WO2021019929A1

WO2021019929A1 - 測距装置、測距システムおよび測距装置の調整方法

Info

Publication number: WO2021019929A1
Application number: PCT/JP2020/023140
Authority: WO
Inventors: 瀛楊; 堅誠城; 敬文藤田; 奈々松本
Original assignee: ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2021-02-04
Also published as: EP4006586A1; EP4006586A4; US20220260690A1; JP2021021633A

Abstract

本開示に係る測距装置（３）は、ＴｏＦ（Time　of　Flight）センサ（２３）と、距離算出部（２６）と、モード切替部と、推定部（２８）とを備える。ＴｏＦセンサ（２３）は、撮影タイミングを制御するセンサクロック（２）が光源（２）の発光パルスの変調周波数（ｆ_Ｌ）を制御する光源クロック（１１）と異なる装置固有のクロックであり、パルス光を出射する光源（２）の出射光（Ｌ１）を物体（４）の表面で反射させて撮影する。距離算出部（２６）は、ＴｏＦセンサ（２３）で撮影された画像データに基づいて、物体（４）までの距離（ｄ）を算出する。モード切替部は、ＴｏＦセンサ（２３）の動作モードを切り替える。推定部（２８）は、モード切替部により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、光源クロック（１１）から生成される光源（２）の変調周波数（ｆ_Ｌ）を推定する。

Description

測距装置、測距システムおよび測距装置の調整方法

　本開示は、測距装置、測距システムおよび測距装置の調整方法に関する。

　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、ＴｏＦ（Time　of　Flight）方式と呼ばれる測距手法が知られている。かかるＴｏＦ方式は、光源を用いて光を物体に照射し、その反射光をＴｏＦセンサで受光し、かかる受光結果を解析して物体までの距離などを計測する方式である。

　また、ＴｏＦセンサとは別体の光源から物体に光を照射し、その反射光をＴｏＦセンサで受光して物体までの距離などを計測する技術も知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１８－３１６０７号公報

　しかしながら、上記の技術では、光源とＴｏＦセンサとが別体で構成されていることから、光源用の光源クロックとＴｏＦセンサ用のセンサクロックとが別体となる。したがって、光源の変調周波数とＴｏＦセンサの変調周波数とが必ずしも同期せず、周波数がずれる場合があった。そして、ＴｏＦセンサの変調周波数が光源の変調周波数からずれた場合、測距結果に誤差が生じる恐れがあった。

　そこで、本開示では、ＴｏＦセンサの変調周波数を光源の変調周波数に合わせることができる測距装置、測距システムおよび測距装置の調整方法を提案する。

　本開示によれば、測距装置が提供される。測距装置は、ＴｏＦ（Time　of　Flight）センサと、距離算出部と、モード切替部と、推定部とを備える。ＴｏＦセンサは、撮影タイミングを制御するセンサクロックが光源の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックと異なる装置固有のクロックであり、パルス光を出射する前記光源の出射光を物体の表面で反射させて撮影する。距離算出部は、前記ＴｏＦセンサで撮影された画像データに基づいて、前記物体までの距離を算出する。モード切替部は、前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替える。推定部は、前記モード切替部により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する。

　本開示によれば、ＴｏＦセンサの変調周波数を光源の変調周波数に合わせることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

ＴｏＦ方式による測距処理の概要について説明する図である。ＴｏＦ方式による測距処理の概要について説明する図である。ＴｏＦ方式による測距処理の概要について説明する図である。ＴｏＦ方式による測距処理の概要について説明する図である。ＴｏＦセンサによって撮影される画像データを左から右に示す時間軸に従って示した図である。本開示の第１実施形態に係る測距システムの構成例を示すブロック図である。光源の変調周波数と測距装置の変調周波数とにズレがない場合の位相の変化を示した図である。光源の変調周波数と測距装置の変調周波数とにズレがある場合の位相の変化を示した図である。光源の変調周波数と測距装置の変調周波数とのズレが大きい場合の位相の変化を示した図である。本開示の第１実施形態に係る第１撮影処理について説明するための図である。本開示の第１実施形態に係る第２撮影処理について説明するための図である。本開示の第１実施形態に係る測距システムの推定処理における動作の一例を示した図である。本開示の第１実施形態に係る測距システムの推定処理における動作の別の一例を示した図である。本開示の第２実施形態に係る第１撮影処理について説明するための図である。本開示の第２実施形態に係る第２撮影処理について説明するための図である。本開示の第２実施形態に係る測距システムの推定処理における動作の一例を示した図である。本開示の第２実施形態に係る測距システムの推定処理における動作の別の一例を示した図である。本開示の第３実施形態に係る測距システムの推定処理における動作の一例を示した図である。本開示の第１実施形態に係る推定処理および調整処理の処理手順を示すフローチャートである。本開示の第２実施形態に係る推定処理および調整処理の処理手順を示すフローチャートである。本開示の第３実施形態に係る推定処理および調整処理の処理手順を示すフローチャートである。本開示の各実施形態に係る測距モジュールの一構成例を示すブロック図である。本開示の各実施形態に係る固体撮像素子の一構成例を示すブロック図である。本開示の各実施形態に係る画素回路の一構成例を示すブロック図である。本開示の各実施形態に係るＱ１Ｑ２検出期間の固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。

　以下に、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、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

　また、ＴｏＦセンサとは別体の光源から物体に光を照射し、その反射光をＴｏＦセンサで受光して物体までの距離などを計測する技術も知られている。この構成では、光源を物体の近傍に配置することができることから、光源とＴｏＦセンサとを一体で構成した場合に比べて、ＴｏＦセンサで受光する光量を向上させることができる。これにより、測距装置の測距精度を向上させることができる。

　しかしながら、上記の技術では、光源とＴｏＦセンサとが別体で構成されていることから、光源用の光源クロックとＴｏＦセンサ用のセンサクロックとが別体となる。

　したがって、光源の変調周波数とＴｏＦセンサの変調周波数とが必ずしも同期せず、周波数がずれる場合があった。そして、ＴｏＦセンサの変調周波数が光源の変調周波数からずれた場合、測距結果に誤差が生じる恐れがあった。

　そこで、上述の問題点を克服し、ＴｏＦセンサの変調周波数を光源の変調周波数に合わせることができる測距装置、測距システムおよび測距装置の調整方法の実現が期待されている。

［測距方法］
　本開示は、光を用いて測距を行う技術に関するものである。そこで、本開示の各実施形態の理解を容易とするために、図１～図５を参照しながら、各実施形態に適用可能な測距方法について説明する。

　ＴｏＦ方式は、出射光を物体に照射し、その反射光を解析して物体までの距離（デプス）や、物体の形状を計測する方式である。なお、以下の説明では３次元形状の計測処理については特に言及しないが、物体表面の距離を物体表面全体に渡って計測することで物体の３次元形状を計測することが可能となる。

　図１～図５は、ＴｏＦ方式による測距処理の概要について説明する図である。図１に示すように、各実施形態に係る測距システム１は、光源２と、測距装置３とを備える。そして、測距システム１では、光源２からの出射光Ｌ１を物体４に反射させ、反射光Ｌ２を測距装置３で受光する。

　従来一般的に用いられていたＴｏＦ方式では、光源２と測距装置３とがほぼ同一の位置に配置されていたため、光源２からの出射光Ｌ１が物体４に反射して測距装置３に入射するまでの時間Δｔを計測することにより、測距装置３から物体４までの距離（デプス）ｄを下記の式（１）で算出することができる。なおΔｔは光の往復の時間なのに対し、ｄは片道の距離であるため、２で除算してある。
ｄ＝(ｃ／２)×Δｔ　　…（１）
（ｃ：光速度（２．９９７９×１０⁸［ｍ／ｓｅｃ］））

　一方で、この時間Δｔを直接計測することは容易ではないことから、各実施形態に係る測距システム１では、図２に示すように、光源２からパルス光を出射光Ｌ１として発光する。そして、図３に示すように、かかる光源２からのパルス光（発光パターン）を基準とした、反射光Ｌ２として測距装置３に戻ってきたパルス光（受光パターン）の位相φを時間Δｔに変換する。

　たとえば、光源２から出射されるパルス光の周波数をｆとした場合、時間Δｔは、下記の式（２）で算出することができる。
Δｔ＝（１／ｆ）×（φ／２π）　　…（２）

　これにより、測距装置３から物体４までの距離ｄは、下記の式（３）で算出することができる。
ｄ＝（ｃφ）／４πｆ　　…（３）

　次に、上述の位相φを算出する手法について、図４を参照しながら説明する。各実施形態に係る測距装置３は、ＴｏＦセンサ２３（図６参照）を有する。かかるＴｏＦセンサ２３は、各画素が高速にＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、ＯＮ期間のみの電荷を蓄積する機能を有する。

　かかるＴｏＦセンサ２３を用いて物体の距離計測を行う場合、ＯＮ／ＯＦＦの実行タイミングを順次切り替えて、各タイミングにおける蓄積電荷を解析する。ＯＮ／ＯＦＦの実行タイミングの切り替えパターンは、たとえば、図４に示す以下の４種類である。
（ｃ１）位相０度
（ｃ２）位相９０度
（ｃ３）位相１８０度
（ｃ４）位相２７０度

　なお、各切り替えパターンの詳細は以下の通りである。
（ｃ１）位相０度は、ＯＮタイミング（受光タイミング）を光源２の出射するパルス光の位相、すなわち（ａ）発光パターンと同じ位相とした設定である。
（ｃ２）位相９０度は、ＯＮタイミング（受光タイミング）を光源２の出射するパルス光（（ａ）発光パターン）から９０度遅れた位相とした設定である。
（ｃ３）位相１８０度は、ＯＮタイミング（受光タイミング）を光源２の出射するパルス光（（ａ）発光パターン）から１８０度遅れた位相とした設定である。
（ｃ４）位相２７０度は、ＯＮタイミング（受光タイミング）を光源２の出射するパルス光（（ａ）発光パターン）から２７０度遅れた位相とした設定である。

　測距装置３のＴｏＦセンサ２３では、これら４種類の切り替えを順次実行し、受光タイミングを変化させた場合の受光量を取得する。すなわち蓄積位相を変えた４種類の受光量とその受光量に応じた電荷とを得る。

　そして、図４に示すように、発光パターンに対する受光画素の位相が０度、９０度、１８０度、２７０度である場合に蓄積する電荷を、それぞれＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０とする。

　ここで、上述の式（３）を適用して物体までの距離ｄを算出するために必要な位相φは、光源２から出射されるパルス光を基準とした、測距装置３で受光するパルス光（（ｂ）受光パターン））の位相である。この位相φは、下記の式（４）で算出することができる。
φ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｑ_９０－Ｑ_２７０）／（Ｑ_１８０－Ｑ_０））　　…（４）

　そして、ＴｏＦ方式では、かかる式（４）で算出された位相φを上記の式（３）に入力することにより、測距装置３から物体４までの距離ｄを算出することができる。

　図５は、ＴｏＦセンサ２３によって撮影される画像データを左から右に示す時間軸に従って示した図である。図５に示すように、本開示では、ＴｏＦセンサ２３において撮影される１つの画像フレームにおいて、パルス状の発光パターンとセンサ画素の駆動パターンの位相差が０度、９０度、１８０度、２７０度である各位相設定における撮影画像の蓄積電荷を「コンポーネント」と呼称する。

　そして、各実施形態では、発光パターン（パルス）との位相ズレ量が０度、９０度、１８０度、２７０度である各位相設定の撮影画像が順次、繰り返し撮影される。

　また、本開示では、０度、９０度、１８０度、２７０度の各位相設定のコンポーネントの組み合わせの１セットを「フレーム」と呼称する。すなわち、１つのフレームは、発光パターン（パルス）との位相ズレ量が０度、９０度、１８０度、２７０度である各位相設定における撮影画像の蓄積電荷（コンポーネント）Ｑ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０に関する情報を持つ。

　なお、以降の説明では、式（４）により得られる画像を「位相画像」と呼称する。また、各実施形態において、各コンポーネント間の時間は、フレーム間の時間より短い設定である。

［測距システムの詳細］
　つづいて、第１実施形態に係る測距システム１の詳細について、図６を参照しながら説明する。図６は、本開示の第１実施形態に係る測距システム１の構成例を示すブロック図である。

　図６に示すように、第１実施形態に係る測距システム１は、光源２と測距装置３とを備える。第１実施形態において、光源２と測距装置３とは別体で構成される。なお、第１実施形態において、光源２と測距装置３とは必ずしも別体で構成されなくともよく、一体で構成されてもよい。

　光源２は、所定の変調周波数を有するパルス光を出射光Ｌ１として物体４に出射する。光源２は、光源クロック１１と、ＰＬＬ（Phase　Locked　Loop）回路１２と、複数の遅延調整部１３ａ、１３ｂ・・・と、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・・と、制御部１５と、通信部１６とを有する。

　光源クロック１１は、所定の周波数ｆ_ＣＬ１を有するクロック信号を生成する。ＰＬＬ回路１２は、光源クロック１１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ１を定数倍させて、所定の変調周波数ｆ_Ｌを有するパルス信号を生成する。

　たとえば、光源クロック１１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ１をＰＬＬ回路１２でＣ_Ｌ（倍）する場合、ＰＬＬ回路１２で生成されるパルス信号の変調周波数ｆ_Ｌはｆ_Ｌ＝Ｃ_Ｌ×ｆ_ＣＬ１となる。以降の説明では、ＰＬＬ回路１２で設定されるＣ_Ｌを「ＰＬＬ係数」とも呼称する。

　このように、光源クロック１１に付随してＰＬＬ回路１２を設け、かかるＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｌを変更することにより、１つの光源クロック１１から複数の変調周波数ｆ_Ｌを生成することができる。

　遅延調整部１３ａ、１３ｂ・・・は、光源クロック１１から対応する光源部１４ａ、１４ｂ・・・までの配線の長さに応じて、光源部１４ａ、１４ｂ・・・での発光タイミングの遅延量を制御する。

　光源部１４ａ、１４ｂ・・・は、ＰＬＬ回路１２で生成されるパルス信号に応じたパルス光を出射光Ｌ１として出射する。たとえば、光源部１４ａ、１４ｂ・・・は、上述の変調周波数ｆ_Ｌを有するパルス光を出射する。

　光源部１４ａ、１４ｂ・・・は、たとえば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical　Cavity　Surface　Emitting　LASER）などのレーザダイオードで構成される。なお、光源部１４ａ、１４ｂ・・・は、ＶＣＳＥＬに限られず、レーザダイオードがライン上に配列されたレーザダイオードアレイなどを用いてもよい。

　制御部１５は、たとえば予め組み込まれるプログラムに従い、光源２の全体の動作を制御する。たとえば、制御部１５は、ＰＬＬ回路１２や光源部１４ａ、１４ｂ・・・を制御することにより、光源２の動作モードを切り替えることができる。

　具体的には、制御部１５は、ＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｌを制御することにより、出射光Ｌ１の変調周波数ｆ_Ｌを制御することができる。また、制御部１５は、光源部１４ａ、１４ｂ・・・を制御することにより、出射光Ｌ１のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。

　通信部１６は、測距装置３の通信部３１との間で各種の情報を送受信する。かかる通信部１６と通信部３１との間で用いられる通信方式は、有線または無線（たとえば、ＬＡＮ（Local　Area　Network）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）を問わず任意の方式を適用することができる。また、通信部１６では、光源２と測距装置３の時刻を同期し、発光タイミングと受光タイミングを予め決めておく。なお、かかる時刻の同期は、例えばＰＴＰ（Precision　Time　Protocol）が使用できる。

　測距装置３は、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・からの出射光を用いて物体４までの距離ｄ（図１参照）を測定する。測距装置３は、センサクロック２１と、ＰＬＬ回路２２と、ＴｏＦセンサ２３と、位相算出部２４と、記憶部２５と、距離算出部２６と、動被写体検知部２７と、推定部２８と、調整部２９と、制御部３０と、通信部３１とを有する。制御部３０は、モード切替部の一例である。

　センサクロック２１は、所定の周波数ｆ_ＣＬ２を有するクロック信号を生成する。ＰＬＬ回路２２は、センサクロック２１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ２を定数倍させて、所定の変調周波数ｆ_Ｓを有するパルス信号を生成する。すなわち、ＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数をＣ_Ｓとした場合、変調周波数ｆ_Ｓはｆ_Ｓ＝Ｃ_Ｓ×ｆ_ＣＬ２となる。

　このように、センサクロック２１に付随してＰＬＬ回路２２を設け、かかるＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓを変更することにより、１つのセンサクロック２１から複数の変調周波数ｆ_Ｓを生成することができる。

　ＴｏＦセンサ２３は、上述のように、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・からの反射光Ｌ２を異なる受光タイミングで受光し、かかる異なる受光タイミングを設定した画像データを取得する。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を含むフレームを取得する。かかるＴｏＦセンサ２３の受光タイミングを決定するのが、センサクロック２１、ＰＬＬ回路２２を用いて生成される変調周波数ｆ_Ｓのパルス信号、および制御部３０である。制御部３０では、予めきめた発光タイミングにあわせて、ＴｏＦセンサ２３の露光を行う。

　位相算出部２４は、ＴｏＦセンサ２３で取得された複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータから、上記の式（４）を用いて位相φを算出する。位相算出部２４は、各フレームごとに位相φを算出する。

　記憶部２５には、ＴｏＦセンサ２３により撮影されたコンポーネントを含んだフレーム画像と、位相算出部２４により算出された位相φのデータとが格納される。

　距離算出部２６は、記憶部２５に格納される複数光源の位相画像の差分のデータから、上記特許文献１に記載の方式を用いて距離計測対象となる物体４の距離ｄを算出する。この距離ｄは、測距装置３から物体４表面までの距離である。動被写体検知部２７は、ＴｏＦセンサ２３によって撮影された画像から動く被写体を検出する。

　推定部２８は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。調整部２９は、推定部２８で推定された光源２の変調周波数ｆ_Ｌに基づいて、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整する。かかる変調周波数ｆ_Ｌの推定処理および変調周波数ｆ_Ｓの調整処理の詳細については後述する。

　制御部３０は、たとえば予め組み込まれるプログラムに従い、測距装置３の全体の動作を制御する。たとえば、制御部３０は、ＰＬＬ回路２２やＴｏＦセンサ２３を制御することにより、測距装置３の動作モードを切り替えることができる。

　具体的には、制御部３０は、ＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓを制御することにより、ＴｏＦセンサ２３の受光タイミングを制御することができる。また、制御部３０は、ＴｏＦセンサ２３を制御することにより、反射光Ｌ２の受光のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。

　通信部３１は、光源２の通信部１６との間で、システムの時刻の同期を行い、各種の情報を送受信する。各種情報の例としては、発光タイミングが含まれる。

［第１実施形態］
　つづいて、第１実施形態に係る変調周波数ｆ_Ｌの推定処理および変調周波数ｆ_Ｓの調整処理の詳細について、図７～図１１を参照しながら説明する。図７は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとにズレがない場合の各フレームの位相φの変化を示した図である。

　なお、特許文献１に記載の技術では、外部の光源を使用して距離ｄを計測するために、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・を使用する。そして、複数の外部の光源部１４ａ、１４ｂ・・は同一のクロックにより駆動されているため、どれか一つと同期を行えば他の光源とも変調周波数は一致する。複数光源は、例えば時分割（フレームごとに切り替えて）ＴｏＦセンサ２３にて受光する。

　また、以下の説明では、理解を容易にするため、そのうちの一つの光源部のみの動作を記載する。なお、本開示のポイント（変調周波数を同期する）のためには、１つの光源部でも問題なく動作する。

　図７に示すように、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとにズレがなく、かつ物体４が静止している状態である場合は、測距装置３と物体４との距離ｄが変化しないことから、各フレームでの位相φは常に一定である。

　しかしながら、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとにズレがある場合、物体４が静止している状態であっても、図８に示すように、２つの周波数のズレ量に応じて位相φが変動する。図８は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとにズレがある場合の位相φの変化を示した図である。

　ここで、第１実施形態では、隣接するフレーム間（たとえば、フレーム２およびフレーム３）における位相φのズレ量Δφに基づいて、変調周波数ｆ_Ｌと変調周波数ｆ_Ｓとのズレ量Δｆを以下の手法で算出することができる。

　隣接するフレーム同士の間隔をＴ（秒）とした場合、隣接するフレーム間における位相差φのズレ量Δφは、下記の式（５）で算出することができる。
Δφ＝２π（ｆ_Ｌ－ｆ_Ｓ）Ｔ　・・（５）

　ここで、ＴｏＦセンサ２３のフレームレートをＦとした場合、隣接するフレーム間の時間ＴはＴ＝１／Ｆとなる。これにより、推定部２８は、上記の式（５）を用いて、変調周波数ｆ_Ｌと変調周波数ｆ_Ｓとのズレ量Δｆを下記の式（６）で算出することができる。
Δｆ＝ｆ_Ｌ－ｆ_Ｓ＝Δφ・Ｆ／（２π）　・・（６）

　そして、調整部２９は、上記の式（６）を用いて、測距装置３の新たな変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）を下記の式（７）のように調整することができる。
ｆ_Ｓ（Ｎ）＝ｆ_Ｓ＋Δｆ＝ｆ_Ｓ＋Δφ・Ｆ／（２π）　・・（７）

　これにより、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）とのズレをなくすことができることから、距離ｄを精度よく算出することができる。

　一方で、ここまで説明した変調周波数ｆ_Ｌの推定処理では、いわゆる「２πの不定性」という問題がある。図９は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとのズレが大きい場合の位相差φの変化を示した図である。

　図９に示すように、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとのズレが大きく、位相差φの変化を示す破線Ｘの傾きが図８の例に比べて大きい場合でも、各フレームでの位相差φの値自体は図８の例と変わらない場合がある。

　これは、測距装置３で観測される位相φの値が０～２πの範囲であることから、１周回って位相φの値が２πから０に戻ると、１周回る前の値と区別がつかなくなるのが原因である。

　たとえば、ＴｏＦセンサ２３のフレームレートＦが３０（ｆｐｓ）である場合、上記の手法において、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとのズレ量Δｆは、Δｆ（Ｈｚ）、Δｆ±３０（Ｈｚ）、Δｆ±６０（Ｈｚ）・・の区別がつかない。

　そこで、第１実施形態では、この「２πの不定性」があった場合でも、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとのズレ量Δｆを精度よく求めることとした。

　図１０は、本開示の第１実施形態に係る第１撮影処理について説明するための図である。第１実施形態では、まず、制御部３０が、予め通信部３１で通信した光源２の動作モードに合わせて、測距装置３の動作モードを設定する。具体的には、光源２および測距装置３のフレームレートが所定のフレームレートＦ_１となるように動作モードを設定する。

　なお、かかる動作モードの設定は、上記のように光源２の設定をマスターとしてＴｏＦセンサ２３の駆動を調整してもよいし、他の手法で設定してもよい。たとえば、測距装置３の設定をマスターとし、光源２をスレーブとして測距装置３の動作モードを設定してもよい。

　また、予め取り決められた時刻で、光源２および測距装置３両方の動作モードをそれぞれ切り替えることにより、測距装置３の動作モードを設定してもよい。なお、この場合、光源２と測距装置３との間では通信が不要となる。

　次に、所定の動作モードに設定された測距装置３において、ＴｏＦセンサ２３は、物体４を撮影し画像データを取得する。そして、位相算出部２４は、取得された画像データの位相φを各フレームごとに算出する。

　次に、推定部２８は、隣接するフレーム間における位相φのズレ量Δφ_１を算出し、かかるズレ量Δφ_１から下記の式（８）を用いて周波数のズレ量Δｆ_１を算出する。
Δｆ_１＝Δφ_１・Ｆ_１／（２π）　・・（８）

　ここで、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとの真のズレ量をΔｆ_ＧＴとした場合、「２πの不定性」から、真のズレ量Δｆ_ＧＴの値は下記の式（９）のようになる。
Δｆ_ＧＴ＝Δｆ_１＋Ｎ_１・Ｆ_１　・・（９）
（Ｎ_１：整数）

　図１１は、本開示の第１実施形態に係る第２撮影処理について説明するための図である。つづいて、制御部３０および制御部１５は、光源２および測距装置３の動作モードを第１撮影処理の動作モードから切り替える。具体的には、制御部３０および制御部１５は、光源２および測距装置３のフレームレートが所定のフレームレートＦ_２となるように動作モードを切り替える。

　次に、動作モードが切り替えられた測距装置３において、ＴｏＦセンサ２３は、物体４を撮影し画像データを取得する。そして、位相算出部２４は、取得された画像データの位相φを各フレームごとに算出する。

　次に、推定部２８は、隣接するフレーム間における位相φのズレ量Δφ_２を算出し、かかるズレ量Δφ_２から下記の式（１０）を用いて周波数のズレ量Δｆ_２を算出する。
Δｆ_２＝Δφ_２・Ｆ_２／（２π）　・・（１０）

　ここで、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとの真のズレ量Δｆ_ＧＴの値は、「２πの不定性」から下記の式（１１）のようになる。
Δｆ_ＧＴ＝Δｆ_２＋Ｎ_２・Ｆ_２　・・（１１）
（Ｎ_２：整数）

　次に、第１実施形態では、上記の式（９）の整数Ｎ_１と式（１１）の整数Ｎ_２とを求めることにより、真のズレ量Δｆ_ＧＴを求める。第１実施形態では、たとえば、「中国人の剰余定理」として知られる手法を用いることにより、整数Ｎ_１と整数Ｎ_２とを求めることができる。つづいては、かかる手法を用いた例について説明する。

　第１撮影処理でのフレームレートＦ_１と、第２撮影処理でのフレームレートＦ_２との最小公倍数をＡとする。そして、推定部２８は、かかる最小公倍数Ａを用いて、下記の式（１２）および式（１３）から値Ａ_１および値Ａ_２を算出する。
Ａ_１＝Ａ／Ｆ_１　・・（１２）
Ａ_２＝Ａ／Ｆ_２　・・（１３）
なお、最小公倍数ＡがフレームレートＦ_１やＦ_２と一致しないよう、フレームレートＦ_１、Ｆ_２を選択するものとする。

　次に、推定部２８は、上記の式（８）で算出したズレ量Δｆ_１と、式（１０）で算出したズレ量Δｆ_２とを用いて、下記の式（１４）から値ｅを算出する。
ｅ＝Ａ・（Δｆ_１－Δｆ_２）／（Ｆ_１・Ｆ_２）　・・（１４）

　ここで、式（９）および式（１１）から、下記の式（１５）が成立し、
Δｆ_ＧＴ＝Δｆ_１＋Ｎ_１・Ｆ_１＝Δｆ_２＋Ｎ_２・Ｆ_２　・・（１５）
　かかる式（１５）から、下記の式（１６）が成立する。
Δｆ_１－Δｆ_２＝Ｎ_２・Ｆ_２－Ｎ_１・Ｆ_１　・・（１６）

　したがって、上記の式（１２）～（１４）および式（１６）から、下記の式（１７）が成立する。
ｅ＝Ａ・（Ｎ_２・Ｆ_１－Ｎ_１・Ｆ_２）＝Ｎ_２・Ａ_１－Ｎ_１・Ａ_２　・・（１７）

　次に、推定部２８は、下記の式（１８）を満たす値ｂをあらかじめ求めておく。
（ｂ・Ａ_１）ｍｏｄＡ_２＝１　・・（１８）

　そして、推定部２８は、下記の式（１９）、（２０）のように整数Ｎ_２’を算出する。なお計算上、整数Ｎ_２’は整数Ｎ_２として使用され、０≦Ｎ_２’＜Ａ_２とする。
（１）ｅ≧０の場合
（ｂ・ｅ）ｍｏｄＡ_２＝ｂ・（Ｎ_２’・Ａ_１－Ｎ_１・Ａ_２）ｍｏｄＡ_２
＝（Ｎ_２’ｍｏｄＡ_２）×（ｂ・Ａ_１ｍｏｄＡ_２）－（ｂ・Ｎ_１・Ａ_２ｍｏｄＡ_２）
＝Ｎ_２’　・・（１９）
（２）ｅ＜０の場合
－［ｂ・｜ｅ｜ｍｏｄＡ_２］＝Ｎ_２’　・・（２０）

　そして、推定部２８は、下記の式（２１）～（２３）のように整数Ｎ_２を算出する。
（１）－Ａ_２／２≦Ｎ_２’≦Ａ_２／２の場合
Ｎ_２＝Ｎ_２’　・・（２１）
（２）Ａ_２／２＜Ｎ_２’≦Ａ_２の場合
Ｎ_２＝Ｎ_２’－Ａ_２　・・（２２）
（３）－Ａ_２＜Ｎ_２’＜－Ａ_２／２の場合
Ｎ_２＝Ｎ_２’＋Ａ_２　・・（２３）

　最後に、推定部２８は、上記のように算出された整数Ｎ_２を用いて、下記の式（２４）から、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとの真のズレ量Δｆ_ＧＴを算出することができる。
Δｆ_ＧＴ＝Ｎ_２・Ｆ_２＋Δｆ_２　・・（２４）

　なお、推定部２８は、第１撮影処理と第２撮影処理との各種数値を入れ替えて、上記の式（１２）～（２４）で説明した手法を改めて適用することにより、真のズレ量Δｆ_ＧＴが正しく算出されているか否かを検証することができる。

　そして、調整部２９は、上記の式（２４）を用いて、測距装置３の新たな変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）を下記の式（２５）のように調整することができる。
ｆ_Ｓ（Ｎ）＝ｆ_Ｓ＋Δｆ_ＧＴ　・・（２５）

　これにより、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）とのズレをなくすことができることから、距離ｄを精度よく算出することができる。たとえば、調整部２９は、ＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓの値を調整することにより、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）に調整することができる。

　第１実施形態では、上記の手法を適用して真のズレ量Δｆ_ＧＴを算出することにより、かかる真のズレ量Δｆ_ＧＴの推定範囲を－Ａ／２（Ｈｚ）＜Δｆ_ＧＴ＜Ａ／２（Ｈｚ）の範囲にすることができる。

　たとえば、フレームレートＦ_１が３０（ｆｐｓ）であり、フレームレートＦ_２が４０（ｆｐｓ）である場合、最小公倍数Ａは１２０となることから、真のズレ量Δｆ_ＧＴの推定範囲を－６０（Ｈｚ）＜Δｆ_ＧＴ＜＋６０（Ｈｚ）の範囲にすることができる。

　一方で、上記の手法を適用しない場合、ズレ量Δｆの推定範囲は－Ｆ／２（Ｈｚ）＜Δｆ_ＧＴ＜Ｆ／２（Ｈｚ）の範囲となる。すなわち、フレームレートＦが３０（ｆｐｓ）である場合、ズレ量Δｆの推定範囲を－１５（Ｈｚ）＜Δｆ_ＧＴ＜＋１５（Ｈｚ）の範囲となる。

　このように、第１実施形態では、上記の手法を適用して真のズレ量Δｆ_ＧＴを算出することにより、真のズレ量Δｆ_ＧＴの推定範囲を拡大することができる。したがって、第１実施形態によれば、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとが大きくずれた場合でも、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　ここまで説明したように、第１実施形態では、制御部３０によりフレームレートがフレームレートＦ_１、Ｆ_２に切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌ（すなわち、真のズレ量Δｆ_ＧＴ）を推定する。これにより、ＴｏＦセンサ２３（すなわち、測距装置３）の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　図１２は、本開示の第１実施形態に係る測距システム１の推定処理における動作の一例を示した図である。図１２の例では、制御部３０および制御部１５が、光源２と測距装置３のＴｏＦセンサ２３との動作モードを両方切り替える。

　最初に、制御部３０および制御部１５は、第１撮影処理を実施する。具体的には、図１２に示すように、制御部３０および制御部１５は、光源２とＴｏＦセンサ２３とを同じフレームレートＦ_１（たとえば３０（ｆｐｓ））で同期してＯＮ／ＯＦＦするように動作させる。

　なお、制御部３０は、予め通信部３１で通信した光源２の動作モードに合わせて、測距装置３の動作モードを設定する。また、制御部３０および制御部１５は、ＰＴＰ（Precision　Time　Protocol）技術を用いることにより、光源２とＴｏＦセンサ２３とを精度よく同期させることができる。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、各フレームごとに複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータを取得する。そして、位相算出部２４は、かかる複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータに基づいて、位相φを各フレームごとに算出する。

　次に、推定部２８は、フレームレートＦ_１での隣接するフレーム間における位相φのズレ量Δφ_１を算出する。

　つづいて、制御部３０および制御部１５は、第２撮影処理を実施する。具体的には、制御部３０および制御部１５は、光源２とＴｏＦセンサ２３とをフレームレートＦ_１とは異なるフレームレートＦ_２（たとえば４０（ｆｐｓ））で同期してＯＮ／ＯＦＦするように動作モードを切り替える。

　なお、制御部３０は、予め通信部３１で通信した光源２の動作モードに合わせて、測距装置３の動作モードを切り替える。

　次に、推定部２８は、フレームレートＦ_２での隣接するフレーム間における位相φの差分（ズレ量）Δφ_２を算出する。なお、以降の処理は上述しているため、説明を省略する。

　図１２の例では、光源２およびＴｏＦセンサ２３の動作モードを両方切り替えることにより、光源２の発光時間を必要最小限にすることができる。したがって、図１２の例によれば、測距システム１の消費電力を低減することができる。

　図１３は、本開示の第１実施形態に係る測距システム１の推定処理における動作の別の一例を示した図である。図１３の例では、制御部３０が、測距装置３のＴｏＦセンサ２３の動作モードのみを切り替える。

　最初に、制御部３０は、第１撮影処理を実施する。具体的には、図１３に示すように、制御部３０は、ＴｏＦセンサ２３が所定のフレームレートＦ_１（たとえば３０（ｆｐｓ））でＯＮ／ＯＦＦするように動作させる。なお、図１３の例では、光源２が連続的に出射光Ｌ１を出射するように制御される。

　つづいて、制御部３０は、第２撮影処理を実施する。具体的には、制御部３０は、ＴｏＦセンサ２３をフレームレートＦ_１とは異なるフレームレートＦ_２（たとえば４０（ｆｐｓ））でＯＮ／ＯＦＦするように動作モードを切り替える。

　次に、推定部２８は、フレームレートＦ_２での隣接するフレーム間における位相φのズレ量Δφ_２を算出する。なお、以降の処理は上述しているため、説明を省略する。

　図１３の例では、ＴｏＦセンサ２３の動作モードのみを切り替えることにより、光源２に通信部１６が設けられない場合でも、かかる光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定することができる。したがって、図１３の例によれば、光源２から通信部１６を省略することができることから、測距システム１のコストを低減することができる。

　なお、ここまで説明した第１実施形態では、光源２およびＴｏＦセンサ２３が２種類の動作モードに切り替えられる例について示したが、切り替えられる動作モードの数は２種類に限られず、３種類以上の動作モードに切り替えられてもよい。

　また、上記の第１実施形態では、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせるために、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整する例について示したが、調整される対象は測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓに限られない。

　たとえば、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせるために、調整部２９は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを調整してもよい。また、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせるために、調整部２９は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとを両方調整してもよい。

　また、上記のように、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを調整するために、調整部２９は、通信部３１および通信部１６を介して、制御部１５にＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｌを制御させるよう指令を送るとよい。

［第２実施形態］
　ここまで説明した第１実施形態では、光源２および測距装置３のフレームレートＦを切り替える例について示したが、切り替えられる動作モードはフレームレートＦに限られない。つづいては、第２実施形態として、光源２および測距装置３の変調周波数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓを切り替える例について、図１４～図１７を参照しながら説明する。

　図１４は、本開示の第２実施形態に係る第１撮影処理について説明するための図である。第２実施形態では、まず、制御部３０および制御部１５が、光源２および測距装置３の変調周波数が所定の変調周波数ｆ_Ｌ１、ｆ_Ｓ１となるように動作モードを設定する。

　具体的には、制御部３０が、ＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｌ１に一致するようにＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数をＣ_Ｓ１に変更することにより、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓ１が光源２の変調周波数ｆ_Ｌ１と一致するように動作モードを設定する。なお、かかる変調周波数ｆ_Ｌ１、ｆ_Ｓ１は、互いに等しいとみなされる周波数である。また、第２実施形態では、フレームレートはＦで一定である。

　次に、所定の動作モードに設定された測距装置３において、ＴｏＦセンサ２３は、物体４を撮影し画像データを取得する。そして、位相算出部２４は、かかる取得された画像データの位相φを各フレームごとに算出する。

　次に、推定部２８は、隣接するフレーム間における位相φのズレ量Δφ_１を算出し、かかるズレ量Δφ_１から下記の式（２６）を用いて周波数のズレ量Δｆ_１を算出する。
Δｆ_１＝Δφ_１・Ｆ／（２π）　・・（２６）

　ここで、光源クロック１１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ１と、センサクロック２１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ２との誤差をΔｆ_Ｅｒｒとした場合、「２πの不定性」から、誤差Δｆ_Ｅｒｒの値は下記の式（２７）のようになる。
Δｆ_Ｅｒｒ＝（Δｆ_１＋Ｎ_１・Ｆ）／Ｃ_Ｓ１　・・（２７）
（Ｎ_１：整数）

　図１５は、本開示の第２実施形態に係る第２撮影処理について説明するための図である。つづいて、制御部３０および制御部１５は、光源２および測距装置３の動作モードを第１撮影処理の動作モードから切り替える。

　具体的には、制御部３０は、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓ２が光源２の変調周波数ｆ_Ｌ２と一致するように動作モードを切り替える。すなわち、制御部３０は、ＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数をＣ_Ｌ２と一致するように、ＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓ２を変更する。なお、かかる変調周波数ｆ_Ｌ２、ｆ_Ｓ２は、互いに等しいとみなされる周波数である。

　次に、動作モードが切り替えられた測距装置３において、ＴｏＦセンサ２３は、物体４を撮影し画像データを取得する。そして、位相算出部２４は、かかる取得された画像データの位相φを各フレームごとに算出する。

　次に、推定部２８は、隣接するフレーム間における位相φのズレ量Δφ_２を算出し、かかるズレ量Δφ_２から下記の式（２８）を用いて周波数のズレ量Δｆ_２を算出する。
Δｆ_２＝Δφ_２・Ｆ／（２π）　・・（２８）

　ここで、誤差Δｆ_Ｅｒｒの値は、「２πの不定性」から下記の式（２９）のようになる。
Δｆ_Ｅｒｒ＝（Δｆ_２＋Ｎ_２・Ｆ）／Ｃ_Ｓ２　・・（２９）
（Ｎ_２：整数）

　次に、第２実施形態では、上記の式（２７）の整数Ｎ_１と式（２９）の整数Ｎ_２とを求めることにより、誤差Δｆ_Ｅｒｒを求める。第２実施形態では、たとえば、「中国人の剰余定理」として知られる手法を用いることにより、整数Ｎ_１と整数Ｎ_２とを求めることができる。つづいては、かかる手法を用いた例について説明する。

　第１撮影処理でのＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓ１と、第２撮影処理でのＰＬＬ回路１２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓ２は、Ｃ_Ｓ１・ｆ_ＣＬ１とＣ_Ｓ２・ｆ_ＣＬ１が互いに割り切れないように、値Ｃ_Ｓ１と値Ｃ_Ｓ２を設定する。下記の式（３０）および式（３１）の値Ａ_１および値Ａ_２が互いに素となる値になるようＣを設定する。
Ａ_１＝Ｃ／Ｃ_Ｓ１　・・（３０）
Ａ_２＝Ｃ／Ｃ_Ｓ２　・・（３１）

　次に、推定部２８は、上記の式（２６）で算出したズレ量Δｆ_１と、式（２８）で算出したズレ量Δｆ_２とを用いて、下記の式（３２）から値ｅを算出する。
ｅ＝（Ｃ／（Ｃ_Ｓ１・Ｃ_Ｓ２・Ｆ））・（Ｃ_Ｓ２・Δｆ_１－Ｃ_Ｓ１・Δｆ_２）　・・（３２）

　ここで、式（２６）および式（２８）から、下記の式（３３）が成立し、
Δｆ_Ｅｒｒ＝（Δｆ_１＋Ｎ_１・Ｆ）／Ｃ_Ｓ１＝（Δｆ_２＋Ｎ_２・Ｆ）／Ｃ_Ｓ２・・（３３）
　かかる式（３３）から、下記の式（３４）が成立する。
Ｃ_Ｓ２・Δｆ_１－Ｃ_Ｓ１・Δｆ_２＝（Ｃ_Ｓ１・Ｎ_２－Ｃ_Ｓ２・Ｎ_１）・Ｆ　・・（３４）

　したがって、上記の式（３０）～（３２）および式（３４）から、下記の式（３５）が成立する。
ｅ＝（Ｃ／（Ｃ_Ｓ１・Ｃ_Ｓ２））・（Ｃ_Ｓ１・Ｎ_２－Ｃ_Ｓ２・Ｎ_１）＝Ｎ_２・Ａ_２－Ｎ_１・Ａ_１　・・（３５）

　次に、推定部２８は、下記の式（３６）を満たす値ｂをあらかじめ求めておく。
（ｂ・Ａ_２）ｍｏｄＡ_１＝１　・・（３６）

　そして、推定部２８は、下記の式（３７）、（３８）のように整数Ｎ_２’を算出する。なお計算上、整数Ｎ_２’は整数Ｎ_２として使用され、０≦Ｎ_２’＜Ａ_１とする。
（１）ｅ≧０の場合
（ｂ・ｅ）ｍｏｄＡ_１＝ｂ・（Ｎ_２’・Ａ_２－Ｎ_１・Ａ_１）ｍｏｄＡ_１
＝（Ｎ_２’ｍｏｄＡ_１）×（ｂ・Ａ_２ｍｏｄＡ_１）－（ｂ・Ｎ_１・Ａ_２ｍｏｄＡ_１）
＝Ｎ_２’　・・（３７）
（２）ｅ＜０の場合
－［ｂ・｜ｅ｜ｍｏｄＡ_１］＝Ｎ_２’　・・（３８）

　そして、推定部２８は、下記の式（３９）～（４１）のように整数Ｎ_２を算出する。
（１）－Ａ_１／２≦Ｎ_２’≦Ａ_１／２の場合
Ｎ_２＝Ｎ_２’　・・（３９）
（２）Ａ_１／２＜Ｎ_２’≦Ａ_１の場合
Ｎ_２＝Ｎ_２’－Ａ_１　・・（４０）
（３）－Ａ_１＜Ｎ_２’＜－Ａ_１／２の場合
Ｎ_２＝Ｎ_２’＋Ａ_１　・・（４１）

　最後に、推定部２８は、上記のように算出された整数Ｎ_２を用いて、下記の式（４２）から、光源クロック１１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ１と、センサクロック２１で生成されるクロック信号の周波数ｆ_ＣＬ２との誤差Δｆ_Ｅｒｒを算出することができる。
Δｆ_Ｅｒｒ＝（Δｆ_２＋Ｎ_２・Ｆ）／Ｃ_Ｓ２　・・（４２）

　なお、推定部２８は、第１撮影処理と第２撮影処理との各種数値を入れ替えて、上記の式（２６）～（４２）で説明した手法を改めて適用することにより、誤差Δｆ_Ｅｒｒが正しく算出されているか否かを検証することができる。

　そして、調整部２９は、上記の式（４２）で算出された誤差Δｆ_Ｅｒｒに基づいて、測距装置３の新たな変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）を調整することができる。これにより、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）とのズレをなくすことができることから、距離ｄを精度よく算出することができる。

　たとえば、調整部２９は、ＰＬＬ回路２２のＰＬＬ係数Ｃ_Ｓを調整することにより、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを変調周波数ｆ_Ｓ（Ｎ）に調整することができる。

　第２実施形態では、上記の手法を適用して誤差Δｆ_Ｅｒｒを算出することにより、かかる誤差Δｆ_Ｅｒｒの推定範囲を－Ｆ／２Ａ（Ｈｚ）＜Δｆ_Ｅｒｒ＜Ｆ／２Ａ（Ｈｚ）の範囲にすることができる。なおＡ＝Ｃ/（Ａ_１・Ａ_１）とする。

　このように、第２実施形態では、上記の手法を適用して誤差Δｆ_Ｅｒｒを算出することにより、誤差Δｆ_Ｅｒｒの推定範囲を拡大することができる。したがって、第２実施形態によれば、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとが大きくずれた場合でも、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　ここまで説明したように、第２実施形態では、制御部３０および制御部１５により変調周波数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓを切り替えて撮影された複数の画像データに基づいて、光源２の光源クロック１１に対する測距装置３のセンサクロック２１の誤差Δｆ_Ｅｒｒを推定する。これにより、ＴｏＦセンサ２３（すなわち、測距装置３）の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　図１６は、本開示の第２実施形態に係る測距システム１の推定処理における動作の一例を示した図である。図１６の例では、制御部３０および制御部１５が、光源２およびＴｏＦセンサ２３の変調周波数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓをフレームごとに交互に切り替える。

　制御部３０および制御部１５は、最初のフレーム（以降、フレーム１とも呼称する）で、第１撮影処理を実施する。具体的には、図１６に示すように、制御部３０および制御部１５は、フレーム１で光源２の変調周波数をｆ_Ｌ１に設定し、測距装置３（すなわち、ＴｏＦセンサ２３）の変調周波数をｆ_Ｓ１に設定する。

　なお、制御部３０は、通信部３１および通信部１６を介して制御部１５に指令を送ることにより、光源２の変調周波数をｆ_Ｌ１に設定する。

　なお、光源２の設定をマスターとし、測距装置３をスレーブとして光源２および測距装置３の動作モードを設定してもよい。また、予め取り決められた時刻で、光源２および測距装置３両方の動作モードをそれぞれ切り替えることにより、光源２の変調周波数をｆ_Ｌ１に設定し、測距装置３の変調周波数をｆ_Ｓ１に設定してもよい。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、フレーム１における複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータを取得する。そして、位相算出部２４は、かかる複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータに基づいて、フレーム１の位相φを算出する。

　つづいて、制御部３０および制御部１５は、次のフレーム（以降、フレーム２とも呼称する）で、第２撮影処理を実施する。具体的には、図１６に示すように、制御部３０および制御部１５は、フレーム２で光源２の変調周波数をｆ_Ｌ２に設定し、測距装置３（すなわち、ＴｏＦセンサ２３）の変調周波数をｆ_Ｓ２に設定する。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、フレーム２における複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータを取得する。そして、位相算出部２４は、かかる複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータに基づいて、フレーム２の位相φを算出する。

　以降は同様に、フレーム３、５、７・・で第１撮影処理を実施し、フレーム４、６、８・・で第２撮影処理を実施する。

　そして、推定部２８は、第１撮影処理（フレーム１、３、５・・）において取得された位相φから、変調周波数ｆ_Ｌ１、ｆ_Ｓ１における位相φのズレ量Δφ_１を算出する。また、推定部２８は、第２撮影処理（フレーム２、４、６・・）において取得された位相φから、変調周波数ｆ_Ｌ２、ｆ_Ｓ２における位相φのズレ量Δφ_２を算出する。なお、以降の処理は上述しているため、説明を省略する。

　図１６の例では、光源２およびＴｏＦセンサ２３の変調周波数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓを交互に切り替えることで、上述の誤差Δｆ_Ｅｒｒを算出することができる。

　図１７は、本開示の第２実施形態に係る測距システム１の推定処理における動作の別の一例を示した図である。図１７の例では、第１撮影処理が行われるフレーム（たとえば、フレーム１）と、かかる第１撮影処理につづいて行われる第２撮影処理のフレーム（たとえば、フレーム２）との間隔を可能な限り短くする。

　これにより、仮に物体４がわずかに動いていた場合でも、第１撮影処理における物体４の距離ｄの値と、つづいて行われる第２撮影処理における物体４の距離ｄの値とを近づけることができる。したがって、図１７の例によれば、仮に物体４がわずかに動いていた場合でも、誤差Δｆ_Ｅｒｒを良好に算出することができる。

　なお、ここまで説明した第２実施形態では、光源２およびＴｏＦセンサ２３が２種類の動作モードに切り替えられる例について示したが、切り替えられる動作モードの数は２種類に限られず、３種類以上の動作モードに切り替えられてもよい。

　また、上記の第２実施形態では、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせるために、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整する例について示したが、調整される対象は測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓに限られない。

［第３実施形態］
　つづいて、第３実施形態に係る変調周波数ｆ_Ｌの推定処理および変調周波数ｆ_Ｓの調整処理の詳細について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、本開示の第３実施形態に係る測距システム１の推定処理における動作の一例を示した図である。

　第３実施形態では、最初に、上記の式（１）～（６）で説明した手法を用いて、変調周波数ｆ_Ｌと変調周波数ｆ_Ｓとのズレ量Δｆを算出する。一方で、ここで算出されたズレ量Δｆは「２πの不定性」を有することから、ズレ量Δｆの真値は下記の式（４３）のようになる。
Δｆ（真値）＝Δｆ＋Ｆ・Ｎ　・・（４３）
（Ｎ：整数）

　そこで、第３実施形態では、かかる２πの不定性も勘案して、もっとも妥当性が高いズレ量Δｆを真のズレ量Δｆ（真値）とみなす。

　具体的には、上記の式（４３）の整数Ｎが０、±１、±２、・・・である場合のそれぞれのズレ量Δｆ（真値）の妥当性について、コンフィデンス値を用いて評価する。最初に、推定部２８は、整数Ｎの値を１つ選択する。

　次に、制御部３０は、かかる選択された整数Ｎの値を上記の式（４３）に入力して得られたズレ量Δｆ（真値）に基づいて、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整する。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、図１８に示すように、調整された変調周波数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓにおける複数のコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０のデータを取得する。そして、推定部２８は、下記の式（４４）を用いて、選択された整数Ｎのコンフィデンス値を算出する。
コンフィデンス値＝［（Ｑ_１８０－Ｑ_０）^２＋（Ｑ_９０－Ｑ_２７０）^２］^１／２　・・（４４）

　次に、推定部２８は、異なる整数Ｎの値を選択する。そして、制御部３０は、異なる整数Ｎの値を上記の式（４３）に入力して得られたズレ量Δｆ（真値）に基づいて、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを再調整する。

　すなわち、制御部３０は、フレームレートの値であるＦ（Ｈｚ）刻みで変調周波数ｆ_Ｓが変更されるように、測距装置３の動作モードを切り替える。

　そして、上記と同様の処理によって、異なる整数Ｎのコンフィデンス値を算出する。さらに、上記と同様の処理によって、整数Ｎが０、±１、±２、・・・である場合のコンフィデンス値をそれぞれ算出する。

　次に、推定部２８は、もっとも値の大きいコンフィデンス値が得られた整数Ｎを、もっとも妥当性が高い整数Ｎとみなす。そして、推定部２８は、もっとも妥当性が高いとみなされた整数Ｎを上記の式（４３）に入力することにより、ズレ量Δｆの真値を算出することができる。

　このように、第３実施形態では、測距装置３の動作モードを切り替えて、各動作モードでのコンフィデンス値を算出することにより、変調周波数ｆ_Ｌと変調周波数ｆ_Ｓとのズレ量Δｆを算出することができる。これにより、ＴｏＦセンサ２３（すなわち、測距装置３）の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　上記の説明は、ＴｏＦセンサ２３側の変調周波数を変更して探索していたが、光源２側の変調周波数を変更し探索しても良い。その場合、通信部３１，通信部１６を経由し、制御部１５にて、フレームレートの値であるＦ（Ｈｚ）刻みで光源の変調周波数ｆ_Ｌを変更する。その結果光源２の変調周波数ｆ_Ｌを、ＴｏＦセンサ２３（すなわち、測距装置３）の変調周波数ｆ_Ｓに合わせることができる。

　また、第３実施形態では、フレームレートの値であるＦ（Ｈｚ）刻みで変調周波数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓを変更する。たとえば、フレームレートが３０（ｆｐｓ）である場合は、３０（Ｈｚ）刻みで変調周波数ｆ_Ｌあるいはｆ_Ｓを変更する。これにより、無駄なサーチを防ぐことができる。

　なお、第３実施形態で用いられるコンフィデンス値の算出式は、式（４４）に限られない。たとえば、コンフィデンス値の算出式として下記の式（４５）や式（４６）を適用することもできる。
コンフィデンス値＝｜Ｑ_１８０－Ｑ_０｜＋｜Ｑ_９０－Ｑ_２７０｜　・・（４５）
コンフィデンス値＝ｍａｘ（｜Ｑ_０｜、｜Ｑ_９０｜、｜Ｑ_１８０｜、｜Ｑ_２７０｜）　・・（４６）

［推定処理および調整処理の詳細］
　つづいて、図１９～図２１を参照しながら、各実施形態に係る測距システム１が実行する推定処理および調整処理の詳細について説明する。図１９は、第１実施形態に係る推定処理および調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

　最初に、制御部３０あるいは制御部１５は、複数の動作モードの候補としてあらかじめ設定されている複数のフレームレートの中から、１つのフレームレート（たとえば、フレームレートＦ_１）を選択する（ステップＳ１０１）。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、あるフレームでの位相画像を計測する（ステップＳ１０２）。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、あるフレームでのコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を計測し、式（４）を計算する。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、別のフレームでの位相画像を計測する（ステップＳ１０３）。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、別のフレームでのコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を計測し、式（４）を計算する。

　次に、動被写体検知部２７は、ＴｏＦセンサ２３によって撮影された画像から動被写体位置（すなわち、動く被写体の位置）を検出する（ステップＳ１０４）。

　次に、推定部２８は、ステップＳ１０２、Ｓ１０３で計測された位相画像に基づいて、選択された１つのフレームレートにおける位相φのズレ量を算出する（ステップＳ１０５）。

　なお、かかるステップＳ１０５で用いられる位相画像からは、ステップＳ１０４で検出された動く被写体の位置が除かれる。なぜなら、位相φのズレ量を算出する処理において、被写体は静止していることが前提とされていることから、動く被写体の位置を含めた場合、位相φのズレ量を精度よく算出することが困難だからである。

　次に、推定部２８は、規定のフレーム数だけデータを取得したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、規定のフレーム数だけデータを取得していない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

　一方で、規定のフレーム数だけデータを取得した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、推定部２８は、取得されたすべての位相のズレ量の平均値を算出し（ステップＳ１０７）、かかる平均値を、選択された１つのフレームレートにおける位相φのズレ量とみなす。

　次に、推定部２８は、すべての候補のフレームレートで位相φのズレ量が算出されたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、すべての候補のフレームレートで位相φのズレ量が算出されていない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、制御部３０あるいは制御部１５は、別のフレームレート（たとえば、フレームレートＦ_２）を選択して（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

　一方で、すべての候補のフレームレートで位相φのズレ量が算出された場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、推定部２８は、すべての候補のフレームレートにおける位相φのズレ量に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する（ステップＳ１１０）。

　最後に、調整部２９は、ステップＳ１１０で推定された光源２の変調周波数ｆ_Ｌに基づいて、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整し（ステップＳ１１１）、処理を完了する。

　図２０は、第２実施形態に係る推定処理および調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

　最初に、制御部３０あるいは制御部１５は、複数の動作モードの候補としてあらかじめ設定されている複数の変調周波数の中から、１つの変調周波数（たとえば、変調周波数ｆ_Ｌ１、ｆ_Ｓ１）を選択する（ステップＳ２０１）。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、あるフレームでの位相画像を計測する（ステップＳ２０２）。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、あるフレームでのコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を計測し、式（４）を計算する。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、別のフレームでの位相画像を計測する（ステップＳ２０３）。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、別のフレームでのコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を計測し、式（４）を計算する。

　次に、動被写体検知部２７は、ＴｏＦセンサ２３によって撮影された画像から動被写体位置（すなわち、動く被写体の位置）を検出する（ステップＳ２０４）。

　次に、推定部２８は、ステップＳ２０２、Ｓ２０３で計測された位相画像に基づいて、選択された１つの変調周波数における位相φのズレ量を算出する（ステップＳ２０５）。なお、かかるステップＳ２０５で用いられる位相画像からは、ステップＳ２０４で検出された動く被写体の位置が除かれる。

　次に、推定部２８は、規定のフレーム数だけデータを取得したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。そして、規定のフレーム数だけデータを取得していない場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理に戻る。

　一方で、規定のフレーム数だけデータを取得した場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、推定部２８は、取得されたすべての位相のズレ量の平均値を算出し（ステップＳ２０７）、かかる平均値を、選択された１つの変調周波数における位相φのズレ量とみなす。

　次に、推定部２８は、すべての候補の変調周波数で位相φのズレ量が算出されたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。そして、すべての候補の変調周波数で位相φのズレ量が算出されていない場合（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、制御部３０あるいは制御部１５は、別の変調周波数（たとえば、変調周波数ｆ_Ｌ２、ｆ_Ｓ２）を選択して（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０２の処理に戻る。

　一方で、すべての候補の変調周波数で位相φのズレ量が算出された場合（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、推定部２８は、すべての候補の変調周波数における位相φのズレ量に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する（ステップＳ２１０）。

　最後に、調整部２９は、ステップＳ２１０で推定された光源２の変調周波数ｆ_Ｌに基づいて、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整し（ステップＳ２１１）、処理を完了する。

　図２１は、第３実施形態に係る推定処理および調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

　最初に、ＴｏＦセンサ２３は、あるフレームでの位相画像を計測する（ステップＳ３０１）。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、あるフレームでのコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を計測し、式（４）を計算する。

　次に、ＴｏＦセンサ２３は、別のフレームでの位相画像を計測する（ステップＳ３０２）。すなわち、ＴｏＦセンサ２３は、別のフレームでのコンポーネントＱ_０、Ｑ_９０、Ｑ_１８０、Ｑ_２７０を計測し、式（４）を計算する。

　次に、動被写体検知部２７は、ＴｏＦセンサ２３によって撮影された画像から動被写体位置（すなわち、動く被写体の位置）を検出する（ステップＳ３０３）。

　次に、推定部２８は、ステップＳ３０１、Ｓ３０２で計測された位相画像に基づいて、位相φのズレ量を算出する（ステップＳ３０４）。なお、かかるステップＳ３０４で用いられる位相画像からは、ステップＳ３０３で検出された動く被写体の位置が除かれる。

　次に、推定部２８は、ステップＳ３０４で算出された位相φのズレ量に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する（ステップＳ３０５）。そして、制御部３０は、候補としてあらかじめ設定されている複数の整数の中から、１つの整数Ｎを選択する（ステップＳ３０６）。

　次に、制御部３０は、選択された１つの整数Ｎに基づいて、変調周波数ｆ_Ｓを調整する（ステップＳ３０７）。そして、推定部２８は、調整された変調周波数ｆ_Ｓにおけるコンフィデンス値を算出する（ステップＳ３０８）。

　次に、推定部２８は、すべての候補の整数でコンフィデンス値が算出されたか否かを判定する（ステップＳ３０９）。そして、すべての候補の整数でコンフィデンス値が算出されていない場合（ステップＳ３０９，Ｎｏ）、制御部３０は、別の整数Ｎを選択して（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０７の処理に戻る。

　一方で、すべての候補の整数でコンフィデンス値が算出された場合（ステップＳ３０９，Ｙｅｓ）、推定部２８は、もっともコンフィデンス値の大きい整数Ｎを選択する（ステップＳ３１１）。

　そして、推定部２８は、選択された整数Ｎに基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する（ステップＳ３１１）。最後に、調整部２９は、ステップＳ３１１で推定された光源２の変調周波数ｆ_Ｌに基づいて、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整し（ステップＳ３１２）、処理を完了する。

［固体撮像素子］
　つづいて、各実施形態に係る固体撮像素子３００の構成例について、図２２～図２５を参照しながら説明する。図２２は、本開示の各実施形態に係る測距モジュール２１０の一構成例を示すブロック図である。

　図２２に示すように、測距モジュール２１０は、撮像レンズ２２０、固体撮像素子３００および測距演算部２３０を備える。なお、測距モジュール２１０は、各実施形態に係る測距装置３（図６参照）の一例であり、固体撮像素子３００は、各実施形態に係るＴｏＦセンサ２３（図６参照）の一例であり、測距演算部２３０は、各実施形態に係る距離算出部２６（図６参照）の一例である。

　撮像レンズ２２０は、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・（図６参照）からの出射光Ｌ１（図６参照）や、その出射光Ｌ１からの反射光Ｌ２（図６参照）を集光して固体撮像素子３００に導くものである。

　固体撮像素子３００は、撮像レンズ２２０からの光を光電変換して画像データを生成するものである。この固体撮像素子３００には、所定の周波数の垂直同期信号ＶＳＹＮＣと、基準クロックＣＬＫｓとが入力される。

　垂直同期信号ＶＳＹＮＣの周波数は、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・が照射する出射光Ｌ１の周波数（２０メガヘルツなど）よりも低い値（６０ヘルツなど）に設定される。また、基準クロックＣＬＫｓの周波数は、その出射光Ｌ１の周波数と同じ値に設定される。

　ただし、基準クロックＣＬＫｓは、複数の光源部１４ａ、１４ｂ・・の出射光Ｌ１と同期しておらず、その出射光Ｌ１と位相が一致するとは限らない。固体撮像素子３００は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ等に同期して画像データを生成し、測距演算部２３０に供給する。

　測距演算部２３０は、固体撮像素子３００から供給される画像データに基づいて、物体４までの距離ｄに関する情報を含んだデプスマップを作成し、外部に出力する。

　図２３は、本開示の各実施形態に係る固体撮像素子３００の一構成例を示すブロック図である。この固体撮像素子３００は、行走査回路３１０と、画素アレイ部３２０と、タイミング制御部３４０と、複数のＡＤ（Analog　to　Digital）変換部３５０と、列走査回路３６０と、信号処理部３７０とを備える。

　画素アレイ部３２０には、二次元格子状に複数の画素回路３３０が配置される。以下、所定の方向に配列された画素回路３３０の集合を「行」と称し、行に垂直な方向に配列された画素回路３３０の集合を「列」と称する。前述のＡＤ変換部３５０は、列ごとに設けられる。

　タイミング制御部３４０は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して行走査回路３１０、ＡＤ変換部３５０および列走査回路３６０を制御するものである。

　行走査回路３１０は、行を順に選択して画素信号を出力させるものである。画素回路３３０は、行走査回路３１０の制御に従って、受光量に応じたレベルの画素信号を出力するものである。

　ＡＤ変換部３５０は、対応する列からの画素信号をＡＤ変換するものである。このＡＤ変換部３５０は、列走査回路３６０の制御に従って、ＡＤ変換した画素信号を画素データとして信号処理部３７０に出力する。列走査回路３６０は、ＡＤ変換部３５０を順に選択して画素データを出力させるものである。

　信号処理部３７０は、画素データからなる画像データに対して、ＣＤＳ（Correlated　Double　Sampling）処理などの信号処理を行うものである。この信号処理部３７０は、信号処理後の画像データを測距演算部２３０に供給する。

　図２４は、本開示の各実施形態に係る画素回路３３０の一構成例を示すブロック図である。かかる画素回路３３０は、受光素子３３１と、転送スイッチ３３２と、電荷蓄積部３３３および３３４と、選択スイッチ３３５および３３６とを備える。

　受光素子３３１は、光を光電変換して電荷を生成するものである。この受光素子３３１として、たとえば、ＳＰＡＤ素子やフォトダイオードなどが用いられる。

　転送スイッチ３３２は、行走査回路３１０の制御に従って受光素子３３１を電荷蓄積部３３３、電荷蓄積部３３４およびリセット電源Ｖｒｓｔのいずれかに接続するものである。なお、各実施形態において説明した「ＴｏＦセンサ２３側の周波数」とは、２つの電荷蓄積部３３３、３３４へ電荷を振り分ける周期のことである。

　この転送スイッチ３３２は、たとえば、複数のＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタなどにより実現される。リセット電源Ｖｒｓｔに接続された際において、ＭＯＳトランジスタのドレインから出力された電荷は破棄され、受光素子３３１の電荷が初期化される。

　電荷蓄積部３３３および３３４は、電荷を蓄積して、その蓄積量に応じた電圧を生成するものである。これらの電荷蓄積部３３３および３３４として、たとえば、浮遊拡散層が用いられる。

　選択スイッチ３３５は、行走査回路３１０の制御に従って、電荷蓄積部３３３とＡＤ変換部３５０との間の線路を開閉するものである。選択スイッチ３３６は、行走査回路３１０の制御に従って、電荷蓄積部３３４とＡＤ変換部３５０との間の線路を開閉するものである。

　たとえば、行走査回路３１０によりＦＤ読出し信号ＲＤ＿ＦＤ１が供給された際に選択スイッチ３３５が閉状態に遷移し、行走査回路３１０によりＦＤ読出し信号ＲＤ＿ＦＤ２が供給された際に選択スイッチ３３６が閉状態に遷移する。これらの選択スイッチ３３５および３３６のそれぞれは、たとえば、ＭＯＳトランジスタなどにより実現される。

　図２５は、本開示の各実施形態に係るＱ１Ｑ２検出期間の固体撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。測距モジュール２１０に測距させるための所定の操作が行われると、画素回路３３０は、受光量Ｑ１およびＱ２の検出と、受光量Ｑ３およびＱ４の検出とを交互に繰り返し行う。

　以下、受光量Ｑ１およびＱ２の検出期間を「Ｑ１Ｑ２検出期間」と称し、受光量Ｑ３およびＱ４の検出期間を「Ｑ３Ｑ４検出期間」と称する。また、Ｑ１Ｑ２検出期間およびＱ３Ｑ４検出期間からなる期間を「測定期間」と称する。Ｑ１Ｑ２検出期間およびＱ３Ｑ４検出期間のそれぞれの長さは、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの周期（たとえば、１／６０秒）である。

　ここで、受光量Ｑ１は、基準クロックＣＬＫｓの特定の位相（たとえば、立上り）を０度として、０度から１８０度までの受光量ｑ１をＱ１Ｑ２検出期間に亘って累積したものである。基準クロックＣＬＫｓの周波数は２０メガヘルツ（ＭＨｚ）と高いため、その１周期（１／２０マイクロ秒）当たりの受光量ｑ１は非常に少なく、検出が困難である。

　このため、画素回路３３０は、基準クロックＣＬＫｓの周期（１／２０マイクロ秒）より長い１／６０秒などのＱ１Ｑ２検出期間に亘って、ｑ１のそれぞれを累積し、その総量を受光量Ｑ１として検出する。また、受光量Ｑ２は、１８０度から３６０度までの受光量ｑ２をＱ１Ｑ２検出期間に亘って累積したものである。

　また、受光量Ｑ３は、９０度から２７０度までの受光量ｑ３をＱ３Ｑ４検出期間に亘って累積したものである。また、受光量Ｑ４は、２７０度から９０度までの受光量ｑ４をＱ３Ｑ４検出期間に亘って累積したものである。

　これらの受光量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４を下記の式（４７）に代入することにより、測距演算部２３０は、基準クロックＣＬＫｓと、受光した光との間の位相差ｄＰを算出することができる。この式の導出方法は、たとえば、「Larry　Li、"Time-of-Flight　Camera　-　An　Introduction"、テキサスインスツルメンツ、Technical　White　Paper　SLOA190B　January　2014Revised　May　2014」に記載されている。
ｄＰ＝Ａｒｃｔａｎ｛（Ｑ３－Ｑ４）／（Ｑ１－Ｑ２）｝　・・・（４７）

　たとえば、タイミングＴ１からタイミングＴ２までのＱ１Ｑ２検出期間において、その期間の受光量Ｑ１およびＱ２が検出される。まず、行走査回路３１０は、タイミングＴ１から所定のパルス期間に亘ってリセット信号ＲＳＴを全行に供給する。

　このリセット信号ＲＳＴにより、全行の電荷蓄積部３３３および３３４の電荷蓄積量が初期化される。また、行走査回路３１０は、ＦＤ選択信号ＳＥＬ＿ＦＤにより、全行の受光素子３３１の電荷を初期化する。

　そして、行走査回路３１０は、Ｑ１Ｑ２検出期間において、基準クロックＣＬＫｓの周期内の０度から１８０度までに亘って全行についてＦＤ選択信号ＳＥＬ＿ＦＤにより受光素子３３１が生成した電荷を電荷蓄積部３３３に転送させる。この制御により、電荷蓄積部３３３に受光量ｑ１が蓄積される。

　また、行走査回路３１０は、Ｑ１Ｑ２検出期間において、基準クロックＣＬＫｓの周期内の１８０度から３６０度までに亘って全行についてＦＤ選択信号ＳＥＬ＿ＦＤにより受光素子３３１が生成した電荷を電荷蓄積部３３４に転送させる。この制御により、電荷蓄積部３３４に受光量ｑ２が蓄積される。

　そして、タイミングＴ２の直前のタイミングＴ１１において行走査回路３１０は、１行目にＦＤ読出し信号ＲＤ＿ＦＤ１およびＲＤ＿ＦＤ２を順に供給する。この制御により、１行目の受光量Ｑ１およびＱ２に応じた画素信号が読み出される。

　次に、行走査回路３１０は、２行目にＦＤ読出し信号ＲＤ＿ＦＤ１およびＲＤ＿ＦＤ２を順に供給して画素信号を読み出す。以下、同様に行走査回路３１０は、行を順に選択して画素信号を読み出す。

　このように、Ｑ１Ｑ２検出期間において画素回路３３０のそれぞれは、０度から１８０度までの受光量Ｑ１と、１８０度から３６０度までの受光量Ｑ２とを検出する。

［効果］
　実施形態に係る測距装置３は、ＴｏＦセンサ２３と、距離算出部２６と、モード切替部（制御部３０）と、推定部２８とを備える。ＴｏＦセンサ２３は、撮影タイミングを制御するセンサクロック２１が光源２の発光タイミングを制御する光源クロック１１と異なる装置固有のクロックであり、パルス光を出射する光源２の出射光Ｌ１を物体４の表面で反射させて撮影する。距離算出部２６は、ＴｏＦセンサ２３で撮影された画像データに基づいて、物体４までの距離ｄを算出する。モード切替部（制御部３０）は、ＴｏＦセンサ２３の動作モードを切り替える。推定部２８は、モード切替部（制御部３０）により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、光源クロック１１から生成される光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　これにより、ＴｏＦセンサ２３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　また、実施形態に係る測距装置３は、推定部２８で推定された光源２の変調周波数ｆ_Ｌに基づいて、センサクロック２１から生成される測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを調整する調整部２９をさらに備える。

　また、実施形態に係る測距装置３において、モード切替部（制御部３０）は、ＴｏＦセンサ２３のフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替える。また、推定部２８は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　これにより、光源２の変調周波数ｆ_Ｌと測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓとが大きくずれた場合でも、測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを光源２の変調周波数ｆ_Ｌに合わせることができる。

　また、実施形態に係る測距装置３において、モード切替部（制御部３０）は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌおよび測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを複数の異なる周波数に切り替える。また、推定部２８は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　また、実施形態に係る測距装置３において、モード切替部（制御部３０）は、所定のフレームレートの値刻みで光源２の変調周波数ｆ_Ｌあるいは測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを変更する。

　これにより、無駄なサーチを防ぐことができる。

　実施形態に係る測距システム１は、発光パルスの変調周波数を制御する光源クロック１１を有し、パルス光を出射する光源２と、光源２の出射光Ｌ１を用いて物体４までの距離ｄを測定する測距装置３とを備える。測距装置３は、ＴｏＦセンサ２３と、距離算出部２６と、モード切替部（制御部３０）と、推定部２８とを有する。ＴｏＦセンサ２３は、撮影タイミングを制御するセンサクロック２１が光源クロック１１と異なる装置固有のクロックであり、光源２の出射光Ｌ１を物体４の表面で反射させて撮影する。距離算出部２６は、ＴｏＦセンサ２３で撮影された画像データに基づいて、物体４までの距離ｄを算出する。モード切替部（制御部３０）は、光源２およびＴｏＦセンサ２３の動作モードを切り替える。推定部２８は、モード切替部（制御部３０）により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、光源クロック１１から生成される光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　また、実施形態に係る測距システム１において、測距装置３は、調整部２９をさらに有する。調整部２９は、推定部２８で推定された光源２の変調周波数ｆ_Ｌに基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌおよびセンサクロック２１から生成される測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓのうち少なくとも一つを調整する。

　また、実施形態に係る測距システム１において、モード切替部（制御部３０）は、ＴｏＦセンサ２３のフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替える。また、推定部２８は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　また、実施形態に係る測距システム１において、モード切替部（制御部３０）は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌおよび測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを複数の異なる周波数に切り替える。また、推定部２８は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　また、実施形態に係る測距システム１において、モード切替部（制御部３０）は、光源２の変調周波数ｆ_Ｌおよび測距装置３の変調周波数ｆ_Ｌを複数の異なる周波数に切り替える。また、推定部２８は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　また、実施形態に係る測距システム１において、モード切替部（制御部３０）は、所定のフレームレートの値刻みで光源２の変調周波数ｆ_Ｌあるいは測距装置３の変調周波数ｆ_Ｓを変更する。

　これにより、無駄なサーチを防ぐことができる。

　また、実施形態に係る測距システム１において、光源２は、モード切替部（制御部３０）で設定される光源２の動作モードに関する情報を測距装置３から受信する通信部１６を有する。

　これにより、光源２と測距装置３とが別体で構成される場合であっても、光源２の動作モードに関する情報を測距装置３から受信することができる。

　また、実施形態に係る測距システム１において、測距装置３は、光源２の動作モードに関する情報を光源２から受信する通信部３１を有する。また、モード切替部（制御部３０）は、通信部３１が受信した光源２の動作モードに基づいて、測距装置３の動作モードを設定する。

　これにより、光源２と測距装置３とが別体で構成される場合であっても、光源２の動作モードに関する情報を光源２から受信することができる。

　実施形態に係る測距装置３の調整方法は、第１撮影工程と、モード切替工程と、第２撮影工程と、推定工程とを含む。第１撮影工程は、撮影タイミングを制御するセンサクロック２１が光源２の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロック１１と異なる装置固有のクロックであるＴｏＦセンサ２３を用いて、パルス光を出射する光源２の出射光Ｌ１を物体４の表面で反射させて撮影する。モード切替工程は、ＴｏＦセンサ２３の動作モードを切り替える。第２撮影工程は、動作モードが切り替えられたＴｏＦセンサ２３で物体４を撮影する。推定工程は、第１撮影工程および第２撮影工程で撮影された複数の画像データに基づいて、光源クロック１１から生成される光源２の変調周波数ｆ_Ｌを推定する。

　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

　また、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。

　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　撮影タイミングを制御するセンサクロックが光源の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックと異なる装置固有のクロックであり、パルス光を出射する前記光源の出射光を物体の表面で反射させて撮影するＴｏＦ（Time　of　Flight）センサと、
　前記ＴｏＦセンサで撮影された画像データに基づいて、前記物体までの距離を算出する距離算出部と、
　前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替部と、
　前記モード切替部により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定部と、
　を備える測距装置。
（２）
　前記推定部で推定された前記光源の変調周波数に基づいて、前記センサクロックから生成される測距装置の変調周波数を調整する調整部をさらに備える
　前記（１）に記載の測距装置。
（３）
　前記モード切替部は、前記ＴｏＦセンサのフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替え、
　前記推定部は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（１）または（２）に記載の測距装置。
（４）
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（１）または（２）に記載の測距装置。
（５）
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数あるいは前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（１）または（２）に記載の測距装置。
（６）
　前記モード切替部は、所定のフレームレートの値刻みで前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を変更する
　前記（５）に記載の測距装置。
（７）
　発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックを有し、パルス光を出射する光源と、
　前記光源の出射光を用いて物体までの距離を測定する測距装置と、
　を備え、
　前記測距装置は、
　撮影タイミングを制御するセンサクロックが前記光源クロックと異なる装置固有のクロックであり、前記光源の出射光を前記物体の表面で反射させて撮影するＴｏＦ（Time　of　Flight）センサと、
　前記ＴｏＦセンサで撮影された画像データに基づいて、前記物体までの距離を算出する距離算出部と、
　前記光源および前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替部と、
　前記モード切替部により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定部と、を有する
　測距システム。
（８）
　前記測距装置は、
　前記推定部で推定された前記光源の変調周波数に基づいて、前記光源の変調周波数および前記センサクロックから生成される前記測距装置の変調周波数のうち少なくとも一つを調整する調整部をさらに有する
　前記（７）に記載の測距システム。
（９）
　前記モード切替部は、前記ＴｏＦセンサのフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替え、
　前記推定部は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（７）または（８）に記載の測距システム。
（１０）
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（７）または（８）に記載の測距システム。
（１１）
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（７）または（８）に記載の測距システム。
（１２）
　前記モード切替部は、所定のフレームレートの値刻みで前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を変更する
　前記（１１）に記載の測距システム。
（１３）
　前記光源は、前記モード切替部で設定される前記光源の動作モードに関する情報を前記測距装置から受信する通信部を有する
　前記（７）～（１２）のいずれか一つに記載の測距システム。
（１４）
　前記測距装置は、前記光源の動作モードに関する情報を前記光源から受信する通信部を有し、
　前記モード切替部は、前記通信部が受信した前記光源の動作モードに基づいて、前記測距装置の動作モードを設定する
　前記（７）～（１２）のいずれか一つに記載の測距システム。
（１５）
　撮影タイミングを制御するセンサクロックが光源の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックと異なる装置固有のクロックであるＴｏＦ（Time　of　Flight）センサを用いて、パルス光を出射する前記光源の出射光を物体の表面で反射させて撮影する第１撮影工程と、
　前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替工程と、
　動作モードが切り替えられた前記ＴｏＦセンサで前記物体を撮影する第２撮影工程と、
　前記第１撮影工程および前記第２撮影工程で撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定工程と、
　を含む測距装置の調整方法。
（１６）
　前記推定工程で推定された前記光源の変調周波数に基づいて、前記センサクロックから生成される測距装置の変調周波数を調整する調整工程をさらに含む
　前記（１５）に記載の測距装置の調整方法。
（１７）
　前記モード切替工程は、前記ＴｏＦセンサのフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替え、
　前記推定工程は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（１５）または（１６）に記載の測距装置の調整方法。
（１８）
　前記モード切替工程は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定工程は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（１５）または（１６）に記載の測距装置の調整方法。
（１９）
　前記モード切替工程は、前記光源の変調周波数あるいは前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定工程は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（１５）または（１６）に記載の測距装置の調整方法。
（２０）
　前記モード切替工程は、所定のフレームレートの値刻みで前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を変更する
　前記（１９）に記載の測距装置の調整方法。
（２１）
　撮影タイミングを制御するセンサクロックが光源の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックと異なる装置固有のクロックである測距装置のＴｏＦ（Time　of　Flight）センサを用いて、パルス光を出射する前記光源の出射光を物体の表面で反射させて撮影する第１撮影工程と、
　前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替工程と、
　動作モードが切り替えられた前記ＴｏＦセンサで前記物体を撮影する第２撮影工程と、
　前記第１撮影工程および前記第２撮影工程で撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定工程と、
　を含む測距システムの調整方法。
（２２）
　前記推定工程で推定された前記光源の変調周波数に基づいて、前記光源の変調周波数および前記センサクロックから生成される前記測距装置の変調周波数のうち少なくとも一つを調整する調整工程をさらに含む
　前記（２１）に記載の測距システムの調整方法。
（２３）
　前記モード切替工程は、前記ＴｏＦセンサのフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替え、
　前記推定工程は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（２１）または（２２）に記載の測距システムの調整方法。
（２４）
　前記モード切替工程は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定工程は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（２１）または（２２）に記載の測距システムの調整方法。
（２５）
　前記モード切替工程は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定工程は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　前記（２１）または（２２）に記載の測距システムの調整方法。
（２６）
　前記モード切替工程は、所定のフレームレートの値刻みで前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を変更する
　前記（２５）に記載の測距システムの調整方法。
（２７）
　前記光源は、前記モード切替工程で設定される前記光源の動作モードに関する情報を前記測距装置から受信する通信部を有する
　前記（２１）～（２６）のいずれか一つに記載の測距システムの調整方法。
（２８）
　前記測距装置は、前記光源の動作モードに関する情報を前記光源から受信する通信部を有し、
　前記モード切替工程は、前記通信部が受信した前記光源の動作モードに基づいて、前記測距装置の動作モードを設定する
　前記（２１）～（２６）のいずれか一つに記載の測距システムの調整方法。

１　　測距システム
２　　光源
３　　測距装置
１１　光源クロック
１２　ＰＬＬ回路
１６　通信部
２１　センサクロック
２２　ＰＬＬ回路
２３　ＴｏＦセンサ
２８　推定部
２９　調整部
３０　制御部（モード切替部の一例）
３１　通信部
ｄ　　距離
ｆ_Ｌ、ｆ_Ｓ　変調周波数
Ｌ１　出射光
Ｌ２　反射光

Claims

　撮影タイミングを制御するセンサクロックが光源の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックと異なる装置固有のクロックであり、パルス光を出射する前記光源の出射光を物体の表面で反射させて撮影するＴｏＦ（Time　of　Flight）センサと、
　前記ＴｏＦセンサで撮影された画像データに基づいて、前記物体までの距離を算出する距離算出部と、
　前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替部と、
　前記モード切替部により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定部と、
　を備える測距装置。
　前記推定部で推定された前記光源の変調周波数に基づいて、前記センサクロックから生成される測距装置の変調周波数を調整する調整部をさらに備える
　請求項１に記載の測距装置。
　前記モード切替部は、前記ＴｏＦセンサのフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替え、
　前記推定部は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　請求項１に記載の測距装置。
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　請求項１に記載の測距装置。
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数あるいは前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　請求項１に記載の測距装置。
　前記モード切替部は、所定のフレームレートの値刻みで前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を変更する
　請求項５に記載の測距装置。
　発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックを有し、パルス光を出射する光源と、
　前記光源の出射光を用いて物体までの距離を測定する測距装置と、
　を備え、
　前記測距装置は、
　撮影タイミングを制御するセンサクロックが前記光源クロックと異なる装置固有のクロックであり、前記光源の出射光を前記物体の表面で反射させて撮影するＴｏＦ（Time　of　Flight）センサと、
　前記ＴｏＦセンサで撮影された画像データに基づいて、前記物体までの距離を算出する距離算出部と、
　前記光源および前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替部と、
　前記モード切替部により動作モードが切り替えられて撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定部と、を有する
　測距システム。
　前記測距装置は、
　前記推定部で推定された前記光源の変調周波数に基づいて、前記光源の変調周波数および前記センサクロックから生成される前記測距装置の変調周波数のうち少なくとも一つを調整する調整部をさらに有する
　請求項７に記載の測距システム。
　前記モード切替部は、前記ＴｏＦセンサのフレームレートを複数の異なるフレームレートに切り替え、
　前記推定部は、複数の異なるフレームレートで撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　請求項７に記載の測距システム。
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データの位相情報に基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　請求項７に記載の測距システム。
　前記モード切替部は、前記光源の変調周波数あるいは前記測距装置の変調周波数を複数の異なる周波数に切り替え、
　前記推定部は、１つの変調周波数で撮影された画像データの位相情報と、複数の異なる変調周波数で撮影された複数の画像データのコンフィデンス値とに基づいて、前記光源の変調周波数を推定する
　請求項７に記載の測距システム。
　前記モード切替部は、所定のフレームレートの値刻みで前記光源の変調周波数および前記測距装置の変調周波数を変更する
　請求項１１に記載の測距システム。
　前記光源は、前記モード切替部で設定される前記光源の動作モードに関する情報を前記測距装置から受信する通信部を有する
　請求項７に記載の測距システム。
　前記測距装置は、前記光源の動作モードに関する情報を前記光源から受信する通信部を有し、
　前記モード切替部は、前記通信部が受信した前記光源の動作モードに基づいて、前記測距装置の動作モードを設定する
　請求項７に記載の測距システム。
　撮影タイミングを制御するセンサクロックが光源の発光パルスの変調周波数を制御する光源クロックと異なる装置固有のクロックであるＴｏＦ（Time　of　Flight）センサを用いて、パルス光を出射する前記光源の出射光を物体の表面で反射させて撮影する第１撮影工程と、
　前記ＴｏＦセンサの動作モードを切り替えるモード切替工程と、
　動作モードが切り替えられた前記ＴｏＦセンサで前記物体を撮影する第２撮影工程と、
　前記第１撮影工程および前記第２撮影工程で撮影された複数の画像データに基づいて、前記光源クロックから生成される前記光源の変調周波数を推定する推定工程と、
　を含む測距装置の調整方法。