WO2020196257A1 - 測距方法、測距装置、及び、プログラム - Google Patents

測距方法、測距装置、及び、プログラム Download PDF

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信三 香山
小田川　明弘
春日　繁孝
学 薄田
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Definitions

  • each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, the scales and the like do not always match in each figure.
  • substantially the same configuration is designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted or simplified.
  • the distance measuring device 100 is set with a limit distance measuring range which is the limit of the measurable distance in the distance measuring device 100 (specifically, the imaging unit 110).
  • the distance measuring device 100 can be regarded as an object because, for example, the light emitted from the light source 120 does not reach the object. Cannot measure the distance.
  • the distance measuring device 100 can measure in which section the object exists.
  • the distance measuring device 100 cannot determine whether or not the object exists, and of course, cannot measure the distance to the object.
  • the ranging device 100 emits the emitted light 300 toward the object 400, as shown in FIG.
  • the distance measuring device 100 detects the reflected light 310, for example, to reduce the distance to the object 400. Measure.
  • the light source 120 is a light source that emits the emitted light 300.
  • the light source 120 is, for example, an LED (Light Emitting Diode), an LD (Laser Diode), or the like.
  • the wavelength emitted by the light source 120 is not particularly limited.
  • the light source 120 emits near-infrared light having a center wavelength of, for example, about 800 nm to 1200 nm.
  • the processing unit 200 is a processing unit that controls the imaging unit 110 and the light source 120 and measures the distance to an object (for example, an object 400).
  • the processing unit 200 includes an acquisition unit 210, a calculation unit 220, and a control unit 230.
  • the calculation unit 220 calculates the illuminance of the background light 320 based on the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s, and calculates the limit ranging range based on the calculated illuminance of the background light 320. For example, the calculation unit 220 calculates the illuminance of the background light 320 from the number of occurrences of the avalanche multiplication based on the illuminance information 253.
  • the calculation unit 220 calculates the illuminance of the background light 320 based on the average value of the number of occurrences of the avalanche multiplication of at least two or more APD 111s among the plurality of APD 111s.
  • the calculation unit 220 calculates the limit ranging range based on the calculated illuminance of the background light 320 and the table information 250.
  • the table information 250 is a table showing the correspondence between the illuminance and the limit ranging range (that is, the limit ranging range with respect to the illuminance).
  • the table information 250 is stored in, for example, the storage unit 240.
  • the calculation unit 220 further determines whether to calculate the limit ranging range based on the first table information 251 or the limit ranging range based on the second table information 252 based on the calculated S / N ratio. select. For example, the calculation unit 220 calculates the difference between the illuminance of the background light 320 and the illuminance of the reflected light 310 and the illuminance of the background light 320. Next, the calculation unit 220 calculates the S / N ratio by calculating the ratio of the calculated difference to the illuminance of the background light 320.
  • the first table information 251 is, for example, a limit measurement corresponding to the illuminance more than the second table information 252 in the illuminance between the first threshold value indicating the illuminance and the second threshold value indicating the illuminance higher than the first threshold value.
  • the distance range is long. For example, when the illuminance of the background light 320 is below the first threshold value, the calculation unit 220 determines the limit ranging range based on the first table information 251 and the illuminance of the background light 320 exceeds the second threshold value. In this case, the limit ranging range is calculated based on the second table information 252.
  • the control unit 230 controls the exposure of the imaging unit 110 and the emission of the emitted light 300 of the light source 120.
  • the control unit 230 exposes the imaging unit 110 by, for example, the TOF method, and emits the emitted light 300 from the light source 120, and the distance to the object based on the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s. Is calculated.
  • control unit 230 may execute the exposure process, which is a process for exposing the imaging unit 110, which is executed when measuring the distance to the object, a plurality of times for the measurement of one distance.
  • the control unit 230 may expose the image pickup unit 110 a plurality of times with the same exposure time in order to determine whether or not an object exists in the first section shown in FIG.
  • the calculation unit 220 may measure (calculate) whether or not there is an object in the first section, that is, the distance to the object from the average value of the number of occurrences of the avalanche multiplication in each exposure process. ..
  • the conversion method for the control unit 230 to calculate the maximum exposure time based on the limit ranging range may be set so that the shorter the limit ranging range is, the shorter the maximum exposure time is, and is not particularly limited. ..
  • the conversion method may be stored in the storage unit 240 as a table showing the maximum exposure time with respect to the limit range-finding range, or a conversion formula for calculating the maximum exposure time from the limit range-finding range is stored in the storage unit 240. It may be stored in.
  • control unit 230 selects a predetermined exposure time that is within the maximum exposure time from a plurality of predetermined exposure times that are different from each other, and has a predetermined exposure time that is within the selected maximum exposure time.
  • the imaging unit 110 is exposed, and the distance to the object is calculated based on the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s for each predetermined exposure time, which is the exposure time within the maximum exposure time.
  • the control unit 230 when the distance is measured in the first section, the control unit 230 exposes the imaging unit 110 in the first exposure time, and when the distance is measured in the second section, the control unit is in the second exposure time.
  • a plurality of predetermined exposure times are stored in the storage unit 240 so that the 230 exposes the image pickup unit 110. That is, predetermined exposure times that are different from each other are allocated in advance for each section to be measured.
  • the control unit 230 selects a predetermined exposure time that is within the maximum exposure time from a plurality of predetermined exposure times based on the maximum exposure time, that is, based on the limit ranging range. For example, as shown in FIG. 2, the maximum exposure time is equal to or longer than the exposure time for measuring the distance in the sixth section (sixth exposure time) and less than the exposure time for measuring the distance in the seventh section. And. In this case, the control unit 230 selects six predetermined exposure times from the first exposure time to the sixth exposure time from the plurality of predetermined exposure times. Further, the control unit 230 exposes the imaging unit 110 at a predetermined exposure time, which is an exposure time within the selected maximum exposure time.
  • the control unit 230 calculates the distance to the object based on the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD111s for each exposure process executed a plurality of times in this way. For example, the control unit 230 emits light (emission light 300) from the light source 120 a predetermined number of times while exposing the image pickup unit 110.
  • the exposure time, the number of exposures for each exposure time, and the number of times the light is emitted from the light source 120 may be arbitrarily determined.
  • control unit 230 may calculate a predetermined exposure time, the number of exposures, and the number of times of exposure based on the maximum exposure time. For example, the control unit 230 repeatedly exposes the imaging unit 110 for the calculated number of exposures for each of a plurality of calculated predetermined exposure times, and emits light to the light source 120 for the calculated number of exposures.
  • control unit 230 executes the exposure process for the same exposure time and a predetermined number of exposures.
  • the number of exposures may be arbitrarily determined in advance, and may be once or a plurality of times.
  • the number of exposures is stored in, for example, the storage unit 240.
  • control unit 230 may change the number of exposures in each exposure time based on the maximum exposure time. For example, the control unit 230 reduces the number of exposures as the maximum exposure time is longer, and increases the number of exposures as the maximum exposure time is shorter, so that the time required for one distance measurement is substantially the same regardless of the maximum exposure time. To.
  • each section within the limit ranging range does not need to be evenly divided. For example, when the measurement distance is 50 m and it is divided into three sections, the sections are divided so that the first section is 0 to 5 m, the second section is 5 to 15 m, and the third section is 15 to 50 m. May be done. That is, the time for the control unit 230 to expose the image pickup unit 110 may be arbitrarily determined.
  • control unit 230 may change the step size of the distance by increasing the number of sections within the limit range-finding range (that is, increasing the number of exposures with different exposure times) based on the limit range-finding range. Good. As a result, the distance can be measured finely, so that the distance measurement accuracy is improved.
  • the number of times the light emitted by the light source 120 may be different for each section (that is, the exposure time). That is, the exposure time in each section (exposure time for one light emission x number of times of light emission) may be different.
  • control unit 230 may cause the imaging unit 110 to execute the exposure process for the calculation unit 220 to calculate the limit ranging range a plurality of times. Specifically, for example, the control unit 230 causes the image pickup unit 110 to perform the exposure process to be exposed a plurality of times.
  • the acquisition unit 210 acquires the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s for each exposure process.
  • the calculation unit 220 calculates the illuminance of the background light 320 based on, for example, the average value of the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s acquired by the acquisition unit 210 for each exposure process.
  • the storage unit 240 is a storage device that stores a control program or the like executed by the processing unit 200.
  • the storage unit 240 stores the first threshold value indicating the illuminance and the second threshold value indicating the illuminance higher than the first threshold value as the threshold value information 254.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining a distance measuring method executed by the distance measuring device 100 according to the first embodiment.
  • control unit 230 exposes the image pickup unit 110 by controlling the image pickup unit 110 (step S101).
  • the time for the control unit 230 to expose the image pickup unit 110 may be arbitrarily determined.
  • the calculation unit 220 calculates, for example, the average value of the number of occurrences of the avalanche multiplication for each of the nine APD111s.
  • the calculation unit 220 for example, rounds down the decimal point from the calculation result and calculates the average value as 5.
  • the value as it is of the calculation result may be used.
  • the calculation unit 220 calculates the illuminance of the background light 320 as 2000 lux from the illuminance information 253 shown in FIG. 5 (b).
  • the calculation unit 220 calculates the limit ranging range as 100 m from the table information 250 shown in FIG. 5 (c).
  • the calculation unit 220 calculates the limit ranging range based on the number of occurrences of the avalanche multiplication that occurred in each of the plurality of APD 111s acquired by the acquisition unit 210.
  • the storage unit 240 stores the first table information 251 and the second table information 252 having different correspondence relationships of the limit distance measuring range with respect to the illuminance as the table information 250.
  • the calculation unit 220 changes the table information to be used between the first table information 251 and the second table information 252 based on the illuminance of the background light 320 and the illuminance of the reflected light 310.
  • step S201 the calculation unit 220 calculates the illuminance of the background light 320 (step S201).
  • step S201 the calculation unit 220 executes, for example, step S103 shown in FIG.
  • step S203 When the calculation unit 220 determines that the S / N ratio calculated in step S202 is equal to or greater than a predetermined value (Yes in step S203), the calculation unit 220 selects the first table information 251 (step S204). As a result, the calculation unit 220 calculates the limit ranging range based on the first table information 251.
  • the number of tables included in the table information 250 stored in the storage unit 240 is not limited to two, and may be three or more.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the number of occurrences of avalanche multiplication of each of the plurality of APD111s acquired when the distance measuring device 100 according to the first embodiment measures the distance of an object.
  • FIGS. 8A to 8C as an example, when the imaging unit 110 has nine APD 111s arranged in a matrix of 3 rows and 3 columns, the avalanche multiplication of each of the 9 APD 111s is performed. The number of occurrences is illustrated.
  • FIG. 8A is a diagram showing an example of the number of occurrences of avalanche multiplication of each of the plurality of APD111s when the control unit 230 emits the emitted light 300 from the light source 120.
  • FIG. 8B is a diagram showing an example of the number of occurrences of avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s when the control unit 230 does not emit the emitted light 300 from the light source 120.
  • FIG. 8C shows the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD111s shown in FIG. 8A and the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD111s shown in FIG. 8B. It is a figure which shows the difference.
  • calculation unit 220 may calculate the average value of the illuminances calculated at a plurality of different times when calculating the illuminance of the background light 320 in step S103.
  • the calculation unit 220 starts at time t1 from the number of occurrences of the avalanche multiplication obtained by repeating steps S101 and S102 shown in FIG. 4 by the control unit 230 and the acquisition unit 210 four times. , T2, t3, and t4, the illuminance of the background light 320 is calculated.
  • the calculation unit 220 calculates the illuminance at the time T1 by calculating the average value of the illuminance of the background light 320 at the times t1, t2, t3, and t4.
  • the calculation unit 220 performs the processing after step S104 shown in FIG. 4 using the illuminance at the time T1.
  • the calculated illuminance may fluctuate greatly depending on the timing at which the calculation unit 220 calculates the illuminance. Therefore, the calculation unit 220 calculates the average value of the illuminance of the background light 320 at a plurality of times, and for example, performs the processing after step S104 shown in FIG. 4 using the illuminance of the average value.
  • the distance measuring device 100 is a distance measuring device that measures the distance to an object, and a plurality of APD 111s are used in an environment where the object is irradiated with background light 320.
  • the acquisition unit 210 that acquires the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s, and the acquisition unit 210 that acquires the number of occurrences of the avalanche multiplication of each of the plurality of APD 111s acquired by the acquisition unit 210.
  • a calculation unit 220 that calculates a limit distance measurement range indicating a distance that can be measured using the image pickup unit 110 is provided.
  • control unit 230 calculates the exposure time to be exposed to the image pickup unit 110 based on the limit distance measurement range calculated by the calculation unit 220, exposes the image pickup unit 110 to the calculated exposure time, and exposes the image pickup unit 110 to a plurality of APD 111s.
  • the distance to the object is calculated based on the number of occurrences of each avalanche multiplication.
  • control unit 230 can calculate the exposure time based on the limit ranging range. Therefore, the control unit 230 can measure a more appropriate distance according to the illuminance of the background light 320.
  • the S / N ratio which is the ratio of the illuminance of the light emitted from the light source 120 to the illuminance of the background light 320, is calculated by the object. Further, the calculation unit 220 calculates the limit ranging range based on the first table information 251 or calculates the limit ranging range based on the second table information 252, for example, based on the calculated S / N ratio. Select.
  • the first table information 251 has a limit corresponding to the illuminance more than the second table information 252 in the illuminance between the first threshold value indicating the illuminance and the second threshold value indicating the illuminance higher than the first threshold value.
  • the distance measurement range is long. For example, when the illuminance of the background light 320 is below the first threshold value, the calculation unit 220 calculates the limit ranging range based on the first table information 251 and the illuminance of the background light 320 exceeds the second threshold value. In this case, the limit ranging range is calculated based on the second table information 252.
  • the table to be used is changed many times by the calculation unit 220.
  • the calculation unit 220 changes the table to be referred to depending on whether the illuminance is higher or lower than one threshold value, the table to be referred to is changed many times with a slight fluctuation of the illuminance of the background light 320.
  • the limit ranging range calculated by the calculation unit 220 is repeatedly changed, so that a lot of processing is required.
  • the distance measuring device 101 is a device that includes an imaging unit 110 including a plurality of pixels, each having an APD 111, and measures a distance to an object.
  • the distance measuring device 101 includes an imaging unit 110, a light source 120, a processing unit 201, and a storage unit 240.
  • Information indicating a threshold value such as a first threshold value and a second threshold value is stored in advance in the storage unit 240 as, for example, threshold value information 254.
  • the distance measuring method includes a step of measuring the illuminance of the background light 320 in an environment where the background light 320 is irradiated to the object (step S300) and the background light 320.
  • the imaging conditions of the imaging unit 110 including a plurality of pixels each having the APD 111, and the light from the light source 120 based on the set ranging range.
  • step S302 the number of occurrences of avalanche multiplication of all the pixels among the plurality of pixels is acquired, and the illuminance of the background light 320 is obtained.
  • step S303 and step S304 the illuminance of the background light 320 is calculated based on the average value of the number of occurrences of the avalanche multiplication of all the acquired pixels.
  • the present disclosure may be realized as a program for causing a computer to execute the steps included in the above distance measuring method. Further, the present disclosure may be realized as a non-temporary recording medium such as a CD-ROM that can be read by a computer that records the program. The present disclosure may also be realized as information, data or signals indicating the program. Then, those programs, information, data and signals may be distributed via a communication network such as the Internet.

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Abstract

本開示に係る測距方法は、物体に背景光が照射されている環境下において、当該背景光の照度を測光する工程（ステップＳ３００）と、当該背景光の照度に基づいて測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１０）と、設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）を有する複数の画素を含む撮像部の撮像条件、及び、光源から光を出射させる出射条件を設定する工程（ステップＳ３２０）と、設定した撮像条件及び出射条件に基づいて撮像部及び光源を制御することで、当該物体との距離の測定を行う工程（ステップＳ３３０）と、を含む。

Description

測距方法、測距装置、及び、プログラム
　本開示は、測距方法、測距装置、及び、プログラムに関する。
　従来、近赤外光等の光を用いて、対象となる物体との距離を測定する測距装置がある（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の測距装置であるレーダ装置は、対象となる物体に対して照射光を照射するレーザダイオードと、当該物体で当該照射光が反射された光である反射光が入射され、入射された反射光を信号に変換する第１の受光回路及び第２の受光回路と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）を備える。また、ＣＰＵは、２つの受光回路それぞれから出力された２つ信号から、入射した反射光の光量値に比例した信号における出力可能な光量値の範囲である能動領域を元の２つの信号より広げた合成信号を生成する。
　こうすることで、従来の測距装置では、広いダイナミックレンジの反射光であっても正確な距離を測定することができる。また、従来の測距装置では、２つの受光回路のうちの一方の受光回路には、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）が用いられている。ＡＰＤは、光電変換層に入射された光が光電変換されることで発生した電荷を、アバランシェ降伏を用いて増倍すること（つまり、アバランシェ増倍）で光検出感度を高めるフォトダイオードである。ＡＰＤによれば、低輝度な反射光が入射した場合であっても、当該反射光の光量に比例した信号が受光回路から出力され得る。
特開２００８－２０２０３号公報
　ところで、従来、反射光を精度よく検出するために、太陽光等の外光である背景光を用いて受光回路に入射した光の光量を補正する技術がある。ここで、例えば、背景光が太陽光である場合、時刻、又は、天気等によって背景光の光量が異なる。背景光の光量が異なると、反射光の光量と背景光の光量との差分が小さくなりすぎて、場合によっては反射光を検出できない。従来の測距装置では、背景光の光量によっては測定できない距離を算出しようとしてしまう問題がある。
　本開示は、適切に距離を測定できる測距方法等を提供する。
　本開示の一態様に係る測距方法は、物体に背景光が照射されている環境下において、前記背景光の照度を測光する工程と、前記背景光の照度に基づいて測距レンジを設定する工程と、設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）を有する複数の画素を含む撮像部の撮像条件、及び、光源から光を出射させる出射条件を設定する工程と、設定した前記撮像条件及び前記出射条件に基づいて前記撮像部及び前記光源を制御することで、前記物体との距離の測定を行う工程と、を含む。
　また、本開示の一態様に係る測距装置は、物体に背景光が照射されている環境下において、前記背景光の照度を測光する測光部と、前記背景光の照度に基づいて測距レンジを設定する演算部と、設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）を有する複数の画素を含む撮像部の撮像条件、及び、光源から光を出射させる出射条件を設定し、設定した前記撮像条件及び前記出射条件に基づいて前記撮像部及び前記光源を制御することで、前記物体との距離の測定を行う制御部と、を備える。
　なお、本開示は、上記測距方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体として実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現されてもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信されてもよい。
　本開示によれば、適切に距離を測定できる測距装置等を提供できる。
図１は、実施の形態１に係る測距装置の概要を説明するための図である。 図２は、実施の形態１に係る測距装置が実行する測距方法を説明するための図である。 図３は、実施の形態１に係る測距装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る測距装置が実行する測距方法を説明するためのフローチャートである。 図５は、実施の形態１に係る測距装置が、アバランシェ増倍の発生回数から限界測距レンジを算出する方法を説明するための図である。 図６は、実施の形態１に係る測距装置が、限界測距レンジを算出する際に用いるテーブル情報を選択する方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図７は、実施の形態１に係る測距装置が、限界測距レンジを算出する際に用いるテーブル情報を選択する方法の一例を説明するための図である。 図８は、実施の形態１に係る測距装置が物体の距離を測定する際に取得する複数のＡＰＤそれぞれのアバランシェ増倍の発生回数の一例を示す図である。 図９は、実施の形態１に係る測距装置が実行する照度の算出方法の一具体例を説明するための図である。 図１０は、実施の形態２に係る測距装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態２に係る測距装置が実行する測距方法を説明するためのフローチャートである。 図１２は、実施の形態２に係る測距装置が実行する測光方法の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１３は、実施の形態２に係る測距装置が実行する測距レンジの設定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１４は、実施の形態２に係る測距装置が実行する撮像条件及び出射条件の設定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程（ステップ）及び工程の順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
　（実施の形態１）
　［構成］
　まず、図１～図３を参照しながら、実施の形態１に係る測距装置の構成について説明する。
　図１は、実施の形態１に係る測距装置１００の概要を説明するための図である。図２は、実施の形態１に係る測距装置１００が実行する測距方法を説明するための図である。図３は、実施の形態１に係る測距装置１００の特徴的な機能構成を示すブロック図である。
　測距装置１００は、物体との距離を測定する装置である。具体的には、測距装置１００は、物体に向けて出射光３００を出射し、出射光３００が物体で反射した光である反射光３１０をＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）１１１を複数有する撮像部１１０で検出することで、測距装置１００と物体との距離を測定する。より具体的には、測距装置１００は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により物体までの距離を算出する。
　ＴＯＦ方式とは、光源１２０に出射光３００を出射させてから、光源１２０が出射した出射光３００が物体に当たり、出射光３００が物体で反射した光である反射光３１０を検出するまでにかかる時間から距離を算出する方式である。測距装置１００は、例えば、人等の対象物４００に向けて出射光３００を出射する。出射光３００は、対象物４００で反射されて反射光３１０となる。反射光３１０は、測距装置１００に入射される。測距装置１００は、出射光３００を出射してから反射光３１０を検出するまでの時間に基づいて、対象物４００との距離を測定する。
　図２に示すように、例えば、測距装置１００は、所定の露光時間（第１露光時間）だけ撮像部１１０を露光させて、その間に複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数をカウントする。測距装置１００は、例えば、カウントしたアバランシェ増倍の発生回数が、予め任意に定められた所定の発生回数以上の場合に第１区間に物体が存在すると判定し、所定の発生回数未満の場合に第１区間に物体が存在しないと判定する。
　測距装置１００は、第１区間に物体が存在しないと判定した場合、さらに、第１露光時間より長い所定の露光時間（第２露光時間）だけ撮像部１１０を露光させて、その間に複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数をカウントする。測距装置１００は、例えば、カウントしたアバランシェ増倍の発生回数が所定の発生回数以上の場合に第２区間に物体が存在すると判定し、所定の発生回数未満の場合に第２区間に物体が存在しないと判定する。測距装置１００は、このような処理を繰り返すことで、物体がどの区間に位置するか、つまり、物体が存在する場合に物体との距離を測定する。
　ここで、例えば、測距装置１００には、測距装置１００（具体的には、撮像部１１０）における測定可能な距離の限界である限界測距レンジが設定されている。限界測距レンジより測距装置１００から離れた位置に対象物４１０が存在している場合、測距装置１００は、例えば、光源１２０が出射した光が物体まで到達しない等の理由から、物体との距離を測定できない。例えば、図２においては、測距装置１００は、第１区間から第６区間までに物体が位置している場合、どの区間に物体が存在するかを測定できる。一方で、測距装置１００は、第７区間に物体が存在している場合、物体が存在しているか否かを判定できず、もちろん、物体との距離も測定できない。
　具体的に例えば、測距装置１００は、図１に示すように、対象物４００に向けて出射光３００を出射したとする。この場合、限界測距レンジより測距装置１００から近い位置に対象物４００が存在しているため、測距装置１００は、例えば、反射光３１０を検出することで、対象物４００との距離を測定する。
　一方、測距装置１００は、対象物４００よりも遠い位置に存在する車両等の対象物４１０に向けて出射光３０１を出射したとする。この場合、限界測距レンジより測距装置１００から離れた位置に対象物４１０が存在しているとき、測距装置１００は、例えば、出射光３０１が対象物４１０まで到達せずに反射光を検出できないため、対象物４１０との距離を測定できない。
　このように、測距装置１００で測定できる距離には限界がある。そこで、従来の測距装置は、限界測距レンジが予め定められている、つまり、限界測距レンジに基づいて算出される撮像部１１０を露光させる最大の時間（最大露光時間）が予め定められている。例えば、限界測距レンジが短い程、最大露光時間は短くなる。一方、限界測距レンジが長い程、最大露光時間は長くなる。
　しかしながら、太陽光等の光源１２０から出射された出射光３００ではない背景光３２０の照度によっては、限界測距レンジが変化する。例えば、背景光３２０の照度が非常に強い場合、反射光３１０の照度が背景光３２０の照度に比べて相対的に著しく低くなり、撮像部１１０で反射光３１０を検出できなくなる。つまり、この場合、実際に測定できる限界測距レンジは、予め定められている限界測距レンジよりも短くなる。そのため、従来の測距装置では、背景光３２０の照度によっては測定できない距離を、限界測距レンジが予め定められているために、距離の算出を行う処理をしてしまう。本開示に係る測距装置１００は、限界測距レンジを算出することで、背景光３２０の照度が強すぎてノイズが多く検出されてしまい、物体との距離を測定できないような距離において距離の算出を行わないようにして、適切な距離を測定するための算出を行うようにする。
　図３に示すように、測距装置１００は、撮像部１１０と、光源１２０と、処理部２００と、記憶部２４０と、を備える。
　撮像部１１０は、複数のＡＰＤ１１１を有するカメラである。ＡＰＤ１１１は、光電変換層に入射された光が光電変換されることで発生した電荷を、アバランシェ増倍することで光検出感度を高めるフォトダイオードである。撮像部１１０は、例えば、マトリクス状に配置された複数のＡＰＤ１１１を有する。
　なお、撮像部１１０が有するＡＰＤ１１１の数は、複数であればよく、特に限定されない。
　光源１２０は、出射光３００を出射する光源である。光源１２０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）等である。なお、光源１２０が出射する波長は、特に限定されない。光源１２０は、例えば、中心波長が８００ｎｍ～１２００ｎｍ程度の近赤外光を出射する。
　処理部２００は、撮像部１１０及び光源１２０を制御し、物体（例えば、対象物４００）との距離を測定する処理部である。
　処理部２００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、記憶部２４０等に記憶された当該ＣＰＵが実行する制御プログラムと、から実現される。また、処理部２００は、撮像部１１０及び光源１２０と制御線等により通信可能に接続されている。
　処理部２００は、機能的には、取得部２１０と、演算部２２０と、制御部２３０と、を備える。
　取得部２１０は、撮像部１１０と接続され、撮像部１１０で検出された反射光３１０の情報を取得する。具体的には、取得部２１０は、物体に背景光３２０が照射されている環境下において、撮像部１１０から、撮像部１１０が備える複数のＡＰＤ１１１それぞれで発生したアバランシェ増倍の発生回数を取得する。なお、取得部２１０は、撮像部１１０から、複数のＡＰＤ１１１それぞれで発生したアバランシェ増倍の発生回数を取得してもよいし、アバランシェ増倍が発生したことを示す情報を取得してもよい。取得部２１０は、アバランシェ増倍が発生したことを示す情報を取得する場合、例えば、当該情報を取得した回数をカウントすることで、複数のＡＰＤ１１１それぞれで発生したアバランシェ増倍の回数を取得する。
　演算部２２０は、取得部２１０が取得した複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、撮像部１１０を用いて測距可能な距離を示す限界測距レンジを算出する。具体的には、演算部２２０は、光源１２０が出射光３００を出射しておらず、且つ、背景光３２０が照射されている環境下において、取得部２１０が取得した複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて限界測距レンジを算出する。
　例えば、演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて背景光３２０の照度を算出し、算出した背景光３２０の照度に基づいて限界測距レンジを算出する。例えば、演算部２２０は、照度情報２５３に基づいてアバランシェ増倍の発生回数から背景光３２０の照度を算出する。
　照度情報２５３は、アバランシェ増倍の発生回数と照度との対応関係を示すテーブルである。照度情報２５３は、例えば、記憶部２４０に記憶されている。演算部２２０は、光源１２０が出射光３００を出射しておらず、背景光３２０が照射されている環境下において、取得部２１０が取得した複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、照度情報２５３とから、背景光３２０の照度を算出する。続いて、演算部２２０は、算出した照度に基づいて、限界測距レンジを算出する。
　例えば、演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１のうちの少なくとも２以上のＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　或いは、演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１のうちの全てのＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　また、例えば、演算部２２０は、算出した背景光３２０の照度と、テーブル情報２５０とに基づいて、限界測距レンジを算出する。
　テーブル情報２５０は、照度と限界測距レンジとの対応関係（つまり、照度に対する限界測距レンジ）を示すテーブルである。テーブル情報２５０は、例えば、記憶部２４０に記憶されている。
　テーブル情報２５０は、例えば、第１テーブル情報２５１と、照度と限界測距レンジとの対応関係が第１テーブル情報２５１とは異なる第２テーブル情報２５２とを含む。例えば、演算部２２０は、制御部２３０が光源１２０に光を出射させた場合における複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、制御部２３０が光源１２０に光を出射させていない場合における複数のＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数とから、背景光３２０の照度に対する光源１２０から出射した光が物体で反射した光の照度の比（具体的には、照度の大きさの比）であるＳ／Ｎ比を算出する。演算部２２０は、さらに、算出したＳ／Ｎ比に基づいて、第１テーブル情報２５１に基づいて限界測距レンジを算出するか第２テーブル情報２５２に基づいて限界測距レンジを算出するかを選択する。例えば、演算部２２０は、背景光３２０の照度と、反射光３１０の照度と背景光３２０の照度との差分とを算出する。次に、演算部２２０は、背景光３２０の照度に対する算出した差分の比率を算出することで、Ｓ／Ｎ比を算出する。
　第１テーブル情報２５１は、例えば、照度を示す第１閾値と、当該第１閾値より高い照度を示す第２閾値との間の照度において、第２テーブル情報２５２よりも当該照度に対応する限界測距レンジが長くなっている。例えば、演算部２２０は、背景光３２０の照度が第１閾値を下回った場合に、第１テーブル情報２５１に基づいて限界測距レンジを決定し、背景光３２０の照度が第２閾値を上回った場合に、第２テーブル情報２５２に基づいて限界測距レンジを算出する。
　制御部２３０は、撮像部１１０の露光及び光源１２０の出射光３００の出射を制御する。制御部２３０は、例えば、ＴＯＦ方式により、撮像部１１０を露光させて、且つ、光源１２０から出射光３００を出射させて、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離を算出する。
　また、制御部２３０は、例えば、演算部２２０が算出した限界測距レンジに基づいて撮像部１１０を露光させる最大露光時間を算出し、算出した最大露光時間以内の露光時間で撮像部１１０を露光させて、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、物体までの距離を算出する。より具体的には、制御部２３０は、限界測距レンジに基づいて、露光時間の最大値（最大露光時間）を算出する。制御部２３０は、所定の露光時間で撮像部１１０を露光させ、さらに、所定の時間だけ露光時間を長くして撮像部１１０を再度露光させる処理を、限界測距レンジに基づく最大露光時間まで繰り返す。
　なお、制御部２３０は、物体との距離を測定する際に実行する撮像部１１０を露光させる処理である露光処理を、１つの距離の測定に対して、複数回実行してもよい。例えば、制御部２３０は、図２に示す第１区間に物体が存在するか否かを判定するために、撮像部１１０を同じ露光時間で複数回露光させてもよい。例えば、演算部２２０は、それぞれの露光処理でのアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、第１区間に物体があるか否か、つまり、物体との距離を測定（算出）してもよい。
　また、制御部２３０が限界測距レンジに基づいて最大露光時間を算出するための変換方法は、限界測距レンジが短い程最大露光時間は短くなるように設定されていればよく、特に限定されない。当該変換方法は、例えば、限界測距レンジに対する最大露光時間を示すテーブルとして記憶部２４０に記憶されていてもよいし、限界測距レンジから最大露光時間を算出するための変換式が記憶部２４０に記憶されていてもよい。
　また、例えば、制御部２３０は、互いに異なる複数の所定露光時間のうち、最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間を選択し、選択した最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間で撮像部１１０を露光させ、最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間ごとの複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離を算出する。
　例えば、図２に示すように、第１区間を測距する場合、第１露光時間で制御部２３０が撮像部１１０を露光させ、第２区間を測距する場合、第２露光時間で制御部２３０が撮像部１１０を露光させるように、複数の所定露光時間（第１露光時間、第２露光時間等）が記憶部２４０に記憶されている。つまり、各測距される区間ごとに互いに異なる所定露光時間が予め割り振られている。
　制御部２３０は、最大露光時間に基づいて、つまり、限界測距レンジに基づいて、複数の所定露光時間のうち、最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間を選択する。例えば、図２に示すように、最大露光時間が第６区間を測距するための露光時間（第６露光時間）以上であり、且つ、第７区間を測距するための露光時間未満であるとする。この場合、制御部２３０は、予め定められた複数の所定露光時間のうち、第１露光時間から第６露光時間までの６つの所定露光時間を選択する。さらに、制御部２３０は、選択した最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間で撮像部１１０を露光させる。例えば、制御部２３０は、第１露光時間で撮像部１１０を露光させる露光処理を実行させ、さらに、第２露光時間で撮像部１１０を露光させる露光処理を実行させるように、第６露光時間で撮像部１１０を露光させる露光処理まで、露光時間を変えながら繰り返し露光処理を実行させる。
　制御部２３０は、このように複数回実行された露光処理ごとの複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離を算出する。例えば、制御部２３０は、撮像部１１０を露光させている間に、光源１２０から所定の出射回数だけ光（出射光３００）を出射させる。
　なお、露光時間、各露光時間の露光回数、及び、光源１２０からの光の出射回数が、任意に定められてよい。
　また、制御部２３０は、最大露光時間に基づいて、所定露光時間、露光回数、及び、出射回数を算出してもよい。制御部２３０は、例えば、算出した複数の所定露光時間ごとに撮像部１１０を算出した露光回数だけ繰り返し露光させて、且つ、光源１２０に算出した出射回数だけ光を出射させる。
　例えば、制御部２３０は、同じ露光時間で予め定められた露光回数だけ露光処理を実行させる。露光回数は、予め任意に定められてよく、１回でもよいし、複数回でもよい。露光回数は、例えば、記憶部２４０に記憶されている。
　ここで、例えば、制御部２３０は、最大露光時間に基づいて露光処理を実行させる露光回数を算出してもよい。例えば、制御部２３０は、最大露光時間に基づいて記憶部２４０に記憶されている露光回数を変更してもよい。
　例えば、制御部２３０は、一度の測距について全体でかかる露光時間（つまり、一度の測距にかかる時間）を凡そ変更しないように、撮像部１１０を制御する。この場合、制御部２３０は、例えば、最大露光時間が図２に示す第６区間までである場合、第１露光時間、から第６露光時間までの各露光時間で１回ずつ撮像部１１０を露光させ、最大露光時間が図２に示す第４区間までである場合、第１露光時間から第４露光時間までの各露光時間で２回ずつ撮像部１１０を露光させる。
　このように、制御部２３０は、最大露光時間に基づいて、各露光時間における露光回数を変更してもよい。例えば、制御部２３０は、最大露光時間が長い程露光回数を減らし、最大露光時間が短い程露光回数を増やすことで、１回の測距でかかる時間を、最大露光時間によらずに略同じにする。
　また、限界測距レンジ以内の各区間は、距離が均等に分割されている必要はない。例えば、測定距離が５０ｍであり、３区間に分割される場合、第１区間は０～５ｍ、第２区間は５～１５ｍ、及び、第３区間は１５～５０ｍとなるように、区間が分割されてもよい。つまり、制御部２３０が撮像部１１０を露光させる時間は、任意に定められてよい。
　また、例えば、制御部２３０は、限界測距レンジに基づいて、限界測距レンジ内の区間数を増やす（つまり、異なる露光時間の露光回数を増やす）ことで、距離の刻み幅を変えてもよい。これにより、距離が細かく測距可能になるため、測距精度が向上される。
　また、例えば、区間（つまり、露光時間）ごとに光源１２０が出射する光の出射回数（光がレーザの場合、例えば、レーザのパルス回数）は、異なっていてもよい。つまり、各区間での露光時間（光んの出射１回分の露光時間×出射回数）は、異なっていてもよい。
　例えば、測距装置１００と物体との距離が近い場合、反射光３１０が検出されやすいため、出射回数は、少なくても精度よく測距されやすい。一方、例えば、測距装置１００と物体との距離が遠い場合、反射光３１０が検出されにくいため、出射回数は、精度よく測距されにくい。そのため、例えば、制御部２３０は、測距装置１００との距離が区間程（つまり、露光時間が長い程）、出射回数が多くなるように算出する。特に、限界測距レンジ境界の区間では、測距の精度（言い換えると、Ｓ／Ｎ比）が低くなるために、例えば、制御部２３０は、このような区間で出射回数（試行回数）を増やすように、限界測距レンジ外の不要になった時間を割当てる。言い換えると、制御部２３０は、最大露光時間に近い露光時間程、光源１２０から光を出射させる回数を増やす。例えば、制御部２３０は、第１区間（０～５ｍ）を出射回数を２回とし、第２区間（５～１５ｍ）を出射回数を５回とし、第３区間（１５～５０ｍ）を出射回数を１０回とするように、算出する。
　これにより、各区間、特に、限界測距レンジに近い区間の測距精度は、向上される。
　また、例えば、制御部２３０は、演算部２２０が限界測距レンジを算出するための露光処理を、撮像部１１０に複数回実行させもよい。具体的に例えば、制御部２３０は、撮像部１１０に露光させる露光処理を複数回実行させる。この場合、例えば、取得部２１０は、例えば、露光処理ごとに複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得する。また、演算部２２０は、例えば、取得部２１０が取得した露光処理ごとの複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　記憶部２４０は、処理部２００が実行する制御プログラム等が記憶されている記憶装置である。
　記憶部２４０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等で実現される。
　また、記憶部２４０は、例えば、予め定められた照度と限界測距レンジとの対応関係を示すテーブル情報２５０を記憶する。具体的に例えば、記憶部２４０は、第１テーブル情報２５１と、第１テーブル情報２５１とは照度と限界測距レンジとの対応関係が異なる第２テーブル情報２５２とをテーブル情報２５０として記憶する。
　また、記憶部２４０は、照度情報２５３は、アバランシェ増倍の発生回数と照度との対応関係を示す照度情報２５３を記憶する。
　また、例えば、記憶部２４０は、照度を示す第１閾値と、第１閾値より高い照度を示す第２閾値とを閾値情報２５４として記憶する。
　［測距方法］
　続いて、図４～図９を参照しながら、測距装置１００が実行する測距方法について説明する。
　図４は、実施の形態１に係る測距装置１００が実行する測距方法を説明するためのフローチャートである。
　まず、制御部２３０は、撮像部１１０を制御することで、撮像部１１０を露光させる（ステップＳ１０１）。制御部２３０が撮像部１１０を露光させる時間は、任意に定められてよい。
　次に、取得部２１０は、撮像部１１０が有する複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を撮像部１１０から取得する（ステップＳ１０２）。
　次に、演算部２２０は、取得部２１０が取得したアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、背景光３２０の照度を算出する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、例えば、演算部２２０は、照度情報２５３に基づいて、取得部２１０が取得したアバランシェ増倍の発生回数から背景光３２０の照度を算出する。
　次に、演算部２２０は、テーブル情報２５０に基づいて、限界測距レンジを算出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４では、例えば、演算部２２０はテーブル情報２５０に基づいて、算出した背景光３２０の照度から限界測距レンジを算出する。
　図５は、実施の形態１に係る測距装置１００が、アバランシェ増倍の発生回数から限界測距レンジを算出する方法を説明するための図である。具体的には、図５の（ａ）は、撮像部１１０が有する複数のＡＰＤ１１１のそれぞれで発生したアバランシェ増倍の発生回数を示す図である。図５の（ａ）には、一例として、３行３列でマトリクス状に配列された９つのＡＰＤ１１１を撮像部１１０が有する場合における、９つのＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を例示している。図５の（ｂ）は、照度情報２５３の一例を示す図である。図５の（ｃ）は、テーブル情報２５０の一例を示す図である。
　例えば、取得部２１０は、撮像部１１０から図５の（ａ）で示すような９つのＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得したとする。
　この場合、演算部２２０は、例えば、９つのＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値を算出する。ここでは、演算部２２０は、例えば、算出結果から小数点以下を切り捨てて、当該平均値を５と算出する。もちろん、算出結果のそのままの値を用いてもよい。次に、演算部２２０は、図５の（ｂ）に示す照度情報２５３から、背景光３２０の照度を２０００ｌｕｘと算出する。次に、演算部２２０は、図５の（ｃ）に示すテーブル情報２５０から、限界測距レンジを１００ｍと算出する。
　このように、演算部２２０は、ステップＳ１０３からステップＳ１０４では、取得部２１０が取得した複数のＡＰＤ１１１のそれぞれで発生したアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、限界測距レンジを算出する。
　なお、ここでは、演算部２２０は、撮像部１１０が有する全てのＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数をカウントし、撮像部１１０が有する全てのＡＰＤのアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、背景光３２０の照度を算出している。演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１のうちの少なくとも２以上のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数をカウントし、少なくとも２以上のＡＰＤのアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、背景光３２０の照度を算出してもよい。例えば、演算部２２０は、図５の（ａ）に示す複数のＡＰＤ１１１のうち、中央に位置するＡＰＤ１１１と、そのＡＰＤ１１１の紙面上下左右に位置する４つのＡＰＤ１１１との５つのＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数をカウントし、当該５つのＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、背景光３２０の照度を算出してもよい。
　また、取得部２１０は、それぞれのＡＰＤ１１１が制御部２３０によって繰り返し露光されることでアバランシェ増倍の発生回数を複数回取得し、取得した複数回のアバランシェ増倍の発生回数の平均値をステップＳ１０２で取得してもよい。例えば、図５の（ａ）に示す複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数は、ＡＰＤ１１１それぞれを１０回露光させた際のアバランシェ増倍の発生回数の平均値である。
　また、本実施の形態では、記憶部２４０は、照度に対する限界測距レンジの対応関係が互いに異なる第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２をテーブル情報２５０として記憶している。演算部２２０は、背景光３２０の照度と反射光３１０の照度とに基づいて、用いるテーブル情報を第１テーブル情報２５１と第２テーブル情報２５２とで変更する。
　図６は、実施の形態１に係る測距装置１００が、限界測距レンジを算出する際に用いるテーブルを第１テーブル情報２５１にするか第２テーブル情報２５２にするかを選択する方法の一例を説明するためのフローチャートである。図７は、実施の形態１に係る測距装置１００が、限界測距レンジを算出する際に用いるテーブルを第１テーブル情報２５１にするか第２テーブル情報２５２にするかを選択する方法の一例を説明するための図である。
　図６に示すように、まず、演算部２２０は、背景光３２０の照度を算出する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１では、演算部２２０は、例えば、図４に示すステップＳ１０３を実行する。
　次に、演算部２２０は、制御部２３０が光源１２０に光を出射させた場合にカウントされた複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、制御部２３０が光源１２０に光を出射させていない場合にカウントされた複数のＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数とから、背景光３２０の照度に対する光源１２０から出射した光が物体で反射した光の照度の比であるＳ／Ｎ比を算出する（ステップＳ２０２）。
　次に、演算部２２０は、ステップＳ２０２で算出したＳ／Ｎ比が予め定められた所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
　演算部２２０は、ステップＳ２０２で算出したＳ／Ｎ比が予め定められた所定値以上であると判定した場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、第１テーブル情報２５１を選択する（ステップＳ２０４）。これにより、演算部２２０は、第１テーブル情報２５１に基づいて限界測距レンジを算出する。
　一方、演算部２２０は、ステップＳ２０２で算出したＳ／Ｎ比が予め定められた所定値以上でないと判定した場合（ステップＳ２０３でＮｏ）、第２テーブル情報２５２を選択する（ステップＳ２０８）。これにより、演算部２２０は、第２テーブル情報２５２に基づいて限界測距レンジを算出する。
　図７の（ａ）に示すように、第１テーブル情報２５１と第２テーブル情報２５２とは、背景光３２０の照度に対する限界測距レンジの換算方法が異なる。具体的には、第１テーブル情報２５１は、予め定められた第１閾値及び第１閾値より高い照度を示す第２閾値の間で、第２テーブル情報２５２と換算方法が異なる。より具体的には、第１テーブル情報２５１は、第１閾値と第２閾値との間で、第２テーブル情報２５２よりも限界測距レンジが長くなるように演算部２２０が換算するテーブルである。
　例えば、演算部２２０は、ステップＳ２０２で背景光３２０の照度を２０００ｌｕｘと算出したとする。この場合、演算部２２０は、図７の（ａ）に示すように、Ｓ／Ｎ比が予め定められた所定値以上であると判定した場合、第１テーブル情報２５１に基づいて、限界測距レンジを１００ｍと算出する。一方、演算部２２０は、Ｓ／Ｎ比が予め定められた所定値以上でないと判定した場合、第２テーブル情報２５２に基づいて、限界測距レンジを９０ｍと算出する。このように、演算部２２０は、Ｓ／Ｎ比が高くない場合には、限界測距レンジを低く算出する。
　再び図６を参照し、例えば、演算部２２０は、ステップＳ２０４を実行してから所定の時間後に、背景光３２０の照度を再度算出する（ステップＳ２０５）。このように、測距装置１００は、所定の時間ごとに、背景光３２０の照度を繰り返し算出してもよい。これにより、演算部２２０は、時刻、又は、天候等に応じて背景光３２０が変化した場合においても適切な限界測距レンジを算出できる。
　次に、演算部２２０は、算出した照度が第２閾値を上回ったかどうかを判定する（ステップＳ２０６）。例えば、演算部２２０は、図７の（ｂ）に示すように、ステップＳ２０２で算出した背景光３２０の照度が２０００ｌｕｘであり、且つ、ステップＳ２０５で算出した背景光３２０の照度が３０００ｌｕｘであるとする。この場合、ステップＳ２０６では、演算部２２０は、算出した照度が第２閾値を上回ったと判定し（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、第２テーブル情報２５２を選択する（ステップＳ２０７）。一方、演算部２２０は、算出した照度が第２閾値を上回っていないと判定した場合（ステップＳ２０６でＮｏ）、第１テーブル情報２５１を選択したままとする。
　また、例えば、演算部２２０は、ステップＳ２０８を実行してから所定の時間後に、背景光３２０の照度を再度算出する（ステップＳ２０９）。
　次に、演算部２２０は、算出した照度が第１閾値を下回ったかどうかを判定する（ステップＳ２１０）。例えば、演算部２２０は、図７の（ｃ）に示すように、ステップＳ２０２で算出した背景光３２０の照度が３０００ｌｕｘであり、且つ、ステップＳ２０９で算出した背景光３２０の照度が１０００ｌｕｘであるとする。この場合、ステップＳ２１０では、演算部２２０は、算出した照度が第１閾値を下回ったと判定し（ステップＳ２１０でＹｅｓ）、第１テーブル情報２５１を選択する（ステップＳ２１１）。一方、演算部２２０は、算出した照度が第１閾値を下回っていないと判定した場合（ステップＳ２１０でＮｏ）、第２テーブル情報２５２を選択したままとする。
　このように、演算部２２０は、算出した背景光３２０の照度及びＳ／Ｎ比から、限界測距レンジを算出するために用いるテーブルを変更する。
　なお、記憶部２４０が記憶するテーブル情報２５０に含まれるテーブルの数は、２つに限定されず、３以上でもよい。
　再び図４を参照し、ステップＳ１０４の次に、制御部２３０は、演算部２２０が算出した限界測距レンジに基づいて、撮像部１１０を露光させる露光時間（最大露光時間）を算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では、例えば、ステップＳ１０４で演算部２２０が算出した限界測距レンジが図２に示すように第６区間までの距離だった場合、第６区間に位置する物体の距離を測定するための露光時間を算出する。限界測距レンジからの露光時間の算出方法は、特に限定されない。例えば、記憶部２４０は、限界測距レンジに対する露光時間の対応関係を示す露光時間テーブルを記憶していてもよい。制御部２３０は、例えば、当該露光時間テーブルに基づいて、演算部２２０が算出した限界測距レンジから撮像部１１０に露光させる最大の露光時間を算出してもよい。
　次に、制御部２３０は、ＴＯＦ方式で物体との距離を測定する（ステップＳ１０６）。具体的には、ステップＳ１０６では、制御部２３０は、ステップＳ１０５で算出した露光時間まで、光源１２０から出射光３００を出射させながら、且つ、限界測距レンジに基づいて算出した最大露光時間まで繰り返し露光時間を変えながら撮像部１１０を露光させる。これにより、制御部２３０は、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、物体との距離を測定する。
　なお、制御部２３０は、ステップＳ１０６では、記憶部２４０に記憶された複数の所定露光時間のうち、最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間を選択し、選択した最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間で撮像部１１０を露光させてもよい。
　また、制御部２３０は、ステップＳ１０６では、最大露光時間に基づいて、撮像部１１０の露光時間、撮像部１１０の露光回数、及び、光源１２０の光の出射回数を算出し、算出結果に基づいて撮像部１１０及び光源１２０を制御してもよい。
　図８は、実施の形態１に係る測距装置１００が物体の距離を測定する際に取得する複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の一例を示す図である。なお、図８の（ａ）～（ｃ）には、一例として、３行３列でマトリクス状に配列された９つのＡＰＤ１１１を撮像部１１０が有する場合における、９つのＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を例示している。
　具体的には、図８の（ａ）は、制御部２３０が光源１２０から出射光３００を出射させている場合において、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の一例を示す図である。図８の（ｂ）は、制御部２３０が光源１２０から出射光３００を出射させていない場合において、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の一例を示す図である。図８の（ｃ）は、図８の（ａ）に示す複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、図８の（ｂ）に示す複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数との差分を示す図である。
　取得部２１０は、例えば、制御部２３０が撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、図８の（ａ）に示す複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、図８の（ｂ）に示す複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数とを取得する。次に、制御部２３０は、取得部２１０が取得した複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数から、図８の（ｃ）に示す差分を算出する。次に、制御部２３０は、当該差分が、予め定められた所定の発生回数以上か否かを判定する。制御部２３０は、当該差分が、予め定められた所定の発生回数以上であると判定した場合に、物体が露光時間に対応する所定の区間に存在すると判定して、当該所定の区間までの距離を物体との距離として測定する。例えば、予め定められた所定の発生回数が「２」である場合には、制御部２３０は、図８の（ｃ）に示すＡＰＤ１１１ａ及びＡＰＤ１１１ｂが光を検出している方向に物体が存在し、且つ、露光時間に対応する所定の区間に当該物体が位置すると測定する。
　なお、演算部２２０は、ステップＳ１０３において背景光３２０の照度を算出する際に、互いに異なる複数の時刻に算出した照度の平均値を算出してもよい。
　図９は、実施の形態１に係る測距装置１００が実行する照度の算出方法の一具体例を説明するための図である。
　例えば、制御部２３０及び取得部２１０は、図４に示すステップＳ１０１及びステップＳ１０２を複数回繰り返す。これにより、演算部２２０は時刻に対する背景光３２０の照度を複数算出できる。
　例えば、図９に示すように、演算部２２０は、制御部２３０及び取得部２１０が図４に示すステップＳ１０１及びステップＳ１０２を４回繰り返すことで得られたアバランシェ増倍の発生回数から、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４における背景光３２０の照度を算出する。次に、演算部２２０は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４における背景光３２０の照度の平均値を算出することで、時刻Ｔ１における照度を算出する。演算部２２０は、例えば、図４に示すステップＳ１０４以降の処理を、時刻Ｔ１における照度を用いて行う。
　このように、制御部２３０は、例えば、撮像部１１０に露光させる露光処理を複数回実行させる。この場合、演算部２２０は、例えば、露光処理ごとに複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数をカウントし、カウントした露光処理ごとの複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、背景光３２０の照度を算出する。
　例えば、図９に示すように、時刻ｔ６において、撮像部１１０が遮られる等して、時刻ｔ５から急激に照度が低下したとする。この場合、例えば、図７の（ｃ）に示す変化と同様の変化であるため、演算部２２０は、限界測距レンジの算出に用いるテーブル情報を第１テーブル情報２５１から第２テーブル情報２５２に変更する。さらに、例えば、時刻ｔ７において、撮像部１１０が遮られていた状態から元の遮られていない状態に戻る等して、時刻ｔ６から急激に照度が上昇したとする。この場合、演算部２２０は、限界測距レンジの算出に用いるテーブル情報を第２テーブル情報２５２から第１テーブル情報２５１に変更する。このように、演算部２２０が照度を算出するタイミングによっては、算出する照度が大きく揺らぐ可能性がある。そこで、演算部２２０は、複数の時刻における背景光３２０の照度の平均値を算出し、例えば、図４に示すステップＳ１０４以降の処理を、当該平均値の照度を用いて行う。
　なお、制御部２３０及び取得部２１０は、図４に示すステップＳ１０１及びステップＳ１０２を繰り返す回数は、任意に定められてよい。
　［効果等］
　以上説明したように、実施の形態１に係る測距装置１００は、物体との距離を測定する測距装置であって、物体に背景光３２０が照射されている環境下において、複数のＡＰＤ１１１を有する撮像部１１０を露光させる制御部２３０と、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得する取得部２１０と、取得部２１０が取得した複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、撮像部１１０を用いて測距可能な距離を示す限界測距レンジを算出する演算部２２０と、を備える。
　このような構成によれば、演算部２２０は、背景光３２０の照度に応じて、適切な限界測距レンジを算出できる。そのため、測距装置１００は、背景光３２０の照度に応じて、適切な距離を測定できる。例えば、測距装置１００が車両等の移動体に搭載される場合、太陽光等の背景光３２０の照度に合わせて適切に車間距離等の測定できる最大値を設定できる。
　また、例えば、測距装置１００は、光源１２０と、撮像部１１０とを備える。この場合、制御部２３０は、例えば、ＴＯＦ方式により、撮像部１１０を露光させて、且つ、光源１２０から光を出射させて、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離を算出する。
　このような構成によれば、制御部２３０は、適切な限界測距レンジに基づいて適切な距離を測定できる。例えば、制御部２３０、限界測距レンジに基づいて光源１２０から出射させる出射光３００の光量を適切に変化させることで、適切な距離を測定できる。
　また、例えば、制御部２３０は、演算部２２０が算出した限界測距レンジに基づいて撮像部１１０に露光させる露光時間を算出し、算出した露光時間だけ撮像部１１０を露光させて、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、物体までの距離を算出する。
　このような構成によれば、制御部２３０は、限界測距レンジに基づいて露光時間を算出できる。そのため、制御部２３０は、背景光３２０の照度に応じて、さらに適切な距離を測定できる。
　また、例えば、制御部２３０は、互いに異なる複数の所定露光時間のうち、最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間を選択し、選択した最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間で撮像部１１０を露光させる露光処理を実行させ、最大露光時間以内の露光時間となる所定露光時間ごとの露光処理による複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離を算出する。
　このような構成によれば、制御部２３０は、例えば、予め露光時間が複数定められているような場合にも、露光処理の回数を最大露光時間に基づいて決定（より具体的には、低減）できる。そのため、限界測距レンジから外れた領域については制御部２３０が測距しないために、測距にかかる時間が短縮され得る、つまり、フレームレートが向上され得る。
　また、例えば、制御部２３０は、最大露光時間に基づいて、複数の所定露光時間、露光回数、及び、光源１２０から光を出射させる出射回数を算出し、最大露光時間以内の露光時間となる算出した複数の所定露光時間ごとに撮像部１１０を算出した露光回数だけ繰り返し露光させて、且つ、光源１２０に算出した出射回数だけ光を出射させる。
　このような構成によれば、例えば、一度の測距について全体でかかる露光時間を変えなければ、予め定められた複数の所定露光時間のうち一部の所定露光時間での露光処理をしないとしたとき、露光処理をしない所定露光時間分だけ一度の測距について全体でかかる露光時間に余裕ができる。そのため、例えば、所定露光時間ごとの露光回数を増やすことで、各測距区間でのＳ／Ｎ比が向上され得る、つまり、測距精度が向上され得る。また、制御部２３０は、例えば、光源１２０がパルス駆動される場合、最大露光時間に基づいて、パルス数を増やしてもよい。これによれば、例えば、露光時間が最大露光時間に近い程光源１２０の光の出射回数を多くされることで、限界測距レンジに近い区間の測距精度は、向上される。
　また、例えば、演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて背景光３２０の照度を算出し、算出した背景光３２０の照度に基づいて限界測距レンジを算出する。
　このような構成によれば、演算部２２０は、アバランシェ増倍の発生回数に基づいて背景光３２０の照度を算出する。そのため、演算部２２０は、背景光３２０の照度に基づいた限界測距レンジを適切に算出できる。
　また、例えば、演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１のうちの少なくとも２以上のＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　例えば、撮像部１１０は、多量のＡＰＤ１１１を有することが想定される。その場合に、全てのＡＰＤ１１１の平均値を算出するためには、多くのデータ量を処理する必要がある。そのため、このような構成によれば、背景光３２０の算出に用いるデータ数を低減できる。
　また、例えば、演算部２２０は、複数のＡＰＤ１１１のうちの全てのＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、背景光３２０の照度を算出する。
　このような構成によれば、演算部２２０は、精度よく背景光３２０の照度を算出できる。
　また、例えば、演算部２２０は、照度と限界測距レンジと対応関係を示すテーブル情報２５０と、算出した背景光３２０の照度とに基づいて限界測距レンジを算出する。
　このような構成によれば、ＡＰＤ１１１におけるアバランシェ増倍の発生回数から簡便に限界測距レンジを算出できる。また、このような構成によれば、複数の測距装置１００を製造した際に、撮像部１１０において光の検出精度にばらつきがある場合に、テーブル情報２５０を適切に設定することで、複数の測距装置１００ごとの測定ばらつきが、抑制できる。
　また、例えば、テーブル情報２５０は、第１テーブル情報２５１と、照度と限界測距レンジとの対応関係が第１テーブル情報２５１とは異なる第２テーブル情報２５２とを含む。この場合、例えば、演算部２２０は、制御部２３０が光源１２０に光を出射させた場合おける複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、制御部２３０が光源１２０に光を出射させていない場合における複数のＡＰＤ１１１のアバランシェ増倍の発生回数とから、背景光３２０の照度に対する光源１２０から出射した光が物体で反射した光の照度の比であるＳ／Ｎ比を算出する。さらに、演算部２２０は、例えば、算出したＳ／Ｎ比に基づいて、第１テーブル情報２５１に基づいて限界測距レンジを算出するか第２テーブル情報２５２に基づいて限界測距レンジを算出するかを選択する。
　このような構成によれば、演算部２２０によって、背景光３２０の照度の大きさに応じた適切なテーブルが選択される。そのため、このような構成によれば、演算部２２０は、さらに精度よく限界測距レンジを算出できる。
　また、例えば、第１テーブル情報２５１は、照度を示す第１閾値と、第１閾値より高い照度を示す第２閾値との間の照度において、第２テーブル情報２５２よりも当該照度に対応する限界測距レンジが長い。演算部２２０は、例えば、背景光３２０の照度が第１閾値を下回った場合に、第１テーブル情報２５１に基づいて限界測距レンジを算出し、背景光３２０の照度が第２閾値を上回った場合に、第２テーブル情報２５２に基づいて限界測距レンジを算出する。
　このような構成によれば、非常に短い時間の間で算出した照度が変化した場合においても、用いるテーブルを何度も演算部２２０によって変更されることが、抑制される。例えば、演算部２２０が、１つの閾値よりも照度が高いか低いかによって参照するテーブルを変更すると、背景光３２０の照度の少しの揺らぎで何度も参照するテーブルを変更してしまう。これでは、演算部２２０が算出する限界測距レンジが繰り返し変化してしまうため、多くの処理が必要となる。そこで、本実施の形態のように、演算部２２０は、参照するテーブルを好適に第１テーブル情報２５１と第２テーブル情報２５２とで変更することで、ヒステリシス的に照度に対する限界測距レンジを変更する。これにより、わずかな照度の変化に対して演算部２２０が算出する限界測距レンジが何度も変更されることが、抑制される。
　また、例えば、制御部２３０は、撮像部１１０に露光させる露光処理を複数回実行させる。この場合、例えば、取得部２１０は、露光処理ごとに複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得する。また、演算部２２０は、例えば、取得部２１０が取得した露光処理ごとの複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値から、背景光３２０の照度を算出する。
　このような構成によれば、演算部２２０は、非常に短い時間の間で算出した照度が大きく照度が変化した場合においても、適切な照度を用いてテーブルを選択できる。
　また、実施の形態１に係る測距方法は、物体との距離を測定する測距方法であって、物体に背景光３２０が照射されている環境下において、複数のＡＰＤ１１１を有する撮像部１１０を露光させる制御ステップと、複数のＡＰＤ１１１を有する撮像部１１０から複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得する取得ステップと、取得ステップで取得した複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、撮像部１１０を用いて測距可能な距離を示す限界測距レンジを算出する演算ステップと、を含む。
　このような方法によれば、背景光３２０の照度に応じて適切な限界測距レンジが算出され得る。そのため、このような方法によれば、背景光３２０の照度に応じて適切な距離が測定され得る。
　なお、本開示は、上記測距方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体として実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現されてもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信されてもよい。
　（実施の形態２）
　以下、実施の形態２に係る測距装置について説明する。なお、実施の形態２に係る測距装置の説明においては、実施の形態１に係る測距装置との差異点を中心に説明し、実施の形態１に係る測距装置と同様の構成については同様の符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。
　［構成］
　図１０は、実施の形態２に係る測距装置１０１の特徴的な機能構成を示すブロック図である。
　測距装置１０１は、測距装置１００と同様に、それぞれがＡＰＤ１１１を有する複数の画素を含む撮像部１１０を備え、物体との距離を測定する装置である。測距装置１０１は、撮像部１１０と、光源１２０と、処理部２０１と、記憶部２４０と、を備える。
　処理部２０１は、撮像部１１０及び光源１２０を制御し、物体（例えば、対象物４００）との距離の測定を行う処理部である。
　処理部２０１は、例えば、撮像部１１０及び光源１２０等と通信するための入出力ポート、ＣＰＵ、記憶部２４０等に記憶された当該ＣＰＵが実行する制御プログラム等から実現される。また、処理部２０１は、撮像部１１０及び光源１２０と制御線等により通信可能に接続されている。
　処理部２０１は、機能的には、測光部２１１と、演算部２２１と、制御部２３１と、を備える。
　測光部２１１は、物体（例えば、図１に示す対象物４００）に背景光３２０が照射されている環境下において、背景光３２０の照度を測光する。測光部２１１は、例えば、撮像部１１０が備える複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得したアバランシェ増倍の発生回数に基づいて、背景光３２０の照度を算出する。つまり、測光部２１１は、上記した取得部２１０が行う処理と、演算部２２０が行う処理の一部とを行う。このように、特定の処理部が実行する処理は、別の処理部により実行されてもよい。
　測光部２１１は、例えば、物体に向けて光を出射する光源１２０を使用せずに背景光３２０のみで撮像部１１０を露光させ、背景光３２０のみで（つまり、光源１２０から光を出射させずに）撮像部１１０を露光させた状態において複数の画素（複数のＡＰＤ１１１）のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、予めデータ化された背景光３２０の照度とアバランシェ増倍の発生回数との対応関係を示す照度情報２５３と、複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とに基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　また、例えば、測光部２１１は、複数の画素のうちの少なくとも２以上の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得した２以上の画素のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて、背景光の照度を算出する。或いは、例えば、測光部２１１は、複数の画素のうちの全ての画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得した全ての画素のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　これらの場合、例えば、照度情報２５３には、背景光３２０の照度とアバランシェ増倍の発生回数の平均値との対応関係が含まれる。測光部２１１は、撮像部１１０から複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得した複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値を算出し、算出した平均値と照度情報２５３とに基づいて、背景光３２０を算出する。
　例えば、測光部２１１は、撮像部１１０に露光させる露光処理を複数回実行させ、当該露光処理ごとに複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得した露光処理ごとの複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を繰り返し算出する。
　演算部２２１は、測光部２１１が測光（算出）した背景光３２０の照度に基づいて測距レンジ（限界測距レンジ）を設定（算出）する。測距レンジは、上記したように、測距装置１０１が物体との距離を測定する際の、測距装置１０１との距離の範囲（距離の限界値）である。測距装置１０１は、測距レンジ以内に位置する物体との距離の測定を行う。そのために、測距レンジに応じて、撮像部１１０の露光時間の最大時間（最大露光時間）等の条件が決定される。
　演算部２２１は、例えば、予めデータ化された背景光３２０の照度と測距レンジとの対応関係を示すテーブル情報２５０に基づいて測距レンジを設定する。例えば、演算部２２１は、測光部２１１が測光した背景光３２０の照度に対応する測距レンジをテーブル情報２５０から選択し、選択した測距レンジを、物体との距離の測定に用いる測距レンジ（限界測距レンジ）として設定する。
　例えば、テーブル情報２５０は、第１テーブル情報２５１と、第２テーブル情報２５２と、を含む。
　第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２は、それぞれ、背景光３２０の照度と測距レンジとの対応関係を含むテーブルである。なお、第２テーブル情報２５２は、第１テーブル情報２５１とは背景光３２０の照度と測距レンジとの対応関係が異なる。例えば、上記したように（例えば、図７参照）、第１テーブル情報２５１における背景光３２０の照度に対する測距レンジは、照度を示す第１閾値と、当該第１閾値より高い照度を示す第２閾値との間の照度において、第２テーブル情報２５２における背景光３２０の照度に対する測距レンジよりも、背景光３２０の照度に対する測距レンジが長く設定されている。
　例えば、演算部２２１は、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　例えば、演算部２２１は、光源１２０に光を出射させた場合における複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、光源１２０に光を出射させていない場合における複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とから、背景光３２０の照度に対する光源１２０から出射した光（出射光３００）が物体で反射した光（反射光３１０）の照度の比であるＳ／Ｎ比を算出し、算出したＳ／Ｎ比に基づいて、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　また、例えば、演算部２２１は、上記したように（例えば、図７参照）、背景光３２０の照度が第１閾値を下回ったとき、第１テーブル情報２５１に基づいて測距レンジを設定し、背景光３２０の照度が第２閾値を上回ったとき、第２テーブル情報２５２に基づいて測距レンジを設定する。
　第１閾値、第２閾値等の閾値を示す情報は、例えば、閾値情報２５４として記憶部２４０に予め記憶されている。
　また、例えば、演算部２２１は、測光部２１１が繰り返し算出した背景光３２０の照度の変化に基づいて、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　なお、本実施の形態では、テーブル情報２５０は、第１テーブル情報２５１と、第２テーブル情報２５２との２つのテーブル情報を含む。テーブル情報２５０は、互いに照度に対する測距レンジの対応関係が異なる３以上のテーブル情報を含んでいてもよい。演算部２２１は、例えば、上記した方法で３以上のテーブル情報のうちから１つのテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定してもよい。
　制御部２３１は、演算部２２１が設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ１１１を有する複数の画素を含む撮像部１１０の撮像条件、及び、光源１２０から光を出射させる出射条件を設定（決定）する。また、制御部２３１は、設定した撮像条件及び出射条件に基づいて撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、物体との距離の測定を行う。
　例えば、制御部２３１は、出射条件として、光源１２０から光を出射させる光量、出射時間、及び、出射回数を設定する。また、制御部２３１は、撮像条件として、演算部２２１が設定した測距レンジに基づいて、撮像部１１０の複数の露光時間、及び、露光回数（例えば、複数の露光時間それぞれについての露光回数）を設定する。例えば、制御部２３１は、それぞれが設定した測距レンジに応じて予め定められた最大露光時間以内の露光時間となるように算出した複数の露光時間で撮像部１１０を設定した露光回数だけ繰り返し露光させて、且つ、光源１２０に出射回数だけ光を出射させることで、物体との距離（例えば、物体と測距装置１０１との距離）の測定を行う。測距レンジに応じた最大露光時間を示す情報（露光時間情報）は、例えば、記憶部２４０に予め記憶されている。例えば、制御部２３１は、最大露光時間以内（以下）となる露光時間であって、且つ、互いに異なる露光時間を複数設定する。
　例えば、制御部２３１は、上記したように、最大露光時間以下となるように第１露光時間及び第２露光時間を算出する。次に、制御部２３１は、例えば、第１露光時間露光されるように撮像部１１０を制御し、且つ、光源１２０に光を出射させる制御をする。制御部２３１は、この制御を設定した露光回数だけ行う。さらに、第２露光時間露光されるように撮像部１１０を制御し、且つ、光源１２０に光を出射させる制御をする。制御部２３１は、この制御を設定した露光回数だけ行う。このように、制御部２３１は、設定した撮像条件及び出射条件に基づいて、撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、物体との距離の測定を行う。
　例えば、制御部２３１は、ＴＯＦ方式により、撮像部１１０を露光させて、且つ、光源１２０から光を出射させて、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得（算出）し、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離の測定を行う。
　なお、測距装置１０１は、物体と測距装置１０１との距離を測定してもよい、予め定められた算出方法を用いて物体と測距装置１０１が配置される自動車等との距離を測定してもよい。
　また、例えば、測距装置１０１は、測定した距離の情報をユーザ等に提示するためのディスプレイ、スピーカ等の提示部を備えてもよい。例えば、測距装置１０１は、物体との距離を測定し、測定した距離を示す情報を提示部に提示させる。
　［測距方法］
　図１１は、実施の形態２に係る測距装置１０１が実行する測距方法を説明するためのフローチャートである。
　まず、測光部２１１は、背景光３２０の照度を測光する（ステップＳ３００）。
　次に、演算部２２１は、測光部２１１が測光した背景光３２０の照度に基づいて、測距レンジを設定する（ステップＳ３１０）。
　次に、制御部２３１は、演算部２２１が設定した測距レンジに基づいて、撮像部１１０に撮像させる条件である撮像条件、及び、光源１２０に光を出射させる条件である出射条件を設定する（ステップＳ３２０）。
　次に、制御部２３１は、設定した撮像条件及び出射条件に基づいて撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、例えば、ＴＯＦ方式を用いて、物体との距離の測定を行う（ステップＳ３３０）。
　測距装置１０１は、ステップＳ３００～ステップＳ３３０までの処理をＮ回（Ｎは任意に定められる自然数）繰り返し行う（ステップＳ３４０）。例えば、測距装置１０１は、ステップＳ３００～ステップＳ３３０までの処理をＮ回繰り返し行った後に、処理を終了する。
　図１２は、実施の形態２に係る測距装置１０１が実行する測光方法（ステップＳ３００）の詳細を説明するためのフローチャートである。
　まず、測光部２１１は、光源１２０を使用せずに、背景光３２０のみで撮像部１１０を露光させる（ステップＳ３０１）。つまり、測光部２１１は、光源１２０から光を出射させずに、背景光３２０のみが撮像部１１０に露光される状態で、撮像部１１０を露光させる。
　次に、測光部２１１は、撮像部１１０からアバランシェ増倍の発生回数を取得する（ステップＳ３０２）。
　次に、測光部２１１は、背景光３２０の照度とアバランシェ増倍の発生回数との対応関係を示す照度情報２５３を参照する（ステップＳ３０３）。
　次に、測光部２１１は、照度情報２５３に基づいて、アバランシェ増倍の発生回数から背景光３２０の照度を算出する（ステップＳ３０４）。
　図１３は、実施の形態２に係る測距装置１０１が実行する測距レンジの設定処理（ステップＳ３１０）の詳細を説明するためのフローチャートである。
　まず、演算部２２１は、背景光３２０の照度と測距レンジとの対応関係を示すテーブル情報２５０を参照する（ステップＳ３１１）。テーブル情報が複数ある場合（例えば、テーブル情報２５０に第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２等の複数のテーブル情報が含まれている場合）、複数のテーブル情報を参照（つまり、記憶部２４０から当該複数のテーブル情報を取得）する。
　次に、演算部２２１は、例えば、記憶部２４０に複数のテーブル情報が記憶されている場合、当該複数のテーブル情報から１つのテーブル情報を選択する（ステップＳ３１２）。
　ここで、演算部２２１が複数のテーブル情報から１つのテーブル情報を選択する方法としては、上記したように、背景光３２０の照度と反射光３１０の照度とのＳ／Ｎに基づいて選択する方法、急激な背景光３２０の照度変化に基づく方法（図７を用いて説明したような、ヒステリシス閾値制御を用いた方法）、又は、急激な背景光３２０の照度変化に基づく方法（図９を用いて説明したような、背景光３２０の照度の時間平均の変化を用いた方法）等が例示される。
　例えば、演算部２２１は、光源１２０に光を出射させた場合における複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、光源１２０に光を出射させていない場合における複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とから、背景光３２０の照度に対する光源１２０から出射した光が物体で反射した光の照度の比であるＳ／Ｎ比を算出し、算出したＳ／Ｎ比に基づいて、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。或いは、演算部２２１は、例えば、背景光３２０の照度が第１閾値を下回ったとき、第１テーブル情報２５１に基づいて測距レンジを設定し、背景光３２０の照度が第２閾値を上回ったとき、第２テーブル情報２５２に基づいて測距レンジを設定するヒステリシス閾値制御を行う。或いは、演算部２２１は、例えば、繰り返し算出した背景光３２０の照度の変化（例えば、背景光３２０の照度の時間平均の変化）に基づいて、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　次に、演算部２２１は、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する（ステップＳ３１３）。
　図１４は、実施の形態２に係る測距装置１０１が実行する撮像条件及び出射条件の設定処理（ステップＳ３２０）の詳細を説明するためのフローチャートである。
　まず、制御部２３１は、演算部２２１が設定した測距レンジに基づいて、光源１２０の制御内容である出射条件（例えば、光源１２０から出射させる光の光量、光源１２０から光を出射させる時間である出射時間、及び、光源１２０から光を出射させる回数である出射回数）を設定（決定）する（ステップＳ３２１）。測距レンジに対する出射条件は、任意に設定されてよく、例えば、記憶部２４０に出射条件情報として予め記憶されている。
　次に、制御部２３１は、演算部２２１が設定した測距レンジに基づいて、撮像部１１０の制御内容である撮像条件（例えば、複数の画素を露光させる時間を示す露光時間、及び、複数の画素を露光させる回数を示す露光回数）を設定（決定）する（ステップＳ３２２）。測距レンジに対する撮像条件は、任意に設定されてよく、例えば、記憶部２４０に撮像条件情報として予め記憶されている。
　制御部２３１は、例えば、図１１に示すステップＳ３３０では、ステップＳ３２１及びステップＳ３２２で設定した出射条件及び撮像条件に基づいて、撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、ＴＯＦ方式により物体との距離を算出する。
　［効果等］
　以上説明したように、実施の形態２に係る測距方法は、物体に背景光３２０が照射されている環境下において、背景光３２０の照度を測光する工程（ステップＳ３００）と、背景光３２０の照度に基づいて測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１０）と、設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ１１１を有する複数の画素を含む撮像部１１０の撮像条件、及び、光源１２０から光を出射させる出射条件を設定する工程（ステップＳ３２０）と、設定した撮像条件及び出射条件に基づいて撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、物体との距離の測定を行う工程（ステップＳ３３０）と、を含む。
　これによれば、背景光３２０の照度に応じて、適切な測距レンジ（限界測距レンジ）を設定（算出）できる。そのため、実施の形態２に係る測距方法によれば、背景光３２０の照度に応じて、適切な距離の範囲内に対して、当該範囲内に存在する物体との距離の測定を行うことができる。例えば、測距装置１０１が車両等の移動体に搭載される場合、太陽光等の背景光３２０の照度に合わせて適切に車間距離等の測定できる最大値（測距レンジ）を設定できる。ＴＯＦ方式等による光を用いて距離を測定する従来の測距装置（測距方法）では、背景光３２０の光量（照度）によっては測定できない距離を算出（測定）しようとしてしまう問題がある。例えば、従来の測距装置では、背景光３２０の光量（照度）によっては測定できない距離に位置する物体との距離を測定しようとして光を出射する。ここで、従来の測距装置では、出射した光の反射光が検出できないため、距離を測定しようとしている位置に物体が存在していたとしても、物体が存在せずに距離が測定できないと誤測定をしてしまう可能性がある。例えば、従来の測距装置では、上記した提示部に測定した距離をユーザ等に提示させる場合、測定した距離に物体が存在しない、といった誤った情報を提示してしまう場合がある。ここで、実施の形態２に係る測距方法では、背景光３２０の照度に基づいて、物体との距離を測定する距離の限界値（測距レンジ）を設定する。これにより、実施の形態２に係る測距方法では、適切に距離の範囲内について、物体との距離を測定できる。これによれば、実施の形態２に係る測距方法では、例えば、背景光３２０の照度が強すぎて測定できない距離を測定しようとする処理を省略できる。
　また、例えば、背景光３２０の照度を測光する工程（ステップＳ３００）は、物体に向けて光を出射する光源１２０を使用せずに背景光３２０のみで撮像部１１０を露光する工程（ステップＳ３０１）と、背景光３２０のみで撮像部１１０を露光させた状態において複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得する工程（ステップＳ３０２）と、予めデータ化された背景光３２０の照度とアバランシェ増倍の発生回数との対応関係を示す照度情報２５３と、複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とに基づいて背景光３２０の照度を算出する工程（ステップＳ３０３及びステップＳ３０４）と、を含む。
　これによれば、アバランシェ増倍の発生回数に基づいて、精度よく背景光３２０の照度を算出できる。また、背景光３２０の照度を測定するための照度センサ等を用いずに、物体との距離を測定するための光センサ（撮像部１１０）を用いて、背景光３２０の照度と物体との距離の測定とを行うことができる。
　また、例えば、複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得する工程（ステップＳ３０２）では、複数の画素のうちの少なくとも２以上の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、背景光３２０の照度を算出する工程（ステップＳ３０３及びステップＳ３０４）では、取得した２以上の画素のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて、背景光３２０の照度を算出する。
　例えば、撮像部１１０は、多量の画素（ＡＰＤ１１１）を有することが想定される。その場合に、全てのＡＰＤ１１１におけるアバランシェ増倍の発生回数を取得し、その平均値を算出するためには、多くのデータ量を処理する必要がある。そのため、これによれば、背景光３２０の算出に用いるデータ量を低減できる。
　また、例えば、複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得する工程（ステップＳ３０２）では、複数の画素のうちの全ての画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、背景光３２０の照度を算出する工程（ステップＳ３０３及びステップＳ３０４）では、取得した全ての画素のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を算出する。
　これによれば、全てのＡＰＤ１１１におけるアバランシェ増倍の発生回数を取得し、その平均値を算出するため、背景光３２０を精度よく算出できる。
　また、例えば、測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１０）では、予めデータ化された背景光３２０の照度と測距レンジとの対応関係を示すテーブル情報２５０に基づいて測距レンジを設定する（ステップＳ３１１～ステップＳ３１３）。
　例えば、実施の形態２に係る測距方法を実行する測距装置１０１を複数製造した際に、撮像部１１０において光の検出精度に測距装置１０１ごとにばらつきがでる場合がある。そこで、テーブル情報２５０という共通の情報に基づいて、複数の測距装置１０１は、いずれも測定した照度から測距レンジを算出する。これによれば、複数の測距装置１０１のそれぞれの撮像部１１０の光の検出精度に応じた測距レンジが設定される。
　また、例えば、テーブル情報２５０は、第１テーブル情報２５１と、背景光３２０の照度と測距レンジとの対応関係が第１テーブル情報２５１とは異なる第２テーブル情報２５２とを含み、テーブル情報２５０に基づいて測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１１～ステップＳ３１３）では、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　背景光３２０の照度の大きさ、又は、照度の時間変化の大小によっては、照度に対する適切な測距レンジが異なる場合がある。そこで、照度と測距レンジとの対応関係が異なる複数のテーブル情報から、例えば、背景光３２０の照度の大きさ、又は、照度の時間変化に応じて複数のテーブル情報の中から適切なテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定することで、より適切な距離の範囲内について、物体との距離を測定できる。
　また、例えば、テーブル情報２５０に基づいて測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１１～ステップＳ３１３）では、光源１２０に光を出射させた場合における複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、光源１２０に光を出射させていない場合における複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とから、背景光３２０の照度に対する光源１２０から出射した光が物体で反射した光の照度の比であるＳ／Ｎ比を算出し、算出したＳ／Ｎ比に基づいて、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　これによれば、背景光３２０の照度の大きさと反射光３１０の照度の大きさとに応じて複数のテーブル情報の中から適切なテーブル情報が選択される。そのため、さらに適切な測距レンジが設定され得る。
　また、例えば、第１テーブル情報２５１における背景光３２０の照度に対する測距レンジは、照度を示す第１閾値と、当該第１閾値より高い照度を示す第２閾値との間の照度において、第２テーブル情報２５２における背景光３２０の照度に対する測距レンジよりも、背景光３２０の照度に対する測距レンジが長く、テーブル情報２５０に基づいて測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１１～ステップＳ３１３）は、背景光３２０の照度が第１閾値を下回ったとき、第１テーブル情報２５１に基づいて測距レンジを設定する工程と、背景光３２０の照度が第２閾値を上回ったとき、第２テーブル情報２５２に基づいて測距レンジを設定する工程と、を含む。
　これによれば、非常に短い時間の間で算出した背景光３２０の照度（具体的には、照度の大きさ）が変化した場合においても、用いるテーブル情報が何度も変更されることが抑制される。例えば、１つの閾値よりも背景光３２０の照度が大きいか小さいかによって参照するテーブル情報を変更すると、背景光３２０の照度の少しの揺らぎで何度も参照するテーブル情報を変更してしまう。これでは、設定する測距レンジが繰り返し変化してしまうため、多くの処理が必要となる。そこで、本実施の形態のように２つの閾値を設け、２つの閾値に対してどのように背景光３２０の照度が変化したかで第１テーブル情報２５１と第２テーブル情報２５２とで変更するように、ヒステリシス的に照度に対する測距レンジを変更する。これにより、背景光３２０の照度のわずかな変化に対して設定する測距レンジが何度も変更されることを抑制できる。
　また、例えば、背景光３２０を測光する工程（ステップＳ３００）では、撮像部１１０に露光させる露光処理を複数回実行させ、露光処理ごとに複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得した露光処理ごとの複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて背景光３２０の照度を繰り返し算出し、テーブル情報２５０に基づいて測距レンジを設定する工程（ステップＳ３１１～ステップＳ３１３）では、繰り返し算出した背景光３２０の照度の変化に基づいて、第１テーブル情報２５１及び第２テーブル情報２５２のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する。
　これによれば、複数のテーブル情報の中から背景光３２０の照度の大きさの変化に応じて適切なテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定することで、より適切な距離の範囲内について、物体との距離を測定できる。
　また、例えば、撮像条件及び出射条件を設定する工程（ステップＳ３２０）は、設定した測距レンジに基づいて光源１２０から光を出射させる光量、出射時間、及び、出射回数を設定する工程（ステップＳ３２１）と、設定した測距レンジでの最大露光時間に基づいて、撮像部１１０の複数の露光時間、及び、露光回数を設定する工程と、を含み、距離の測定を行う工程（ステップＳ３３０）では、それぞれが設定した測距レンジに応じて予め定められた最大露光時間以内の露光時間となるように算出した複数の露光時間で撮像部１１０を設定した露光回数だけ繰り返し露光させて、且つ、光源１２０に設定した出射回数だけ光を出射させることで、物体との距離の測定を行う。
　これによれば、測距レンジに基づいて撮像部１１０と光源１２０との制御内容が決定されるため、適切な距離の範囲内に存在する物体との距離を精度よく測定できる。
　また、実施の形態２に係る測距装置１０１は、物体に背景光３２０が照射されている環境下において、背景光３２０の照度を測光する測光部２１１と、測光部２１１が測光した背景光３２０の照度に基づいて測距レンジを設定する演算部２２１と、演算部２２１が設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ１１１を有する複数の画素を含む撮像部１１０の撮像条件、及び、光源１２０から光を出射させる出射条件を設定し、設定した撮像条件及び出射条件に基づいて撮像部１１０及び光源１２０を制御することで、物体との距離の測定を行う制御部２３１と、を備える。
　これによれば、演算部２２１は、背景光３２０の照度に応じて、適切な測距レンジ（限界測距レンジ）を設定（算出）できる。そのため、測距装置１０１は、背景光３２０の照度に応じて、適切な距離の範囲内に対して、当該範囲内に存在する物体との距離の測定を行うことができる。例えば、測距装置１０１が車両等の移動体に搭載される場合、太陽光等の背景光３２０の照度に合わせて適切に車間距離等の測定できる最大値（測距レンジ）を設定できる。ＴＯＦ方式等による光を用いて距離を測定する従来の測距装置では、背景光３２０の光量（照度）によっては測定できない距離を算出（測定）しようとしてしまう問題がある。例えば、従来の測距装置では、背景光３２０の光量（照度）によっては測定できない距離に位置する物体との距離を測定しようとして光を出射する。ここで、従来の測距装置では、出射した光の反射光が検出できないため、距離を測定しようとしている位置に物体が存在していたとしても、物体が存在せずに距離が測定できないと誤測定をしてしまう可能性がある。例えば、従来の測距装置では、上記した提示部に測定した距離をユーザ等に提示させる場合、測定した距離に物体が存在しない、といった誤った情報を提示してしまう場合がある。ここで、測距装置１０１は、背景光３２０の照度に基づいて、物体との距離を測定する距離の限界値（測距レンジ）を設定する。これにより、測距装置１０１は、適切に距離の範囲内について、物体との距離を測定できる。これによれば、測距装置１０１は、例えば、背景光３２０の照度が強すぎて測定できない距離を測定しようとする処理を省略できる。
　また、例えば、測距装置１０１は、光源１２０と、撮像部１１０と、を備える。また、例えば、制御部２３１は、ＴＯＦ方式により、撮像部１１０を露光させて、且つ、光源１２０から光を出射させて、複数のＡＰＤ１１１それぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて物体までの距離の測定を行う。
　これによれば、制御部２３１は、適切な測距レンジに基づいて適切な距離に存在する物体との距離を測定できる。例えば、制御部２３１、測距レンジに基づいて光源１２０から出射させる光の光量を適切に変化させることで、適切な距離の範囲内で物体との距離を測定できる。
　また、本開示は、上記測距方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体として実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現されてもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信されてもよい。
　（その他の実施の形態）
　以上、実施の形態に係る測距装置等について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、各実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、又は、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　例えば、上記実施の形態において、演算部、制御部等の特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよく、或いは、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、測距装置が備える構成要素の複数の装置への振り分けは、一例である。例えば、一の装置が備える構成要素を他の装置が備えてもよい。例えば、処理部が備える構成要素の一部を撮像部が備えてもよい。また、測距装置は、単一の装置として実現されてもよい。
　例えば、上記実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
　また、上記実施の形態において、処理部の構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、或いは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　また、例えば、処理部等の構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等が含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、又は、ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）も同じ目的で使うことができる。
　また、本開示の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。或いは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）若しくは半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本開示に係る測距装置は、ＡＰＤを用いて物体との距離を測定する測距装置に適用できる。
　１００、１０１　測距装置
　１１０　撮像部
　１１１、１１１ａ、１１１ｂ　ＡＰＤ
　１２０　光源
　２００、２０１　処理部
　２１０　取得部
　２１１　測光部
　２２０、２２１　演算部
　２３０、２３１　制御部
　２４０　記憶部
　２５０　テーブル情報
　２５１　第１テーブル情報
　２５２　第２テーブル情報
　２５３　照度情報
　２５４　閾値情報
　３００、３０１　出射光
　３１０　反射光
　３２０　背景光
　４００、４１０　対象物
　ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、Ｔ１　時刻

Claims (13)

  1. 　物体に背景光が照射されている環境下において、前記背景光の照度を測光する工程と、
    　前記背景光の照度に基づいて測距レンジを設定する工程と、
    　設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）を有する複数の画素を含む撮像部の撮像条件、及び、光源から光を出射させる出射条件を設定する工程と、
    　設定した前記撮像条件及び前記出射条件に基づいて前記撮像部及び前記光源を制御することで、前記物体との距離の測定を行う工程と、を含む
    　測距方法。
  2. 　前記背景光の照度を測光する工程は、
    　前記物体に向けて光を出射する前記光源を使用せずに前記背景光のみで前記撮像部を露光する工程と、
    　前記背景光のみで前記撮像部を露光させた状態において前記複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得する工程と、
    　予めデータ化された背景光の照度とアバランシェ増倍の発生回数との対応関係を示す照度情報と、前記複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とに基づいて前記背景光の照度を算出する工程と、を含む
    　請求項１に記載の測距方法。
  3. 　前記複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得する工程では、前記複数の画素のうちの少なくとも２以上の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、
    　前記背景光の照度を算出する工程では、取得した前記２以上の画素のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて、前記背景光の照度を算出する
    　請求項２に記載の測距方法。
  4. 　前記複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得する工程では、前記複数の画素のうちの全ての画素のアバランシェ増倍の発生回数を取得し、
    　前記背景光の照度を算出する工程では、取得した前記全ての画素のアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて前記背景光の照度を算出する
    　請求項２に記載の測距方法。
  5. 　前記測距レンジを設定する工程では、
    　予めデータ化された背景光の照度と測距レンジとの対応関係を示すテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の測距方法。
  6. 　前記テーブル情報は、第１テーブル情報と、背景光の照度と測距レンジとの対応関係が前記第１テーブル情報とは異なる第２テーブル情報とを含み、
    　前記テーブル情報に基づいて測距レンジを設定する工程では、前記第１テーブル情報及び前記第２テーブル情報のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する
    　請求項５に記載の測距方法。
  7. 　前記テーブル情報に基づいて測距レンジを設定する工程では、前記光源に光を出射させた場合における前記複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数と、前記光源に光を出射させていない場合における前記複数の画素のアバランシェ増倍の発生回数とから、前記背景光の照度に対する前記光源から出射した光が前記物体で反射した光の照度の比であるＳ／Ｎ比を算出し、算出した前記Ｓ／Ｎ比に基づいて、前記第１テーブル情報及び前記第２テーブル情報のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する
    　請求項６に記載の測距方法。
  8. 　前記第１テーブル情報における背景光の照度に対する測距レンジは、照度を示す第１閾値と、前記第１閾値より高い照度を示す第２閾値との間の照度において、前記第２テーブル情報における背景光の照度に対する測距レンジよりも、背景光の照度に対する測距レンジが長く、
    　前記テーブル情報に基づいて測距レンジを設定する工程は、
    　前記背景光の照度が前記第１閾値を下回ったとき、前記第１テーブル情報に基づいて測距レンジを設定する工程と、
    　前記背景光の照度が前記第２閾値を上回ったとき、前記第２テーブル情報に基づいて測距レンジを設定する工程と、を含む
    　請求項６又は７に記載の測距方法。
  9. 　前記背景光を測光する工程では、前記撮像部に露光させる露光処理を複数回実行させ、前記露光処理ごとに前記複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数を取得し、取得した前記露光処理ごとの前記複数の画素それぞれのアバランシェ増倍の発生回数の平均値に基づいて前記背景光の照度を繰り返し算出し、
    　前記テーブル情報に基づいて測距レンジを設定する工程では、繰り返し算出した前記背景光の照度の変化に基づいて、前記第１テーブル情報及び前記第２テーブル情報のうちの一方のテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報に基づいて測距レンジを設定する
    　請求項６～８のいずれか１項に記載の測距方法。
  10. 　前記撮像条件及び前記出射条件を設定する工程は、
    　前記設定した測距レンジに基づいて、前記出射条件として、前記光源から光を出射させる光量、出射時間、及び、出射回数を設定する工程と、
    　前記設定した測距レンジに基づいて、前記撮像条件として、複数の露光時間、及び、露光回数を設定する工程と、を含み、
    　前記距離の測定を行う工程では、
    　それぞれが前記設定した測距レンジに応じて予め定められた最大露光時間以内の露光時間となるように算出した前記複数の露光時間で前記撮像部を前記露光回数だけ繰り返し露光させて、且つ、前記光源に前記出射回数だけ光を出射させることで、前記物体との距離の測定を行う
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の測距方法。
  11. 　物体に背景光が照射されている環境下において、前記背景光の照度を測光する測光部と、
    　前記背景光の照度に基づいて測距レンジを設定する演算部と、
    　設定した測距レンジに基づいて、それぞれがＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）を有する複数の画素を含む撮像部の撮像条件、及び、光源から光を出射させる出射条件を設定し、設定した前記撮像条件及び前記出射条件に基づいて前記撮像部及び前記光源を制御することで、前記物体との距離の測定を行う制御部と、を備える
    　測距装置。
  12. 　前記光源と、
    　前記撮像部と、を備え、
    　前記制御部は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、前記撮像部を露光させて、且つ、前記光源から光を出射させて、前記複数のＡＰＤそれぞれのアバランシェ増倍の発生回数に基づいて前記物体までの距離の測定を行う
    　請求項１１に記載の測距装置。
  13. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の測距方法をコンピュータに実行させるための
    　プログラム。
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