WO2020175252A1 - 測定装置、測距装置および測定方法 - Google Patents

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histogram
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正浩 渡邉
賢一 田湯
朋広 松川
慶太郎 天川
久美子 馬原
堅誠 城
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    • G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak

Definitions

  • the time from the emission timing to the light receiving timing when the light is received by the light receiving element is measured, and time information indicating the measured time is stored in the memory.
  • This measurement is performed multiple times, and a histogram is created based on multiple time information stored in the memory, which is obtained by multiple measurements.
  • the distance to the DUT is calculated based on this histogram.
  • FIG. 7 is a diagram more specifically showing an example of the configuration of the pixel array section applicable to each embodiment.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an example of a distance measuring device according to a second embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a histogram created in the distance measurement processing according to the second embodiment.
  • Fig. 21 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit.
  • the present disclosure is suitable for use in a technique for detecting photons.
  • a technology for performing distance measurement by detecting photons will be described as one of the technologies applicable to each embodiment.
  • Distance measuring apparatus 300 counts the number of times the light receiving time is acquired based on the bins to obtain the frequency 3 10 for each bin, and generates a histogram.
  • the light receiving unit 302 also receives light other than the reflected light obtained by reflecting the light emitted from the light source unit 301.
  • An example of such light other than the reflected light of interest is the ambient light described above.
  • the part indicated by the range 3 1 1 in the histogram includes the ambient light component due to ambient light.
  • the ambient light is light that is randomly incident on the light receiving unit 302 and becomes noise with respect to the target reflected light.
  • FIG. 4 is a block diagram showing in more detail the configuration of an example of the distance measuring device 1 applicable to each embodiment.
  • the distance measuring device 1 includes a pixel array unit 100, a distance measurement processing unit 101, a pixel control unit 102, a general control unit 103, and a clock generation unit 1044. And a light emission timing control unit 105 and an interface ( ⁇ /) 106.
  • These pixel array section 100, distance measurement processing section 101, pixel control section 102, overall control section 103, clock generation section 104, light emission timing control section 105 and ⁇ /1 06 can be arranged on one semiconductor chip.
  • the pixel array unit 100 includes a plurality of pixels 10 and 10 each including a light receiving element and arranged in a two-dimensional lattice.
  • the operation of each pixel 10 is controlled by the pixel control unit 102 according to the instruction of the overall control unit 103.
  • the pixel control unit 102 can control the reading of pixel signals from each pixel 10 for each block including () pixels 10 in the row direction and in the column direction. it can.
  • the pixel control unit 102 can scan the pixels 10 in the row direction and further in the column direction by using the block as a unit, and read the pixel signal from each pixel 10.
  • the pixel control unit 102 can also control each pixel 10 independently.
  • the pixel signal read from each pixel 10 is supplied to the distance measurement processing unit 10 1.
  • the distance measurement processing unit 101 includes a conversion unit 11 10, a generation unit 11 1, and a signal processing unit 11 2.
  • the generation unit 11 11 generates a histogram based on the time information obtained by converting the pixel signal by the conversion unit 110.
  • the generation unit 11 11 counts the time information based on the unit time set by the setting unit 1 13 and generates a histogram. Details of the histogram generation processing by the generation unit 1 1 1 will be described later.
  • the signal processing unit 1 1 1 2 can perform filter processing on the curve to which the histogram is approximated.
  • the signal processing unit 11 12 can suppress the noise component by performing the mouth-pass filter process on the curve to which the histogram is approximated.
  • the distance information obtained by the signal processing unit 1 12 is supplied to the interface 10 6.
  • the interface 106 outputs the distance information supplied from the signal processor 1 12 to the outside as output data.
  • M P P Mobile Industry Processor Interface
  • the cathode has a transition. ⁇ 2020/175 252 10 ⁇ (: 170? 2020 /006378
  • the light receiving element 100 0 0 is charged by the current (recharge current) from the transistor 100 0 1 which is the current source, and the state of the light receiving element 100 0 0 returns to the state before the photon injection (recharge operation. ).
  • the voltage V 3 extracted from the connection point between the drain of the transistor 100 1 and the cathode of the light receiving element 100 0 is input to the inverter 100 2.
  • the inverter 1 0 0 2 performs a threshold judgment on the output signal V 3 against the input voltage V 3, for example, and the voltage V 3 changes the threshold voltage V 1 * 1 in the positive direction or the negative direction. Invert every time it exceeds.
  • the configuration on the light-receiving chip 20 and the logic chip 21 is not limited to this example.
  • the device control unit 2300 can be arranged, for example, in the vicinity of the light receiving element 100 0 for other drive and control purposes. ..
  • the device control unit 2030 can be provided in any region of the light receiving chip 20 and the logic chip 21 so as to have any function.
  • the configuration including (LDD) 1300 and laser diode (!_ 0) 131 corresponds to the light source unit 2 described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • 1 0 0 1 3 3 has a function corresponding to the conversion unit 1 1 0 described using FIG. 4, measures the time when the signal VI 3 is supplied, and measures the measured time as a digital value. Convert to time information.
  • Ding 0133 includes a counter that starts counting time. This counter depends on the processing unit 1 3 4. Counting is started in synchronization with the output of the light emission command for 1300, and stopped in accordance with the inversion timing of the signal I 3 supplied from the pixel 10. After that, unless otherwise specified, 7 0 0 13 3 says that “Stop counting according to the inversion timing of the signal 3 supplied from the pixel 10”. Stop the count according to the signal V3".
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a histogram generated by an existing technique.
  • the processing unit 1 3 4 uses the time 1 and the time 1 described above as the time of the formula (1), respectively.
  • the creation of the histogram by the light receiving evening timing of pixel 1 0 measurement pixel region 1 2 0, relative to the time 1 10 light emission instruction has been output by the processing unit 1 3 4 Start from the delayed time I 12 above.
  • time 1 peaks at 13 and that detected To do.
  • the time I 12 can be obtained as follows, for example.
  • the processing unit 1 3 4 measures the pixels 1 0 of the reference pixel region 1 2 1 before the measurement of the pixels 1 0 of the measurement pixel region 1 2 0, and acquires the time.
  • the processing units 1 3 4 obtain and store the time I, 2 -10 , which is the difference between the acquired time 2 and the time I 10 which is the light emission command timing at which the light emission command is output by itself. Time 12-10 of this difference, the time 12 relative to the time 10: if (time 1 10 as a zero time) was measured, time becomes 1: 12 and equal.
  • step 3304 determines whether the light is received by the pixel 10 of the measurement pixel area 120 (step 3304, "6 3"), the processing unit 1 3 4 performs processing. To step 3305.
  • step 3305 the processing section 1334 receives light from the timing when the second light emission command is output, in step 3304 to the pixel 1 0 of the measurement pixel area 1 2 0. The time until it is given is measured as the second time.
  • the optical path length is The time it takes for the light emitted from the device to illuminate the pixel 10 in the reference pixel area 1 21 via the mirror 1 2 2 is reflected by the assumed DUT 160 and the measured pixel It may be considered that the distance is considered to be zero with respect to the time until the pixel 1 0 in the area 1 20 is irradiated.
  • the delay unit 144 reads out information indicating the time stored in the peak register 144 (hereinafter, simply referred to as “time”) in response to an instruction from the controller 150.
  • the controller 150 Similar to the configuration on the reference side, the controller 150 outputs a light emission command at a predetermined light emission command timing (time 1:_). Further, the controller 150 outputs the time count start command 33 3 "at the same time as outputting this light emission command.
  • a series of processes such as incrementing the bins of the histogram based on time information by the program generation unit 140, is repeated a predetermined number of times (for example, thousands to tens of thousands), and the histogram generation unit 140 generates a histogram. Is completed.
  • the peak detection unit 1 4 passes information corresponding to the position (bin) of the detected peak on the histogram to the calculation unit 1 4 5. Information corresponding to the positions (bins) of the peaks on the histogram detected by the other peak detection units 1 4 2 2 and 1 4 2 3 is also supplied to the calculation unit 1 4 5. Arithmetic unit 1 4 5, based on information supplied from the peak detector 1 4 2 ,, 1 4 2 2 1 4 2 3, calculates the distance port for each output of each pixel 1 0.
  • the distance measurement processing according to the first embodiment is performed based on the light receiving timing of the pixel 10 of the reference pixel area 1 2 1 (step 3 10) and the measurement pixel area 1 2 0 Processing based on the light receiving timing of the pixel 10 of (step 311). That is, the process of step 311 is the measurement process for obtaining the distance to the DUT 160, and the process of step 311 is the starting point of the histogram creation in the process of step 311. This is the process for determining.
  • step 3110 includes steps 3110 to 311 and step 311 includes steps 3107 to 311. Is included.
  • step 310 the process of step 310 will be described.
  • step 3 10 ⁇ 2020/175 252 25 ⁇ (: 170? 2020 /006378
  • Peak 201 is detected at time 1: ⁇ indicating the light emission timing of _ 01 31.
  • Peak detector 1 42 This time is stored in the peak register 1 43 as a delay time.
  • the controller 150 determines the time output count for the pixels 1 33, 1 33 2 , 1 33 3 corresponding to each pixel 10 of the measurement pixel area 120.
  • the controller 150 delays the light emission command timing time 1:_ by the delay time I stored in the peak register 1 43 in step 31 06, and counts the time.
  • Each pixel 0 (31 33, 1 33 2 , 1 33 3) corresponding to each pixel 10 included in the measurement pixel region 120 is supplied.
  • the histogram is generated to output the pixel 1 0 in the reference pixel area 1 2 1 with respect to time. Time measured according to Just delay and start. Therefore, in the memory 1 41 that stores the histogram data for each pixel 10 in the measurement pixel area 1 20, there is no need to store the data from the time 1; It is possible to reduce the capacity.
  • Step 31 0, and S 31 0 2 as well, it is shown divided in step 31 1, and stearyl-up 31 1 2.
  • Step 31 1 2 includes a process of step 31 1 2 and Step 31 1 3. That is, in Step 31 1, based on each output of each pixel 10 of the measurement pixel area 120, each histogram corresponding to each pixel 10 is generated, and the creation start timing is delayed by delay time 1: d. Let me create it. In step 31 1 2 , each peak is detected based on each histogram created in step 31 1, and a distance port is calculated for each output of each pixel 10 1.
  • step 31 1 uses the delay time 1: obtained in step 31 0 2 of the immediately preceding frame. To execute. More specifically, the processing of step 31 1 in the next frame # 2 is executed by using the delay time 1; obtained in step 31 0 2 of the frame # 1. Further, the frame # 2, Step 31 1, and in parallel with Step 31 1 2 processing, step 31 0, and the process of stearyl-up 31 0 2 is executed.
  • the time indicating the light emission timing is detected based on the signal I 3 output from the pixel 10 included in the reference pixel area 1 21. ..
  • the time converted from each time 1 is converted from each time 0 ( 31 33, 1 33 2 , 1 33 3) using subtracted time, the histogram generator 1 4_Rei 1 40 2, 1 40 3, a histogram in each.
  • the histogram generator 1 4_Rei 1 40 2, 1 40 3 a histogram in each.
  • the mirror 122, !_01 3 1, and the pixel 10 of the reference pixel area 1 2 1 are arranged such that the light emitted from !_ 01 3 1 passes through the mirror 1 22.
  • the optical path length until the pixel 10 of the reference pixel region 1 21 is irradiated is set to be a predetermined length or less.
  • the counter 0 0 1 33 "61 starts counting according to time. ⁇ 2020/175 252 31 ⁇ (: 170? 2020 /006378
  • the time 1 stored in the peak register 1 43 is input to each subtraction input terminal of each subtractor 1 46, 1 46 2 , 1 46 3 .
  • this tab 0 (31 33,) is the same for the other tabs 0 1 33 2 , 1 33 3 corresponding to each pixel 10 of the measurement pixel region 120.
  • Ding 0 ⁇ 1 33 2 and 1 333 3 are time information (time and 1 102) obtained by converting each signal VI 3 supplied from the corresponding pixel 10 in the measurement pixel region 120. Is input to the subtracted input terminals of the subtractors 1 46 2 and 1 46 3 respectively. Subtractors 1 46 2 and 1 46 3 subtract from the times 101 and 102 input to the subtracted input end by the time ⁇ input to the subtraction input end, respectively. And time And time (1; 102 - are supplied to the histogram generator 1 40 2 and 1 40 3.
  • the peak detectors 1 42, 1 42 2 and 1 42 3 respectively detect the detected peaks.
  • the 150 outputs a light emission command for causing the LD 1 3 1 to emit light (time t_ in the histogram 200 a, in FIG. 18).
  • time t_ in the histogram 200 a, in FIG. 18
  • each time is assumed to be a time starting from this time _.
  • LDD 1 3 0 drives LD 1 3 1 according to the light emission command.
  • the LD 1 3 1 emits light at time t st as the emission timing.
  • the controller 150 outputs the time count start instruction start to the TDC133 ref corresponding to the pixel 10 of the reference pixel area 1221.
  • TDC 1 3 3 ref starts counting according to time according to the time count start instruction start, and the histogram generator 1 ⁇ 2020/175 252 34 ⁇ (: 170? 2020 /006378
  • step 3204 the controller 150 determines whether or not the execution of step 3200 to step 3203 a predetermined number of times (for example, thousands to tens of thousands) is completed. To judge. When the controller 150 determines that it has not ended (step 3204, “N 0 ”), it returns the process to step 320. On the other hand, controller ports over La 1 5 0, when Step 3 2 0_ ⁇ _ ⁇ Step 3 2 0 of a predetermined number of third processing execution is determined to have ended (Step 3 2 0 4, " ⁇ 6 3"), The process shifts to step 3205.
  • time 1; leakage, 101 , 102 are represented by time 1;.
  • the calculation unit 145 includes the time “0” as the time 1: 0 in the above-mentioned formula (1), and includes each time (1: _ ⁇ as the time 1:, in the formula (1) in the measurement pixel area 120.
  • Each distance port corresponding to each pixel 10 to be calculated is calculated.
  • the micro computer 1 2 0 5 1 is a driving force generator based on the information on the inside and outside of the vehicle acquired by the outside information detecting unit 1 2 0 3 0 or the inside information detecting unit 1 2 0 4 0. , It is possible to calculate the control target value of the steering mechanism or the braking device and output the control command to the drive system control unit 1 2 1 0 1 0.
  • the micro-computer 1 205 1 can be used to avoid or reduce the impact of the vehicle, follow the vehicle based on the following distance, maintain the vehicle speed, warn the vehicle, or warn the vehicle. It is possible to perform coordinated control for the purpose of realizing the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including the lane departure warning.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the driving force generator, steering mechanism, braking device, etc. By controlling the driving force generator, steering mechanism, braking device, etc. based on the information around the vehicle acquired by the 2040, it can autonomously operate without depending on the driver's operation. It is possible to perform coordinated control for the purpose of autonomous driving.
  • a control command can be output to the body system control unit 1 2020 based on the information outside the vehicle acquired in 30.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 1 2030 to achieve antiglare such as switching the high beam to the mouth-beam. It is possible to perform cooperative control for the purpose.
  • FIG. 21 shows an example of the shooting range of the image capturing units 1 21 1 0 to 1 2 1 0 4.
  • the imaging range 1 2 1 1 1 shows the imaging range of the imaging section 1 2 1 0 1 provided on the front nose, and the imaging ranges 1 2 1 1 2 and 1 2 1 1 3 are provided on the side mirrors.
  • the imaging range of the imaging units 1 2 1 0 2 and 1 2 1 0 3 is shown, and the imaging range 1 2 1 1 4 is the imaging range of the imaging units 1 2 1 0 4 provided on the rear bumper or the back door. ..
  • a bird's-eye view image of the vehicle 1 1 2 1 0 0 can be obtained.
  • the micro computer 1 2 0 5 1 has an imaging unit 1 2 1 0 1 to 1 2 1
  • three-dimensional object data related to three-dimensional objects is classified into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects and extracted to automatically detect obstacles. It can be used for avoidance.
  • the microcomputer 1205 1 distinguishes obstacles around the vehicle 1 1 2 100 into an obstacle visible to the driver of the vehicle 1 1 2 100 and an obstacle difficult to see.
  • At least one of the image capturing units 1 1 2 1 1 to 1 1 2 1 0 4 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the micro-computer 1205 1 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the images captured by the imaging units 1 2 1 0 1 to 1 2 1 2 0 4. it can.
  • pedestrian recognition is performed by, for example, the procedure of extracting the feature points in the image captured by the image capturing unit 1 2 1 0 1 to 1 1 2 1 0 4 as an infrared camera, and pattern matching to a series of feature points indicating the outline of the object.
  • the audio image output unit 1 2 0 5 2 Controls the display unit 1 2 0 6 2 so as to superimpose and display a rectangular contour line for emphasis on the recognized pedestrian.
  • the audio/video output unit 1205 2 may control the display unit 1 2 0 6 2 so that an icon or the like indicating a pedestrian is displayed at a desired position.
  • the device 13 and the distance measuring device 1 according to the above-described second embodiment can be applied to the imaging unit 1 2 0 3 1.
  • the imaging unit 1203 By applying the technology according to the present disclosure to the imaging unit 1203 1, it is possible to reduce the capacity of the memory that stores the histogram used for distance measurement.
  • the present technology may also be configured as below.
  • the first pixel The first pixel
  • the control unit measures a first time from a first light emission command timing at which the first light emission command is generated among the light emission commands to a light emission timing at which the light source emits light in response to the first light emission command.
  • a generation unit that generates a histogram based on the second time measured by the second measurement unit
  • the generator is a
  • the histogram is based on the second time minus the first time. 20/175252 45 ⁇ (: 170? 2020 /006378
  • the generator is a
  • the histogram is generated starting from the timing obtained by delaying the first time with respect to the second light emission command timing.
  • the generation of the histogram in the first frame of the frames is based on the first time measured by the first measuring unit in the second frame of the frames immediately before the first frame.
  • the measuring device From the first light emission command timing until the light emitted from the light source according to the first light emission command at the first light emission command timing is received by the second pixel via the waveguide.
  • the measuring device according to any one of (1) to (5), wherein time is measured as the first time.
  • a second measurement unit that measures a second time from the second light emission command timing when the control unit generates the second light emission command among the light emission commands to the light reception by the first pixel
  • the histogram is generated starting from the timing when the first time has elapsed with respect to the second light emission command timing.
  • the generator is a
  • the generator is a
  • the distance measuring device according to (8).
  • the first measuring unit executes the first time measurement in frame units, and the second measuring unit further executes the second time measurement in the frame.
  • the generator is a
  • the waveguide is ⁇ 2020/175 252 48 ⁇ (: 170? 2020 /006378
  • a mirror for reflecting light wherein the time until the light emitted from the light source is received by the second pixel via the waveguide is set to be a predetermined time or less, the light source and the second Placed close to the pixel
  • the control unit that controls the light emission of the light source by generating a light emission command for causing the light source to emit light includes a first light emission command timing from the first light emission command timing that generates a first light emission command among the light emission commands. According to the first measurement step of measuring a first time until the light emission timing of the light source,
  • the generating step includes
  • the histogram is generated starting from the timing when the first time has elapsed with respect to the second light emission command timing.

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Abstract

測定装置（１ａ）は、第１の画素（１０）と、光源（１３１）と、光源を発光させる発光命令を生成することで光源の発光を制御する制御部（１５０）と、制御部が発光命令のうち第１の発光命令を生成する第１の発光命令タイミングから第１の発光命令に応じて光源が発光する発光タイミングまでの第１の時間を計測する第１の計測部（１３３ref）と、制御部が発光命令のうち第２の発光命令を生成する第２の発光命令タイミングから第１の画素に光が受光されるまでの第２の時間を計測する第２の計測部（１３３1、１３３2、１３３3、…）と、第２の計測部により計測された第２の時間に基づきヒストグラムを生成する生成部（１４０1、１４０2、１４０3、…）と、を備える。生成部は、第２の発光命令タイミングに対して第１の時間を経過したタイミングを起点としてヒストグラムを生成する。

Description

\¥0 2020/175252 1 卩（：17 2020 /006378 明 細 書
発明の名称 ： 測定装置、 測距装置および測定方法
技術分野
[0001 ] 本発明は、 測定装置、 測距装置および測定方法に関する。
背景技術
[0002] 光を用いて被測定物までの距離を測定する測距方式の一つとして、 直接丁
0† ドレ 〇方式と呼ばれる測距手法が知られている。 直接丁〇 方式による測距処理では、 光源による光の射出を示す射出タイミングから 、 当該光が被測定物により反射された反射光が受光素子に受光される受光夕 イミングまでの時間に基づき、 被測定物までの距離を求める。
[0003] より具体的には、 射出タイミングから、 受光素子により光が受光された受 光タイミングまでの時間を計測し、 計測された時間を示す時間情報をメモリ に記憶する。 この計測を複数回実行し、 メモリに記憶された複数回の計測に よる複数の時間情報に基づきヒストグラムを作成する。 このヒストグラムに 基づき、 被測定物までの距離を求める。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 6 _ 1 7 6 7 5 0号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 丁〇 方式の測距を行う構成において、 ヒストグラムを作成するための 複数の時間情報を記憶するメモリの容量の削減が求められている。
[0006] 本開示は、 丁〇 方式の測距を行う構成において、 ヒストグラムを作成 するための複数の時間情報を記憶するメモリの容量を削減可能な測定装置、 測距装置および測定方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本開示に係る測定装置は、 第 1の画素と、 光源と、 光源を発光させる発光 〇 2020/175252 2 卩（：170? 2020 /006378
命令を生成することで光源の発光を制御する制御部と、 制御部が発光命令の うち第 1の発光命令を生成する第 1の発光命令タイミングから第 1の発光命 令に応じて光源が発光する発光タイミングまでの第 1の時間を計測する第 1 の計測部と、 制御部が発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の発光 命令タイミングから第 1の画素に光が受光されるまでの第 2の時間を計測す る第 2の計測部と、 第 2の計測部により計測された第 2の時間に基づきヒス トグラムを生成する生成部と、 を備え、 生成部は、 第 2の発光命令タイミン グに対して第 1の時間を経過したタイミングを起点としてヒストグラムを生 成する。
図面の簡単な説明
［0008］ ［図 1］各実施形態に適用可能な直接丁〇 方式による測距を模式的に示す図で ある。
［図 2］各実施形態に適用可能な、 受光部が受光した時刻に基づく一例のヒスト グラムを示す図である。
［図 3］各実施形態に係る測距装置を用いた電子機器の一例の構成を示すブロッ ク図である。
［図 4］各実施形態に適用可能な測距装置の一例の構成をより詳細に示すブロッ ク図である。
［図 5］各実施形態に適用可能な画素の基本的な構成例を示す図である。
［図 6］各実施形態に係る測距装置に適用可能なデバイスの構成の例を示す模式 図である。
［図 7］各実施形態に適用可能な画素アレイ部の構成の例を、 より具体的に示す 図である。
［図 8］既存技術による、 光源部の発光タイミングを計測するための構成の例を 概略的に示す図である。
［図 9］既存技術により生成されたヒストグラムの例を示す図である。
［図 10］各実施形態に係る測距処理を概略的に示す図である。
［図 1 1］各実施形態に係る測距処理を概略的に示す一例のフローチヤートであ \¥0 2020/175252 3 卩（：17 2020 /006378
る。
［図 12］第 1の実施形態に係る測距装置の一例の構成を示すブロック図である
［図 13］第 1の実施形態に係る測距処理の例をより具体的に示すフローチヤー 卜である。
［図 14］第 1の実施形態に係る測距処理において作成されるヒストグラムの例 を示す図である。
［図 15］第 1の実施形態に係る測距処理をフレーム単位で実行する例を説明す るための図である。
［図 16］第 2の実施形態に係る測距装置の一例の構成を示すブロック図である
［図 17］第 2の実施形態に係る測距処理の例をより具体的に示すフローチヤー 卜である。
［図 18］第 2の実施形態に係る測距処理において作成されるヒストグラムの例 を示す図である。
［図 19］第 3の実施形態による測距装置を使用する使用例を示す図である。
［図 20］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。
［図 21］撮像部の設置位置の例を示す図である。
発明を実施するための形態
［0009］ 以下、 本開示の各実施形態について、 図面に基づいて詳細に説明する。 な お、 以下の各実施形態において、 同 _の部位には同 _の符号を付することに より、 重複する説明を省略する。
［0010］ （各実施形態に共通の構成）
本開示は、 光子の検出を行う技術に用いて好適なものである。 本開示の各 実施形態の説明に先んじて、 理解を容易とするために、 各実施形態に適用可 能な技術の一つとして、 光子の検出により測距を行う技術について説明する 。 この場合の測距方式として、 直接丁〇 〇· ; !^ 0† ドレ 1 9 0方式を適用す 〇 2020/175252 4 卩（：170? 2020 /006378
る。 直接丁〇 方式は、 光源から射出された光が被測定物により反射した反 射光を受光素子により受光し、 光の射出タイミングと受光タイミングとの差 分の時間に基づき測距を行う方式である。
［001 1］ 図 1および図 2を用いて、 直接丁〇 方式による測距について、 概略的に 説明する。 図 1は、 各実施形態に適用可能な直接丁〇 方式による測距を模 式的に示す図である。 測距装置 3 0 0は、 光源部 3 0 1 と受光部 3 0 2とを 含む。 光源部 3 0 1は、 例えばレーザダイオードであって、 レーザ光をパル ス状に発光するように駆動される。 光源部 3 0 1から射出された光は、 被測 定物 3 0 3により反射され、 反射光として受光部 3 0 2に受光される。 受光 部 3 0 2は、 光電変換により光を電気信号に変換する受光素子を含み、 受光 した光に応じた信号を出力する。
［0012］ ここで、 光源部 3 0 1が発光した時刻 （発光タイミング） を時間 1 0、 光源 部 3 0 1から射出された光が被測定物 3 0 3により反射された反射光を受光 部 3 0 2が受光した時刻 （受光タイミング） を時間 Iとする。 定数〇を光速 度 （2 .
Figure imgf000006_0001
とすると、 測距装置 3 0 0と被測 定物 3 0 3との間の距離 0は、 次式 （1） により計算される。
〇 =（。/ 2） （1:厂 1: 0） （ 1）
［0013］ 測距装置 3 0 0は、 上述の処理を、 複数回繰り返して実行する。 受光部 3 〇 2が複数の受光素子を含み、 各受光素子に反射光が受光された各受光タイ ミングに基づき距離口をそれぞれ算出してもよい。 測距装置 3 0 0は、 発光 タイミングの時間 1 0から受光部 3 0 2に光が受光された受光タイミングま での時間 （受光時間 と呼ぶ） を階級 （ビン（1）1 ^）） に基づき分類し、 ヒ ストグラムを生成する。
［0014］ なお、 受光部 3 0 2が受光時間 1„に受光した光は、 光源部 3 0 1が発光し た光が被測定物により反射された反射光に限られない。 例えば、 測距装置 3 0 0 （受光部 3 0 2） の周囲の環境光も、 受光部 3 0 2に受光される。
［0015］ 図 2は、 各実施形態に適用可能な、 受光部 3 0 2が受光した時刻に基づく —例のヒストグラムを示す図である。 図 2において、 横軸はビン、 縦軸は、 ビン毎の頻度を示す。 ビンは、 受光時間 t mを所定の単位時間 d毎に分類した ものである。 具体的には、 ビン# 0が 0£ t„<d、 ビン# 1が d£ t„<2X d、 ビン# 2が 2 X d £ t„<3 X d、 、 ビン# (N-2) が (N-2)Xd £ tm<(N- 1 )X dとなる。 受光部 302の露光時間を時間 t印とした場合、 t ep = N X dである。
[0016] 測距装置 300は、 受光時間 を取得した回数をビンに基づき計数してビ ン毎の頻度 3 1 0を求め、 ヒストグラムを生成する。 ここで、 受光部 302 は、 光源部 301から射出された光が反射された反射光以外の光も受光する 。 このような、 対象となる反射光以外の光の例として、 上述した環境光があ る。 ヒストグラムにおいて範囲 3 1 1で示される部分は、 環境光による環境 光成分を含む。 環境光は、 受光部 302にランダムに入射される光であって 、 対象となる反射光に対するノイズとなる。
[0017] 一方、 対象となる反射光は、 特定の距離に応じて受光される光であって、 ヒストグラムにおいてアクティブ光成分 3 1 2として現れる。 このアクティ ブ光成分 3 1 2内のピークの頻度に対応するビンが、 被測定物 303の距離 Dに対応するビンとなる。 測距装置 300は、 そのビンの代表時間 (例えば ビンの中央の時間) を上述した時間 t ,として取得することで、 上述した式 ( 1 ) に従い、 被測定物 303までの距離 Dを算出することができる。 このよ うに、 複数の受光結果を用いることで、 ランダムなノイズに対して適切な測 距を実行可能となる。
[0018] 図 3は、 各実施形態に係る測距装置を用いた電子機器の一例の構成を示す ブロック図である。 図 3において、 電子機器 6は、 測距装置 1 と、 光源部 2 と、 記憶部 3と、 制御部 4と、 光学系 5と、 を含む。
[0019] 光源部 2は、 上述した光源部 301 に対応し、 レーザダイオードであって 、 例えばレーザ光をパルス状に発光するように駆動される。 光源部 2は、 面 光源としてレーザ光を射出する VC S E L (Vertical Cavity Surface Emi tting LASER)を適用することができる。 これに限らず、 光源部 2として、 レ —ザダイオードをライン上に配列したアレイを用い、 レーザダイオードアレ 〇 2020/175252 6 卩（：170? 2020 /006378
イから射出されるレーザ光をラインに垂直の方向にスキャンする構成を適用 してもよい。 さらにまた、 単光源としてのレーザダイオードを用い、 レーザ ダイオードから射出されるレーザ光を水平および垂直方向にスキャンする構 成を適用することもできる。
[0020] 測距装置 1は、 上述した受光部 3 0 2に対応して、 複数の受光素子を含む 。 複数の受光素子は、 例えば 2次元格子状に配列されて受光面を形成する。 光学系 5は、 外部から入射する光を、 測距装置 1が含む受光面に導く。
[0021 ] 制御部 4は、 電子機器 6の全体の動作を制御する。 例えば、 制御部 4は、 測距装置 1 に対して、 光源部 2を発光させるためのトリガである発光トリガ を供給する。 測距装置 1は、 この発光トリガに基づくタイミングで光源部 2 を発光させると共に、 発光タイミングを示す時間 を記憶する。 また、 制御 部 4は、 例えば外部からの指示に応じて、 測距装置 1 に対して、 測距の際の パターンの設定を行う。
[0022] 測距装置 1は、 受光面に光が受光されたタイミングを示す時間情報 （受光 時間
Figure imgf000008_0001
を取得した回数を所定の時間範囲内で計数し、 ビン毎の頻度を求め て上述したヒストグラムを生成する。 測距装置 1は、 さらに、 生成したヒス トグラムに基づき、 被測定物までの距離口を算出する。 算出された距離口を 示す情報は、 記憶部 3に記憶される。
[0023] 図 4は、 各実施形態に適用可能な測距装置 1の一例の構成をより詳細に示 すブロック図である。 図 4において、 測距装置 1は、 画素アレイ部 1 0 0と 、 測距処理部 1 0 1 と、 画素制御部 1 0 2と、 全体制御部 1 0 3と、 クロッ ク生成部 1 0 4と、 発光タイミング制御部 1 0 5と、 インタフエース （丨 / ） 1 0 6と、 を含む。 これら画素アレイ部 1 0 0、 測距処理部 1 0 1、 画 素制御部 1 0 2、 全体制御部 1 0 3、 クロック生成部 1 0 4、 発光タイミン グ制御部 1 0 5および丨 / 1 0 6は、 1つの半導体チップ上に配置するこ とができる。
[0024] これに限らず、 測距装置 1は、 第 1の半導体チップと第 2の半導体チップ とを積層した構成としてもよい。 この場合、 例えば画素アレイ部 1 0 0の一 〇 2020/175252 7 卩（：170? 2020 /006378
部 （受光部など） を第 1の半導体チップ上に配置し、 測距装置 1 に含まれる 他の部分を第 2の半導体チップ上に配置する構成が考えられる。
[0025] 図 4において、 全体制御部 1 0 3は、 例えば予め組み込まれるプログラム に従い、 この測距装置 1の全体の動作を制御する。 また、 全体制御部 1 0 3 は、 外部から供給される外部制御信号に応じた制御を実行することもできる 。 クロック生成部 1 0 4は、 外部から供給される基準クロック信号に基づき 、 測距装置 1内で用いられる 1以上のクロック信号を生成する。 発光タイミ ング制御部 1 0 5は、 外部から供給される発光トリガ信号に従い発光タイミ ングを示す発光制御信号を生成する。 発光制御信号は、 光源部 2に供給され ると共に、 測距処理部 1 0 1 に供給される。
[0026] 画素アレイ部 1 0 0は、 2次元格子状に配列される、 それぞれ受光素子を 含む複数の画素 1 0、 1 0、 を含む。 各画素 1 〇の動作は、 全体制御部 1 0 3の指示に従った画素制御部 1 0 2により制御される。 例えば、 画素制御 部 1 0 2は、 各画素 1 0からの画素信号の読み出しを、 行方向に 個、 列方 向に 個の、 （ ） 個の画素 1 0を含むブロック毎に制御することがで きる。 また、 画素制御部 1 0 2は、 当該ブロックを単位として、 各画素 1 0 に対する行方向の走査を行い、 さらに列方向の走査を行い、 各画素 1 0から 画素信号を読み出すことができる。 これに限らず、 画素制御部 1 0 2は、 各 画素 1 0をそれぞれ単独で制御することもできる。 さらに、 画素制御部 1 0 2は、 画素アレイ部 1 0 0の所定領域を対象領域として、 対象領域に含まれ る画素 1 〇を、 画素信号を読み出す対象の画素 1 0とすることができる。 さ らにまた、 画素制御部 1 0 2は、 複数行 （複数ライン） に対して纏めて走査 を行い、 それを列方向にさらに走査して、 各画素 1 0から画素信号を読み出 すこともできる。
[0027] なお、 以下では、 走査は、 光源部 2を発光させ、 画素 1 0からの受光に応 じた信号 I 3の読み出しを、 1つの走査領域内において走査対象として 指定した各画素 1 〇について連続的に行う処理をいうものとする。 1回の走 査において複数回の発光と読み出しとを実行することができる。 〇 2020/175252 8 卩（：170? 2020 /006378
[0028] 各画素 1 0から読み出された画素信号は、 測距処理部 1 0 1 に供給される 。 測距処理部 1 〇 1は、 変換部 1 1 〇と、 生成部 1 1 1 と、 信号処理部 1 1 2と、 を含む。
[0029] 各画素 1 0から読み出され、 画素アレイ部 1 0 0から出力された画素信号 は、 変換部 1 1 〇に供給される。 ここで、 画素信号は、 各画素 1 〇から非同 期で読み出され、 変換部 1 1 〇に供給される。 すなわち、 画素信号は、 各画 素 1 0において光が受光されたタイミングに応じて受光素子から読み出され 、 出力される。
[0030] 変換部 1 1 0は、 画素アレイ部 1 0 0から供給された画素信号を、 デジタ ル情報に変換する。 すなわち、 画素アレイ部 1 0 0から供給される画素信号 は、 当該画素信号が対応する画素 1 0に含まれる受光素子に光が受光された タイミングに対応して出力される。 変換部 1 1 0は、 供給された画素信号を 、 当該タイミングを示す時間情報に変換する。
[0031 ] 生成部 1 1 1は、 変換部 1 1 〇により画素信号が変換された時間情報に基 づきヒストグラムを生成する。 ここで、 生成部 1 1 1は、 時間情報を、 設定 部 1 1 3により設定された単位時間 に基づき計数し、 ヒストグラムを生成 する。 生成部 1 1 1 によるヒストグラム生成処理の詳細については、 後述す る。
[0032] 信号処理部 1 1 2は、 生成部 1 1 1 により生成されたヒストグラムのデー 夕に基づき所定の演算処理を行い、 例えば距離情報を算出する。 信号処理部 1 1 2は、 例えば、 生成部 1 1 1 により生成されたヒストグラムのデータに 基づき、 当該ヒストグラムの曲線近似を作成する。 信号処理部 1 1 2は、 こ のヒストグラムが近似された曲線のピークを検出し、 検出されたピークに基 づき距離口を求めることができる。
[0033] 信号処理部 1 1 2は、 ヒストグラムの曲線近似を行う際に、 ヒストグラム が近似された曲線に対してフィルタ処理を施すことができる。 例えば、 信号 処理部 1 1 2は、 ヒストグラムが近似された曲線に対して口ーパスフィルタ 処理を施すことで、 ノイズ成分を抑制することが可能である。 [0034] 信号処理部 1 1 2で求められた距離情報は、 インタフェース 1 0 6に供給 される。 インタフェース 1 0 6は、 信号処理部 1 1 2から供給された距離情 報を、 出カデータとして外部に出力する。 インタフェース 1 0 6としては、 例えば M 丨 P 丨 (Mob i le Indust ry Processor Interface)を適用すること ができる。
[0035] なお、 上述では、 信号処理部 1 1 2で求められた距離情報を、 インタフェ —ス 1 0 6を介して外部に出力しているが、 これはこの例に限定されない。 すなわち、 生成部 1 1 1 により生成されたヒストグラムのデータであるヒス トグラムデータを、 インタフェース 1 0 6から外部に出力する構成としても よい。 この場合、 設定部 1 1 3が設定する測距条件情報は、 フィルタ係数を 示す情報を省略することができる。 インタフェース 1 0 6から出力されたヒ ストグラムデータは、 例えば外部の情報処理装置に供給され、 適宜、 処理さ れる。
[0036] 図 5は、 各実施形態に適用可能な画素 1 0の基本的な構成例を示す図であ る。 図 5において、 画素 1 0は、 受光素子 1 0 0 0と、 Pチヤネルの M O S トランジスタであるトランジスタ 1 0 0 1 と、 インバータ 1 0 0 2と、 を含 む。
[0037] 受光素子 1 0 0 0は、 入射された光を光電変換により電気信号に変換して 出力する。 各実施形態においては、 受光素子 1 0 0 0は、 入射された光子 ( 光子) を光電変換により電気信号に変換し、 光子の入射に応じたパルスを出 力する。 各実施形態では、 受光素子 1 0 0 0として、 単一光子アバランシェ ダイオードを用いる。 以下、 単一光子アバランシェダイオードを、 S P A D ( S i ng le Photon Ava lanche D i ode)と呼ぶ。 S P A Dは、 カソードにアバラ ンシェ増倍が発生する大きな負電圧を加えておくと、 1光子の入射に応じて 発生した電子がアバランシェ増倍を生じ、 大電流が流れる特性を有する。 S P A Dのこの特性を利用することで、 1光子の入射を高感度で検知すること ができる。
[0038] 図 5において、 S P A Dである受光素子 1 0 0 0は、 カソードがトランジ 〇 2020/175252 10 卩（：170? 2020 /006378
スタ 1 0 0 1のドレインに接続され、 アノードが受光素子 1 0 0 0の降伏電 圧に対応する負電圧 （ー 匕 ） の電圧源に接続される。 トランジスタ 1 0 0 1のソースが電圧 V 6に接続される。 トランジスタ 1 0 0 1のゲートには 、 基準電圧 V 「 6干が入力される。 トランジスタ 1 0 0 1は、 電圧 V 6およ び基準電圧 V 「 6干に応じた電流をドレインから出力する電流源である。 こ のような構成により、 受光素子 1 0 0 0には、 逆バイアスが印加される。 ま た、 光電流は、 受光素子 1 0 0 0のカソードからアノードに向けた方向に流 れる。
[0039] より詳細には、 受光素子 1 0 0 0は、 アノードに電圧 （一 V匕 ） が印加 され電位 （ー 匕） により充電された状態で光子が入射されると、 アバラ ンシエ増倍が開始されカソードからアノードの方向に向けて電流が流れ、 そ れに伴い受光素子 1 〇〇〇において電圧降下が発生する。 この電圧降下によ り、 受光素子 1 0 0 0のアノードーカソード間電圧が電圧 （ー 匕 ） まで 下がるとアバランシエ増倍が停止される （クエンチング動作） 。 その後、 電 流源であるトランジスタ 1 0 0 1からの電流 （リチャージ電流） により受光 素子 1 0 0 0が充電され、 受光素子 1 0 0 0の状態が光子入射前の状態に戻 る （リチャージ動作） 。
[0040] トランジスタ 1 0 0 1のドレインと受光素子 1 0 0 0のカソードとの接続 点から取り出された電圧 V 3が、 インバータ 1 0 0 2に入力される。 インバ —夕 1 0 0 2は、 出力する信号 丨 3を、 入力された電圧 V 3に対して例 えば閾値判定を行い、 当該電圧 V 3が閾値電圧 V 1*1を正方向または負方向 に超える毎に反転させる。
[0041 ] より具体的には、 インバータ 1 0 0 2は、 受光素子 1 0 0 0に対する光子 の入射に応じたアバランシエ増倍による電圧降下において、 電圧 V 3が閾値 電圧 V I IIを跨いだ第 1のタイミングで、 信号 丨 3を反転させる。 次に 、 リチャージ動作により受光素子 1 0 0 0の充電が行われ電圧 V 3が上昇す る。 インバータ 1 0 0 2は、 この上昇する電圧 V 3が閾値電圧 V I を跨い だ第 2のタイミングで、 信号 I 3を再び反転させる。 この第 1のタイミ ングと第 2のタイミングとの時間方向の幅が、 受光素子 1 0 0 0に対する光 子の入射に応じた出カパルスとなる。
[0042] この出カパルスは、 図 4を用いて説明した、 画素アレイ部 1 0 0から非同 期に出力される画素信号に対応する。 図 4において、 変換部 1 1 0は、 この 出カパルスを、 当該出カパルスが供給されたタイミングを示す時間情報に変 換して生成部 1 1 1 に渡す。 生成部 1 1 1は、 この時間情報に基づきヒスト グラムを生成する。
[0043] 図 6は、 各実施形態に係る測距装置 1 に適用可能なデバイスの構成の例を 示す模式図である。 図 6において、 測距装置 1は、 それぞれ半導体チップか らなる受光チップ 2 0と、 ロジックチップ 2 1 とが積層されて構成される。 なお、 図 5では、 説明のため、 受光チップ 2 0とロジックチップ 2 1 とを分 離した状態で示している。
[0044] 受光チップ 2 0は、 画素アレイ部 1 0 0の領域において、 複数の画素 1 0 それぞれに含まれる受光素子 1 0 0 0が 2次元格子状に配列される。 また、 画素 1 0において、 トランジスタ 1 0 0 1およびインバータ 1 0 0 2は、 口 ジックチップ 2 1上に形成される。 受光素子 1 0 0 0の両端は、 例えば C C C (Copper-Copper Connect i on)などによる結合部 1 1 0 5を介して、 受光チ ップ 2 0とロジックチップ 2 1 との間で接続される。
[0045] ロジックチップ 2 1は、 受光素子 1 0 0 0によって取得された信号を処理 する信号処理部を含むロジックアレイ部 2 0 0 0が設けられる。 ロジックチ ップ 2 1 に対して、 さらに、 当該ロジックアレイ部 2 0 0 0と近接して、 受 光素子 1 0 0 0によって取得された信号の処理を行う信号処理回路部 2 0 1 0と、 測距装置 1 としての動作を制御する装置制御部 2 0 3 0と、 を設ける ことができる。
[0046] 例えば、 信号処理回路部 2 0 1 0は、 上述した測距処理部 1 0 1 を含むこ とができる。 また、 装置制御部 2 0 3 0は、 上述した画素制御部 1 0 2、 全 体制御部 1 0 3、 クロック生成部 1 0 4、 発光タイミング制御部 1 0 5およ びインタフエース 1 0 6を含むことができる。 〇 2020/175252 12 卩（：170? 2020 /006378
[0047] なお、 受光チップ 2 0およびロジックチップ 2 1上の構成は、 この例に限 定されない。 また、 装置制御部 2 0 3 0は、 ロジックアレイ部 2 0 0 0の制 御以外にも、 例えば受光素子 1 0 0 0の近傍に、 他の駆動や制御の目的で配 置することができる。 装置制御部 2 0 3 0は、 図 6に示した配置以外にも、 受光チップ 2 0およびロジックチップ 2 1の任意の領域に、 任意の機能を有 するように設けることができる。
[0048] 図 7は、 各実施形態に適用可能な画素アレイ部 1 〇〇の構成の例を、 より 具体的に示す図である。 上述したように、 画素アレイ部 1 0 0において、 画 素 1 0が行列状に配置される。 なお、 図 7において、 横方向を行、 縦方向を 列とする。 ここで、 画素アレイ部 1 0 0に含まれる各画素 1 0のうち一部の 画素 1 〇は、 光源部 2 （図 3、 図 4参照） の発光タイミングを検出するため の参照画素として用いられる。 図 7の例では、 画素アレイ部 1 0 0の右端の 1列 （図 7において斜線を付して示す） が、 参照画素として用いる画素 1 0 が配置される参照画素領域 1 2 1 とされている。
[0049] なお、 図 7の例では、 参照画素領域 1 2 1が参照画素として用いる複数の 画素 1 0を含むものとして示されているが、 これはこの例に限定されない。 すなわち、 画素アレイ部 1 0 0に含まれる各画素 1 0のうち、 少なくとも 1 つの画素 1 0が参照用画素として用いられればよい。
[0050] 画素アレイ部 1 0 0において、 参照画素領域 1 2 1以外の領域は、 測距の 計測を行うための計測用の各画素 1 〇が配置される計測画素領域 1 2 0とさ れている。 このように、 画素アレイ部 1 0 0が、 計測用の各画素 1 0が配置 される計測画素領域 1 2 0と、 参照画素として用いる画素 1 0が配置される 参照画素領域 1 2 1 と、 を含んでいる。 そのため、 参照画素である画素 1 0 を用いた処理と、 計測用の各画素 1 〇を用いた処理と、 を、 時間的に並列し て実行できる。
[0051 ] （既存技術による測距処理の例）
図 8は、 既存技術による、 光源部 2の発光タイミングを計測するための構 成の例を概略的に示す図である。 図 8において、 レーザダイオードドライバ 〇 2020/175252 13 卩（：170? 2020 /006378
（L D D） 1 3 0、 レーザダイオード （!_ 0） 1 3 1 と、 を含む構成が、 図 3および図 4を用いて説明した光源部 2に対応する。
Figure imgf000015_0001
1 3 0による駆動に応じて発光する。 L D D } 3 0は、 処理部 1 3 4から供 給される発光命令に応じて !_ 0 1 3 1 を駆動する。
[0052] 一方、 画素アレイ部 1 0 0の計測画素領域 1 2 0に含まれる各画素 1 0か ら出力された各信号 V 丨 3それぞれが、 丁0〇（丁_11116
Figure imgf000015_0002
（：0 6
Figure imgf000015_0003
に供給される。 同様に、 画素アレイ部 1 0 0の参照画素領域 1 2 1 に含まれる各画素 1 0から出力された各信号 V 丨 3それぞれが、 7 0 0 1 3 3に供給される。
[0053] 1 0 0 1 3 3は、 図 4を用いて説明した変換部 1 1 0に対応する機能を有 し、 信号 V I 3が供給された時刻を計測し、 計測された時刻をデジタル値 による時刻情報に変換する。 例えば、 丁0〇 1 3 3は、 時間のカウントが開 始されるカウンタを含む。 このカウンタは、 処理部 1 3 4による
Figure imgf000015_0004
1 3 〇に対する発光命令の出力に同期してカウントが開始され、 画素 1 〇から供 給される信号 I 3の反転タイミングに応じてカウントを停止させる。 以 降、 特に記載の無い限り、 7 0 0 1 3 3が、 「画素 1 0から供給される信号 丨 3の反転タイミングに応じてカウントを停止させる」 ことを、 「丁〇 〇 1 3 3が信号 V 丨 3に応じてカウントを停止させる」 、 のように記述す る。
[0054] T D C ^ 3 3は、 供給された信号 丨 3に応じてカウントを停止させる と、 この停止されたカウントが示す時間 Iを、 処理部 1 3 4に渡す。 処理部 1 3 4は、 各画素 1 0から出力された信号 V 丨 3が変換された時間 1:に基 づき、 ヒストグラムを生成する。
[0055] ここで、 直接丁〇 方式では、 式 （1） を用いて説明したように、 光源で ある !_ 0 1 3 1が発光した発光タイミングの時間 1 0と、 画素 1 〇が受光した 受光タイミングの時間 I ,と、 の差分に基づき測距を行う。
[0056] 上述したように、 ！_ 0 1 3 1は、 処理部 1 3 4から出力された発光命令に 従い、 ！_ 0 0 1 3 0により駆動されて発光する。 このとき、 〇 2020/175252 14 卩（：170? 2020 /006378
発光命令に応じて !- 0 1 3 1 を駆動してから実際に !_ 0 1 3 1が発光する発 光タイミングまでの間に、 タイムラグが存在する。 このタイムラグは、 処理 咅6 1 3 4から1_ 0 1 3 1 までの経路上における時定数、
Figure imgf000016_0001
そのもの の温度や経年変化などを要因とするもので、 予測することが難しい。 そのた め、 処理部 1 3 4から1_ 0 1 3 1 までの経路上で取得可能な情報に基づき発 光タイミングを正確に知ることが難しい。
[0057] そのため、 図 8の構成では、 ！_ 0 1 3 1の直近にミラー 1 2 2を設け、 ！_
0 1 3 1の発光により射出された光をミラー 1 2 2で反射させる。 このミラ - 1 2 2で反射された反射光を参照画素領域 1 2 1の画素 1 〇で受光する。 丁 0（3 1 3 3は、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から受光に応じて 出力された各信号 丨 3について時間 を求める。 処理部 1 3 4は、 丁 0 〇 1 3 3により求められた時刻情報に基づき、 ミラー 1 2 2により反射され た反射光が画素 1 〇に受光された受光タイミングを計測する。
[0058] ここで、 ！_ 0 1 3 1から射出された光がミラー 1 2 2を介して参照画素領 域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまでの光路長を極めて短くすることで、 計 測された受光タイミングと、
Figure imgf000016_0002
の発光タイミングとの間の時間がゼ 口時間であると見做すことができる。 したがって、 当該受光タイミングが、
3 1の発光タイミングであると見做すことが可能となる。 これにより 、 処理部 1 3 4は、 発光命令を出力してから !_ 0 1 3 1が発光するまでの夕 イムラグの時間を取得でき、 発光命令が出力された発光命令タイミングに基 づき、 ！_ 0 1 3 1の発光タイミングを知ることができる。
[0059] 一方、 計測画素領域 1 2 0においては、 ！_ 0 1 3 1から射出された光が被 測定物 1 6 0に反射した反射光を含む光が、 計測画素領域 1 2 0に含まれる 各画素 1 〇に受光される。 丁 0（3 1 3 3は、 計測画素領域 1 2 0に含まれる 各画素 1 0から受光に応じて出力された各信号 V I 3について時刻情報を 求める。 処理部 1 3 4は、 この動作を複数回 （例えば数千〜数万回） 実行し てヒストグラムを作成し、 作成したヒストグラムを用いて上述した式 （1） に基づき計算を行い、 被測定物 1 6 0までの距離 0を求める。 〇 2020/175252 15 卩（：170? 2020 /006378
[0060] このとき、 処理部 1 3 4は、 式 （1） における発光タイミングを示す時間 として、 発光命令タイミングに対して上述したタイムラグの時間を加算し た時間を用いることができる。
[0061 ] 図 9は、 既存技術により生成されたヒストグラムの例を示す図である。 図
9において、 ヒストグラム 2 0 0 3は、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0によるヒストグラムの例を示す。 また、 ヒストグラム 2 0 0匕は、 計測 画素領域 1 2 0に含まれる画素 1 0によるヒストグラムの例を示す。 図 9に 示す各ヒストグラム 2 0 0 3および 2 0 0匕は、 縦軸が頻度、 横軸が時間と され、 縦軸および横軸のスケールは、 同一とされている。
[0062] ヒストグラム 2 0 0 3において、 処理部 1 3 4は、
Figure imgf000017_0001
に対して 発光命令を出力する。 この発行命令が出力される時間 1： _を、 発光命令タイミ ングとする。 さらに、 処理部 1 3 4は、 例えば当該発光命令の出力と同時の 時間 に、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から出力された信号 V 丨 3に基づくヒストグラムの生成を開始する。 処理部 1 3 4は、 頻度のピ —ク 2 0 1が検出された時間 を、 ！_ 0 1 3 1が発光した発光タイミングと して記憶する。
[0063] 処理部 1 3 4は、 ！_ 0 1 3 1が発光した発光タイミングを示す時間 1 ^が取 得されると、 計測画素領域 1 2 0に含まれる画素 1 0による計測を開始する 。 ヒストグラム 2 0 0匕は、 この、 計測画素領域 1 2 0に含まれる画素 1 0 によるヒストグラムの例を示す。 処理部 1 3 4は、 時間 1: _ =時間 1: にお いて、 1_ 0 0 1 3 0に対する発光命令を出力すると共に、 計測画素領域 1 2 0に含まれる画素 1 0から出力された信号 V 丨 3に基づくヒストグラムの 生成を開始する。 処理部 1 3 4は、 頻度のピーク 2 0 2が検出された時間 を、 ！_ 0 1 3 1から射出された光が被測定物 1 6 0で反射した反射光のピー クの時間であるとして、 記憶する。
[0064] 処理部 1 3 4は、 上述した時間 1 および 1 を、 それぞれ式 （ 1） の時間
1：0および 1： ,に適用して、 距離口を算出する。
[0065] ヒストグラム 2 0 0匕において、 ！_ 0 1 3 1の発光タイミングを示す時間 〇 2020/175252 16 卩（：170? 2020 /006378
1: より時間的に前の、 範囲 2 0 3に含まれるビンは、 測距としては意味の無 い情報である。 すなわち、 計測画素領域 1 2 0に含まれる各画素 1 0は、 こ の範囲 2 0 3においては、 例えば環境光を受光するのみであって、 各画素 1 0から出力される信号 V 丨 3は、 測距に寄与しない。
[0066] このように、 範囲 2 0 3に含まれるビンの情報は、 測距としては無駄な情 報である。 一方、 処理部 1 3 4は、 計測画素領域 1 2 0に含まれる各画素 1 0それぞれについて、 ヒストグラムを生成する。 したがって、 計測画素領域 1 2 0に含まれる画素 1 0の数が多いほど、 範囲 2 0 3に含まれる、 無駄な ビンの情報を記憶するためのメモリ容量が多く必要となる。
[0067] （各実施形態に係る測距処理の概要）
次に、 各実施形態に係る測距処理について、 概略的に説明する。 図 1 〇は 、 各実施形態に係る測距処理を概略的に示す図である。 図 1 〇は、 上段から 、 ！_ 0 1 3 1の発光タイミング例、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0における 受光タイミング例、 および、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0によるヒストグ ラム例とし、 最下段に計測画素領域 1 2 0の画素 1 0によるヒストグラム例 、 を示している。
[0068] 図 1 0の上段に示すように、 ！_ 0 1 3 1は、 処理部 1 3 4から発光命令が 出力された時間 10に対して遅延した時間 „において発光する。 この発光に より 1_ 0 1 3 1から射出された光は、 ミラー 1 2 2で反射され、 その反射光 が参照画素領域 1 2 1の画素 1 〇に受光される。 受光タイミングは、 図 1 0 の上から 2段目に示されるように、 時間 に対して、 1_ 0 1 3 1から射出さ れた光がミラー 1 2 2を介して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射される までの光路長に応じた時間△ 1だけ経過した時間 1 12となる。 この光路長が所 定長以下、 例えば想定される被測定物 1 6 0までの距離に対して極めて短け れば、 時間△ 1:は、 0と見做すことが可能となる。
[0069] 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0は、 ！_ 0 1 3 1で発光された光の反射光以 外にも、 環境光が受光される。 そのため、 図 1 0の上から 3段目に示される ように、 処理部 1 3 4によりヒストグラムを作成してピークを検出し、 検出 〇 2020/175252 17 卩（：170? 2020 /006378
されたピークの位置を参照画素領域 1 2 1の画素 1 0による時間 I 12として取 得する。 この時間 1 12以前の期間 （時間 1 10~時間 1 12の期間） は、
Figure imgf000019_0001
とミラー 1 2 2との間の距離より遠い位置にある被測定物 1 6 0からの反射 光の入射が起こり得ない期間である。
[0070] 本開示の各実施形態においては、 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0の受光夕 イミングによるヒストグラムの作成を、 処理部 1 3 4により発光命令が出力 された時間 1 10に対して遅延させた、 上述の時間 I 12を起点として開始する。 一例として、 図 1 0の最下段に示されるように、 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0の受光タイミングに基づき作成されたヒストグラムにおいて、 時間 1： 13の 位置にピークが検出されたものとする。
[0071 ] 上述したように、 ！_ 0 1 3 1から射出された光がミラー 1 2 2を介して参 照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまでの光路長が極めて短い場合、 の実際の発光タイミングである時間 と、 時間 1:„に発光された 光のミラー 1 2 2による反射光が参照画素領域 1 2 1の画素 1 0により受光 される時間 12との差分の時間△ を 0と見做すことができる。 したがって、 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0による計測では、 この時間 I 12を !_ 0 1 3 1が 発光した発光タイミングとして上述の式 （1） の時間 0に適用し、 時間 を 式 （1） の時間 1 ,に適用することで、 被測定物 1 6 0までの距離 0を算出で きる。
[0072] 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0による計測において、 時間 I 12は、 一例とし て、 以下のように求めることができる。 処理部 1 3 4は、 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0による計測に先立って、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0による 計測を行い時間 を取得する。 処理部 1 3 4は、 取得した時間 2と、 自身 が発光命令を出力した発光命令タイミングである時間 I 10と、 の差分の時間 I , 2-10を求め、 記憶しておく。 この差分の時間 12-10は、 時間 12が時間 10を基準 として （時間 1： 10をゼロ時であるとして） 計測された場合、 時間 1: 12と等しい 値となる。
[0073] 次に、 処理部 1 3 4は、 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0による計測を行う 〇 2020/175252 18 卩（：170? 2020 /006378
。 このとき、 処理部 1 34は、 当該計測における時間 I 10と、 予め計測し記憶 した差分の時間 112-10と、 に基づき、 ！_ 01 3 1が実際に発光した発光タイミ ングとして時間 12を求める。
[0074] このように、 本開示の各実施形態においては、 計測画素領域 1 20の画素
1 〇の受光タイミングに応じたヒストグラムを作成する際に、 時間 から時 間 の期間のビンの情報を保持する必要が無い。 そのため、 本開示の測距処 理によれば、 ヒストグラムの作成に要するメモリ容量を削減することが可能 となる。
[0075] 図 1 1は、 各実施形態に係る測距処理を概略的に示す一例のフローチャー 卜である。 ステップ 3300で、 処理部 1 34は、 第 1の発光命令を !_ 00 1 30に対して出力する。 1_ 001 30は、 この第 1の発光命令に応じて、 !_ 01 3 1 を発光させる。 ステップ 3301で、 処理部 1 34は、 ステップ 3300で出力された第 1の発光命令により光源 （1_ 01 3 1） が発光した か否かを判定する。
[0076] ここで、 処理部 1 34は、 ステップ 3300の第 1の発光命令により！_ 0
1 3 1から射出された光が！- 01 3 1の直近に設けられたミラー 1 22で反 射され、 その反射光が参照画素領域 1 2 1の画素 1 〇に受光されたタイミン グを、 1_ 01 3 1が発光した発光タイミングと見做す。 処理部 1 34は、 光 源が発光していないと判定した場合 （ステップ 3301、 「N 0」 ） 、 処理 をステップ3301 に戻す。
[0077] —方、 処理部 1 34は、 ステップ 3301で光源が発光したと判定した場 合 （ステップ 3301、 「丫 63」 ） 、 処理をステップ 3302に移行させ る。 ステップ 3302で、 処理部 1 34は、 ステップ 3300による第 1の 発光命令が出力されたタイミングから、 1- 01 3 1が発光するまでの時間を 、 第 1の時間として計測する。
[0078] 次のステップ3303で、 処理部 1 34は、 第 2の発光命令を !_ 001 3
0に対して出力する。 次のステップ 3304で、 処理部 1 34は、 計測画素 領域 1 20の画素 1 0により光が受光されたか否かを判定する。 処理部 1 3 〇 2020/175252 19 卩（：170? 2020 /006378
4は、 光が受光されていないと判定した場合 （ステップ 3 3 0 4、 「N 0」
） 、 処理をステップ 3 3 0 4に戻す。 一方、 処理部 1 3 4は、 ステップ 3 3 0 4で計測画素領域 1 2 0の画素 1 0に光が受光されたと判定した場合 （ス テップ3 3 0 4、 「丫6 3」 ） 、 処理をステップ 3 3 0 5に移行させる。
[0079] ステップ 3 3 0 5で、 処理部 1 3 4は、 第 2の発光命令が出力されたタイ ミングから、 ステップ 3 3 0 4で計測画素領域 1 2 0の画素 1 0に光が受光 されるまでの時間を、 第 2の時間として計測する。
[0080] 次のステップ 3 3 0 6で、 処理部 1 3 4は、 第 2の発光命令が出力された タイミングと、 第 2の時間と、 に基づきヒストグラムを生成する。 このとき 、 処理部 1 3 4は、 第 2の発光命令が出力されたタイミングに対して、 ステ ップ 3 3 0 2で計測された第 1の時間を経過したタイミングを起点として、 第 2の時間に基づくヒストグラムを生成する。
[0081 ] ステップ 3 3 0 6でヒストグラムが生成されると、 この図 1 1のフローチ ヤートによる一連の処理が終了される。
[0082] [第 1の実施形態]
次に、 本開示の第 1の実施形態について説明する。 第 1の実施形態では、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から出力された信号 V 丨 3に基づ き、 発光タイミングを示す時間 を検出する。 そして、 計測画素領域 1 2 0 に含まれる各画素 1 0から出力された信号 V 丨 3に基づくヒストグラムの 生成を開始するタイミングを、 検出された時間 1： ^に応じて遅延させる。 これ により、 図 9のヒストグラム 2 0 0匕に示した範囲 2 0 3に含まれるビンの 情報が、 ヒストグラムの生成に用いられないことになり、 ヒストグラムの情 報を記憶するメモリの容量を削減することが可能である。
[0083] 図 1 2は、 第 1の実施形態に係る測距装置の一例の構成を示すブロック図 である。 図 1 2において、 測距装置 1 3は、 ！_ 0 0 1 3 0および！- 0 1 3 1 と、 ミラー 1 2 2と、 画素アレイ部 1 0 0と、 測距装置 1 3の全体の動作を 制御するためのコントローラ 1 5 0と、 を含む。 また、 画素アレイ部 1 0 0 は、 計測画素としての画素 1 〇を含む計測画素領域 1 2 0と、 参照画素とし 〇 2020/175252 20 卩（：170? 2020 /006378
ての画素 1 0を含む参照画素領域 1 2 1 と、 を含む。 なお、 図 1 2の例では 、 参照画素領域 1 2 1が 1つの画素 1 0を含むものとして示している。
[0084] コントローラ 1 5 0は、 所定の発光命令タイミング （時間 。„） で発光命令 を出力する。 また、 コントローラ 1 5 0は、 この発光命令の出力と略同時に 、 時間カウント開始命令 3 3 「 を出力する。
Figure imgf000022_0001
コントロ —ラ 1 5 0から出力された発光命令に応じて !_ 0 1 3 1 を駆動する。 ！_ 0 1 3 1は、 この駆動に応じて時間 1: において発光し、 レーザ光である光を射出 する。 ！_ 0 1 3 1から射出された光は、 例えば参照光 5 1 としてミラー 1 2 2に照射され、 ミラー 1 2 2により反射された反射光 5 2として参照画素領 域 1 2 1の画素 1 〇に受光される。
[0085] ここで、 ミラー 1 2 2と、 ！_ 0 1 3 1 と、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0 と、 は、 上述したように、 ！_ 0 1 3 1から射出された光がミラー 1 2 2を介 して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまでの光路長が所定長以下 となるように配置する。 これは、 ！_ 0 1 3 1から光が射出されてから、 当該 光がミラー 1 2 2を介して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまで の時間が所定時間以下となることと同義である。 この、 当該光がミラー 1 2 2を介して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまでの時間は、 ゼロ 時間が理想であるが、 実際には、 ゼロ時間に限りなく近い時間とすることが 望ましい。 例えば、 ミラー 1 2 2を、 ！_ 0 1 3 1 に対する距離が可能な限り ゼロ距離に近付くように近接させて配置する。
[0086] 一例として、 当該光路長は、
Figure imgf000022_0002
から射出された光がミラー 1 2 2 を介して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまでの時間が、 当該光 が想定される被測定物 1 6 0で反射されて計測画素領域 1 2 0の画素 1 0に 照射されるまでの時間に対してゼロと見做せる距離とすることが考えられる
[0087] なお、 ミラー 1 2 2は、 1_ 0 1 3 1から射出された光を参照画素領域 1 2
1の画素 1 0に導くことが可能であれば、 他の導波手段を用いてもよい。 例 えば、 ミラー 1 2 2の代わりにプリズムや光ファイバを用いることが考えら 〇 2020/175252 21 卩（：170? 2020 /006378
れる。
[0088] 測距装置 1 3は、 さらに、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0に対す る処理を行う参照側構成と、 計測画素領域 1 2 0に含まれる画素 1 0に対す る処理を行う計測側構成と、 を含む。
[0089] 参照側構成は、 丁 0〇 1 3 3 「 6干と、 ヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干 と、 メモリ 1 4 1 「 6干と、 ピーク検出音^ 1 4 2 「 6干と、 ピークレジスタ
1 4 3と、 遅延部 1 4 4と、 を含む。 丁0〇 1 3 3 「 6 1:は、 コントローラ
1 5 0から時間カウント開始命令 3 I 3 「 Iを受け取る。 また、 1 0 0 1 3 3 「 6チは、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から出力される信号 V 丨 3が入力される。 丁0〇 1 3 3 「 6 1:は、 コントローラ 1 5 0から受け 取った時間カウント開始命令 3 3 「 に従い時間に応じたカウントを開始 し、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から入力される信号 V 丨 3に 応じてカウントを停止させ、 停止させたカウントが示す時刻情報をヒストグ ラム生成部 1 4 0 「 6干に渡す。
[0090] ヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干は、 丁〇〇 1 3 3 「 6干から渡された時 刻情報をヒストグラムに従い分類し、 ヒストグラムの対応するビンの値をイ ンクリメントする。 ヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干により生成されるヒス トグラムのデータは、 メモリ 1 4 1 「 6干に記憶される。
[0091 ] !_ 0 0 1 3 0に対する発光命令の出力、 発光命令に応じた !_ 0 1 3 1 によ る発光、 丁 0（3 1 3 3 「 6干による信号 V I 3の時刻情報への変換、 ヒス トグラム生成部 1 4 0 「 6干による時刻情報に基づくヒストグラムのビンの インクリメントといった一連の処理が所定回数 （例えば数千回〜数万回） 繰 り返され、 ヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干によるヒストグラムの生成が完 了する。
[0092] ピーク検出部 1 4 2 「 6干は、 ヒストグラムの生成が完了すると、 メモリ
1 4 1 「 6干からヒストグラムのデータを読み出し、 読み出したヒストグラ ムのデータに基づき、 ピーク検出を行う。 ピーク検出部 1 4 2は、 検出され たピークのヒストグラム上の位置 （ビン） に対応する情報を、 ピークレジス 〇 2020/175252 22 卩（：170? 2020 /006378
夕 1 43に渡す。 ピークレジスタ 1 43は、 ピーク検出部 1 42から渡され た情報を記憶する。
[0093] ここで、 ピークレジスタ 1 43に記憶される情報は、 検出されたピークの 、 発光命令が出力された発光命令タイミングの時間 1 _からの時間を示す情報 である。 すなわち、 ピークレジスタ 1 43に記憶される情報は、 発光命令に 応じて !_ 01 3 1が発光した発光タイミングの時間 I を示す情報である。 よ り正確には、 時間 は、 発光命令が出力されて （時間 110） から、 当該発光 命令によ
Figure imgf000024_0001
が発光し射出された参照光 5 1がミラー 1 22で反射 し、 この反射光 52が参照画素領域 1 2 1の画素 1 〇に受光される （時間 2 ） 、 までの時間 （時間 1: 12-10） となる。
[0094] 遅延部 1 44は、 コントローラ 1 50の命令に応じて、 ピークレジスタ 1 43に記憶される時間 を示す情報 （以下、 単に 「時間 と記述する） を読み出す。
[0095] 計測側構成は、 画素アレイ部 1 〇〇の計測画素領域 1 20に含まれる各画 素 1 0のそれぞれに対して、 丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 と、 ヒスト グラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 と、 ピーク検出部 1 42,、 1 4 22、 1 423、 と、 をそれぞれ 1対 1で含む。 例えば、 計測画素領域 1 20 に含まれる 1の画素 1 0に対して、 丁 0（31 33,、 ヒストグラム生成部 1 4 0,およびピーク検出部 1 42 ,が対応する。
[0096] 丁0〇 1 332、 ヒストグラム生成部 1 402およびピーク検出部 1 422、 丁
001 333. ヒストグラム生成部 1 403およびピーク検出部 1 423、 、 に ついても同様に、 それぞれ 1の画素 1 0が対応する。
[0097] 上述の参照側構成と同様に、 コントローラ 1 50は、 所定の発光命令タイ ミング （時間 1:_） で発光命令を出力する。 また、 コントローラ 1 50は、 こ の発光命令の出力と同時に、 時間カウント開始命令 3 3 「 を出力する。
!_ 001 30は、 コントローラ 1 50から出力された発光命令に応じて !_ 0 1 3 1 を駆動する。 ！_ 01 3 1は、 この駆動に応じて時間 1: において発光し 、 レーザ光である光を射出する。 〇 2020/175252 23 卩（：170? 2020 /006378
[0098] !_ 01 3 1から射出された光は、 例えば計測光 53として測距装置 1 3の 外部に射出され、 例えば図示されない被測定物 1 60により反射され、 反射 光 54として計測画素領域 1 20の各画素 1 〇に受光される。 計測画素領域 1 20の各画素 1 0には、 反射光 54に限らず、 環境光も受光される。
[0099] —方、 コントローラ 1 50から出力された時間カウント開始命令 3 3 「 は、 遅延部 1 44に供給される。 遅延部 1 44は、 時間カウント開始命令 3 1 3 「 1:が供給されると、 ピークレジスタ 1 43から、 発光命令に応じて が発光した時間 I を読み出す。 遅延部 1 44は、 ピークレジスタ 1 43から読み出した時間 に従い時間カウント開始命令 3 3 「 を遅延 させて、 各丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 に供給する。
[0100] これにより、 各丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 は、 発光命令タイミン グの時間 I _に対して時間 I だけ遅延したタイミングから、 カウントを開始 する。 したがって、 当該時間 以前に各画素 1 0から出力された信号 V I は、 各丁 0(31 33,、 1 332、 1 333、 では、 無視される。
[0101] 各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 、 および、 各ピーク検 出部 1 42,、 1 422、 1 423、 における動作は、 上述した参照側構成にお けるヒストグラム生成部 1 40 「 6干およびピーク検出部 1 42 「 6干の動 作と略同一である。
[0102] すなわち、 ヒストグラム生成部 1 40,およびピーク検出部 1 42,を例にと って説明すると、 ヒストグラム生成部 1 40,は、 丁〇〇 1 33,から渡された 時刻情報をヒストグラムに従い分類し、 ヒストグラムの対応するビンの値を インクリメントする。 ヒストグラム生成部 1 40，により生成されるヒストグ ラムのデータは、 メモリ 1 4 1 に記憶される。 なお、 図 1 2の例では、 メモ リ 1 4 1 を各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 で共通として いるが、 これはこの例に限られず、 各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、
1 403、 がそれぞれメモリを持っていてもよい。
[0103] !_ 001 30に対する発光命令の出力、 発光命令に応じた !_ 01 3 1 によ る発光、 丁0〇 1 33，による信号 I 3の時刻情報への変換、 ヒストグラ 〇 2020/175252 24 卩（：170? 2020 /006378
ム生成部 1 4 0 ,による時刻情報に基づくヒストグラムのビンのインクリメン 卜といった一連の処理が所定回数 （例えば数千回〜数万回） 繰り返され、 ヒ ストグラム生成部 1 4 0 ,によるヒストグラムの生成が完了する。
[0104] ピーク検出部 1 4 2，は、 ヒストグラムの生成が完了すると、 メモリ 1 4 1 からヒストグラム生成部 1 4 0 ,により生成されたヒストグラムのデータを読 み出し、 読み出したヒストグラムのデータに基づき、 ピーク検出を行う。
[0105] ピーク検出部 1 4 2 ,は、 検出されたピークのヒストグラム上の位置 （ビン ） に対応する情報を、 演算部 1 4 5に渡す。 演算部 1 4 5には、 他のピーク 検出部 1 4 22、 1 4 23、 において検出された、 ピークのヒストグラム上の 位置 （ビン） に対応する情報も供給される。 演算部 1 4 5は、 各ピーク検出 部 1 4 2 ,、 1 4 22、 1 4 23、 から供給された情報に基づき、 各画素 1 0の 出力毎に距離口を算出する。
[0106] （第 1の実施形態に係る測距処理のより具体的な例）
図 1 3は、 第 1の実施形態に係る測距処理の例をより具体的に示すフロー チヤートである。 また、 図 1 4は、 第 1の実施形態に係る測距処理において 作成されるヒストグラムの例を示す図である。 なお、 図 1 4において、 上段 に示すヒストグラム 2 0 0 3， は、 図 9を用いて説明したヒストグラム 2 0 0 3と対応するものである。
[0107] 図 1 3において、 第 1の実施形態に係る測距処理は、 参照画素領域 1 2 1 の画素 1 0の受光タイミングに基づく処理 （ステップ 3 1 0） と、 計測画素 領域 1 2 0の画素 1 0の受光タイミングに基づく処理 （ステップ 3 1 1） と 、 を含む。 すなわち、 ステップ 3 1 1の処理は、 被測定物 1 6 0までの距離 口を求めるための計測処理であり、 ステップ 3 1 0の処理は、 ステップ 3 1 1の処理におけるヒストグラム作成の開始点を決定するための処理となる。 図 1 3の例では、 ステップ 3 1 0は、 ステップ 3 1 0 0〜ステップ 3 1 0 6 の各処理を含み、 ステップ 3 1 1は、 ステップ 3 1 0 7〜ステップ 3 1 1 3 の各処理を含んでいる。
[0108] まず、 ステップ 3 1 0の処理について説明する。 ステップ 3 1 0において 〇 2020/175252 25 卩（：170? 2020 /006378
、 ステップ 3 1 0 0で、 コントローラ 1 5 0は、 ！_ 0 1 3 1 を発光させるた めの発光命令を出力する （図 1 4の時間 1: _） 。 なお、 ここでは、 各時間は、 この時間 1: _を起点とした時間であるものとする。 1_ 0 0 1 3 0は、 発光命令 に従い !_ 0 1 3 1 を駆動して、
Figure imgf000027_0001
を発光させる。 この駆動に応じて が発光した発光タイミングを時間 1: ^とする。 次のステップ 3 1 0 1で、 コントローラ 1 5 0は、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に対応する丁 〇〇 1 3 3 「㊀干に対して、 時間カウント開始命令 3 3 「 を出力する。
[0109] 参照側構成において、 丁 0〇 1 3 3 「 6干は、 ステップ 3 1 0 1でコント 口ーラ 1 5 0から供給された時間カウント開始命令 3 3 「 に従い、 時間 に応じたカウントを開始する。 このカウントの開始に応じて、 ヒストグラム 生成部 1 4 0 「 6干においてヒストグラム 2 0 0
Figure imgf000027_0002
の作成が開始される （ 図 1 4の時間 1: ＞） 。 なお、 このステップ 3 1 0 1の処理は、 ステップ 3 1 0 0の処理と略同時に実行される。 したがって、 時間 1： _ =時間 1:
Figure imgf000027_0003
で ある。
[01 10] 丁〇〇 1 3 3 「 6干は、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から入力 される信号 V I 3に応じてカウントを停止させる （ステップ3 1 0 2） 。 丁 0〇 1 3 3 「 6干は、 ステップ 3 1 0 3で停止させたカウントが示す時刻 情報をヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干に渡す。 ヒストグラム生成部 1 4 0 「 6†は、 メモリ 1 4 1 「 6干に記憶されるヒストグラムに対して、 7 0 0 1 3 3 「 6干から渡された時間情報に対応するビンの値を 1だけインクリメ ントし、 当該ヒストグラムを更新する （ステップ 3 1 0 3） 。
[01 1 1 ] 次のステップ 3 1 0 4で、 コントローラ 1 5 0は、 ステップ 3 1 0 0〜ス テップ3 1 0 3の所定回数 （例えば数千〜数万回） の実行が終了したか否か を判定する。 コントローラ 1 5 0は、 終了していないと判定した場合 （ステ ップ 3 1 0 4、 「1\!〇」 ） 、 処理をステップ3 1 0 0に戻す。 一方、 コント 口ーラ 1 5 0は、 ステップ 3 1 0 0〜ステップ 3 1 0 3の処理の所定回数の 実行が終了したと判定した場合 （ステップ 3 1 0 4、 「丫6 3」 ） 、 処理を ステップ 3 1 0 5に移行させる。 〇 2020/175252 26 卩（：170? 2020 /006378
[0112] ステップ31 05で、 参照側構成において、 ピーク検出部 1 42 「 6干は 、 ステップ31 0〇〜ステップ31 04の処理によりヒストグラム生成部 1 40 「 6干により作成されたヒストグラムに基づき、 頻度のピーク位置を検 出する。 次のステップ 31 06で、 ピーク検出部 1 42 「 6干は、 ステップ 31 05で検出されたピーク位置に対応する時間を示す情報を、 遅延時間 としてピークレジスタ 1 43に記憶させる。 この遅延時間 1: は、 図 1 0を 用いて説明した時間 112-10に対応する。
[0113] このステップ 31 0の処理では、 図 1 4のヒストグラム
Figure imgf000028_0001
に示さ れるように、 ！_ 01 3 1の発光タイミングを示す時間 1:^の位置で、 ピーク 2 01が検出される。 ピーク検出部 1 42
Figure imgf000028_0002
干は、 この時間 を遅延時間 としてピークレジスタ 1 43に記憶させる。
[0114] ステップ 31 06の処理が終了するとステップ 31 0の処理が完了し、 処 理がステップ 31 1 に移行される。 ステップ 31 1 において、 ステップ 31 07で、 コントローラ 1 50は、 ！_ 01 3 1 を発光させるための発光命令を 出力する （図 1 4の時間 I _） 。 ！_ 001 30は、 発光命令に従い
Figure imgf000028_0003
を駆動して、 1- 01 3 1 を発光させる。 この駆動に応じて、 時間 を発光夕 イミングとして !_ 01 3 1が発光する。
[0115] 次のステップ 31 08で、 コントローラ 1 50は、 計測画素領域 1 20の 各画素 1 0に対応する丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 に対して、 時間力 ウント開始命令 3 「 を出力する。 このとき、 コントローラ 1 50は、 発光命令タイミングの時間 1：_に対して、 ステップ 31 06でピークレジスタ 1 43に記憶された遅延時間 I だけ遅延させて、 時間カウント開始命令 1 3 「 1:を出力する。 この時間 1： _に対して遅延時間 1： 3 だけ遅延された時間力 ウント開始命令
Figure imgf000028_0004
計測画素領域 1 20に含まれる各画素 1 0に 対応する各丁 0（31 33,、 1 332、 1 333、 それぞれに供給される。
[0116] また、 このカウントの開始に応じて、 各丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 それぞれに 1対 1 に対応する各ヒストグラム生成部丁 001 40,、 1 402 、 1 403、 において、 それぞれヒストグラム 200〇の作成が開始される 〇 2020/175252 27 卩（：170? 2020 /006378
（図 1 4のヒストグラム 200〇における時間 I ^ ） 。 各ヒストグラム生成 部丁 0（31 40〗、 1 402、 1 403、 は、 この時間 1: を起点として、 ヒ ストグラム 200〇を作成することになる。 ここで、 ヒストグラム 200〇 は、 計測画素領域 1 20に含まれる各画素 1 0について、 1対 1 に作成され る。
[0117] 各丁0〇 1 33,、 1 332、 1 333、 それぞれは、 計測画素領域 1 20に
1対 1 に含まれる各画素 1 0から入力される各信号 V 丨 3に応じて、 それ ぞれカウントを停止させる （ステップ 31 09） 。 各丁〇〇 1 33,、 1 332 、 1 333、 は、 ステップ 31 09で停止させたカウントが示す時刻情報を 、 各丁0〇 1 33 1 332、 1 333、 それぞれに対応する各ヒストグラム 生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 に渡す。 各ヒストグラム生成部 1 40,
、 1 402、 1 403、 は、 メモリ 1 4 1 にそれぞれ記憶される対応する各ヒ ストグラムに対して、 各丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 から渡された時 間情報に対応するビンの値を 1だけインクリメントし、 各ヒストグラムを更 新する （ステップ 31 1 0） 。
[0118] 次のステップ 31 1 1で、 コントローラ 1 50は、 ステップ 31 07〜ス テップ31 1 0の所定回数 （例えば数千〜数万回） の実行が終了したか否か を判定する。 コントローラ 1 50は、 終了していないと判定した場合 （ステ ップ 31 1 1、 「1\!〇」 ） 、 処理をステップ 31 07に戻す。 一方、 コント 口ーラ 1 50は、 ステップ 31 07〜ステップ 31 1 0の処理の所定回数の 実行が終了したと判定した場合 （ステップ 31 1 1、 「丫6 3」 ） 、 処理を ステップ 31 1 2に移行させる。
[0119] ステップ 31 1 2で、 各ピーク検出部 1 42,、 1 422、 1 423、 は、 ス テップ31 07〜ステップ 31 1 1の処理によりそれぞれ対応するヒストグ ラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 により作成された各ヒストグラム 2 00〇に基づき、 それぞれ、 頻度のピーク 202の位置に対応する時間 1: を 検出する。 この時間 I は、 時間 I からピーク 202の位置までの時間で あり、 時間 _からのピーク 202の位置の時間 から遅延時間 を減じた 〇 2020/175252 28 卩（：170? 2020 /006378
時間時間である。
[0120] 次のステップ 3 1 1 3で、 各ピーク検出部 1 4 2 ,、 1 4 22、 1 4 23、 は
、 それぞれ検出されたピーク位置に対応する各時間 1 #を測距の計測結果とし て出力する。 各ピーク検出部 1 4 2 ,、 1 4 22、 1 4 23、 から出力された各 時間 1 は、 演算部 1 4 5に供給される。 演算部 1 4 5は、
Figure imgf000030_0001
を上述 した式 （1） の時間 とし、 各時間 を式 （1） の時間 として、 計測画 素領域 1 2 0に含まれる各画素 1 0それぞれに対応する各距離口を算出する
[0121 ] このように、 第 1の実施形態では、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0から出 力された信号 V 丨 3に基づき、
Figure imgf000030_0002
が発光する時間 I を計測する。 そして、 計測画素領域 1 2 0の画素 1 0から出力された信号 V 丨 3に基づ く測距処理において、 ヒストグラムの生成を、 時間 に対して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0の出力に基づき計測された時間
Figure imgf000030_0003
だけ 遅延させて開始する。 そのため、 計測画素領域 1 2 0の各画素 1 0に対する ヒストグラムのデータを記憶するメモリ 1 4 1 において、 時間 1; _から時間 ^までの期間のデータを記憶する必要がなく、 メモリ 1 4 1の容量を削減する ことが可能となる。
[0122] （フレーム単位で測距処理を実行する例）
次に、 第 1の実施形態に係る測距処理をフレーム単位で実行する場合の例 について説明する。 図 1 5は、 第 1の実施形態に係る測距処理をフレーム単 位で実行する例を説明するための図である。 図 1 2を用いて説明したように 、 第 1の実施形態に係る測距装置 1 3は、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0の 出力に基づくヒストグラムを作成する構成と、 計測画素領域 1 2 0の各画素 1 〇の出力に基づく各ヒストグラムを作成する構成と、 をそれぞれ備える。 そのため、 各構成の処理を、 時間的に並列して実行することが可能である。
[0123] 図 1 5において、 一定周期 （例えば 1 / 3 0 [ 3 6〇] ） のフレーム単位 で測距処理が実行されることが示されている。 また、 図 1 5において、 図 1 3のフローチヤートのステップ 3 1 0およびステップ 3 1 1が、 それぞれス 〇 2020/175252 29 卩（：170? 2020 /006378
テップ31 0,およびステップ 31 02、 ならびに、 ステップ 31 1 ,およびステ ップ 31 12として分割されて示されている。
[0124] ステップ 31 0，は、 図 1 3のフローチヤートにおけるステップ 31 00〜 ステップ 31 04の繰り返し処理を含む。 また、 ステップ 31 02は、 ステッ プ31 05およびステップ 31 06の処理を含む。 すなわち、 ステップ 31 0，において、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0の出力に基づきヒストグラムを 作成し、 ステップ 31 02において、 ステップ 31 0,で作成されたヒストグラ ムに基づきピーク検出を行い、 遅延時間 I を求める。
[0125] 同様に、 ステップ 31 1 ,は、 図 1 3のフローチヤートにおけるステップ 3
1 07〜ステップ 31 1 1の繰り返し処理を含む。 また、 ステップ 31 12は 、 ステップ 31 1 2およびステップ 31 1 3の処理を含む。 すなわち、 ステ ップ 31 1 ,において計測画素領域 1 20の各画素 1 0の各出力に基づき、 当 該各画素 1 0にそれぞれ対応する各ヒストグラムを、 作成開始タイミングを 遅延時間 1： d だけ遅延させて作成する。 ステップ 31 12において、 ステップ 31 1 ,で作成された各ヒストグラムに基づき各ピークを検出し、 各画素 1 0 の出力毎に距離口を算出する。
[0126] ここで、 フレーム # 1、 #2、 #3、 の各フレームの処理において、 ス テップ31 1 ,の処理は、 直前のフレームのステップ 31 02において求められ た遅延時間 1： を用いて実行する。 より具体的には、 フレーム # 1 におけるス テップ31 02で求めた遅延時間 1; を用いて、 次のフレーム# 2におけるス テップ31 1 ,の処理が実行される。 また、 フレーム #2において、 ステップ 31 1 ,およびステップ 31 12の処理と並行して、 ステップ 31 0,およびステ ップ 31 02の処理が実行される。
[0127] 同様にして、 フレーム #2のステップ 31 02で求められた遅延時間 を 用いて、 次のフレーム #3におけるステップ 31 1 ,の処理が実行される。 ま た、 フレーム #3において、 ステップ 31 1，およびステップ 31 12の処理と 並行して、 ステップ 31 〇1およびステップ 31 02の処理が実行される。
[0128] このように、 第 1の実施形態では、 各フレームにおいて、 直前のフレーム 〇 2020/175252 30 卩（：170? 2020 /006378
で求められた遅延時間 1： を用いてステップ 31 1 ,およびステップ 31 12の 処理が実行されると共に、 次のフレームのための遅延時間 1 を求めるステッ プ31 0，およびステップ 31 02の処理が実行される。
[0129] [第 2の実施形態]
次に、 本開示の第 2の実施形態について説明する。 第 2の実施形態では、 上述の第 1の実施形態と同様に、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0か ら出力された信号 I 3に基づき、 発光タイミングを示す時間 を検出す る。 計測画素領域 1 20に含まれる各画素 1 0から出力される信号 V 丨 3 に基づき各丁 0(31 33,、 1 332、 1 333、 で変換された各時間 1:から時 間 を減算した時間を用いて、 各ヒストグラム生成部 1 4〇 1 402、 1 403、 それぞれにおいてヒストグラムを作成する。 これにより、 図 9のヒ ストグラム 200匕に示した範囲 203に含まれるビンの情報が、 ヒストグ ラムの生成に用いられないことになり、 ヒストグラムの情報を記憶するメモ リの容量を削減することが可能である。
[0130] 図 1 6は、 第 2の実施形態に係る測距装置の一例の構成を示すブロック図 である。 図 1 6において、 測距装置 1 匕は、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0 に対する参照側構成は、 上述した図 1 2の参照側構成から遅延部 1 44を除 いた構成となっている。 すなわち、 参照側構成において、 丁0〇 1 33
Figure imgf000032_0001
干、 ヒストグラム生成部 1 40 「 6干、 メモリ 1 4 1 「 6干およびピーク検 出部 1 42 「 6干の構成および動作は、 図 1 2を用いて説明した丁 0〇 1 3 3 「 6干、 ヒストグラム生成部 1 40 「 6干、 メモリ 1 4 1 「 6干およびピ —ク検出部 1 42 「 6干と同様である。 また、 この第 2の実施形態において も、 上述した第 1の実施形態と同様に、 ミラー 1 22と、 ！_ 01 3 1 と、 参 照画素領域 1 2 1の画素 1 0と、 は、 ！_ 01 3 1から射出された光がミラー 1 22を介して参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に照射されるまでの光路長が 所定長以下となるように配置する。
[0131] 参照側構成において、 丁0〇 1 33 「 61:は、 コントローラ 1 50から受 け取った時間カウント開始命令 3 3 「 に従い時間に応じたカウントを開 〇 2020/175252 31 卩（：170? 2020 /006378
始する。 7001 33 「 6干は、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0か ら入力される信号 I 3に応じてカウントを停止させ、 停止させたカウン 卜が示す時刻情報をヒストグラム生成部 1 40 「㊀干に渡す。 ヒストグラム 生成部 1 40 「 6†は、 丁0（31 33 「 6†から渡された時刻情報に基づき ヒストグラムの対応するビンの値をインクリメントし、 更新したヒストグラ ムのデータをメモリ 1 4 1 「 6干に記憶する。
[0132] !_ 001 30に対する発光命令の出力、 発光命令に応じた !_ 01 3 1 によ る発光、 丁 0（31 33 「 6干による信号 V I 3の時刻情報への変換、 ヒス トグラム生成部 1 40 「 6干による時刻情報に基づくヒストグラムのビンの インクリメントといつた一連の処理が所定回数繰り返され、 ヒストグラム生 成咅^1 40 「 6干によるヒストグラムの生成が完了する。
[0133] ピーク検出部 1 42 「 6干は、 ヒストグラムの生成が完了すると、 メモリ
1 4 1 「 6干からヒストグラムのデータを読み出し、 読み出したヒストグラ ムのデータに基づき、 ピーク検出を行う。 ピーク検出部 1 42は、 検出され たピークのヒストグラム上の位置 （ビン） に対応する情報を、 ピークレジス 夕 1 43に渡す。 ピークレジスタ 1 43は、 ピーク検出部 1 42から渡され た情報を記憶する。 ここで、 ピークレジスタ 1 43に記憶される情報は、 第 1の実施形態の場合と同様に、 このピーク検出部 1 42 「 6干におけるピー ク検出により、
Figure imgf000033_0001
が発光した発光タイミングを示す時間 である。
[0134] 一方、 図 1 6に示される測距装置 1 匕において、 計測画素領域 1 20の各 画素 1 〇に対する計測側構成は、 上述した図 1 2の参照側構成に対して、 各 丁 0（31 33〗、 1 332、 1 333、 と、 各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 との間に、 減算器 1 46,、 1 462、 1 463、 が追加さ れている。
[0135] 各減算器 1 46,、 1 462、 1 463、 の各減算入力端には、 ピークレジス 夕 1 43に記憶される時間 1 がそれぞれ入力される。
[0136] 例えば、 丁0〇 1 33，は、 計測画素領域 1 20内の対応する画素 1 0から 供給された信号 I 3を変換した時刻情報 （時間 100とする） を、 減算器 1 〇 2020/175252 32 卩（：170? 2020 /006378
46,の被減算入力端に入力する。 減算器 1 46，は、 被減算入力端に入力され た時間 1：から、 減算入力端に入力された時間 1： ^を減ずる減算を行い、 減算結 果である時間 （1： 100_ 1 ） を出力する。 この時間 （1： 100— 1^） は、 ヒストグ ラム生成部 1 40,に供給される。
[0137] この丁 0（31 33 ,の動作は、 計測画素領域 1 20の各画素 1 0に対応する 他の丁口〇 1 332、 1 333、 においても同様である。
[0138] すなわち、 例えば丁0〇 1 332および 1 333は、 計測画素領域 1 20内の それぞれ対応する画素 1 0から供給された各信号 V I 3を変換した時刻情 報 （時間 および 1102とする） を、 減算器 1 462および 1 463それぞれの 被減算入力端に入力する。 減算器 1 462および 1 463は、 それぞれ、 被減算 入力端に入力された時間 101および 102から、 減算入力端に入力された時間 ^を減ずる減算を行い、 それぞれ減算結果である時間
Figure imgf000034_0001
および時 間
Figure imgf000034_0002
および時間 （ 1； 102— は、 それぞれ、 ヒストグラム生成部 1 402および 1 403に供給される。
[0139] 各ヒストグラム生成部 1 4〇 1 402、 1 403、 、 および、 各ピーク検 出部 1 42,、 1 422、 1 423、 における動作は、 図 1 2を用いて説明した 各ヒストグラム生成部 1 4〇 1 402、 1 403、 、 および、 各ピーク検出 部 1 42,、 1 422、 1 423、 における動作と同様である。 但し、 第 2の実 施形態においては、 各ヒストグラム生成部 1 4〇 1 402、 1 403、 、 お よび、 各ピーク検出部 1 42,、 1 422、 1 423、 は、 それぞれ減算器 1 4 6,、 1 462、 1 463、 から出力された時間 （1: ·— 〇 、 時間
Figure imgf000034_0003
1：^） 。 時間 （1： 102 - 〇 、 に基づき、 ヒストグラム作成およびピーク検 出を行う。
[0140] 各ピーク検出部 1 42,、 1 422、 1 423、 は、 それぞれ、 検出されたピ
—クのヒストグラム上の位置 （ビン） に対応する情報を、 演算部 1 45に渡 す。 演算部 1 45は、 各ピーク検出部 1 42 1 422、 1 423、 から供給 された情報に基づき、 各画素 1 0の出力毎に距離口を算出する。
[0141] （第 2の実施形態に係る測距処理のより具体的な例） 図 1 7は、 第 2の実施形態に係る測距処理の例をより具体的に示すフロー チヤートである。 また、 図 1 8は、 第 2の実施形態に係る測距処理において 作成されるヒストグラムの例を示す図である。 なお、 図 1 8において、 上段 に示すヒストグラム 2 0 0 a’ は、 図 9を用いて説明したヒストグラム 2 0 0 aと対応するものである。
[0142] 図 1 7において、 第 2の実施形態に係る測距処理は、 参照画素領域 1 2 1 の画素 1 0の受光タイミングに基づく処理 （ステップ S 2 0） と、 計測画素 領域 1 2 0の画素 1 0の受光タイミングに基づく処理 （ステップ S 2 1） と 、 を含む。 すなわち、 ステップ S 2 1の処理は、 被測定物 1 6 0までの距離 Dを求めるための計測処理であり、 ステップ S 2 0の処理は、 ステップ S 2 1の処理におけるヒストグラム作成の開始点を決定するための処理となる。 図 1 7の例では、 ステップ S 2 0は、 ステップ S 2 0 0〜ステップ S 2 0 6 の各処理を含み、 ステップ S 2 1は、 ステップ S 2 0 7〜ステップ S 2 1 4 の各処理を含んでいる。
[0143] 図 1 7のフローチヤートの各処理において、 ステップ S 2 0に含まれる各 処理、 すなわちステップ S 2 0 0〜ステップ S 2 0 6の処理は、 図 1 3のフ 口ーチヤートにおけるステップ S 1 0 0〜ステップ S 1 0 6の処理と同様で ある。
[0144] すなわち、 ステップ S 2 0において、 ステップ S 2 0 0で、 コントローラ
1 5 0は、 L D 1 3 1 を発光させるための発光命令を出力する （図 1 8のヒ ストグラム 2 0 0 a， における時間 t _） 。 なお、 ここでは、 各時間は、 この 時間 _を起点とした時間であるものとする。 L D D 1 3 0は、 発光命令に従 い L D 1 3 1 を駆動する。 L D 1 3 1は、 この駆動に応じて、 時間 t stを発光 タイミングとして発光する。 次のステップ S 2 0 1で、 コントローラ 1 5 0 は、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0に対応する T D C 1 3 3 r e f に対して 、 時間カウント開始命令 s t a r tを出力する。
[0145] T D C 1 3 3 r e f は、 時間カウント開始命令 s t a r tに従い時間に応 じたカウントを開始し、 ヒストグラム生成部 1 4 0 r e f においてヒストグ 〇 2020/175252 34 卩（：170? 2020 /006378
ラム 2 0 0 3， の作成が開始される （図 1 8のヒストグラム 2 0 0 3， にお ける時間
Figure imgf000036_0001
なお、 このステップ 3 2 0 1の処理は、 ステップ 3 2 0 0の処理と略同時に実行され、
Figure imgf000036_0002
である。
[0146] 丁0（3 1 3 3 「 6†は、 参照画素領域 1 2 1 に含まれる画素 1 0から入力 される信号 I 3に応じてカウントを停止させる （ステップ 3 2 0 2） 。 丁 0〇 1 3 3 「 6干は、 ステップ 3 2 0 3で停止させたカウントが示す時刻 情報をヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干に渡す。 ヒストグラム生成部 1 4 0 「 6†は、 メモリ 1 4 1 「 6干に記憶されるヒストグラムに対して、 7 0 0 1 3 3 「 6干から渡された時間情報に対応するビンの値を 1だけインクリメ ントし、 当該ヒストグラムを更新する （ステップ 3 2 0 3） 。
[0147] 次のステップ 3 2 0 4で、 コントローラ 1 5 0は、 ステップ 3 2 0 0〜ス テップ3 2 0 3の所定回数 （例えば数千〜数万回） の実行が終了したか否か を判定する。 コントローラ 1 5 0は、 終了していないと判定した場合 （ステ ップ 3 2 0 4、 「N 0」 ） 、 処理をステップ 3 2 0 0に戻す。 一方、 コント 口ーラ 1 5 0は、 ステップ3 2 0〇〜ステップ3 2 0 3の処理の所定回数の 実行が終了したと判定した場合 （ステップ 3 2 0 4、 「丫6 3」 ） 、 処理を ステップ 3 2 0 5に移行させる。
[0148] ステップ 3 2 0 5で、 ピーク検出部 1 4 2 「 6干は、 ステップ 3 2 0 0〜 ステップ 3 2 0 4の処理によりヒストグラム生成部 1 4 0 「 6干により作成 されたヒストグラムに基づき、 頻度のピーク位置を検出する。 ここで検出さ れるピーク位置は、
Figure imgf000036_0003
が発光した発光タイミングの時間 I である。 次のステップ 3 2 0 6で、 ピーク検出部 1 4 2 「 6干は、 ステップ 3 2 0 5 で検出された時間 I をピークレジスタ 1 4 3に記憶させる。 この時間 1: は、 図 1 0を用いて説明した時間 12-10に対応する。
[0149] ステップ 3 2 0 6の処理が終了するとステップ 3 2 0の処理が完了し、 処 理がステップ 3 2 1 に移行される。 ステップ 3 2 1 において、 ステップ 3 2 0 7で、 コントローラ 1 5 0は、 ！_ 0 1 3 1 を発光させるための発光命令を 出力する （図 1 8のヒストグラム 2 0 0 における時間 1: _） 。 ！_ 0 0 1 3 0 〇 2020/175252 35 卩（：170? 2020 /006378
は、 この駆動に応じて、 時間 を発光タイミングとして発光する。
[0150] 次のステップ 3208で、 コントローラ 1 50は、 計測画素領域 1 20の 各画素 1 0にそれぞれ対応する丁 0（31 33,、 1 332、 1 333、 に対して 、 時間カウント開始命令 3 3 「 を出力する。 この時間カウント開始命令 3 1 3 「 1:は、 ステップ3207における発光命令と略同時に出力される。 各 70（31 33,、 1 332、 1 333、 それぞれは、 計測画素領域 1 20に 1 対 1 に含まれる各画素 1 0から入力される各信号 V I 3に応じて、 それぞ れカウントを停止させる （ステップ 3209） 。
[0151] 各丁0〇 1 33,、 1 332、 1 333、 は、 ステップ 3209で停止させた カウントが示す時刻情報である時間 1： 100、 1： 101、 1： 102、 をそれぞれ出力する
Figure imgf000037_0001
1： 102、 は、 それぞれ、 各丁〇〇 1 33,、 1 332、 1 333、 に 1対1 に対 応する各減算器 1 46,、 1 462、 1 463、 の各被減算入力端にそれぞれ入 力される。
[0152] ここで、 各減算器 1 46,、 1 462、 1 463、 の減算入力端には、 それぞ れ、 ピークレジスタ 1 43に記憶される時間 I が入力されている。 各減算器 1 46,、 1 462、 1 463、 は、 各被減算入力端に入力された各時間 1100、 1= 101、 1= 102、 から、 各減算入力端に入力された時間 1： を減じる減算処理を 行う （ステップ 32 1 0） 。 各減算器 1 46,、 1 462、 1 463、 は、 それ ぞれ減算結果である時間 （ 1： 100— I ^） 、 時間
Figure imgf000037_0002
および時間 （ 1： 102
— ¾ 34） を出力する。 これら時間
Figure imgf000037_0003
および時 間 （1: 102 - 1^） は、 それぞれ、 ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402および 1 403に供給される。
[0153] 次のステップ 32 1 1で、 各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403 、 は、 時間
Figure imgf000037_0004
および時間
Figure imgf000037_0005
に 基づきそれぞれヒストグラムを更新する。 すなわち、 各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 は、 メモリ 1 4 1 にそれぞれ記憶される対応す る各ヒストグラムに対して、 各減算器 1 46 1、 1 462、 1 463、 か 〇 2020/175252 36 卩（：170? 2020 /006378
ら出力された各時間 （ 1： 100_ 1： ） 、 時間
Figure imgf000038_0001
および時間 （ 1： 102_ に対応するビンの値を 1だけインクリメントし、 各ヒストグラムを更新す る。
[0154] なお、 図 1 8においては、 時間 1;漏、 101、 102、 を、 時間 1;により代表 して示している。
[0155] —例として、 ヒストグラム生成部 1 40,を例に取ると、 対応する丁〇〇 1
33,から出力された時間 100が時間 ^と一致する時間である場合、 対応する 減算器 1 46,から出力される減算結果は、 時間 一時間 1^=0となる。 一 方、 コントローラ 1 50は、 ステップ 3207の発光命令と略同時に、 70 〇 1 33，に対して時間カウント開始命令 3 3 「 を出力している。
[0156] 1001 33，は、 減算器 1 46 ,の減算入力端に入力される時間 I ^の以前 に対応する画素 1 0から信号 丨 3が入力された場合であっても、 カウン 卜を停止させ、 その時刻を示す時間 1： Xを出力する。 この時間 1が減算器 1 4 6,の被減算入力端に入力された場合、 減算器 1 46,の減算結果は、 負の値と なる。 しかしながら、 ヒストグラム生成部 1 40,が作成するヒストグラムに 対し、 負の値に対応するビンを定義しないことで、 この負の値の減算結果は 、 ヒストグラム生成部 1 40,に無視される。
[0157] したがって、 ヒストグラム生成部 1 40,は、 ステップ 3206でピークレ ジスタ 1 43に記憶された時間 を起点としてヒストグラムを作成すること になる。 この場合、 ヒストグラム生成部 1 40,は、 ヒストグラム 200 ¢1の 作成を、 当該時間 1 ^だけ遅延させた時間
Figure imgf000038_0002
から開始させることに相当する
[0158] なお、 ヒストグラム 200 は、 各ヒストグラム生成部 1 40,、 1 402、
1 403、 により、 計測画素領域 1 20に含まれる各画素 1 0について、 1 対 1 に作成される。
[0159] 次のステップ 32 1 2で、 コントローラ 1 50は、 ステップ 3207〜ス テップ32 1 1の所定回数 （例えば数千〜数万回） の実行が終了したか否か を判定する。 コントローラ 1 50は、 終了していないと判定した場合 （ステ 〇 2020/175252 37 卩（：170? 2020 /006378
ップ 32 1 2、 「1\!〇」 ） 、 処理をステップ 3207に戻す。 一方、 コント 口ーラ 1 50は、 ステップ 3207〜ステップ 32 1 1の処理の所定回数の 実行が終了したと判定した場合 （ステップ 32 1 2、 「丫6 3」 ） 、 処理を ステップ 32 1 3に移行させる。
[0160] ステップ 32 1 3で、 各ピーク検出部 1 42,、 1 422、 1 423、 は、 ス テップ3207〜ステップ 32 1 2の処理によりそれぞれ対応するヒストグ ラム生成部 1 40,、 1 402、 1 403、 により作成された各ヒストグラム 2 00 に基づき、 それぞれ、 頻度のピーク 202の位置に対応する時間 1: を 検出する。 この時間 は、 時間 _からピーク 202の位置までの時間であ る。 そのため、 例えば各ピーク検出部 1 42 1、 1 422、 1 423、 は 、 ステップ 32 1 4で、 それぞれ取得された時間 I から、 ！_ 01 3 1の発光 タイミングとして検出された時間 I を減じた時間 （ 1：
Figure imgf000039_0001
を、 測距の計 測結果として出力する。
[0161] 各ピーク検出部 1 42,、 1 422、 1 423、 から出力された各時間 （ 1 _ ^） は、 演算部 1 45に供給される。 演算部 1 45は、 時間 「0] を上述 した式 （1） の時間 1：0とし、 各時間 （1： _ 〇 を式 （1） の時間 1: ,として 、 計測画素領域 1 20に含まれる各画素 1 0それぞれに対応する各距離口を 算出する。
[0162] このように、 第 2の実施形態では、 参照画素領域 1 2 1の画素 1 0から出 力された信号 V 丨 3に基づき、
Figure imgf000039_0002
が発光する時間 I を計測する。 そして、 計測画素領域 1 20の画素 1 0から出力された信号 V 丨 3に基づ く測距処理において、 ヒストグラムを、 計測画素領域 1 20の各画素 1 0の 出力に基づく時間 1 から、 ！_ 01 3 1が発光する時間 I ^を減じた時間を用 いて作成する。 そのため、 計測画素領域 1 20の各画素 1 0に対するヒスト グラムのデータを記憶するメモリ 1 4 1 において、 時間 1： _から時間 1: まで の期間のデータを記憶する必要がなく、 メモリ 1 4 1の容量を削減すること が可能となる。
[0163] なお、 第 2の実施形態に係る測距装置 1 匕においても、 図 1 5を用いて説 〇 2020/175252 38 卩（：170? 2020 /006378
明した、 測距処理をフレーム単位で実行する例を同様に適用可能である。
[0164] [第 3の実施形態]
次に、 本開示の第 3の実施形態として、 本開示の第 1の実施形態および第 2の実施形態の適用例について説明する。 図 1 9は、 第 3の実施形態による 、 上述の第 1の実施形態に係る測距装置 1 3、 および、 上述の第 2の実施形 態に係る測距装置 1 匕を使用する使用例を示す図である。
[0165] 上述した測距装置 1 3および 1 匕は、 例えば、 以下のように、 可視光や、 赤外光、 紫外光、 X線等の光をセンシングする様々なケースに使用すること ができる。
[0166] ディジタルカメラや、 カメラ機能付きの携帯機器等の、 鑑賞の用に供され る画像を撮影する装置。
- 自動停止等の安全運転や、 運転者の状態の認識等のために、 自動車の前方 や後方、 周囲、 車内等を撮影する車載用センサ、 走行車両や道路を監視する 監視カメラ、 車両間等の測距を行う測距センサ等の、 交通の用に供される装 置。
-ユーザのジェスチヤを撮影して、 そのジェスチヤに従った機器操作を行う ために、 丁 や、 冷蔵庫、 エアーコンディショナ等の家電に供される装置。 内視鏡や、 赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、 医療やへルスケ アの用に供される装置。
防犯用途の監視カメラや、 人物認証用途のカメラ等の、 セキュリティの用 に供される装置。
肌を撮影する肌測定器や、 頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、 美容の 用に供される装置。
-スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、 スポ —ツの用に供される装置。
-畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、 農業の用に供される装置。
[0167] [本開示に係る技術のさらなる適用例]
（移動体への適用例） 〇 2020/175252 39 卩（：170? 2020 /006378
本開示に係る技術は、 さらに、 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 トといった各種の移動体に搭載される装置に対して適用されても よい。
[0168] 図 2 0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。
[0169] 車両制御システム 1 2 0 0 0は、 通信ネッ トヮーク 1 2 0 0 1 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 2 0に示した例では、 車両制 御システム 1 2 0 0 0は、 駆動系制御ユニッ ト 1 2 0 1 0、 ボディ系制御ユ ニッ ト 1 2 0 2 0、 車外情報検出ュニッ ト 1 2 0 3 0、 車内情報検出ュニッ 卜 1 2 0 4 0、 および統合制御ユニッ ト 1 2 0 5 0を備える。 また、 統合制 御ユニッ ト 1 2 0 5 0の機能構成として、 マイクロコンピュータ 1 2 0 5 1 、 音声画像出力部 1 2 0 5 2、 および車載ネッ トヮーク 丨 / （インタフェ —ス） 1 2 0 5 3が図示されている。
[0170] 駆動系制御ユニッ ト 1 2 0 1 0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 1 2 0 1 〇は、 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、 および、 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。
[0171 ] ボディ系制御ユニッ ト 1 2 0 2 0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 1 2 0 2 0は、 キーレスエントリシステム、 スマートキーシステム、 パワーウイ 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 1 2 0 2 0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 1 2 0 2 0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 〇 2020/175252 40 卩（：170? 2020 /006378
装置、 パワーウィンドウ装置、 ランプ等を制御する。
[0172] 車外情報検出ユニッ ト 1 2 0 3 0は、 車両制御システム 1 2 0 0 0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 1 2 0 3 〇には、 撮像部 1 2 0 3 1が接続される。 車外情報検出ユニッ ト 1 2 0 3 0 は、 撮像部 1 2 0 3 1 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 1 2 0 3 0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。 車外情報検出ユニッ ト 1 2 0 3 0は、 例えば、 受信した 画像に対して画像処理を施し、 画像処理の結果に基づき物体検出処理や距離 検出処理を行う。
[0173] 撮像部 1 2 0 3 1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 1 2 0 3 1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 1 2 0 3 1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。
[0174] 車内情報検出ユニッ ト 1 2 0 4 0は、 車内の情報を検出する。 車内情報検 出ユニッ ト 1 2 0 4 0には、 例えば、 運転者の状態を検出する運転者状態検 出部 1 2 0 4 1が接続される。 運転者状態検出部 1 2 0 4 1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 1 2 0 4 0は、 運転者状 態検出部 1 2 0 4 1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。
[0175] マイクロコンビュータ 1 2 0 5 1は、 車外情報検出ユニッ ト 1 2 0 3 0又 は車内情報検出ユニッ ト 1 2 0 4 0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 1 2 0 1 0に対して制御指令を出力することができる。 例 えば、 マイクロコンビュータ 1 2 0 5 1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 A D A S (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。
[0176] また、 マイクロコンビュータ 1 205 1は、 車外情報検出ユニッ ト 1 20
30又は車内情報検出ユニッ ト 1 2040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。
[0177] また、 マイクロコンビュータ 1 205 1は、 車外情報検出ユニッ ト 1 20
30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 1 2020 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 1 205 1は、 車外情報検出ユニッ ト 1 2030で検知した先行車又は対向 車の位置に応じてへッ ドランプを制御し、 ハイビームを口ービームに切り替 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。
[0178] 音声画像出力部 1 2052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および画像のうちの 少なくとも一方の出力信号を送信する。 図 20の例では、 出力装置として、 才ーディオスピーカ 1 206 1、 表示部 1 2062およびインストルメント パネル 1 2063が例示されている。 表示部 1 2062は、 例えば、 オンボ -ドディスプレイおよびへッ 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。
[0179] 図 2 1は、 撮像部 1 203 1の設置位置の例を示す図である。 図 2 1では 、 車両 1 2 1 00は、 撮像部 1 203 1 として、 撮像部 1 2 1 01、 1 2 1 02、 1 2 1 03、 1 2 1 04および 1 2 1 05を有する。
[0180] 撮像部 1 2 1 01、 1 2 1 02、 1 2 1 03、 1 2 1 04および 1 2 1 0
5は、 例えば、 車両 1 2 1 00のフロントノーズ、 サイ ドミラー、 リアバン パ、 バックドアおよ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 1 2 1 01および車室内のフロントガ ラスの上部に備えられる撮像部 1 2 1 05は、 主として車両 1 2 1 00の前 〇 2020/175252 42 卩（：170? 2020 /006378
方の画像を取得する。 サイ ドミラーに備えられる撮像部 1 2 1 0 2、 1 2 1 0 3は、 主として車両 1 2 1 0 0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 1 2 1 0 4は、 主として車両 1 2 1 0 0の後 方の画像を取得する。 撮像部 1 2 1 0 1および 1 2 1 0 5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。
[0181 ] なお、 図 2 1 には、 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4の撮影範囲の一例が示 されている。 撮像範囲 1 2 1 1 1は、 フロントノーズに設けられた撮像部 1 2 1 0 1の撮像範囲を示し、 撮像範囲 1 2 1 1 2および 1 2 1 1 3は、 それ それサイ ドミラーに設けられた撮像部 1 2 1 0 2および 1 2 1 0 3の撮像範 囲を示し、 撮像範囲 1 2 1 1 4は、 リアバンパ又はバックドアに設けられた 撮像部 1 2 1 0 4の撮像範囲を示す。 例えば、 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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 1 2 1 0 0 を上方から見た俯瞰画像が得られる。
[0182] 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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。
[0183] 例えば、 マイクロコンビュータ 1 2 0 5 1は、 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1
0 4から得られた距離情報を基に、 撮像範囲 1 2 1 1 1〜 1 2 1 1 4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 1 2 1 0 0に対す る相対速度） を求めることにより、 特に車両 1 2 1 0 0の進行路上にある最 も近い立体物で、 車両 1 2 1 0 0と略同じ方向に所定の速度 （例えば、 0 1< 〇! / II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 1 2 0 5 1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 〇 2020/175252 43 卩（：170? 2020 /006378
きる。
[0184] 例えば、 マイクロコンビュータ 1 2 0 5 1は、 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1
0 4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 1 2 0 5 1は、 車両 1 2 1 0 0の周辺の障害物を、 車両 1 2 1 0 0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 1 2 0 5 1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、 才 —ディオスピーカ 1 2 0 6 1や表示部 1 2 0 6 2を介してドライバに警報を 出力することや、 駆動系制御ュニッ ト 1 2 0 1 0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。
[0185] 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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、 マイクロコンビュータ 1 2 0 5 1は、 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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 コンビュータ 1 2 0 5 1が、 撮像部 1 2 1 0 1〜 1 2 1 0 4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 1 2 0 5 2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 1 2 0 6 2を制御する。 また、 音声画像出力部 1 2 0 5 2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 1 2 0 6 2を制 御してもよい。
[0186] 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、 例えば、 撮像部 1 2 0 3 1 に適用され得る。 具体的には、 上述の第 1の実施形態に係る測距 〇 2020/175252 44 卩（：170? 2020 /006378
装置 1 3、 および、 上述の第 2の実施形態に係る測距装置 1 匕を撮像部 1 2 0 3 1 に適用することができる。 撮像部 1 2 0 3 1 に本開示に係る技術を適 用することにより、 測距に用いるヒストグラムを記憶するメモリの容量を削 減する頃が可能である。
[0187] 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 では無く、 また他の効果があってもよい。
[0188] なお、 本技術は以下のような構成も取ることができる。
( 1 )
第 1の画素と、
光源と、
前記光源を発光させる発光命令を生成することで前記光源の発光を制御す る制御部と、
前記制御部が前記発光命令のうち第 1の発光命令を生成する第 1の発光命 令タイミングから該第 1の発光命令に応じて前記光源が発光する発光タイミ ングまでの第 1の時間を計測する第 1の計測部と、
前記制御部が前記発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の発光命 令タイミングから前記第 1の画素に光が受光されるまでの第 2の時間を計測 する第 2の計測部と、
前記第 2の計測部により計測された前記第 2の時間に基づきヒストグラム を生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を経過したタイミ ングを起点として前記ヒストグラムを生成する
測定装置。
( 2 )
前記生成部は、
前記第 2の時間から前記第 1の時間を減じた時間に基づき前記ヒストグラ 20/175252 45 卩（：170? 2020 /006378
ムを生成する
前記 （ 1） に記載の測定装置。
（3）
前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を遅延させたタイ ミングを起点として前記ヒストグラムを生成する
前記 （ 1） に記載の測定装置。
（4）
前記第 1の計測部は、 前記第 1の時間の計測をフレーム単位で実行し、 前記第 2の計測部は、 前記第 2の時間の計測を前記フレームにおいてさら に実行する
前記 （1） 乃至 （3） の何れかに記載の測定装置。
（5）
前記生成部は、
前記フレームのうち第 1 のフレームでの前記ヒストグラムの生成を、 前記 フレームのうち該第 1 のフレームの直前の第 2のフレームにおいて前記第 1 の計測部により計測された前記第 1の時間に基づき開始する
前記 （4） に記載の測定装置。
（6）
第 2の画素と、
前記光源が発光した光を前記第 2の画素に導く導波部と、
をさらに備え、
前記第 1の計測部は、
前記第 1の発光命令タイミングから、 該第 1の発光命令タイミングの前記 第 1の発光命令により前記光源から発光された光が前記導波部を介して前記 第 2の画素に受光されるまでの時間を前記第 1の時間として計測する 前記 （1） 乃至 （5） の何れかに記載の測定装置。
（7） 20/175252 46 卩（：170? 2020 /006378
前記導波部は、
光を反射させるミラーであり、 前記光源から発光された光が前記導波路を 介して前記第 2の画素に受光されるまでの時間を所定時間以下にするように 、 前記光源および前記第 2の画素と近接させて配置される
前記 ( 6 ) に記載の測定装置。
( 8 )
第 1の画素と、
光源と、
前記光源を発光させる発光命令を生成することで前記光源の発光を制御す る制御部と、
前記制御部が前記発光命令のうち第 1の発光命令を生成する第 1の発光命 令タイミングから該第 1の発光命令に応じて前記光源が発光する発光タイミ ングまでの第 1の時間を計測する第 1の計測部と、
前記制御部が前記発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の発光命 令タイミングから前記第 1の画素に光が受光されるまでの第 2の時間を計測 する第 2の計測部と、
前記第 2の計測部により計測された前記第 2の時間に基づきヒストグラム を生成する生成部と、
前記ヒストグラムに基づき被測定物までの距離を演算する演算部と、 を備え、
前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を経過したタイミ ングを起点として前記ヒストグラムを生成する
測距装置。
( 9 )
前記生成部は、
前記第 2の時間から前記第 1の時間を減じた時間に基づき前記ヒストグラ ムを生成する 20/175252 47 卩（：170? 2020 /006378
前記 （8） に記載の測距装置。
（1 0）
前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を遅延させたタイ ミングを起点として前記ヒストグラムの生成を開始する
前記 （8） に記載の測距装置。
（1 1）
前記第 1の計測部は、 前記第 1の時間の計測をフレーム単位で実行し、 前記第 2の計測部は、 前記第 2の時間の計測を前記フレームにおいてさら に実行する
前記 （8） 乃至 （1 0） の何れかに記載の測距装置。
（1 2）
前記生成部は、
前記フレームのうち第 1 のフレームでの前記ヒストグラムの生成を、 前記 フレームのうち該第 1 のフレームの直前の第 2のフレームにおいて前記第 1 の計測部により計測された前記第 1の時間に基づき開始する
前記 （ 1 1） に記載の測距装置。
（1 3）
第 2の画素と、
前記光源が発光した光を前記第 2の画素に導く導波部と、
をさらに備え、
前記第 1の計測部は、
前記第 1の発光命令タイミングから、 該第 1の発光命令タイミングの前記 第 1の発光命令により前記光源から発光された光が前記導波部を介して前記 第 2の画素に受光されるまでの時間を前記第 1の時間として計測する 前記 （8） 乃至 （1 2） の何れかに記載の測距装置。
（1 4）
前記導波部は、 〇 2020/175252 48 卩（：170? 2020 /006378
光を反射させるミラーであり、 前記光源から発光された光が前記導波部を 介して前記第 2の画素に受光されるまでの時間を所定時間以下にするように 、 前記光源および前記第 2の画素と近接させて配置される
前記 (1 3) に記載の測距装置。
(1 5)
光源を発光させる発光命令を生成することで前記光源の発光を制御する制 御部が、 前記発光命令のうち第 1の発光命令を生成する第 1の発光命令タイ ミングから該第 1の発光命令に応じて前記光源が発光する発光タイミングま での第 1の時間を計測する第 1の計測ステップと、
前記制御部が前記発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の発光命 令タイミングから第 1の画素に光が受光されるまでの第 2の時間を計測する 第 2の計測ステップと、
前記第 2の計測ステップにより計測された前記第 2の時間に基づきヒスト グラムを生成する生成ステップと、
を有し、
前記生成ステップは、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を経過したタイミ ングを起点として前記ヒストグラムを生成する
測定方法。
符号の説明
[0189] 1 , 1 匕 測距装置
2 光源部
1 0 画素
1 00 画素アレイ部
1 20 計測画素領域
1 2 1 参照画素領域
1 22 ミラー
1 30 L DD 5252 49 卩（：170? 2020 /006378 1 し 0
3, 1 33,, 1 332, 1 333, 1 33 † 700
0,, 1 402, 1 403, 1 40 「 6干 ヒストグラム生成部
1 , 1 4 1 「 6干 メモリ
2,, 1 422, 1 423, 1 42 「 6干 ピーク検出部
3 ピークレジスタ
4 遅延部
5 演算部
0 コントローラ
2003’ ， 200匕， 200〇 ヒストグラム
1 , 202 ピーク

Claims

〇 2020/175252 50 卩（：170? 2020 /006378 請求の範囲
[請求項 1 ] 第 1 の画素と、
光源と、
前記光源を発光させる発光命令を生成することで前記光源の発光を 制御する制御部と、
前記制御部が前記発光命令のうち第 1 の発光命令を生成する第 1 の 発光命令タイミングから該第 1 の発光命令に応じて前記光源が発光す る発光タイミングまでの第 1 の時間を計測する第 1 の計測部と、 前記制御部が前記発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の 発光命令タイミングから前記第 1 の画素に光が受光されるまでの第 2 の時間を計測する第 2の計測部と、
前記第 2の計測部により計測された前記第 2の時間に基づきヒスト グラムを生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1 の時間を経過した タイミングを起点として前記ヒストグラムを生成する 測定装置。
[請求項 2] 前記生成部は、
前記第 2の時間から前記第 1 の時間を減じた時間に基づき前記ヒス トグラムを生成する
請求項 1 に記載の測定装置。
[請求項 3] 前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1 の時間を遅延させ たタイミングを起点として前記ヒストグラムを生成する
請求項 1 に記載の測定装置。
[請求項 4] 前記第 1 の計測部は、 前記第 1 の時間の計測をフレームを単位とし て実行し、 〇 2020/175252 51 卩（：170? 2020 /006378
前記第 2の計測部は、 前記第 2の時間の計測を前記フレームにおい てさらに実行する
請求項 1 に記載の測定装置。
[請求項 5] 前記生成部は、
前記フレームのうち第 1のフレームでの前記ヒストグラムの生成を 、 前記フレームのうち該第 1のフレームの直前の第 2のフレームにお いて前記第 1の計測部により計測された前記第 1の時間に基づき開始 する
請求項 4に記載の測定装置。
[請求項 6] 第 2の画素と、
前記光源が発光した光を前記第 2の画素に導く導波部と、 をさらに備え、
前記第 1の計測部は、
前記第 1の発光命令タイミングから、 該第 1の発光命令タイミング の前記第 1の発光命令により前記光源から発光された光が前記導波部 を介して前記第 2の画素に受光されるまでの時間を前記第 1の時間と して計測する
請求項 1 に記載の測定装置。
[請求項 7] 前記導波部は、
光を反射させるミラーであり、 前記光源から発光された光が前記導 波部を介して前記第 2の画素に受光されるまでの時間を所定時間以下 にするように、 前記光源および前記第 2の画素と近接させて配置され る
請求項 6に記載の測定装置。
[請求項 8] 第 1の画素と、
光源と、
前記光源を発光させる発光命令を生成することで前記光源の発光を 制御する制御部と、 〇 2020/175252 52 卩（：170? 2020 /006378
前記制御部が前記発光命令のうち第 1の発光命令を生成する第 1の 発光命令タイミングから該第 1の発光命令に応じて前記光源が発光す る発光タイミングまでの第 1の時間を計測する第 1の計測部と、 前記制御部が前記発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の 発光命令タイミングから前記第 1の画素に光が受光されるまでの第 2 の時間を計測する第 2の計測部と、
前記第 2の計測部により計測された前記第 2の時間に基づきヒスト グラムを生成する生成部と、
前記ヒストグラムに基づき被測定物までの距離を演算する演算部と を備え、
前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を経過した タイミングを起点として前記ヒストグラムを生成する 測距装置。
[請求項 9] 前記生成部は、
前記第 2の時間から前記第 1の時間を減じた時間に基づき前記ヒス トグラムを生成する
請求項 8に記載の測距装置。
[請求項 10] 前記生成部は、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を遅延させ たタイミングを起点として前記ヒストグラムの生成を開始する 請求項 8に記載の測距装置。
[請求項 1 1 ] 前記第 1の計測部は、 前記第 1の時間の計測をフレームを単位とし て実行し、
前記第 2の計測部は、 前記第 2の時間の計測を前記フレームにおい てさらに実行する
請求項 8に記載の測距装置。 〇 2020/175252 53 卩（：170? 2020 /006378
[請求項 12] 前記生成部は、
前記フレームのうち第 1 のフレームでの前記ヒストグラムの生成を 、 前記フレームのうち該第 1 のフレームの直前の第 2のフレームにお いて前記第 1 の計測部により計測された前記第 1 の時間に基づき開始 する
請求項 1 1 に記載の測距装置。
[請求項 13] 第 2の画素と、
前記光源が発光した光を前記第 2の画素に導く導波部と、 をさらに備え、
前記第 1の計測部は、
前記第 1の発光命令タイミングから、 該第 1の発光命令タイミング の前記第 1の発光命令により前記光源から発光された光が前記導波部 を介して前記第 2の画素に受光されるまでの時間を前記第 1の時間と して計測する
請求項 8に記載の測距装置。
[請求項 14] 前記導波部は、
光を反射させるミラーであり、 前記光源から発光された光が前記導 波部を介して前記第 2の画素に受光されるまでの時間を所定時間以下 にするように、 前記光源および前記第 2の画素と近接させて配置され る
請求項 1 3に記載の測距装置。
[請求項 15] 光源を発光させる発光命令を生成することで前記光源の発光を制御 する制御部が、 前記発光命令のうち第 1の発光命令を生成する第 1の 発光命令タイミングから該第 1の発光命令に応じて前記光源が発光す る発光タイミングまでの第 1の時間を計測する第 1の計測ステップと 前記制御部が前記発光命令のうち第 2の発光命令を生成する第 2の 発光命令タイミングから第 1の画素に光が受光されるまでの第 2の時 〇 2020/175252 54 卩（：170? 2020 /006378
間を計測する第 2の計測ステップと、
前記第 2の計測ステップにより計測された前記第 2の時間に基づき ヒストグラムを生成する生成ステップと、
を有し、
前記生成ステップは、
前記第 2の発光命令タイミングに対して前記第 1の時間を経過した タイミングを起点として前記ヒストグラムを生成する
測定方法。
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