ステップＳ２４において、プロセッサ２０は、ステップＳ２２で特定した間接光源照射区画以外の照射区画３２に比して、間接光源照射区画に対する光の照射量を低減させるように発光部１２を制御する。

ステップＳ２６において、プロセッサ２０は、ステップＳ２４のように制御した発光部１２により照射領域３０に照射された光に基づいて、被検出物Ｔを検出する物体有無検出処理又は、被検出物Ｔまでの距離を計測する距離計測処理を実行する。

＜第１変形例＞
以下、第１変形例について説明する。第１変形例における光検出装置１０の構成概要は、基本実施形態と同様である。第１変形例では、プロセッサ２０が実行する間接光検出処理及び間接光源照射区画特定処理の内容が基本実施形態と異なる。

上述の基本実施形態においては、プロセッサ２０は、各受光区画５２の受光量に基づいて間接光検出処理を実行していたが、第１変形例では、プロセッサ２０は、距離計測処理を実行して被検出物Ｔなどまでの距離を表す距離画像を生成し、当該距離画像に基づいて、間接光検出処理及び間接光源照射区画特定処理を実行するものである。

具体的には、プロセッサ２０は、発光部１２を全照射させ、そのときの発光部１２の光の出射タイミングと受光部１４における反射光の受光タイミングに基づいて距離計測処理を実行し、被検出物Ｔなどまでの距離を表す距離画像を生成する。距離画像は、各画素に、当該画素が表す物体までの距離を示す情報が付加された画像である。同様に、プロセッサ２０は、発光部１２を部分照射させ、そのときの発光部１２の光の出射タイミングと受光部１４における反射光の受光タイミングに基づいて距離計測処理を実行し、距離画像を生成する。なお、部分照射では注目領域３４の全体に光を照射しないため、部分照射により得られる距離画像は、照射領域３０の一部にある被検出物Ｔなどまでの距離を示すものとなる。

ここで、受光部１４が間接光を受光すると、距離画像における被検出物Ｔなどまでの距離の精度がかなり低下する。したがって、全照射時に間接光を受信しており、部分照射時に間接光を受信しないならば、全照射時に得られた距離画像が示す距離と、部分照射により得られた距離画像が示す距離とがかなり異なるはずである。したがって、プロセッサ２０は、距離計測処理により得られた距離画像が有する各画素についての、全照射時の距離画像が示す距離と、部分照射時の距離画像が示す距離（距離が計測された画素に限る）の差分を演算する。プロセッサ２０は、当該差分が閾値距離以上である場合、全照射時に、複数の受光区画５２の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出することができる。

基本実施形態と同様に、全照射時の距離画像が示す距離と、１回目の部分照射時の距離画像が示す距離との差分が閾値距離以上である画素が無い場合、１回目の部分照射によって光が照射された照射区画３２には光を照射せず、１回目の部分照射によって光が照射されなかった照射区画３２に光を照射する２回目の部分照射を行って、１回目と同様の処理を行う。

＜第２変形例＞
以下、第２変形例について説明する。第２変形例における光検出装置１０の構成概要は、基本実施形態と同様である。第２変形例では、発光部１２の動作（プロセッサ２０による発光部１２の制御方法）、受光部１４の動作、及び、プロセッサ２０が実行する間接光検出処理及び間接光源照射区画特定処理の内容が基本実施形態と異なる。

第２変形例では、プロセッサ２０は、注目領域３４の一部分ずつを順次照射するように発光部１２を制御する。すなわち、プロセッサ２０は、異なるタイミングで注目領域３４の全体を照射するように発光部１２を制御する。ここで、注目領域３４の一部分とは、例えば注目領域３４に含まれる１つの照射区画３２であってよいが、これには限られない。例えば、プロセッサ２０は、注目領域３４に含まれる複数の照射区画３２に対応する複数の発光区画４２から順次光を出射するように発光部１２を制御する。

第２変形例においても、受光部１４は、発光部１２が照射し被検出物Ｔなどにて反射した反射光を受光する複数の受光素子５０を有している。また、第２変形例においても、複数の受光素子５０は、各照射区画３２、各発光区画４２に対応する複数の受光区画５２に区分されている。

第２変形例では、受光部１４は、全受光又は部分受光と呼ぶ処理が可能となっている。全受光とは、発光部１２が注目領域３４の一部分ずつを順次照射していき、注目領域３４の全体の照射が終わった後に、それまでの間の受光結果（各受光区画５２の受光量を示す電気信号）をまとめて出力するものである。部分受光とは、発光部１２が注目領域３４の一部分を照射する度に、当該一部分に対応する受光区画５２の受光結果を順次出力するものである。部分受光において、受光部１４は、光が照射された一部分（例えば照射区画３２）に対応した受光区画５４以外は光を受光しないようにしてもよい。

プロセッサ２０は、各受光区画５２についての、受光部１４が全受光した場合の受光量と、受光部１４が部分受光した場合の受光量との差分を演算する。ここで、注目領域３４内に間接光源照射区画がある場合を考える。全受光の場合、当該間接光源照射区画を含む一部分に光が照射されるため、それによる間接光を受光する間接光受光区画の受光量は、間接光の受光量を含むものとなる。一方、部分受光の場合、注目領域３４内の、間接光源照射区画を含まない一部分に対して光が照射された場合は、間接光受光区画を含む各受光区画５２の受光量には、間接光が含まれない。すなわち、間接光受光区画についてみれば、全受光時と部分受光時との間で、その受光量に差異が生じる（詳しくは、間接光の分だけ全照射時の方が受光量が大きくなる）。

よって、プロセッサ２０は、全受光時の受光量と、部分受光時の受光量との差分が閾値受光量以上である受光区画５２がある場合、全受光時に受光部１４（複数の受光区画５４の少なくとも一つ）が間接光を受光していることを検出できる。特に、当該受光区画５２が間接光受光区画であると特定できる。

＜第３変形例＞
なお、上記実施例では、間接光照射区画特定のための確認対象を削減するため、比較的間接光が入りやすい隣接している区画のみを確認したが、もちろん隣接していない区画からの間接光を受光している可能性もあり、全区画を確認するようにしてもよい。なお区画数が多い場合などは、上記実施例のように隣接する領域からの受光量から特定しても良いし、注目領域を最初は広い領域でとっておいて差分があった場合は、差分があった区画とその周辺を含むように注目領域を狭めて差分を測定して、それでも同じような差分がでる場合、狭めた注目領域の全区画を確認したりするなど、全区画確認できる程度になるように、注目領域を設定してもよい。なお、注目領域を広くとった際には差分がでるが、狭めると差分がなくなる場合は、狭めた注目領域には含まれず広くとった注目領域に含まれる照射区画からの受光量から特定するとよい。

＜第４変形例＞
上記実施例では、間接光を検出した場合を説明したが、間接光を検出しなかった場合は、全照射や全受光で注目領域を検出すると、照射時間や読み出し時間や負荷の低減が可能となる。

＜第５変形例＞
なお、上記実施例では、間接光照射区画を特定し、処理を行ったが、差分があることのみを検出し、間接光照射区画の特定まではしなくてもよい。その場合は、全照射や全受光をおこなわず、順次点灯等の部分照射を行い、対応する受光区画のみを都度受光部から読み出せばとのみにするとよい。

＜第６変形例＞
また、間接光を検出した場合、照射区画の一部を低減させたり、部分照射や部分受光を行うと、間接光の影響は減るが、時間がかかったり、他の検出したいものに影響を及ぼす場合がある。また、間接光の原因となった、特定の対象物がなくなる場合もある。そのため間接光を検出し、それに対応する照射や受光に変えた後に、一定時間ごとに間接光検出を行うとなおよい。

＜第７変形例＞
間接光検出処理と物体有無検出処理を全く別の処理として記載したが、一部で兼ねる事があってもよい。

＜第８変形例＞
照射区画の一部を低減させる例を記載したが、対象物の大きさがある程度大きかったり、認証に必要なデータとして不要な箇所があったりするなど、全ての区画のデータが不要である場合もあるので、間接光の影響が少ない受光区画のデータから距離計測をするようにしてもよい。また、その場合、オーバーラップ領域がでるような照射構成にしておくと、本来対応しない他の照射区画からの光が多くなるので検出しやすくなる。ただしその場合は、光の強度が弱いため、SN比が悪くなるので、写真データや周囲の距離検出データなどでの補間の割合を変更しても良い。

＜第９変形例＞
上記実施例では、照射領域を空間内に定義されたものとしたが、人や物の内部に対して照射してもよい。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ 光検出装置、１２ 発光部、１４ 受光部、１６ メモリ、１８ 区画対応テーブル、２０ プロセッサ、３０ 照射領域、３２ 照射区画、３４ 注目領域、４０ 発光素子、４２ 発光区画、５０ 受光素子、５２ 受光区画、６０ オーバーラップ領域、Ｔ 被検出物。

Claims (13)

1. 注目領域を照射する発光部と、
   前記発光部が照射し被検出物にて反射した反射光を受光する受光部であって、複数の受光区画に区分された複数の受光素子を有する受光部と、注目領域の全体を照射する全照射又は及び全体の受光結果を出力する全受光、及び、前記注目領域の一部を照射する部分照射又は及び一部の一部分の受光結果を順次出力する部分受光を実行し、且つ、前記受光部が受光した光に基づいて、前記被検出物を検出する物体検出処理を実行するプロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   各前記受光区画についての、前記発光部が前記全照射した場合の受光量と、前記発光部が前記部分照射した場合の受光量との差分に基づいて、前記発光部が前記全照射した場合に、前記複数の受光区画の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行する、
   ことを特徴とする光検出装置。
2. 前記注目領域は、それぞれが各前記受光区画に対応した複数の照射区画に区分され、
   前記発光部は、前記全照射及び前記部分照射が可能な構成で、前記全照射において、前記注目領域内にある全ての前記照射区画を照射し、前記部分照射において、前記注目領域内の一部の前記照射区画を照射し、
   各前記受光区画が、対応する前記照射区画に向けて前記発光部が照射し被検出物にて反射した光を受光するように定義され、
   前記プロセッサは、前記発光部が前記全照射した場合に、前記注目領域内にある複数の前記照射区画に対応する複数の前記受光区画の少なくとも１つが、前記間接光を受光したことを検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
3. 前記発光部は、前記複数の照射区画それぞれに対応する複数の発光区画に区分された複数の発光素子を有し、前記全照射において、前記注目領域内にある前記照射区画への光を発光する全ての前記発光区画を発光させ、前記部分照射において、前記注目領域内の一部の前記照射区画への光を発光する前記発光区画を発光させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
4. 前記照射区画は、第１方向に並んで設けられ、
   前記発光部は、前記部分照射において、前記第１方向において、光を照射する前記照射区画と光を照射しない前記照射区画が交互に並ぶように、複数の前記照射区画を照射する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
5. 前記発光部はパルス光を照射し、
   前記プロセッサは、前記物体検出処理及び前記間接光検出処理において、各前記受光区画が受光した、複数の前記パルス光の反射光の積算を前記受光量とし、
   前記間接光検出処理における複数の前記パルス光の反射光の積算回数は、前記物体検出処理における複数の前記パルス光の反射光の積算回数よりも少ない、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
6. 前記プロセッサは、
   前記間接光を受光した前記受光区画である間接光受光区画に対応しない前記照射区画を照射したときの前記間接光受光区画が受光した受光量に基づいて、前記間接光受光区画が受信した前記間接光の元となる光に係る前記照射区画である間接光源照射区画を特定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
7. 前記プロセッサは、
   前記間接光源照射区画を特定する際に、前記間接光を受光した前記受光区画である間接光受光区画に対応する前記照射区画に隣接する隣接照射区画を照射したときの前記間接光受光区画が受光した受光量に基づいて、前記間接光受光区画が受信した前記間接光の元となる光に係る前記照射区画である間接光源照射区画を特定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光検出装置。
8. 前記プロセッサは、
   前記間接光源照射区画以外の前記照射区画に比して、前記間接光源照射区画に対する光の照射量を低減させて前記物体検出処理を実行する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光検出装置。
9. 前記プロセッサは、前記間接光検出処理において間接光が検出されなかった場合は、
   前記全照射または及び全受光で物体検出を行い、検出された場合は部分照射または及び部分受光で物体検出を行う請求項１に記載の光検出装置。
10. 各前記受光区画は、その縁部分において、隣接する他の受光区画の縁部分と重複するオーバーラップ領域を有し、
    前記プロセッサは、
    前記発光部が前記部分照射した場合、光を照射した前記照射区画に対応する前記受光区画における受光量のうち、光を照射しなかった前記照射区画に対応する前記受光区画と重複する前記オーバーラップ領域の受光量を、前記全照射したときの当該オーバーラップ領域の受光量に基づいて補正した上で、前記差分を取得する、
    ことを特徴とする請求項２に記載の光検出装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の光検出装置を有し、
    前記プロセッサは、前記間接光検出処理で検出された間接光の影響を低減させてから前記受光部が受光した光に基づいて、前記被検出物としての被計測物までの距離を計測する距離計測処理を行う、
    ことを特徴とする光距離計測装置。
12. 注目領域を照射する発光部と、
    前記発光部が照射し被検出物にて反射した反射光を受光する受光部であって、複数の受光区画に区分された複数の受光素子を有する受光部と、注目領域の全体を照射する全照射又は及び全体の受光結果を出力する全受光、及び、前記注目領域の一部を照射する部分照射又は及び一部の一部分の受光結果を順次出力する部分受光を実行し、且つ、前記受光部が受光した光に基づいて、被計測物までの距離を計測する距離計測処理を行うプロセッサと、
    を備え、
    前記プロセッサは、
    前記距離計測処理により得られた距離画像が有する各画素についての、前記発光部が前記全照射又は全受光した場合に得られた距離画像が示す距離と、前記発光部が前記部分照射又は部分受光した場合に得られた距離画像が示す距離との差分に基づいて、前記複数の受光区画の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行する、
    ことを特徴とする光距離計測装置。
13. コンピュータに、発光部が照射し被検出物にて反射し受光部が受光した光に基づいて、前記被検出物の物体検出処理を行わせ、
    前記発光部は、注目領域内の全照射又は及び全受光、及び、前記注目領域内の一部を部分照射又は及び部分受光が可能であり、
    前記受光部は、複数の受光区画に区分された複数の受光素子を有し、
    コンピュータに、各前記受光区画についての、前記全照射又は全受光した場合の受光量と、前記部分照射又は部分受光した場合の受光量との差分に基づいて、前記複数の受光区画の少なくとも１つが間接光を受光したことを検出する間接光検出処理を実行させる、
    ことを特徴とする光検出プログラム。
    
    

Images