JP7494200B2 - 照明装置、照明装置の制御方法、および、測距モジュール - Google Patents

照明装置、照明装置の制御方法、および、測距モジュール Download PDF

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Description

本技術は、照明装置、照明装置の制御方法、および、測距モジュールに関し、特に、サイクリックエラーを低減することができるようにした照明装置、照明装置の制御方法、および、測距モジュールに関する。
近年、半導体技術の進歩により、物体までの距離を測定する測距モジュールの小型化が進んでいる。これにより、例えば、スマートフォンなどのモバイル端末に測距モジュールを搭載することが実現されている。
測距モジュールにおける測距方法としては、例えば、ToF（Time of Flight）方式と呼ばれる方式がある。ToF方式では、光を物体に向かって照射して物体の表面で反射されてくる光を検出し、その光の飛行時間を測定した測定値に基づいて物体までの距離が算出される。光を照射する発光源には、例えば特許文献１，２に開示されているような、面発光を行うレーザダイオードアレイなどが用いられる。
特開２０１６－１３２２３５号公報 特開２０１５－１８９８１号公報
距離の計測においては、発光源から出力される変調光をサイン波形として信号処理するが、発光源から実際に出力される光は矩形波形であるため、矩形波をサイン波として処理することにより、測定値に周期的な誤差（以下、サイクリックエラーと称する。）が発生する。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、サイクリックエラーを低減することができるようにするものである。
本技術の第１の側面の照明装置は、第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、前記複数の光源を駆動する駆動部とを備え、前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる。
本技術の第２の側面の照明装置の制御方法は、第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、前記複数の光源を駆動する駆動部とを備える照明装置の前記駆動部が、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる。
本技術の第３の側面の測距モジュールは、照明装置と、測距センサとを備え、前記照明装置は、第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、前記複数の光源を駆動する駆動部とを備え、前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる。
本技術の第１ないし第３の側面においては、第１の光源と第２の光源を含む複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源が、異なるタイミングおよび発光期間で発光される。
照明装置及び測距モジュールは、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。
本技術を適用した測距モジュールの第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。 Indirect ToF方式の測距原理を説明する図である。 サイクリックエラーとその補正処理を説明する図である。 発光部の第１構成例の詳細構成例を示すブロック図である。 第１構成例に係る発光部の発光面の平面図である。 受光開始信号と発光タイミング信号を示す図である。 各タイミングにおける発光部全体の発光強度を示す図である。 発光部の第１構成例の変形例を示す図である。 発光部の第２構成例の詳細構成例を示すブロック図である。 第２構成例に係る発光部の発光面の平面図である。 受光開始信号と発光タイミング信号を示す図である。 遅延回路によって遅延された発光タイミング信号を示す図である。 遅延回路によって遅延された発光タイミング信号を示す図である。 各タイミングにおける発光部全体の発光強度を示す図である。 本技術を適用した測距モジュールの第２実施の形態の構成例を示すブロック図である。 第２実施の形態に係る発光部の詳細構成例を示すブロック図である。 レーザドライバと１個のレーザ光源の回路構成例を示す図である。 レーザドライバと３個のレーザ光源の回路構成例を示す図である。 発光強度調整処理を説明するフローチャートである。 測距モジュールのチップ構成例を示す斜視図である。 本技術を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
以下、添付図面を参照しながら、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。説明は以下の順序で行う。
１．測距モジュールの第１実施の形態
２．Indirect ToF方式の測距原理
３．発光部の第１構成例
４．発光部の第１構成例の変形例
５．発光部の第２構成例
６．測距モジュールの第２実施の形態
７．発光部の構成例
８．発光強度調整処理
９．測距モジュールのチップ構成例
１０．電子機器の構成例
１１．移動体への応用例
＜１．測距モジュールの第１実施の形態＞
図１は、本技術を適用した測距モジュールの第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。
第１実施の形態に係る測距モジュール１１は、Indirect ToF方式による測距を行う測距モジュールであり、照明装置１２、発光制御部１３、および、測距センサ１４を有する。
測距モジュール１１は、被測定物としての所定の物体１５に対して光を照射し、その光（照射光）が物体１５で反射されてきた光（反射光）を受光する。そして、測距モジュール１１は、受光結果に基づいて、物体１５までの距離情報を表すデプスマップと信頼度マップとを、測定結果として出力する。
照明装置１２は、例えば、VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光レーザ)等の発光素子を含むレーザ光源４１（図４）を平面方向に複数配列した発光部２１を有している。
発光部２１は、発光制御部１３から供給される発光タイミング信号LTに応じたタイミングで変調しながら発光して、物体１５に対して照射光を照射する。例えば、照射光が赤外光である場合、照射光の波長は、約８５０ｎｍから９４０ｎｍの範囲となる。
発光制御部１３は、所定の周波数（例えば、20MHzなど）の発光タイミング信号LTを発光部２１に供給することにより、発光を制御する。また、発光制御部１３は、発光部２１における発光のタイミングに合わせて測距センサ１４を駆動させるために、受光開始信号STを測距センサ１４に供給する。なお、発光制御部１３は、照明装置１２または測距センサ１４の一部として組み込んで構成することができる。
測距センサ１４は、受光部３１と、信号処理部３２とを有する。
受光部３１は、複数の画素が行方向および列方向の行列状に２次元配置された画素アレイにより、物体１５からの反射光を受光する。そして、受光部３１は、受光した反射光の受光量に応じた検出信号を、画素アレイの画素単位で信号処理部３２に供給する。
信号処理部３２は、受光部３１から画素アレイの画素ごとに供給される検出信号に基づいて、測距モジュール１１から物体１５までの距離であるデプス値を算出する。そして、信号処理部３２は、各画素の画素値としてデプス値が格納されたデプスマップと、各画素の画素値として信頼値が格納された信頼度マップとを生成して、モジュール外へ出力する。
＜２．Indirect ToF方式の測距原理＞
本開示の具体的処理を説明する前に、図２を参照して、Indirect ToF方式の測距原理について簡単に説明する。
測距モジュール１１から物体１５までの距離に相当するデプス値ｄ［mm］は、以下の式（１）で計算することができる。
Figure 0007494200000001
式（１）のΔｔは、発光部２１から出射された照射光が物体１５に反射して受光部３１に入射するまでの時間であり、ｃは、光速を表す。
発光部２１から照射される照射光には、図２に示されるような、所定の周波数ｆ（変調周波数）で高速にオンオフを繰り返す発光パターンのパルス光が採用される。発光パターンの１周期Tは１／ｆとなる。受光部３１では、発光部２１から受光部３１に到達するまでの時間Δｔに応じて、反射光（受光パターン）の位相がずれて検出される。この発光パターンと受光パターンとの位相のずれ量（位相差）をφとすると、時間Δｔは、下記の式（２）で算出することができる。
Figure 0007494200000002
したがって、測距モジュール１１から物体１５までのデプス値ｄは、式（１）と式（２）とから、下記の式（３）で算出することができる。
Figure 0007494200000003
次に、上述の位相差φの算出手法について説明する。
受光部３１に形成された画素アレイの各画素は、高速にON／OFFを繰り返し、ON期間のみの電荷を蓄積する。
受光部３１は、画素アレイの各画素のON／OFFの実行タイミングを順次切り替えて、各実行タイミングにおける電荷を蓄積し、蓄積電荷に応じた検出信号を出力する。
ON／OFFの実行タイミングには、たとえば、位相０度、位相９０度、位相１８０度、および、位相２７０度の４種類がある。
位相０度の実行タイミングは、画素アレイの各画素のONタイミング（受光タイミング）を、発光部２１の光源が出射するパルス光の位相、すなわち発光パターンと同じ位相とするタイミングである。
位相９０度の実行タイミングは、画素アレイの各画素のONタイミング（受光タイミング）を、発光部２１の光源が出射するパルス光（発光パターン）から９０度遅れた位相とするタイミングである。
位相１８０度の実行タイミングは、画素アレイの各画素のONタイミング（受光タイミング）を、発光部２１の光源が出射するパルス光（発光パターン）から１８０度遅れた位相とするタイミングである。
位相２７０度の実行タイミングは、画素アレイの各画素のONタイミング（受光タイミング）を、発光部２１の光源が出射するパルス光（発光パターン）から２７０度遅れた位相とするタイミングである。
受光部３１は、例えば、位相０度、位相９０度、位相１８０度、位相２７０度の順番で受光タイミングを順次切り替え、各受光タイミングにおける反射光の受光量（蓄積電荷）を取得する。図２では、各位相の受光タイミング（ONタイミング）において、反射光が入射されるタイミングに斜線が付されている。
図２に示されるように、受光タイミングを、位相０度、位相９０度、位相１８０度、および、位相２７０度としたときに蓄積された電荷を、それぞれ、Ｑ０、Ｑ９０、Ｑ１８０、および、Ｑ２７０とすると、位相差φは、Ｑ０、Ｑ９０、Ｑ１８０、および、Ｑ２７０を用いて、下記の式（４）で算出することができる。
Figure 0007494200000004
式（４）で算出された位相差φを上記の式（３）に入力することにより、測距モジュール１１から物体１５までのデプス値ｄを算出することができる。
また、信頼度confは、各画素で受光した光の強度を表す値であり、例えば、以下の式（５）で計算することができる。
Figure 0007494200000005
受光部３１は、画素アレイの各画素において、以上のように受光タイミングを、位相０度、位相９０度、位相１８０度、および、位相２７０度と順番に切り替え、各位相における蓄積電荷（電荷Ｑ０、電荷Ｑ９０、電荷Ｑ１８０、および、電荷Ｑ２７０）に応じた検出信号を、順次、信号処理部３２に供給する。なお、画素アレイの各画素に電荷蓄積部を２つ設け、２つの電荷蓄積部に交互に電荷を蓄積させることにより、例えば、位相０度と位相１８０度のように、位相が反転した２つの受光タイミングの検出信号を１フレームで取得することができる。
信号処理部３２は、受光部３１から画素アレイの画素ごとに供給される検出信号に基づいて、測距モジュール１１から物体１５までの距離であるデプス値ｄを算出する。そして、各画素の画素値としてデプス値ｄが格納されたデプスマップと、各画素の画素値として信頼度confが格納された信頼度マップとが生成されて、信号処理部３２からモジュール外へ出力される。
上述した式（４）は、発光部２１から出射される照射光の輝度変化をsin波と仮定して計算されている。しかしながら、実際には、発光部２１から出射される光は、図２で示したように矩形波であるため、矩形波をsin波として処理することにより、距離（デプス値）ｄに周期的な誤差（以下、サイクリックエラーと称する。）が発生する。
図３のAは、サイクリックエラーを含んだ状態の位相差φobsと距離ｄの関係を示すグラフである。
サイクリックエラーを含んだ状態では、図３のAにおいて破線で示される理想的な関係に対して、実線で示されるように、位相差φobsと距離ｄとが非線形な関係となる。
サイクリックエラーに対しては、一般的には、距離情報が既知の被測定物を用いて、図３のBに示されるように、位相差φobsを真値の位相差φlinearに変換する補正係数を予め（出荷前に）算出し、測定時に補正係数を用いて補正処理が行われる。
これに対して、図１の測距モジュール１１は、照明装置１２の発光部２１が出射する照射光が擬似的なサイン波（擬似サイン波）となるように、発光部２１の発光を制御する。これにより、サイクリックエラーが低減されるので、位相差φと距離ｄとの関係が線形となり、補正処理を不要とすることができる。
以下、擬似サイン波を照射する照明装置１２の詳細について説明する。
＜３．発光部の第１構成例＞
図４は、照明装置１２の発光部２１の第１構成例の詳細を示すブロック図である。なお、図４には、発光制御部１３と受光部３１も併せて示している。
図４の発光部２１は、８個のレーザ光源４１と、それらを駆動する４個のレーザドライバ４２を有する。図４において、８個のレーザ光源４１それぞれを区別する場合、レーザ光源４１Aないし４１Hと称し、４個のレーザドライバ４２それぞれを区別する場合、レーザドライバ４２Aないし４２Dと称する。
図５は、第１構成例に係る発光部２１の発光面の平面図である。
図５に示されるように、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hは、例えば、一定の間隔で平面方向に配列されている。
図４に戻り、レーザドライバ４２Aは、発光制御部１３からの発光タイミング信号LT1に基づいて、１個のレーザ光源４１Aを駆動する。レーザドライバ４２Bは、発光制御部１３からの発光タイミング信号LT2に基づいて、３個のレーザ光源４１Bないし４１Dを駆動する。また、レーザドライバ４２Cは、発光制御部１３からの発光タイミング信号LT3に基づいて、３個のレーザ光源４１Eないし４１Gを駆動し、レーザドライバ４２Dは、発光制御部１３からの発光タイミング信号LT4に基づいて、１個のレーザ光源４１Hを駆動する。
発光制御部１３は、発光タイミング信号LT1ないしLT4を、発光部２１へ供給するとともに、受光開始信号STを、測距センサ１４の受光部３１へ供給する。
図６は、発光制御部１３が出力する、受光開始信号STと、発光タイミング信号LT1ないしLT4とを示している。
図６のAは、受光開始信号STの例を示している。図６のBは、発光タイミング信号LT1の例を示している。図６のCは、発光タイミング信号LT2の例を示している。図６のDは、発光タイミング信号LT3の例を示している。図６のEは、発光タイミング信号LT4の例を示している。
受光開始信号STは、HighまたはLowのパルス信号で構成され、LowからHighの立上がりで、受光部３１の各画素で、反射光の受光（露光）が開始される。
発光タイミング信号LT1ないしLT4は、HighまたはLowのパルス信号で構成され、Highの期間に対応してレーザ光源４１が発光する。
図６のAないしEにおいて横軸は、位相換算で表した時間を表す。
図６のAの受光開始信号STは、図２に示した、位相０度、位相９０度、位相１８０度、および、位相２７０度の各位相の受光タイミングのうち、位相０度の受光タイミングに相当する信号である。すなわち、図６のAの受光開始信号STにより、受光部３１の各画素は、位相０度で、受光を開始する。
１個のレーザ光源４１Aは、図６のBに示されるように、発光タイミング信号LT1にしたがい、位相（－π／４）から位相（６π／４）までの期間、発光する。
３個のレーザ光源４１Bないし４１Dは、図６のCに示されるように、発光タイミング信号LT2にしたがい、位相０から位相（５π／４）までの期間、発光する。
３個のレーザ光源４１Eないし４１Gは、図６のDに示されるように、発光タイミング信号LT3にしたがい、位相（π／４）から位相（４π／４）までの期間、発光する。
１個のレーザ光源４１Hは、図６のEに示されるように、発光タイミング信号LT4にしたがい、位相（２π／４）から位相（３π／４）までの期間、発光する。
図７は、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hが図６に示したように発光した場合に、位相換算の各タイミングにおける発光部２１全体の発光強度（発光輝度）を示している。
発光部２１全体としての位相換算の各タイミングにおける発光強度は、各タイミングで発光しているレーザ光源４１の個数に比例する。１個のレーザ光源４１が発光している場合の発光強度を１とすると、３個のレーザ光源４１が同時に発光している期間での発光強度は３となり、７個のレーザ光源４１が同時に発光している期間での発光強度は７となり、全て（即ち、８個）のレーザ光源４１が同時に発光している期間での発光強度は８となる。
即ち、発光部２１全体としての各タイミングにおける発光強度は、図７に示されるように、発光強度のピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、破線で示されるサイン波に近似した発光強度となる。
したがって、発光部２１が出射する照射光を、擬似的なサイン波（擬似サイン波）とすることができるので、サイクリックエラーを低減し、補正処理を不要とすることができる。
＜４．発光部の第１構成例の変形例＞
図８は、発光部２１の第１構成例の変形例を示している。
図８の変形例に係る発光部２１は、図５に示した第１構成例の３個のレーザ光源４１Bないし４１Dが、１個のレーザ光源４３Xに置き換えられ、３個のレーザ光源４１Eないし４１Gが、１個のレーザ光源４３Yに置き換えられた構成とされている。図８の発光部２１のその他の構成は、図５の発光部２１と同様である。
上述した第１構成例では、レーザドライバ４２Bは、発光タイミング信号LT2にしたがい、３個のレーザ光源４１Bないし４１Dを同時に発光させたが、図８の変形例では、１個のレーザ光源４３Xを発光させる。ただし、１個のレーザ光源４３Xの発光強度は、１個のレーザ光源４１の発光強度の３倍である。すなわち、１個のレーザ光源４３Xを発光させたとき、３個のレーザ光源４１Bないし４１Dを同時に発光させたときと同じ発光強度となる。
同様に、上述した第１構成例では、レーザドライバ４２Cは、発光タイミング信号LT3にしたがい、３個のレーザ光源４１Eないし４１Gを同時に発光させたが、図８の変形例では、１個のレーザ光源４３Yを発光させる。ただし、１個のレーザ光源４３Yの発光強度は、１個のレーザ光源４１の発光強度の３倍である。すなわち、１個のレーザ光源４３Yを発光させたとき、３個のレーザ光源４１Eないし４１Gを同時に発光させたときと同じ発光強度となる。
このような構成においても、レーザ光源４１および４３を、図６に示した発光タイミングで発光させることにより、発光部２１全体としての各タイミングにおける発光強度は、図７に示したようなサイン波に近似した発光強度となる。
したがって、サイクリックエラーを低減し、補正処理を不要とすることができる。
＜５．発光部の第２構成例＞
図９は、発光部２１の第２構成例の詳細と、発光制御部１３および受光部３１とを示すブロック図である。
図９の発光部２１は、１２個のレーザ光源４１と、それらを駆動する８個のレーザドライバ４２と、６個のπ／４遅延回路６１（以下、単に遅延回路６１と称する。）を有する。図９において、１２個のレーザ光源４１それぞれを区別する場合、レーザ光源４１Aないし４１Lと称し、８個のレーザドライバ４２それぞれを区別する場合、レーザドライバ４２Aないし４２Hと称し、遅延回路６１それぞれを区別する場合、遅延回路６１Aないし６１Fと称する。
遅延回路６１は、供給される発光タイミング信号LT（LT11またはLT12）を、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させ、遅延後の発光タイミング信号LTを後段へ出力する。３個の遅延回路６１Aないし６１Cは、遅延回路６１A、６１B、６１Cの順で直列に接続されている。また、３個の遅延回路６１Dないし６１Fは、遅延回路６１D、６１E、６１Fの順で直列に接続されている。６個の遅延回路６１が遅延させる遅延量は同じである。
発光制御部１３は、発光タイミング信号LT11およびLT12を、発光部２１へ供給するとともに、受光開始信号STを、測距センサ１４の受光部３１へ供給する。
発光制御部１３から発光部２１へ供給される発光タイミング信号LT11は、レーザドライバ４２Aと遅延回路６１Aへ供給される。遅延回路６１Aは、供給される発光タイミング信号LT11を、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させる。遅延回路６１Aにおいてπ／４だけ位相が遅延された信号を、発光タイミング信号LT11Xと称することとすると、遅延回路６１Aは、遅延後の発光タイミング信号LT11Xを、レーザドライバ４２Bと遅延回路６１Bへ供給する。
遅延回路６１Bは、供給される発光タイミング信号LT11Xを、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させる。遅延回路６１Bにおいてπ／４だけ位相が遅延された信号を、発光タイミング信号LT11Yと称することとすると、遅延回路６１Bは、遅延後の発光タイミング信号LT11Yを、レーザドライバ４２Cと遅延回路６１Cへ供給する。
遅延回路６１Cは、供給される発光タイミング信号LT11Yを、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させる。遅延回路６１Cにおいてπ／４だけ位相が遅延された信号を、発光タイミング信号LT11Zと称することとすると、遅延回路６１Cは、遅延後の発光タイミング信号LT11Zを、レーザドライバ４２Dへ供給する。
レーザドライバ４２Aは、発光制御部１３からの発光タイミング信号LT11に基づいて、１個のレーザ光源４１Aを駆動する。
レーザドライバ４２Bは、遅延回路６１Aからの発光タイミング信号LT11Xに基づいて、１個のレーザ光源４１Bを駆動する。
レーザドライバ４２Cは、遅延回路６１Bからの発光タイミング信号LT11Yに基づいて、１個のレーザ光源４１Cを駆動する。
レーザドライバ４２Dは、遅延回路６１Cからの発光タイミング信号LT11Zに基づいて、１個のレーザ光源４１Dを駆動する。
一方、発光制御部１３から発光部２１へ供給された発光タイミング信号LT12は、レーザドライバ４２Eと遅延回路６１Dへ供給される。遅延回路６１Dは、供給される発光タイミング信号LT12を、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させる。遅延回路６１Dにおいてπ／４だけ位相が遅延された信号を、発光タイミング信号LT12Xと称することとすると、遅延回路６１Dは、遅延後の発光タイミング信号LT12Xを、レーザドライバ４２Fと遅延回路６１Eへ供給する。
遅延回路６１Eは、供給される発光タイミング信号LT12Xを、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させる。遅延回路６１Eにおいてπ／４だけ位相が遅延された信号を、発光タイミング信号LT12Yと称することとすると、遅延回路６１Eは、遅延後の発光タイミング信号LT12Yを、レーザドライバ４２Gと遅延回路６１Fへ供給する。
遅延回路６１Fは、供給される発光タイミング信号LT12Yを、位相換算でπ／４の時間だけ遅延させる。遅延回路６１Fにおいてπ／４だけ位相が遅延された信号を、発光タイミング信号LT12Zと称することとすると、遅延回路６１Fは、遅延後の発光タイミング信号LT12Zを、レーザドライバ４２Hへ供給する。
レーザドライバ４２Eは、発光制御部１３からの発光タイミング信号LT12に基づいて、２個のレーザ光源４１Eおよび４１Fを駆動する。
レーザドライバ４２Fは、遅延回路６１Dからの発光タイミング信号LT12Xに基づいて、２個のレーザ光源４１Gおよび４１Hを駆動する。
レーザドライバ４２Gは、遅延回路６１Eからの発光タイミング信号LT12Yに基づいて、２個のレーザ光源４１Iおよび４１Jを駆動する。
レーザドライバ４２Hは、遅延回路６１Fからの発光タイミング信号LT12Zに基づいて、２個のレーザ光源４１Kおよび４１Lを駆動する。
図１０は、第２構成例に係る発光部２１の発光面の平面図である。
１２個のレーザ光源４１Aないし４１Hは、例えば、図１０に示されるように、４ｘ３の配列で平面方向に配列されている。
図１１は、発光制御部１３が出力する、受光開始信号STと、発光タイミング信号LT11およびLT12とを示している。
図１１のAは、受光開始信号STの例を示している。図１１のBは、発光タイミング信号LT11の例を示している。図１１のCは、発光タイミング信号LT12の例を示している。
図１１のAないしCにおいて、横軸は位相で表現した時間を表す点、並びに、発光タイミング信号LT11およびLT12がHighの期間に発光する点は、第１構成例と同様である。
発光制御部１３から発光部２１へ供給される発光タイミング信号LT11は、図１１のBに示されるように、位相（－π／４）から位相（３π／４）までの期間、Highとされる信号である。
一方、発光制御部１３から発光部２１へ供給される発光タイミング信号LT12は、図１１のCに示されるように、位相０から位相（２π／４）までの期間、Highとされる信号である。
図１２のAないしDは、発光タイミング信号LT11と、その発光タイミング信号LT11が遅延回路６１Aないし６１Cによって遅延された発光タイミング信号LT11XないしLT11Zの例を示している。
図１２のAは、図１１のBと同じ発光タイミング信号LT11を示している。１個のレーザ光源４１Aは、発光タイミング信号LT11にしたがい、位相（－π／４）から位相（３π／４）までの期間、発光する。
図１２のBは、発光タイミング信号LT11Xを示している。発光タイミング信号LT11Xは、遅延回路６１Aによって発光タイミング信号LT11がπ／４の位相だけ遅延された信号であり、位相０から位相（４π／４）までの期間、Highとされる信号である。１個のレーザ光源４１Bは、発光タイミング信号LT11Xにしたがい、位相０から位相（４π／４）までの期間、発光する。
図１２のCは、発光タイミング信号LT11Yを示している。発光タイミング信号LT11Yは、遅延回路６１Bによって発光タイミング信号LT11Xがπ／４の位相だけ遅延された信号であり、位相（π／４）から位相（５π／４）までの期間、Highとされる信号である。１個のレーザ光源４１Cは、発光タイミング信号LT11Yにしたがい、位相（π／４）から位相（５π／４）までの期間、発光する。
図１２のDは、発光タイミング信号LT11Zを示している。発光タイミング信号LT11Zは、遅延回路６１Cによって発光タイミング信号LT11Yがπ／４の位相だけ遅延された信号であり、位相（２π／４）から位相（６π／４）までの期間、Highとされる信号である。１個のレーザ光源４１Dは、発光タイミング信号LT11Zにしたがい、位相（２π／４）から位相（６π／４）までの期間、発光する。
図１３のAないしDは、発光タイミング信号LT12と、その発光タイミング信号LT12が遅延回路６１Dないし６１Fによって遅延された発光タイミング信号LT12AないしLT12Zの例を示している。
図１３のAは、図１１のCと同じ発光タイミング信号LT12を示している。２個のレーザ光源４１Eおよび４１Fは、発光タイミング信号LT12にしたがい、位相０から位相（２π／４）までの期間、発光する。
図１３のBは、発光タイミング信号LT12Xを示している。発光タイミング信号LT12Xは、遅延回路６１Dによって発光タイミング信号LT12がπ／４の位相だけ遅延された信号であり、位相π／４から位相（３π／４）までの期間、Highとされる信号である。２個のレーザ光源４１Gおよび４１Hは、発光タイミング信号LT12Xにしたがい、位相π／４から位相（３π／４）までの期間、発光する。
図１３のCは、発光タイミング信号LT12Yを示している。発光タイミング信号LT12Yは、遅延回路６１Eによって発光タイミング信号LT12Xがπ／４の位相だけ遅延された信号であり、位相（２π／４）から位相（４π／４）までの期間、Highとされる信号である。２個のレーザ光源４１Iおよび４１Jは、発光タイミング信号LT12Yにしたがい、位相（２π／４）から位相（４π／４）までの期間、発光する。
図１３のDは、発光タイミング信号LT12Zを示している。発光タイミング信号LT12Zは、遅延回路６１Cによって発光タイミング信号LT12Yがπ／４の位相だけ遅延された信号であり、位相（３π／４）から位相（５π／４）までの期間、Highとされる信号である。２個のレーザ光源４１Kおよび４１Lは、発光タイミング信号LT12Zにしたがい、位相（３π／４）から位相（５π／４）までの期間、発光する。
図１４は、１２個のレーザ光源４１Aないし４１Lが図１２および図１３で説明したように発光した場合に、位相換算の各タイミングにおける発光部２１全体の発光強度を示している。
１個のレーザ光源４１が発光している場合の発光強度を１とし、各タイミングで発光しているレーザ光源４１の個数を合計すると、図７に示した第１構成例の場合と同様に、発光強度のピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、破線で示されるサイン波に近似した発光強度となる。
したがって、発光部２１が出射する照射光を、擬似的なサイン波（擬似サイン波）とすることができるので、サイクリックエラーを低減し、補正処理を不要とすることができる。
＜６．測距モジュールの第２実施の形態＞
図１５は、本技術を適用した測距モジュールの第２実施の形態の構成例を示すブロック図である。
第２実施の形態に係る測距モジュール１１は、照明装置１２A、発光制御部１３A、および、測距センサ１４を有する。
図１５の測距モジュール１１を、図１の測距モジュール１１と比較すると、図１の照明装置１２が照明装置１２Aに置き換えられ、図１の発光制御部１３が発光制御部１３Aに置き換えられており、その他は、同様に構成されている。
照明装置１２Aは、発光部８１、反射板８２、および、発光強度検出部８３を備える。
発光部８１は、駆動電流を制御するための輝度調整信号CTが発光制御部１３Aからさらに供給される点を除いて、発光部２１と同様に構成されている。
発光部８１は、発光制御部１３から供給される発光タイミング信号LTに応じたタイミングで変調しながら発光して、物体１５に対して照射光を照射する。発光部８１が発光する際の発光強度は、発光制御部１３から供給される輝度調整信号CTによって調整される。
なお、発光部８１は、例えば、図５に示した第１構成例と同様に、８個のレーザ光源４１を所定の配列で配置した構成であるとする。
反射板８２は、発光部８１の各レーザ光源４１から出射された光を反射させ、発光強度検出部８３へ入射させる。なお、反射板８２の代わりに、導光板やビームスプリッタ等を用いて、発光部８１の各レーザ光源４１から出射された光を発光強度検出部８３へ入射させるようにしてもよい。
発光強度検出部８３は、反射板８２で反射されて入射される、発光部８１の各レーザ光源４１の発光強度（発光輝度）を検出し、検出結果を、発光制御部１３Aへ供給する。
発光制御部１３Aは、発光強度検出部８３から供給される、発光部８１の各レーザ光源４１の発光強度（発光輝度）に基づいて、輝度調整信号CTを、発光部８１へ供給する。発光制御部１３Aが、発光タイミング信号LTを発光部２１に供給することにより、発光のオンオフを制御する点、受光開始信号STを測距センサ１４に供給することにより、受光部３１の受光タイミングを制御する点は、第１実施の形態と同様である。
＜７．発光部の構成例＞
図１６は、第２実施の形態に係る発光部８１の詳細と、発光制御部１３Aおよび受光部３１とを示すブロック図である。
発光部８１は、輝度調整信号CTが新たに供給されている点を除いて、図４に示した発光部２１と同様に構成されている。発光制御部１３Aは、輝度調整信号CT1をレーザドライバ４２Aへ供給し、輝度調整信号CT2をレーザドライバ４２Bへ供給し、輝度調整信号CT3をレーザドライバ４２Cへ供給し、輝度調整信号CT4をレーザドライバ４２Dへ供給する。
各レーザドライバ４２は、供給される輝度調整信号CTに基づいて、駆動制御対象のレーザ光源４１の発光強度を調整する。
図１７は、レーザドライバ４２Aと、そのレーザドライバ４２Aによって駆動制御されるレーザ光源４１Aの回路構成例を示している。
レーザドライバ４２Aは、DC／DCコンバータ１４１と、スイッチ制御部１４２とを備える。
レーザ光源４１Aは、定電流源１０１、トランジスタ１０２および１０３、スイッチ１０４、および、発光素子１０５により構成されている。発光素子１０５は、例えばVCSELである。
トランジスタ１０２および１０３は、Pチャンネル型のMOSFET（MOS:metal-oxide-semiconductor、FET:field-effect transistor）で構成される。
トランジスタ１０２のソースは、DC／DCコンバータ１４１の出力ラインに接続され、ドレインは、定電流源１０１を介してグランド（ＧＮＤ）に接続され、ドレインとゲートが接続されている。また、トランジスタ１０２のゲートは、スイッチ１０４を介して、トランジスタ１０３のゲートに接続されている。
トランジスタ１０３のソースは、DC／DCコンバータ１４１の出力ラインに接続され、ドレインは、発光素子１０５のアノードと接続され、ゲートは、スイッチ１０４を介して、トランジスタ１０２のゲートおよびドレインと接続されている。
レーザドライバ４２AのDC／DCコンバータ１４１は、直流の入力電圧Vinを、出力電圧Vdに変換し、トランジスタ１０２および１０３のソースに供給する。DC／DCコンバータ１４１は、供給される輝度調整信号CT1に基づいて、出力電圧Vdを調整する。具体的には、DC／DCコンバータ１４１は、輝度調整信号CT1として、電流を増やす命令が供給された場合には、出力電圧Vdを上昇させ、電流を減らす命令が供給された場合には、出力電圧Vdを減少させる。
スイッチ制御部１４２は、発光タイミング信号LT1に基づいて、スイッチ１０４のオンオフを制御する。具体的には、スイッチ制御部１４２は、Highの発光タイミング信号LT1が供給されている期間では、スイッチ１０４をオンさせ、Lowの発光タイミング信号LT1が供給されている期間では、スイッチ１０４をオフさせる。
スイッチ１０４がオンに制御された場合、定電流源１０１、トランジスタ１０２および１０３は、カレントミラー回路を構成し、トランジスタ１０２を流れる電流Idと同じ電流Idがトランジスタ１０３を流れ、さらに駆動電流Idとして発光素子１０５にも供給されるので、発光素子１０５が発光する。
スイッチ１０４がオフに制御された場合、発光素子１０５には駆動電流Idが流れないので、発光素子１０５は発光しない。
DC／DCコンバータ１４１は、輝度調整信号CT1に基づいて、出力電圧Vdを調整することで、発光素子１０５に供給する駆動電流Idを制御することができる。
図示は省略するが、レーザドライバ４２Dと、そのレーザドライバ４２Dによって駆動制御されるレーザ光源４１Hの回路構成も、図１７のレーザドライバ４２Aおよびレーザ光源４１Aと同様に構成されている。
図１８は、レーザドライバ４２Bと、そのレーザドライバ４２Bによって駆動制御される３個のレーザ光源４１Bないし４１Dの回路構成例を示している。
レーザドライバ４２Bは、DC／DCコンバータ１４１と、スイッチ制御部１４２とを備える。
レーザ光源４１Bは、定電流源１０１、トランジスタ１０２および１０３、スイッチ１０４、および、発光素子１０５により構成されている。レーザ光源４１Bの構成は、図１７のレーザ光源４１Aと同様であるので、その説明は省略する。
レーザ光源４１Cは、トランジスタ１１１、スイッチ１１２、および、発光素子１１３により構成されている。トランジスタ１１１のソースは、DC／DCコンバータ１４１の出力ラインに接続され、ドレインは、発光素子１１３のアノードと接続され、ゲートは、スイッチ１１２を介して、トランジスタ１０２のゲートおよびドレインと接続されている。
レーザ光源４１Dは、トランジスタ１２１、スイッチ１２２、および、発光素子１２３により構成されている。トランジスタ１２１のソースは、DC／DCコンバータ１４１の出力ラインに接続され、ドレインは、発光素子１２３のアノードと接続され、ゲートは、スイッチ１２２を介して、トランジスタ１０２のゲートおよびドレインと接続されている。
スイッチ１０４、１１２、および、１２２は、スイッチ制御部１４２の制御によって、オンオフされる。
スイッチ１０４、１１２、および、１２２がオンに制御された場合、定電流源１０１、トランジスタ１０２、１０３、１１１、および、１２１は、カレントミラー回路を構成し、トランジスタ１０２を流れる電流Idと同じ電流Idがトランジスタ１０３、１１１、および、１２１を流れ、さらに駆動電流Idとして発光素子１０５、１１３、および、１２３にも供給されるので、発光素子１０５、１１３、および、１２３が発光する。
DC／DCコンバータ１４１は、輝度調整信号CT2に基づいて、出力電圧Vdを調整することで、発光素子１０５、１１３、および、１２３に供給する駆動電流Idを制御することができる。
図示は省略するが、レーザドライバ４２Cと、そのレーザドライバ４２Cによって駆動制御される３個のレーザ光源４１Eないし４１Gの回路構成も、図１８のレーザドライバ４２Bおよびレーザ光源４１Bないし４１Dと同様に構成されている。
＜８．発光強度調整処理＞
次に、図１９のフローチャートを参照して、第２実施の形態に係る測距モジュール１１による発光強度調整処理について説明する。この処理は、例えば、測距モジュール１１に対して測定開始の指示が供給されたとき、開始される。
初めに、ステップＳ１において、発光制御部１３Aは、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hのうち、レーザ光源４１A（以下、第１のレーザ光源４１Aとも称する。）のみを発光させる。
より具体的には、発光制御部１３Aは、レーザドライバ４２Aには、所定の周期および期間でHighとなる発光タイミング信号LT1を供給し、レーザドライバ４２Bないし４２Dには、常時Lowの発光タイミング信号LT2ないしLT4を供給する。これにより、レーザドライバ４２Aが駆動制御する第１のレーザ光源４１Aのみが所定の発光タイミングで発光する。
ステップＳ２において、発光強度検出部８３は、反射板８２で反射されて入射される、第１のレーザ光源４１Aの発光強度を検出し、検出結果を発光制御部１３Aへ供給する。ここで、検出された発光強度を第１の発光強度と称する。
ステップＳ３において、発光制御部１３Aは、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hのうち、レーザ光源４１Bないし４１D（以下、第２のレーザ光源４１Bないし４１Dとも称する。）のみを発光させる。
より具体的には、発光制御部１３Aは、レーザドライバ４２Bには、所定の周期および期間でHighとなる発光タイミング信号LT2を供給し、レーザドライバ４２A、４２C、および４２Dには、常時Lowの発光タイミング信号LT1、LT3、およびLT4を供給する。これにより、レーザドライバ４２Bが駆動制御する第２のレーザ光源４１Bないし４１Dのみが所定の発光タイミングで発光する。
ステップＳ４において、発光強度検出部８３は、反射板８２で反射されて入射される、第２のレーザ光源４１Bないし４１Dの発光強度を検出し、検出結果を発光制御部１３Aへ供給する。ここで、検出された発光強度を第２の発光強度と称する。
ステップＳ５において、発光制御部１３Aは、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hのうち、レーザ光源４１Eないし４１G（以下、第３のレーザ光源４１Eないし４１Gとも称する。）のみを発光させる。
より具体的には、発光制御部１３Aは、レーザドライバ４２Cには、所定の周期および期間でHighとなる発光タイミング信号LT3を供給し、レーザドライバ４２A、４２B、および４２Dには、常時Lowの発光タイミング信号LT1、LT2、およびLT4を供給する。これにより、レーザドライバ４２Cが駆動制御する第３のレーザ光源４１Eないし４１Gのみが所定の発光タイミングで発光する。
ステップＳ６において、発光強度検出部８３は、反射板８２で反射されて入射される、第３のレーザ光源４１Eないし４１Gの発光強度を検出し、検出結果を発光制御部１３Aへ供給する。ここで、検出された発光強度を第３の発光強度と称する。
ステップＳ７において、発光制御部１３Aは、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hのうち、レーザ光源４１H（以下、第４のレーザ光源４１Hとも称する。）のみを発光させる。
より具体的には、発光制御部１３Aは、レーザドライバ４２Dには、所定の周期および期間でHighとなる発光タイミング信号LT4を供給し、レーザドライバ４２Aないし４２Cには、常時Lowの発光タイミング信号LT1ないしLT3を供給する。これにより、レーザドライバ４２Dが駆動制御する第４のレーザ光源４１Hのみが所定の発光タイミングで発光する。
ステップＳ８において、発光強度検出部８３は、反射板８２で反射されて入射される、第４のレーザ光源４１Hの発光強度を検出し、検出結果を発光制御部１３Aへ供給する。ここで、検出された発光強度を第４の発光強度と称する。
上述したステップＳ１ないしＳ８において所定のレーザ光源４１を発光させる場合の発光タイミング信号LTの発光ON（High）の周期および期間は同一である。すなわち、各レーザ光源４１が発光する際の発光条件は同一である。また、１回目の輝度調整信号CT1ないしCT4は、予め決定された初期値（デフォルト値）とされている。
ステップＳ９において、発光制御部１３Aは、上述の処理で得られた第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が１：３：３：１となっているか、すなわち、第１の発光強度：第２の発光強度：第３の発光強度：第４の発光強度＝１：３：３：１となっているかを判定する。発光制御部１３Aは、第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が、予め決定された所定の誤差範囲内で１：３：３：１となっている場合、第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が１：３：３：１となっていると判定する。
ステップＳ９で、第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が１：３：３：１とはなっていないと判定された場合、処理はステップＳ１０へ進み、発光制御部１３Aは、第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が１：３：３：１となるように、輝度調整信号CT1ないしCT4を制御する。
ステップＳ１０の後、処理はステップＳ１へ戻り、上述したステップＳ１ないしＳ９の処理が実行される。すなわち、輝度調整信号CT1ないしCT4が変更され、駆動電流Idが調整された後、再度、第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が１：３：３：１とはなっているかが判定される。
一方、ステップＳ９で、第１の発光強度ないし第４の発光強度の比が１：３：３：１とはなっていると判定された場合、発光強度調整処理は終了する。
発光強度調整処理の後は、図６を参照して説明した発光制御により、８個のレーザ光源４１Aないし４１Hが発光され、被測定物としての物体１５で反射された反射光が受光部３１が受光される。そして、信号処理部３２は、受光部３１の受光結果に基づいて、物体１５までの距離情報を表すデプスマップと信頼度マップとを、測定結果として出力する。
以上のように、第２実施の形態に係る測距モジュール１１によれば、発光部８１の各レーザ光源４１が発光する際の発光強度をモニタリングする機能を備え、各レーザ光源４１の発光強度の比が所定の比率となるように制御することができるので、発光部２１が出射する照射光を、より精密に、擬似的なサイン波（擬似サイン波）とすることができる。
なお、上述した第２実施の形態では、発光部８１が図５に示した第１構成例である場合を例に説明したが、発光部８１が図８に示した第１構成例の変形例の構成を有する場合にも同様にモニタリング機能を付加することができる。また、発光部８１が図９に示した第２構成例の構成を有する場合にも同様に、モニタリング機能を付加することができる。
＜９．測距モジュールのチップ構成例＞
図２０は、測距モジュール１１のチップ構成例を示す斜視図である。
測距モジュール１１は、例えば、図２０のAに示されるように、照明装置１２または１２Aとしての第１のチップ１２Cと、測距センサ１４としての第２のチップ１４Cとを、中継基板（インターポーザ基板）１５１上に形成して構成することができる。発光制御部１３は、第１のチップ１２Cまたは第２のチップ１４Cのいずれかに含んで構成されている。
測距センサ１４としての第２のチップ１４Cは、図２０のBに示されるように、第１のダイ（基板）１６１と、第２のダイ（基板）１６２とが積層された１つのチップで構成することができる。
第１のダイ１６１には、画素アレイ、検出信号をAD変換するAD変換部などを含む受光部３１（としての回路）が構成され、第２のダイ１６２には、信号処理部３２を含むロジック回路が構成されている。
なお、照明装置１２または１２Aと、測距センサ１４とは、図２０のように、中継基板１５１を用いて一体とせずに、別々に分離されてもよい。また、測距センサ１４は、第１のダイ１６１と第２のダイ１６２とに加えて、もう１つのロジックダイを積層した３層で構成してもよい。あるいはまた、４層以上のダイ（基板）の積層で構成してもよい。
＜１０．電子機器の構成例＞
上述した測距モジュール１１は、例えば、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、テレビ受像機、ウェアラブル端末、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの電子機器に搭載することができる。
図２１は、測距モジュールを搭載した電子機器としてのスマートフォンの構成例を示すブロック図である。
図２１に示すように、スマートフォン２０１は、測距モジュール２０２、撮像装置２０３、ディスプレイ２０４、スピーカ２０５、マイクロフォン２０６、通信モジュール２０７、センサユニット２０８、タッチパネル２０９、および制御ユニット２１０が、バス２１１を介して接続されて構成される。また、制御ユニット２１０では、CPUがプログラムを実行することによって、アプリケーション処理部２２１およびオペレーションシステム処理部２２２としての機能を備える。
測距モジュール２０２には、図１の測距モジュール１１が適用される。例えば、測距モジュール２０２は、スマートフォン２０１の前面に配置され、スマートフォン２０１のユーザを対象とした測距を行うことにより、そのユーザの顔や手、指などの表面形状のデプス値を測距結果として出力することができる。
撮像装置２０３は、スマートフォン２０１の前面に配置され、スマートフォン２０１のユーザを被写体とした撮像を行うことにより、そのユーザが写された画像を取得する。なお、図示しないが、スマートフォン２０１の背面にも撮像装置２０３が配置された構成としてもよい。
ディスプレイ２０４は、アプリケーション処理部２２１およびオペレーションシステム処理部２２２による処理を行うための操作画面や、撮像装置２０３が撮像した画像などを表示する。スピーカ２０５およびマイクロフォン２０６は、例えば、スマートフォン２０１により通話を行う際に、相手側の音声の出力、および、ユーザの音声の収音を行う。
通信モジュール２０７は、通信ネットワークを介した通信を行う。センサユニット２０８は、速度や加速度、近接などをセンシングし、タッチパネル２０９は、ディスプレイ２０４に表示されている操作画面に対するユーザによるタッチ操作を取得する。
アプリケーション処理部２２１は、スマートフォン２０１によって様々なサービスを提供するための処理を行う。例えば、アプリケーション処理部２２１は、測距モジュール２０２から供給されるデプスに基づいて、ユーザの表情をバーチャルに再現したコンピュータグラフィックスによる顔を作成し、ディスプレイ２０４に表示する処理を行うことができる。また、アプリケーション処理部２２１は、測距モジュール２０２から供給されるデプスに基づいて、例えば、任意の立体的な物体の三次元形状データを作成する処理を行うことができる。
オペレーションシステム処理部２２２は、スマートフォン２０１の基本的な機能および動作を実現するための処理を行う。例えば、オペレーションシステム処理部２２２は、測距モジュール２０２から供給されるデプス値に基づいて、ユーザの顔を認証し、スマートフォン２０１のロックを解除する処理を行うことができる。また、オペレーションシステム処理部２２２は、測距モジュール２０２から供給されるデプス値に基づいて、例えば、ユーザのジェスチャを認識する処理を行い、そのジェスチャに従った各種の操作を入力する処理を行うことができる。
このように構成されているスマートフォン２０１では、上述した測距モジュール１１を適用することで、例えば、高精度かつ高速にデプスマップを生成することができる。これにより、スマートフォン２０１は、測距情報をより正確に検出することができる。
＜１１．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図２２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２２に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図２３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図２３では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図２３には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、車外情報検出ユニット１２０３０や車内情報検出ユニット１２０４０に適用され得る。具体的には、車外情報検出ユニット１２０３０や車内情報検出ユニット１２０４０として測距モジュール１１による測距を利用することで、運転者のジェスチャを認識する処理を行い、そのジェスチャに従った各種（例えば、オーディオシステム、ナビゲーションシステム、エアーコンディショニングシステム）の操作を実行したり、より正確に運転者の状態を検出することができる。また、測距モジュール１１による測距を利用して、路面の凹凸を認識して、サスペンションの制御に反映させたりすることができる。
なお、本技術は、Indirect ToF方式の中でもContinuous-Wave方式と称する、物体へ投射する光を振幅変調する方式に適用することができる。また、受光部３１のフォトダイオードの構造としては、CAPD（Current Assisted Photonic Demodulator）構造の測距センサや、フォトダイオードの電荷を２つのゲートに交互にパルスを加えるゲート方式の測距センサなど、２つの電荷蓄積部に電荷を振り分ける構造の測距センサに適用することができる。
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
本明細書において複数説明した本技術は、矛盾が生じない限り、それぞれ独立に単体で実施することができる。もちろん、任意の複数の本技術を併用して実施することもできる。例えば、いずれかの実施の形態において説明した本技術の一部または全部を、他の実施の形態において説明した本技術の一部または全部と組み合わせて実施することもできる。また、上述した任意の本技術の一部または全部を、上述していない他の技術と併用して実施することもできる。
また、例えば、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。
さらに、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
なお、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なく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
なお、本技術は、以下の構成を取ることができる。
（１）
第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、
前記複数の光源を駆動する駆動部と
を備え、
前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持つように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
照明装置。
（２）
前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度が擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
前記（１）に記載の照明装置。
（３）
前記複数の光源は、前記第１の光源および前記第２の光源と、第３の光源および第４の光源とを含み、
前記駆動部は、前記第１の光源ないし前記第４の光源の発光強度の比が１：３：３：１となるように発光させる
前記（１）または（２）に記載の照明装置。
（４）
前記第２の光源の発光強度は、前記第１の光源の発光強度の３倍である
前記（３）に記載の照明装置。
（５）
前記第２の光源は、３個の前記第１の光源で構成される
前記（３）に記載の照明装置。
（６）
前記複数の光源は、前記第１の光源および前記第２の光源と、第３の光源および第４の光源とを含み、
前記駆動部は、
第１の発光タイミング信号に基づいて、前記第１の光源を駆動し、
第２の発光タイミング信号に基づいて、前記第２の光源を駆動し、
前記第１の発光タイミング信号を第１の遅延回路により所定時間だけ遅延させた信号に基づいて、前記第３の光源を駆動し、
前記第２の発光タイミング信号を第２の遅延回路により所定時間だけ遅延させた信号に基づいて、前記第４の光源を駆動する
前記（１）または（２）に記載の照明装置。
（７）
前記第１の遅延回路と前記第２の遅延回路の遅延量は同じである
前記（６）に記載の照明装置。
（８）
前記複数の光源の発光強度を検出する発光強度検出部をさらに備え、
前記複数の光源の発光強度が、前記発光強度検出部の検出値に応じて調整される
前記（１）ないし（７）のいずれかに記載の照明装置。
（９）
第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、
前記複数の光源を駆動する駆動部と
を備える照明装置の
前記駆動部が、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持つように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
照明装置の制御方法。
（１０）
照明装置と、
測距センサと
を備え、
前記照明装置は、
第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、
前記複数の光源を駆動する駆動部と
を備え、
前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持つように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
測距モジュール。
１１ 測距モジュール， １２，１２A 照明装置， １２C 第１のチップ， １３，１３A 発光制御部， １４ 測距センサ， １４C 第２のチップ， １５ 物体， ２１ 発光部， ３１ 受光部， ３２ 信号処理部， ４１（４１Aないし４１L） レーザ光源， ４２（４２Aないし４２H） レーザドライバ， ４３（４３X，４３Y） レーザ光源， ６１（６１Aないし６１F） 遅延回路， ８１ 発光部， ８２ 反射板， ８３ 発光強度検出部， ２０１ スマートフォン， ２０２ 測距モジュール

Claims (9)

  1. 第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、
    前記複数の光源を駆動する駆動部と
    を備え、
    前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
    照明装置。
  2. 前記複数の光源は、前記第１の光源および前記第２の光源と、第３の光源および第４の光源とを含み、
    前記駆動部は、前記第１の光源ないし前記第４の光源の発光強度の比が１：３：３：１となるように発光させる
    請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記第２の光源の発光強度は、前記第１の光源の発光強度の３倍である
    請求項２に記載の照明装置。
  4. 前記第２の光源は、３個の前記第１の光源で構成される
    請求項２に記載の照明装置。
  5. 前記複数の光源は、前記第１の光源および前記第２の光源と、第３の光源および第４の光源とを含み、
    前記駆動部は、
    第１の発光タイミング信号に基づいて、前記第１の光源を駆動し、
    第２の発光タイミング信号に基づいて、前記第２の光源を駆動し、
    前記第１の発光タイミング信号を第１の遅延回路により所定時間だけ遅延させた信号に基づいて、前記第３の光源を駆動し、
    前記第２の発光タイミング信号を第２の遅延回路により所定時間だけ遅延させた信号に基づいて、前記第４の光源を駆動する
    請求項１に記載の照明装置。
  6. 前記第１の遅延回路と前記第２の遅延回路の遅延量は同じである
    請求項５に記載の照明装置。
  7. 前記複数の光源の発光強度を検出する発光強度検出部をさらに備え、
    前記複数の光源の発光強度が、前記発光強度検出部の検出値に応じて調整される
    請求項１に記載の照明装置。
  8. 第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、
    前記複数の光源を駆動する駆動部と
    を備える照明装置の
    前記駆動部が、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
    照明装置の制御方法。
  9. 照明装置と、
    測距センサと
    を備え、
    前記照明装置は、
    第１の光源と第２の光源を含む複数の光源と、
    前記複数の光源を駆動する駆動部と
    を備え、
    前記駆動部は、前記複数の光源による発光強度がピーク値または最小値を中心として１周期の時間幅において時間方向に対称性を持ち、擬似サイン波となるように、前記第１の光源と第２の光源を、異なるタイミングおよび発光期間で発光させる
    測距モジュール。
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