WO2023008465A1 - 測距装置および測距方法 - Google Patents

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正樹 金丸
良直 河合
利章 平岡
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ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社
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    • G01S7/4911—Transmitters

Definitions

  • the present disclosure relates to a ranging device and a ranging method.
  • Patent Document 1 discloses a distance measuring device based on TOF (Time Of Flight) distance calculation.
  • the present disclosure has been made in view of such problems, and aims to provide a distance measuring device and a distance measuring method that reduce the influence of ambient light.
  • a distance measuring device includes a light source that emits irradiation light, and a plurality of packets that hold signal charges generated at a plurality of different exposure timings for the irradiation light. and a signal processing circuit for calculating a distance value based on the plurality of packets, wherein the signal processing circuit uses the corresponding plurality of packets for each pixel.
  • the presence or absence of ambient light is determined, and if it is determined that there is no ambient light, the distance value of the pixel is calculated by the first process, and if it is determined that there is ambient light, the second process different from the first process is performed to calculate the distance value of the pixel. Calculate the distance value.
  • a distance measurement method is a distance measurement method using a light source that emits irradiation light and a solid-state imaging device, wherein signal charges generated at a plurality of different exposure timings for the irradiation light are A plurality of packets to be held are generated for each pixel, and the presence or absence of disturbance light is determined for each pixel using the corresponding plurality of packets. is calculated, and when it is determined that there is ambient light, the distance value of the pixel is calculated by a second process different from the first process.
  • the ranging device and ranging method of the present disclosure it is possible to reduce the influence of ambient light.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the solid-state imaging device in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing examples of six types of packets formed during the ranging operation according to the first embodiment.
  • 4A is a time chart showing an operation example of the distance measuring device according to Embodiment 1.
  • FIG. 4B is a time chart showing an operation example of the distance measuring device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of ambient light determination processing in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the solid-state imaging device in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing examples of six
  • FIG. 7A is a diagram showing an example of packet signal amounts when there is no ambient light.
  • FIG. 7B is a diagram showing an example of the signal amount of packets when there is disturbance light.
  • FIG. 7C is a diagram showing another example of the packet signal amount in the presence of ambient light.
  • FIG. 7D is a diagram illustrating another example of packet signal amounts when there is no disturbance light.
  • FIG. 8 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of flare determination processing in FIG.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example of the signal amount of a packet with flare.
  • FIG. 10B is a diagram illustrating an example of packet signal amounts when there is no flare.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example of the signal amount of a packet with flare.
  • FIG. 10B is a diagram illustrating an example of packet signal amounts when there is no flare.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example of
  • FIG. 10C is a diagram showing another example of packet signal amounts when there is no flare.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of the second process in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing an example of a packet to which the second process of FIG. 11 is applied.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of correction processing in FIG. 14A is an explanatory diagram schematically showing the correction processing in FIG. 8.
  • FIG. 14B is an explanatory diagram of indexes corresponding to the selection results in FIG.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing target pixels and peripheral pixels used in the correction process in FIG.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing target pixels and peripheral pixels used in the correction process in FIG.
  • FIG. 17A and 17B are explanatory diagrams showing an example of irradiation light and a plurality of packets generated from one pixel in the distance measuring device according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of ambient light determination processing according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of ambient light determination processing according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device according to the fourth embodiment.
  • 21 is a flowchart showing an example of the second process in FIG. 20.
  • FIG. FIG. 22 is an explanatory diagram schematically showing an example of a packet to which the second process in FIG. 20 is applied.
  • FIG. 23 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 24 is a flow chart showing an example of the first flare determination process in FIG. 25 is a diagram for explaining an example of a specific operation of the first flare determination process in FIG. 23.
  • FIG. FIG. 26 is a plan view schematically showing how the solid-state imaging device according to Embodiment 6 includes a plurality of OB pixels.
  • 27 is a flowchart illustrating an operation example of the distance measuring device according to Embodiment 6.
  • FIG. 28 is a flow chart showing an example of the second flare determination process in FIG. 27.
  • FIG. 29A is a diagram for explaining an example of a specific operation of the second flare determination process in FIG. 28.
  • FIG. 29B is a diagram for explaining an example of a specific operation of the second flare determination process in FIG. 28.
  • FIG. 30 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device according to the seventh embodiment.
  • 31 is a flow chart showing an example of the third flare determination process in FIG. 30.
  • FIG. 32A is a diagram for explaining an example of a specific operation of the third flare determination process in FIG. 30;
  • FIG. 32B is a diagram for explaining an example of a specific operation of the third flare determination process in FIG. 30.
  • FIG. 32C is a diagram for explaining an example of a specific operation of the third flare determination process in FIG. 30.
  • FIG. 33 is a flowchart illustrating an operation example of the distance measuring device according to Embodiment 8.
  • FIG. FIG. 34 is a flow chart showing an example of the fourth flare determination process in FIG.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining an example of a specific operation of the fourth flare determination process in FIG. 33;
  • FIG. 36 is a schematic diagram for explaining disturbance light with respect to the distance measuring device.
  • FIG. 36 is a schematic diagram for explaining disturbance light with respect to the distance measuring device.
  • the illumination light and the reflected light between the distance measuring device 90 and the objects 95, 96 and 97 are schematically shown.
  • a rangefinder 90 includes a light source 91 , an image sensor 92 and an optical system 94 .
  • Light source 91 emits illumination light to object 95 .
  • the image sensor 92 has multiple pixels 93 .
  • the optical system 94 includes one lens or a plurality of lenses, and guides the reflected light from the object with respect to the illumination light to the image sensor 92 .
  • a dark gray pixel among the plurality of pixels 93 is a pixel of interest PX for explaining ambient light.
  • Solid lines in the figure indicate the light emitted from the light source 91 and the directly reflected light.
  • the dashed lines in the figure indicate the indirectly reflected light that constitutes the multipath.
  • a dotted line in the figure indicates stray light caused by reflection on the light receiving surface of the image sensor 92 and reflection on the lens surface of the optical system 94 .
  • the target pixel PX receives direct reflected light R0 from the object 95, stray light R1 from the object 96, and indirect reflected light R2 from the object 97.
  • the directly reflected light R0 is reflected light that is reflected by the object 95 from the light source 91 and directly reaches the distance measuring device 90 .
  • the stray light R1 is incident light that causes flare, and strong directly reflected light 98 is repeatedly reflected between the surface of the image sensor 92 and the surface of the lens and enters the pixel of interest PX.
  • the stray light R1 is generated in the following cases. That is, when an object 96 is present at a close distance to the distance measuring device 90 and has a high reflectance, strong direct reflected light 98 from the object 96 enters the distance measuring device 90 .
  • a strong direct reflected light 98 is reflected between the surface of the image sensor 92 and the surface of the lens and reaches the target pixel PX. If the optical system 94 includes multiple lenses, reflections between the lenses may also occur.
  • the stray light R1 causes a virtual image called flare in the luminance image, and causes an error in the distance value in the distance image.
  • the indirect reflected light R2 is incident light that has been reflected twice or more.
  • the indirect reflected light R2 is light that is emitted from the light source 91 and is reflected by the object 97 and further reflected by the target object 95 to enter the target pixel PX.
  • the indirect reflected light R2 is likely to occur when the reflectance of the object 97 is high.
  • the indirect reflected light R2 and the directly reflected light R0 form multipaths (multiple propagation paths).
  • the indirectly reflected light R2 causes a virtual image called a ghost in the luminance image, and causes an error in the distance value in the distance image.
  • the distance value of the target pixel PX calculated by the image sensor 92 may have an error due to the influence of ambient light.
  • a distance measuring device includes a light source that emits irradiation light, and a plurality of light sources that hold signal charges generated at a plurality of different exposure timings with respect to the irradiation light. and a signal processing circuit for calculating a distance value based on the plurality of packets, wherein the signal processing circuit converts the plurality of packets corresponding to one pixel to If it is determined that there is no ambient light, the distance value of the pixel is calculated by the first process, and if it is determined that there is ambient light, the second process different from the first process is performed. Calculate the distance value of the pixel.
  • a distance measurement method is a distance measurement method using a light source that emits irradiation light and a solid-state imaging device, wherein signal charges generated at a plurality of different exposure timings for the irradiation light are A plurality of packets to be held are generated for each pixel, the presence or absence of disturbance light is determined using the plurality of packets corresponding to one pixel, and when it is determined that there is no disturbance light, the distance value of the pixel is obtained by a first process. is calculated, and when it is determined that there is ambient light, the distance value of the pixel is calculated by a second process different from the first process.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • a distance measuring device 1 includes a light source 2, an optical system 3, a solid-state imaging device 4, a control circuit 5 and a signal processing circuit 6.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • a distance measuring device 1 includes a light source 2, an optical system 3, a solid-state imaging device 4, a control circuit 5 and a signal processing circuit 6.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • a distance measuring device 1 includes a light source 2, an optical system 3, a solid-state imaging device 4, a control circuit 5 and a signal processing circuit 6.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the light source 2 emits irradiation light to the object to be distance-measured according to the light emission control signal from the control circuit 5 .
  • the illuminating light is infrared light, for example pulsed light or a continuous wave with varying amplitude.
  • the irradiation light is assumed to be pulsed light.
  • the optical system 3 includes one lens or multiple lenses, and guides reflected light from the subject to the light receiving surface of the solid-state imaging device 4 .
  • the solid-state imaging device 4 has a plurality of pixels arranged two-dimensionally.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the distance measuring device 1 in FIG.
  • the solid-state imaging device 4 in FIG. 2 is a CCD (Charge Coupled Device) type solid-state imaging device, and includes a plurality of pixels 12, a plurality of pixels 13, and a plurality of VCCDs (Vertical Charge Coupled Device) 14.
  • CCD Charge Coupled Device
  • VCCDs Very Charge Coupled Device
  • the plurality of pixels 12 and the plurality of pixels 13 are arranged in a matrix.
  • the plurality of pixels 12 are pixels for generating a distance image, are mainly sensitive to infrared light, and generate signal charges according to the amount of incident infrared light.
  • a distance image is an image having pixel values that indicate distance.
  • FIG. 2 shows an example in which a plurality of pixels 12 labeled "IR" are arranged in odd rows.
  • Each of the plurality of pixels 12 generates a plurality of types of signal charges corresponding to a plurality of different exposure timings with respect to irradiation light.
  • the signal charges are held in packets formed in the VCCD 14 .
  • the plurality of pixels 13 are pixels for generating black-and-white images, are mainly sensitive to visible light, and generate signal charges according to the amount of incident visible light.
  • a black and white image is an image that has pixel values that indicate brightness.
  • a plurality of pixels 13 are labeled "W" in FIG. 2 and are arranged in even rows. Each of the plurality of pixels 13 generates signal charges according to the amount of incident visible light.
  • the plurality of VCCDs 14 are provided in the same number as the columns, and hold and vertically transfer the signal charges generated by the plurality of pixels 12 as packets. Therefore, each of the plurality of VCCDs 14 is covered with a plurality of types of vertical transfer electrodes.
  • each VCCD 14 is covered with ten kinds of vertical transfer electrodes V1 to V10.
  • the above packet is a potential well formed in the VCCD 14 by 10 types of vertical transfer control voltages applied to the vertical transfer electrodes V1 to V10.
  • the vertical transfer electrodes V1 to V10 function as transfer electrodes for packet formation and transfer.
  • the vertical transfer electrode V4 functions as a transfer electrode and also as a readout electrode for reading signal charges from the pixels 12 to the VCCD14.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a plurality of types of packets formed during ranging operation.
  • FIG. 3 shows an example in which six packets P1 to P6 are generated per pixel 12.
  • the pixels 13 for monochrome images may be omitted.
  • the VCCD 14 shows a configuration example in which the signal charges from the two pixels 12 on both sides of the VCCD 14 are simultaneously read out and mixed, but a configuration in which they are not mixed is also possible.
  • the solid-state imaging device 4 may be of a CCD type or a MOS type as long as it can generate a plurality of packets with different exposure timings per pixel 12 .
  • the control circuit 5 controls the light emission of the light source 2 and the exposure of the solid-state imaging device 4 according to the light emission control signal and the exposure control signal. With this control, the solid-state imaging device 4 generates, for each pixel 12, a plurality of packets holding signal charges generated at a plurality of different exposure timings with respect to the irradiation light.
  • FIG. 4A shows a specific example of an exposure operation using a light emission control signal and an exposure control signal for generating a plurality of packets for each pixel 12.
  • FIG. FIG. 4A is a time chart showing an operation example of generating packets P1 to P6 shown in FIG.
  • L0 in FIG. 4A indicates a light emission pulse included in the light emission control signal output from the control circuit 5 to the light source 2.
  • the light emission pulse is of positive logic, and instructs light emission at high level and non-light emission at low level. That is, the light source 2 emits light during the high level period of the light emission pulse L0 and turns off during the low level period.
  • E1 indicates an exposure pulse included in the exposure control signal output from the control circuit 5 to the solid-state imaging device 4.
  • the exposure pulse E1 is of negative logic, and indicates exposure at a low level and non-exposure at a high level.
  • the pulse width of the exposure pulse E1 is the same as that of the light emission pulse L0. Note that the pulse width of the exposure pulse E1 may be different from that of the light emission pulse L0.
  • “E2" to “E6” are the same as the exposure pulse E1. However, the exposure pulses E1 to E6 instruct exposure at different timings with respect to the light emission pulse L0.
  • FIG. 4A six different types of exposure operations are collectively shown in one time chart for convenience.
  • the six types of exposure operations are exposure operations by a set (L0, E1) of light emission pulse L0 and exposure pulse E1, (L0, E2), (L0, E3), (L0, E4), (L0, E5), ( L0, E6), which are actually performed separately.
  • the control circuit 5 controls the light source 2 and the solid-state imaging device 4 to perform these six types of exposure operations.
  • the signal charge generated by the exposure operation by (L0, E1) is transferred to packet P1.
  • the signal charges generated by the exposure operations of (L0, E2), (L0, E3), (L0, E4), (L0, E5), and (L0, E6) are transferred to packets P2 to P6, respectively. be done.
  • the time difference between the light emission pulse L0 and the exposure pulse is (L0, E1), (L0, E2), (L0, E3), (L0, E4), (L0, E5), (L0, E6 ) is the largest.
  • the exposure pulses E1 to E6 correspond to six distance intervals obtained by dividing the distance range of the distance measuring device 1.
  • the signal processing circuit 6 uses a plurality of packets corresponding to one pixel 12 to determine the presence or absence of disturbance light. Furthermore, when the signal processing circuit 6 determines that there is no disturbance light, the signal processing circuit 6 calculates the distance value of the pixel 12 by the first processing. Further, when the signal processing circuit 6 determines that there is ambient light, the signal processing circuit 6 calculates the distance value of the pixel 12 by a second process different from the first process.
  • a gray frame represents an example of the timing at which the pixel 12 can receive the directly reflected light R0 from the object. An example of the timing at which the pixel 12 can receive the stray light R1 that causes flare is indicated by a hatched frame. Furthermore, in FIG.
  • the signal processing circuit 6 determines the presence/absence of one or both of the stray light R1 and the indirect reflected light R2 as ambient light.
  • the second processing in the signal processing circuit 6 may be, for example, invalidation of the pixels 12 that set the distance value to an invalid value. As a result, inaccurate distance values including errors due to ambient light can be eliminated, so the influence of ambient light can be suppressed.
  • the second process may calculate the distance value by excluding packets corresponding to ambient light. As a result, since the distance value is calculated while suppressing the error due to the ambient light, the influence of the ambient light can be suppressed.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 1 according to the first embodiment. This figure is a flow chart showing the distance measurement method of the present disclosure.
  • the ranging device 1 first performs packet generation and preprocessing (S50). For example, the rangefinder 1 performs the six types of exposure operations shown in FIG. 4A once or multiple times to generate packets P1 to P6. Furthermore, as preprocessing, the signal processing circuit 6 subtracts the signal amount indicating the magnitude of the background light from the signal amount of the packets P1 to P6.
  • the signal processing circuit 6 performs processing of loop 1 (S51 to S56) for each of the plurality of pixels 12.
  • the signal processing circuit 6 performs ambient light determination processing on the pixel 12 (S52).
  • the ambient light determination process is a process of determining presence/absence of ambient light using a plurality of packets P1 to P6 generated from the pixel 12 concerned.
  • the signal processing circuit 6 determines that there is no disturbance light (no in S53), it performs the first process (S54). Processing is performed (S55).
  • the first process is a process of selecting, from among the plurality of packets P1 to P6, the packet exposed to the light reflected directly from the object. This process is called selection process A.
  • the packet with the maximum signal amount is selected as the first packet from the packets P1 to P6, and the second packet is selected from the packets adjacent to the first packet in terms of distance. Adjacent in distance means that two distance intervals corresponding to two packets are adjacent. In the example of FIG.
  • the signal processing circuit 6 After loop 1 is completed for all of the plurality of pixels 12, the signal processing circuit 6 performs distance calculation for each of the plurality of pixels 12 to calculate the distance value z (S57). However, in the distance calculation in step S57, the signal processing circuit 6 sets an invalid value as the distance value for the pixel 12 set as an invalid pixel in step S55.
  • the distance value z is calculated, for example, by Equation 1 using the signal amounts of the two packets selected in the first process of step S54.
  • c is a constant that indicates the speed of light.
  • i indicates the number of the packet with the smaller time difference from the illuminating light among the two packets selected in step S54 (“3” in packet 3 in FIG. 4A). In other words, i indicates the packet number corresponding to the closer one of the two distance intervals from the distance measuring device 1 to which the two packets selected in step S54 correspond (packet 3 in FIG. 4A). '3').
  • Tp is the pulse width of the pulsed light and also the pulse width of the exposure pulse.
  • S0 indicates the signal amount of the packet with the smaller time difference from the illuminating light out of the two selected packets.
  • S1 indicates the signal amount of the packet with the larger time difference from the illuminating light out of the two selected packets.
  • BG0 indicates the background light component of the packet with the smaller time difference from the illuminating light among the two selected packets.
  • BG1 indicates the background light component of the one of the two selected packets that has a larger
  • the pixels 12 that are determined to have ambient light invalidate the pixels 12 that include ambient light, so that the influence of ambient light can be suppressed.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of ambient light determination processing performed for each pixel 12 in FIG. 7A and 7D are explanatory diagrams showing examples of packet signal amounts when there is no ambient light.
  • 7B and 7C are explanatory diagrams showing examples of signal amounts of packets when there is ambient light.
  • A1 indicates the signal amount after preprocessing of the packet P1 in FIG. 4A or 4B, that is, the signal amount from which the background light component is removed. The same is true for A2 to A6.
  • the signal amounts A1 to A6 correspond to the packets P1 to P6 in ascending order of the time difference between the irradiation light and the exposure timing, in other words, in descending order of the distance between the distance measuring device 1 and the reflecting object.
  • the signal processing circuit 6 first compares the signal amount of each of a plurality of packets corresponding to the pixel 12 with a first reference value, and counts the number of packets exceeding the first reference value (S61).
  • the first reference value may be, for example, a value obtained by adding background light and noise components that may occur in the environment of the distance measuring device 1 .
  • This first reference value may be a predetermined value, or may be a value dynamically determined based on actual measurements.
  • the signal processing circuit 6 determines that there is ambient light (S62).
  • the threshold value N1 is a number that depends on the number of packets used to calculate the distance value z. According to step S62, it is determined that there is ambient light in the example of FIG. 7B.
  • the signal processing circuit 6 selects the N2 highest signal amounts among the plurality of packet signals corresponding to the pixel 12 (N2 is an integer equal to or greater than 2, and N2 is 2 in FIG. 6). is selected (S63), and it is determined whether or not the exposure timings of the selected N2 packets are in a predetermined adjacent relationship (S64). It is determined (S66), and if there is an adjacent relationship (yes in S64), it is determined that there is no ambient light (S65).
  • the predetermined adjacency relationship means that two distance sections corresponding to two exposure pulses are adjacent. According to step S64, it is determined that there is disturbance light in the example of FIG. 7C.
  • the examples of FIGS. 7A and 7D are determined to have no ambient light.
  • the presence or absence of ambient light such as indirect reflected light and stray light can be determined for each pixel 12 .
  • step S52 when it is determined that there is ambient light in step S52, the distance measuring device 1 notifies the higher system of the ranging device 1 or the user of the ranging device 1 that there is ambient light. may be warned.
  • the distance measuring device 1 includes a light source that emits irradiation light and a plurality of packets that hold signal charges generated at a plurality of different exposure timings for the irradiation light. and a signal processing circuit that calculates a distance value based on the plurality of packets. The presence or absence of light is determined, and if it is determined that there is no ambient light, the distance value of the pixel is calculated by the first process, and if it is determined that there is ambient light, the distance of the pixel is determined by the second process that is different from the first process. Calculate the value.
  • the first process or the second process is selectively performed according to the determination result indicating the presence or absence of disturbance light, so it is possible to reduce the influence of disturbance light.
  • the presence or absence of stray light that causes flare and indirectly reflected light in multipath can be determined as disturbance light.
  • the signal processing circuit compares the signal amount of each of the plurality of corresponding packets with a first reference value for each pixel, and counts the number of packets whose signal amount exceeds the first reference value. , when the counted number exceeds the threshold value, it may be determined that there is ambient light.
  • the presence or absence of disturbance light can be determined for each pixel by comparing a plurality of packets with the first reference value and determining the threshold value.
  • the signal processing circuit selects the top N packets (N is an integer equal to or greater than 2) having a large signal amount among the corresponding plurality of packets for each pixel, and selects the selected N packets. It may be determined whether or not the exposure timings are in a predetermined adjacency relationship, and if there is no adjacency relationship, it may be determined that there is a disturbance.
  • the presence or absence of disturbance light can be determined for each pixel based on the signal amounts of a plurality of packets and the adjacency relationship of the top N packets.
  • the irradiation light is pulsed light
  • the signal processing circuit compares each of the plurality of packets corresponding to one pixel with a first reference value, and determines the number of packets exceeding the first reference value. If the counted number exceeds a threshold value, it is determined that there is disturbance light, and among the plurality of packets, the top N packets (N is an integer equal to or greater than 2) having a large signal amount are selected and selected. It may be determined whether or not the exposure timings of the obtained N packets are in a predetermined adjacency relationship, and if there is no adjacency relationship, it may be determined that there is a disturbance.
  • the presence or absence of disturbance light can be determined for each pixel by comparing a plurality of packets with the first reference value, threshold determination, and the adjacency relationship of the top N packets.
  • the threshold value may be determined depending on the number of packets used for calculating the distance value among the plurality of packets.
  • an appropriate threshold can be determined according to the number of packets used to calculate the distance value.
  • the threshold may be 2 and the N may be 2.
  • a distance measuring device that calculates a distance value based on the ratio of two packets.
  • the signal processing circuit may invalidate the pixel in the second processing.
  • the effect of the ambient light can be suppressed by disabling the pixel.
  • a distance measurement method is a distance measurement method using a light source that emits irradiation light and a solid-state imaging device, and holds signal charges generated at a plurality of different exposure timings with respect to the irradiation light. For each pixel, the presence or absence of disturbance light is determined using the corresponding plurality of packets, and when it is determined that there is no disturbance light, the distance value of the pixel is calculated by the first process. When it is determined that there is ambient light, the distance value of the pixel is calculated by a second process different from the first process.
  • the first process or the second process is selectively performed according to the determination result indicating the presence or absence of disturbance light, so it is possible to reduce the influence of disturbance light.
  • the presence or absence of stray light that causes flare and indirectly reflected light in multipath can be determined as disturbance light.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, an example of invalidating the pixels 12 determined to have ambient light has been described. In contrast, in a second embodiment, a configuration example of a distance measuring device that calculates a distance value by excluding packets corresponding to ambient light without invalidating pixels 12 determined to have ambient light will be described. .
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to Embodiment 2 may be the same as in FIGS. However, the processing of the signal processing circuit 6 is partially different. In the following, the description will focus on the different points to avoid duplication of description.
  • FIG. 8 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device according to the second embodiment. The flowchart of the figure differs from that of FIG. 5 in that steps S81, S82, and S84 are newly added, and that step S83 is provided instead of step S55.
  • step S81 When it is determined in step S53 that there is ambient light, the signal processing circuit 6 further performs level determination processing (S81).
  • This level determination process is a process for determining the presence or absence of flare, that is, the presence or absence of ambient light that causes flare. If the signal processing circuit 6 determines that there is no flare as a result of the level determination processing (no in S82), it performs the first processing (S54), and if it determines that there is flare (yes in S82), it performs the second processing (S83). ).
  • the second process in step S83 does not invalidate the pixels 12, but performs a process of excluding packets corresponding to ambient light and selecting packets to be used for distance calculation. This second process is called a first level cut coefficient method.
  • the signal processing circuit 6 performs a correction process on the packet selection result by the second process of step S83 after completing the loop 1 (S84). After correction processing, the signal processing circuit 6 calculates a distance value for each pixel 12 by distance calculation. Since there are no invalid pixels 12 in the distance calculation in step S57, all pixels 12 are calculated.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of level determination processing in FIG.
  • FIGS. 10A and 10C are diagrams showing examples of packet signal amounts when flare occurs.
  • FIG. 10B is a diagram showing an example of the signal amount of a packet when flare does not occur.
  • the signal processing circuit 6 acquires M packets from the front for the pixels 12 determined to have ambient light in step S53 (S91).
  • the M packets from the near side refer to the M packets corresponding to the M distance intervals from the distance measuring device 1 .
  • the signal processing circuit 6 compares each of the acquired M packets with the second reference value (S92).
  • the second reference value indicates the amount of signal that can cause flare, and is set individually for each packet, for example, as indicated by the dashed lines in FIGS. 10A to 10C.
  • the second reference value may be a value common to M packets.
  • the second reference value is set individually for each packet so that the distance section closer to the distance measuring device 1 is larger, as indicated by the dashed lines in FIGS. 10A to 10C. .
  • the signal processing circuit 6 determines that there is no disturbance light that causes flare (S93). If one or more exceeds the second reference value (yes in S92), it is estimated that there is a possibility that flare will occur, and the process proceeds to step S94.
  • step S94 the signal processing circuit 6 acquires the remaining packets excluding the preceding M packets (S94), and if none of the remaining packets exceeds the second reference value (no in S95), no flare (S93), and if one or more of the remaining packets exceed the second reference value (yes in S95), it is determined that there is flare (S96).
  • the example of FIG. 10A is determined to have flare, and the second process is applied. Also, in the example of FIG. 10B and the example of FIG. 10C, it is determined that there is no flare, and the first process is applied. In the example of FIG. 10C, even though there is actually flare, it is determined that there is no flare at step S95. Since the signal amount of all packets of the directly reflected light is smaller than the second reference value and can be ignored, it is excluded from the second processing (first level cut coefficient method). Also, in the example of FIG. 10C, the distance value of the corresponding pixel 12 may be set to an invalid value.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of the second processing by the first level cut coefficient method in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing an example of multiple packets to which the second process of FIG. 11 is applied.
  • the signal processing circuit 6 compares each of the plurality of packets corresponding to the target pixel with the third reference value (S110), and determines that the signal amount of the packet below the third reference value among the plurality of packets. is set to 0 (S111).
  • the third reference value indicates the amount of signal that can occur due to flare or multipath, and is a value that is individually set for each packet, as indicated by broken lines in (a) and (b) of FIG. or a value common to all packets.
  • the third reference value may be the same as the second reference value in FIGS. 10A to 10C. Here, it is assumed that the third reference value is the same as the second reference value.
  • packets A2, A5, and A6 are below the third reference value.
  • the signal amounts of packets A2, A5, and A6 are set to zero. As a result, it is possible to eliminate packets containing noise that could not be eliminated in the preprocessing of step S50.
  • the signal processing circuit 6 multiplies each non-zero packet among the plurality of packets by a coefficient (S112).
  • the coefficient here is determined so that a packet corresponding to a distance section farther from the range finder 1 has a larger value for each packet.
  • the coefficient is set to a larger value for a packet corresponding to a distance section in which the amount of attenuation of irradiated light and reflected light is greater.
  • FIG. 12(c) shows the packet after multiplication.
  • the signal processing circuit 6 selects the largest packet as the first packet among the packets multiplied by the coefficients (S113). In (d) of FIG. 12, packet A3 is selected as the first packet.
  • the signal processing circuit 6 acquires two packets that are adjacent to the first packet in terms of distance (S114), and selects the one with the larger signal amount as the second packet (S116). or S117). In (e) of FIG. 12, packet A4 is selected as the second packet.
  • either before or after coefficient multiplication may be selected as the amount of signal used to select the second packet.
  • the two adjacent packets do not include the preceding M packets (no in S115)
  • the one with the larger signal amount before coefficient multiplication is selected as the second packet (S116)
  • the two adjacent packets include the preceding M packets (yes in S115)
  • the larger signal amount after multiplication by the coefficient is selected as the second packet (S117).
  • the second processing of the first level cut coefficient method of FIG. 11 packets containing ambient light are excluded and the first and second packets used for distance calculation are selected, so the influence of ambient light is suppressed. It is possible to In addition, since the difference in attenuation for each distance interval corresponding to a plurality of packets is converted into an equivalent attenuation by multiplying the coefficient, the signal amounts of packets with different distance intervals can be directly compared. Furthermore, since the signal amount used to select the second packet selects either before or after the coefficient multiplication depending on the situation, it is possible to more appropriately select the two packets used for the distance calculation.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of correction processing in FIG. 14A is an explanatory diagram schematically showing the correction processing in FIG. 8.
  • FIG. 14B is an explanatory diagram of indexes corresponding to selection results in the first process and the second process.
  • FIG. 13 shows correction processing performed for each pixel 12 that is the target of the second processing. Assume that this correction process is not applied to the pixel 12 that is the target of the first process.
  • the signal processing circuit 6 acquires the indices of peripheral pixels around the target pixel of correction processing (S131).
  • FIG. 14A nine pixels 12 are shown.
  • a black pixel 12 in the center indicates a target pixel on which the second processing is performed.
  • the eight gray pixels 12 surrounding the target pixel indicate the surrounding pixels.
  • the numerical value of each pixel 12 indicates an index.
  • the index takes a value from 1 to 5 and indicates two packets used for distance calculation selected in the first process and the second process.
  • index 1 indicates that packets P1 and P2 were selected for the distance calculation.
  • index 2 indicates packets P2 and P3.
  • Indexes 3 through 5 are similarly as shown in FIG. 14B.
  • the signal processing circuit 6 counts the number K of peripheral pixels having the same index value among the eight peripheral pixels (S132).
  • K is the number of indices included most among the eight peripheral pixels.
  • the count number K for index "2" is seven.
  • the signal processing circuit 6 determines whether or not the count number K is equal to or greater than L (S133).
  • L is a constant constant, for example 7. Note that L may be 6, 5, or any other number.
  • the signal processing circuit 6 determines that K is not equal to or greater than L, the signal processing circuit 6 terminates the correction process. It is determined whether or not they are different (S134). Further, the signal processing circuit 6 ends the correction process if it determines that it does not differ (no in S134), and if it determines that it differs (yes in S134), it converts the index of the target pixel to K neighboring pixels. is corrected to the same value as the index of (S135). In the example of FIG. 14A, the index "1" of the target pixel is corrected to the same value "2" as the indices of the K neighboring pixels.
  • the index of the target pixel is corrected to the same value as the indices of the surrounding pixels.
  • correction process of FIG. 13 may also be applied to the pixel 12 that is the target of the first process.
  • peripheral pixels in the correction process of FIG. 13 are not limited to FIG. 14A, and may correspond to FIGS. 15 and 16.
  • a black pixel P21 indicates a target pixel for correction processing.
  • Eight gray pixels P01, P10, P11, P20, P22, P30, P31, and P41 around the target pixel P21 indicate peripheral pixels.
  • a black pixel P31 indicates a target pixel for correction processing.
  • Eight gray pixels P11, P21, P22, P30, P32, P41, P42, and P51 around the target pixel P31 indicate peripheral pixels.
  • the relative positions of the surrounding pixels are the same even when pixels other than the pixels P21 and P31 are the target pixels.
  • Each pixel in FIGS. 15 and 16 corresponds to the position of the center of gravity of the two pixels 12 for mixing signal charges in FIGS.
  • the signal processing circuit processes M packets corresponding to M distance intervals from the one closest to the range finder among the plurality of packets. is compared with a second reference value, and when one or more of the M packets exceeds the second reference value, it is determined that there is ambient light.
  • the signal processing circuit compares each of the plurality of packets with a second reference value, and selects, among the plurality of packets, the highest order corresponding to M distance sections from the one closest to the range finder. when one or more of the M packets exceed the second reference value, and one or more of the plurality of packets other than the M packets exceed the second reference value If it exceeds, it may be determined that there is ambient light.
  • the second reference value may be determined for each of the plurality of packets.
  • the signal processing circuit compares each of the plurality of packets with a third reference value, and sets the signal amount of a packet smaller than the third reference value among the plurality of packets to zero.
  • each of the plurality of packets that is not 0 is multiplied by a coefficient having a large value corresponding to the order of distance from the distance measuring device for each packet, and among the packets after multiplication, the largest packet is selected as the first packet, the larger one of the packets adjacent to the first packet in terms of distance is selected as the second packet, and the distance value is calculated from the first packet and the second packet.
  • the signal processing circuit determines whether or not at least one of the packets adjacent to the first packet in distance is included in the N packets in order of distance from the distance measuring device. If it is determined to be included, the larger one of the multiplied packets adjacent to the first packet in terms of distance is selected as the second packet, and if it is determined not to be included, the A larger one of the packets before multiplication that are adjacent to the first packet in terms of distance may be selected as the second packet.
  • the signal processing circuit selects, for each pixel, at least two packets used for calculating a distance value from the plurality of packets in the first processing and the second processing, and selects the packets selected in the second processing.
  • the selection results of at least two packets may be corrected based on the selection results of pixels surrounding the pixel.
  • CW indirect TOF rangefinder 1 In the third embodiment, a CW indirect TOF rangefinder 1 will be described. In the CW-type indirect TOF method, not pulsed light but continuous wave (CW) is used as irradiation light.
  • CW continuous wave
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to Embodiment 3 may be the same as in FIGS. However, the main differences are that the light emitted from the light source 2 is continuous wave instead of pulsed light, and that a plurality of packets corresponding to different timings are based on the phase of the continuous wave. In the following, the different points will be mainly described.
  • 17A and 17B are explanatory diagrams showing an example of irradiation light and a plurality of packets generated from one pixel 12 in the distance measuring device according to the third embodiment.
  • the upper part of the figure shows the light emitted from the light source 2.
  • This illuminating light is a continuous wave with a periodically varying amplitude.
  • the illuminating light is a sine wave whose amplitude (ie, brightness) varies between minimum and maximum values. The minimum value can be 0.
  • the frequency of the sine wave is fmod.
  • One period of a sine wave is 1/fmod.
  • the lower part of the figure shows an example of the waveform of reflected light received by the solid-state imaging device 4 .
  • the reflected light has a time difference of phase delay ⁇ with respect to the illuminating light.
  • the solid-state imaging device 4 generates four packets A0 to A3 with different exposure timings for each pixel 12 .
  • the exposure timing of the packet A0 is the timing of the phase difference ⁇ 0 with respect to the irradiation light.
  • the exposure timing of packet A1 is the timing of the phase difference ( ⁇ 0+ ⁇ /2) with respect to the irradiation light.
  • the exposure timing of packet A2 is the timing of the phase difference ( ⁇ 0+ ⁇ ) with respect to the irradiation light.
  • the exposure timing of packet A3 is the timing of the phase difference ( ⁇ 0+3 ⁇ /2) with respect to the irradiation light.
  • the signal processing circuit 6 calculates the phase delay ⁇ for each pixel 12 by Equation 2 using the four packets A0 to A3, and calculates the distance value z for each pixel 12 by Equation 3.
  • the operation of the distance measuring device 1 in Embodiment 3 may be the same as in FIG. However, the processing contents of steps S50, S52, S54, and S57 are different. The different points will be mainly described below.
  • step S50 the control circuit 5 controls the light source 2 to emit the irradiation light shown in FIG.
  • the solid-state imaging device 4 is controlled to generate A3 from A0.
  • step S52 the signal processing circuit 6 performs ambient light determination processing shown in FIG. 18, for example.
  • FIG. 19 shows an explanatory diagram of the ambient light determination process of FIG.
  • the ambient light determination process of FIG. 18 differs from that of FIG. 6 in that steps S63 and S64 are deleted and the first reference value and threshold are different.
  • the first reference value should be determined based on the waveform of the sine wave, the amount of background light, and the amount of noise so that at least one of the four packets A0 to A3 does not exceed it.
  • the threshold depends on the number of packets used for distance calculation, and may be 3 in FIG. That is, the threshold is used to determine whether all four packets A0 to A3 have exceeded the first reference value.
  • the upper part of FIG. 19 shows the sine wave of the irradiation light.
  • the middle part of FIG. 19 shows the reflected light when there is no ambient light. In this case, at least one of the four packets A0 to A3 does not exceed the first reference value.
  • the lower part of FIG. 19 shows reflected light when there is ambient light.
  • the thick black line in the figure indicates the reflected light, and the double line indicates the sum of the reflected light and the ambient light.
  • the signal amount of packets A0 to A3 is the sum of reflected light and disturbance light. In this case, since all four packets A0 to A3 exceed the first reference value, it is determined that disturbance light is present.
  • the ambient light determination process of FIG. 18 can determine the presence or absence of ambient light even in the CW indirect TOF rangefinder 1 .
  • the irradiation light is a continuous wave having an amplitude that changes periodically, and the threshold is 3.
  • Embodiment 4 describes the range finder 1 according to Embodiment 4 in which a part of the operation performed by the range finder 1 according to Embodiment 2 is changed.
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to Embodiment 4 is the same as that of the distance measuring device 1 according to Embodiment 2. However, part of the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the fourth embodiment differs from the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the second embodiment. In the following, the description will focus on the different points to avoid duplication of description.
  • FIG. 20 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 1 according to the fourth embodiment.
  • the flowchart of FIG. 20 differs from that of FIG. 8 in that the process of step S83 is changed to the process of step S83A. That is, the range finder 1 according to Embodiment 2 performs the second processing by the first level cut coefficient method, whereas the range finder 1 according to Embodiment 4 uses the second level cut coefficient The difference is that the second process is performed according to the method.
  • FIG. 21 is a flow chart showing an example of the second processing by the second level cut coefficient method in FIG.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram schematically showing an example of multiple packets to which the second process of FIG. 21 is applied.
  • the flowchart of FIG. 21 differs from that of FIG. 11 in that the processing of steps S114 to S117 is changed to the processing of steps S124 to S127.
  • the signal processing circuit 6 compares each of the plurality of packets corresponding to the target pixel with the third reference value (S110), and determines the signal amount of the packet below the third reference value among the plurality of packets. is set to 0 (S111).
  • packets A1, A5, and A6 are below the third reference value.
  • the signal amounts of packets A1, A5, and A6 are set to zero. As a result, it is possible to eliminate packets containing noise that could not be eliminated in the preprocessing of step S50.
  • the signal processing circuit 6 multiplies each non-zero packet among the plurality of packets by a coefficient (S112).
  • the coefficient here is determined to have a larger value for each packet corresponding to a distance section farther from the distance measuring device.
  • the coefficient is set to a larger value for a packet corresponding to a distance section in which the amount of attenuation of irradiated light and reflected light is greater.
  • FIG. 22(c) shows the packet after multiplication.
  • the signal processing circuit 6 selects the largest packet as the first packet among the packets multiplied by the coefficients (S113). In (d) of FIG. 22, packet A3 is selected as the first packet.
  • the signal processing circuit 6 determines whether or not the first packet is the predetermined packet from the distance measuring device 1 (S124).
  • step S124 if the first packet is the predetermined number packet from the distance measuring device 1 (yes in S124), the signal processing circuit 6 determines that the packet before multiplication that is adjacent to the first packet in terms of distance is It is determined whether both of them exceed the third reference value (S125).
  • step S125 if both the packets before multiplication that are adjacent to the first packet in distance exceed the third reference value (yes in S125), that is, the coefficient multiplication of the packet that is adjacent to the first packet in distance If both previous signal amounts exceed the third reference value, the signal processing circuit 6 selects the packet farther from the distance measuring device 1 from among the packets adjacent to the first packet in terms of distance as the second packet (S127). ). In (e) of FIG. 22, packet A4 is selected as the second packet.
  • step S124 if the first packet is not the predetermined packet from the distance measuring device 1 (no in S124), and in the process of step S125, the packet before multiplication that is adjacent to the first packet in terms of distance does not exceed the third reference value (no in S125), the signal processing circuit 6 selects the larger one of the packets adjacent to the first packet in terms of distance before multiplication, that is, Of the packets that are adjacent to the first packet in terms of distance, the packet with the larger signal amount before coefficient multiplication is selected as the second packet (S126).
  • the first packet is selected as the predetermined number of packets
  • both packets exceed the third reference value
  • the one farther from the distance measuring device 1 is selected as the second packet from among the packets adjacent to the first packet in terms of distance, and the closer one, that is, the flare is generated. Do not select a packet with a high probability as the second packet. Therefore, two packets to be used for distance calculation can be more appropriately selected.
  • the signal processing circuit compares each of the plurality of packets with a third reference value, changing the signal amount of packets smaller than the third reference value among the packets to 0, and assigning a larger value to each of the packets that are not 0 among the plurality of packets in order of distance from the distance measuring device for each packet; multiplying the coefficients, selecting the largest packet from among the multiplied packets as the first packet, determining whether the first packet is a predetermined number of packets in order from the distance measuring device, When it is determined that the packet is the predetermined number of packets and the packets before multiplication that are adjacent to the first packet in distance both exceed the third reference value, the packet is adjacent to the first packet in distance. A packet farther from the distance measuring device is selected as a second packet, and a distance value is calculated from the first packet and the second packet.
  • Embodiment 5 describes the range finder 1 according to Embodiment 5 in which part of the operation performed by the range finder 1 according to Embodiment 2 is changed.
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to Embodiment 5 is the same as that of the distance measuring device 1 according to Embodiment 2. However, part of the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the fifth embodiment differs from the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the second embodiment. In the following, the description will focus on the different points to avoid duplication of description.
  • the distance measuring device 1 determines whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix at a stage prior to performing ambient light determination processing on each pixel 12. is determined, and when it is determined that no flare has occurred, an operation of performing the first processing without performing the disturbance determination processing is performed for each pixel 12 .
  • FIG. 23 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 1 according to the fifth embodiment. 23 differs from FIG. 8 in that the process of step S50 is divided into the process of step S210 and the process of step S230, and the process of step S220 is added between them. The difference is that the process of step S240 is added between the process and the process of step S52, and the process of step S81 and the process of step S82 are deleted.
  • the distance measuring device 1 first performs the six types of exposure operations shown in FIG. 4A once or multiple times to generate packets P1 to P6 (step S210).
  • the signal processing circuit 6 When the packet is generated, the signal processing circuit 6 performs first flare determination processing for determining whether or not flare occurs in the region of the pixels 12 based on the packet of the pixels 12 (step S220). Here, it is assumed that the signal processing circuit 6 sets a flare determination flag (substitutes 1 for the flare determination flag whose initial value is 0) when determining that flare is occurring.
  • the signal processing circuit 6 After performing the first flare determination process, the signal processing circuit 6 performs preprocessing (step S230).
  • the signal processing circuit 6 performs processing of loop 1 (S51 to S56) for each of the plurality of pixels 12.
  • the signal processing circuit 6 checks whether or not it has been determined that flare has occurred in the area of a plurality of pixels 12 (S240). That is, it is checked whether the flare determination flag is 1 or 0.
  • the signal processing circuit 6 performs the first 1 processing is performed (S54), and if it is determined that flare has occurred in the region of a plurality of pixels 12 (yes in S240), that is, if the flare determination flag is 1, the disturbance is applied to the pixel 12. Light determination processing is performed (S52).
  • the signal processing circuit 6 determines that there is no ambient light (no in S53), it performs the first process on the pixel 12 (S54), and if it determines that there is ambient light (yes in S53), Second processing is performed on pixel 12 by the first level cut coefficient method (S83).
  • FIG. 24 is a flow chart showing an example of the first flare determination process in FIG.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining an example of a specific operation of the first flare determination process, and shows pixels 12 whose signal amount exceeds the fourth reference value in each of packets P1 to P6. It is a schematic diagram.
  • target packets are not necessarily limited to all packets.
  • target packets may be limited to predetermined packets.
  • each square arranged in a matrix indicates each of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix.
  • a pixel 12 is shown.
  • a pixel 12 located third from the left in the horizontal direction (third column) and second from the top in the vertical direction (second row).
  • the first number in parentheses indicates the position of the column in the plurality of pixels 12 arranged in a matrix
  • the second number indicates the position of the row.
  • P6 packet the signal amount exceeds the fourth reference value.
  • the signal processing circuit 6 first performs the processing of loop 1 (S221 to S225) for each of a plurality of pixels 12.
  • the signal processing circuit 6 first compares the signal amount of each of the plurality of packets corresponding to the pixel 12 with a fourth reference value, and counts the number of packets exceeding the fourth reference value (S222).
  • the fourth reference value may be, for example, a value corresponding to the amount of signal that causes flare. This fourth reference value may be a predetermined value, or may be a value dynamically determined based on actual measurements.
  • This first reference number may be a predetermined value. In this case, for example, it may be determined based on the amount of signal of the pixels 12 that satisfies a predetermined condition related to the occurrence of flare, which is obtained by performing experiments, simulations, or the like in advance.
  • pixel 12 (7-6), pixel 12 (8-6), pixel 12 (9-6), pixel 12 (7-7), and pixel 12 (8-7). are determined as high signal amount pixels.
  • step S224 when the process of step S224 is completed, and when the number counted in the process of step S222 does not exceed the first reference number (no in S223), the process of loop 1 of the pixel 12 is performed.
  • the loop processing 1 of the next pixel 12 is started, or the loop processing 1 of all the pixels 12 is completed, the processing of the loop 1 is terminated and the processing proceeds to step S226.
  • the signal processing circuit 6 After completing the loop 1 processing for all of the plurality of pixels 12, the signal processing circuit 6 checks whether the number of high signal amount pixels exceeds the second reference number (S226).
  • This second reference number may be a predetermined value. In this case, for example, it may be determined based on the number of high-signal amount pixels counted when flare occurs, which is obtained by performing experiments, simulations, or the like in advance.
  • step S226 if the number of high-signal amount pixels exceeds the second reference number (yes in S226), the signal processing circuit 6 determines that there is flare (S227), and the number of high-signal amount pixels is If the second reference number is not exceeded (no in S226), the signal processing circuit 6 determines that there is no flare (S228).
  • the signal processing circuit 6 determines that there is no flare because nine pixels 12 are high signal amount pixels as described above.
  • the signal processing circuit further determines the presence or absence of flare. If it is determined that there is no flare, the distance value of the pixel is calculated by the first processing for each pixel.
  • the first process or the second process is selectively performed for each of a plurality of pixels according to the determination of the presence or absence of flare, so that the influence of disturbance light can be further reduced.
  • the irradiating light is pulsed light
  • the signal processing circuit determines whether the number of packets whose signal amount exceeds the fourth reference value exceeds the first reference number in the determination of the presence or absence of flare. In the case of pixels, it may be determined that there is flare when the number of high-signal amount pixels exceeds the second reference number.
  • the presence or absence of flare can be determined by comparing the number of high-signal amount pixels with the second reference number.
  • the number of packets exceeding the fourth reference value is counted in the processing of step S222 of the first flare determination processing shown in FIG.
  • the number of consecutive packets in the distance interval exceeding the value may be counted.
  • Embodiment 6 is related to Embodiment 6 in which a part of the configuration of the distance measuring device 1 according to Embodiment 5 and a part of the operation performed by the distance measuring device 1 according to Embodiment 5 are changed. The distance measuring device 1 will be explained.
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to the sixth embodiment differs from the distance measuring device 1 according to the fifth embodiment in that the solid-state imaging device 4 has a plurality of pixels 12 and a plurality of pixels 13 arranged in a matrix.
  • the surrounding area is modified to include a plurality of optical black pixels 15 (hereinafter, the "optical black pixels” are also referred to as "OB pixels").
  • the OB pixel 15 has the same pixel structure as the pixel 12, but is a pixel that is prevented from directly entering light from the outside by a light shielding film. However, when flare occurs, external light may indirectly enter the OB pixels 15 .
  • the OB pixels 15 are mainly used for extracting dark current components.
  • FIG. 26 schematically shows how the solid-state imaging device 4 according to Embodiment 6 includes a plurality of OB pixels 15 in a region surrounding a plurality of pixels 12 and a plurality of pixels 13 arranged in a matrix. It is a top view.
  • a plurality of OB pixels 15 are provided in the solid-state imaging device 4 according to Embodiment 6, in an OB pixel region surrounding an effective pixel region in which a plurality of pixels 12 and a plurality of pixels 13 arranged in a matrix are arranged.
  • FIG. 26 shows as if a gap is generated between the effective pixel area and the OB pixel area, it is not necessarily limited to a configuration in which a gap is generated between the effective pixel area and the OB pixel area.
  • the configuration may be such that there is no gap between the effective pixel area and the OB pixel area.
  • part of the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the sixth embodiment is the same as the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the fifth embodiment. different. To avoid duplication of explanation, different points will be mainly explained below.
  • FIG. 27 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 1 according to the sixth embodiment.
  • the flowchart of FIG. 27 differs from that of FIG. 23 in that the process of step S220 is changed to the process of step S320. That is, the distance measuring device 1 according to Embodiment 5 performs the first flare determination process to determine whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix. On the other hand, the distance measuring device 1 according to Embodiment 6 performs the second flare determination process to determine whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix. The difference is that judgment is made.
  • FIG. 28 is a flow chart showing an example of the second flare determination process in FIG.
  • FIGS. 29A and 29B are diagrams for explaining an example of a specific operation of the second flare determination process, and are for OB pixels 15 whose signal amount in a predetermined packet (to be described later) exceeds a fifth reference value. It is a schematic diagram showing.
  • each linearly arranged square in the OB pixel region indicates each of the plurality of linearly arranged OB pixels 15, and hatched squares represent signal OB pixels 15 whose amount exceeds the fifth reference value are shown.
  • the signal processing circuit 6 first counts the number of OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value in a predetermined packet (S321).
  • This predetermined packet may be a predetermined packet. In this case, for example, an experiment, a simulation, or the like may be performed in advance, and the number of OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value, which is counted when flare occurs, may be determined.
  • This predetermined packet is, for example, a P1 packet.
  • the fifth reference value may be a predetermined value, or may change dynamically.
  • the dark current component of the OB pixels 15 varies depending on the environment (especially temperature) in which the distance measuring device 1 is used. In this case, the dark current component of only the specific OB pixel 15 does not change, and the dark current components of all the OB pixels 15 interlock and change in the same manner. For this reason, for example, in an environment where the dark current component of the OB pixel 15 is relatively small, the fifth reference value is made small, and in an environment where the dark current component of the OB pixel 15 is relatively large, the fifth reference value is made relatively large. , the fifth reference value may be dynamically changed. This makes it possible to more accurately determine the presence or absence of flare.
  • the signal processing circuit 6 determines that there is flare (S323), and the counted number is the third reference number. If it is less than the number or exceeds the fourth reference number (no in S322), it is determined that there is no flare (S324).
  • the third reference number and the fourth reference number may be predetermined values.
  • the third reference number may be determined, for example, based on the number of OB pixels 15 whose signal amount locally increases when flare occurs, which is obtained by conducting experiments, simulations, or the like in advance.
  • the fourth reference number is obtained by, for example, conducting experiments, simulations, etc. in advance. Even though flare does not occur, the environmental factors in which the distance measuring apparatus 1 is used may cause the overall OB pixels to reach 15 pixels. may be determined based on how the signal amount of is increased or decreased.
  • the signal processing circuit 6 determines that there is flare. On the other hand, in case 2 shown in FIG. The signal processing circuit 6 determines that there is no flare.
  • the signal processing circuit further determines the presence or absence of flare. If it is determined that there is no flare, the distance value of the pixel is calculated by the first processing for each pixel.
  • the first process or the second process is selectively performed for each of a plurality of pixels according to the determination of the presence or absence of flare, so that the influence of disturbance light can be further reduced.
  • the irradiation light is pulsed light
  • the signal processing circuit determines the presence or absence of flare by determining that the number of optical black pixels in a predetermined packet whose signal amount exceeds a fifth reference value is a third reference number. It may be determined that there is a flare if the above conditions are met and the fourth reference number is larger than the third reference number and equal to or less than the fourth reference number.
  • the presence or absence of flare can be determined based on the number of optical black pixels whose signal amount exceeds the fifth reference value in a predetermined packet.
  • the fifth reference value may dynamically change.
  • the presence or absence of flare can be determined more accurately.
  • Embodiment 7 describes the range finder 1 according to Embodiment 7 in which a part of the operation performed by the range finder 1 according to Embodiment 5 is changed.
  • the distance measuring device 1 according to Embodiment 5 determines whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix at a stage prior to performing ambient light determination processing on each pixel 12. This is an example of determining (determining the presence or absence of flare).
  • the distance measuring device 1 according to Embodiment 7 determines whether or not flare has occurred for each of the plurality of pixels 12 before performing ambient light determination processing for each pixel 12 . This is an example of determining the presence or absence of flare.
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to Embodiment 7 is the same as that of the distance measuring device 1 according to Embodiment 5. However, part of the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the seventh embodiment differs from the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the fifth embodiment. In the following, the description will focus on the different points to avoid duplication of description.
  • FIG. 30 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 1 according to the seventh embodiment.
  • the flowchart of FIG. 30 differs from that of FIG. 23 in that the process of step S220 is changed to the process of step S420 and the process of step S240 is changed to the process of step S440. That is, the distance measuring device 1 according to Embodiment 5 performs the first flare determination process to determine whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix.
  • the distance measuring device 1 according to Embodiment 7 performs third flare determination processing to determine whether or not flare has occurred for each of the plurality of pixels 12, and
  • the distance measuring apparatus 1 according to the fifth embodiment examines in loop 1 whether or not it is determined that flare has occurred in the area of the plurality of pixels 12, whereas the distance measuring apparatus 1 according to the seventh embodiment The difference is that the apparatus 1 checks whether or not it is determined that the pixel 12 is flared.
  • FIG. 31 is a flow chart showing an example of the third flare determination process in FIG.
  • 32A to 32C are diagrams for explaining an example of a specific operation of the third flare determination process.
  • each square arranged in a matrix represents each of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix, and in FIG. 32A, hatched squares indicate high signal amount
  • diagonally hatched squares represent pixels 12 that constitute a high-signal pixel group composed of a predetermined number or more (here, for example, 5 or more) of high-signal amount pixels that are adjacent to each other.
  • 32C lightly hatched squares are within a predetermined range (here, as an example, within a range of one pixel) from a high-signal amount pixel group (a group of darkly hatched squares).
  • target packets are not necessarily limited to all packets.
  • target packets may be limited to predetermined packets.
  • the flowchart of FIG. 31 differs from that of FIG. 24 in that the processing of steps S226 to S228 is changed to the processing of steps S426 to S432. That is, the processing after loop 1 is different.
  • the signal processing circuit 6 identifies a high signal amount pixel group consisting of a predetermined number or more of high signal amount pixels adjacent to each other (S426). ).
  • the predetermined number may be a predetermined value.
  • the predetermined number is determined, for example, based on the number of high-signal amount pixels in a group of adjacent high-signal amount pixels that can occur when flare occurs, which is obtained by conducting experiments, simulations, etc. in advance. good too.
  • pixel 12(8-5), pixel 12(6-6), pixel 12(7-6), pixel 12(8-6), pixel 12(9-6), pixel 12(7-7) , and pixels 12(8-7), which are adjacent to each other, are identified as a high signal amount pixel group.
  • the signal processing circuit 6 performs loop 2 (S427 to S432) processing for each of the plurality of pixels 12. In FIG. 31, when a high-signal amount pixel group is specified, the signal processing circuit 6 performs loop 2 (S427 to S432) processing for each of the plurality of pixels 12. In FIG. 31,
  • the signal processing circuit 6 first determines whether the pixel 12 belongs to the high signal amount pixel group (S428).
  • the signal processing circuit 6 determines that the pixel 12 belongs to the high signal amount pixel group (yes in S428), it determines that the pixel 12 has flare (S430).
  • the signal processing circuit 6 does not determine that the pixel 12 belongs to the high signal amount pixel group (no in S428), the pixel 12 is located within a predetermined range from the high signal amount pixel group. (S429).
  • the signal processing circuit 6 determines that the pixel 12 is located within a predetermined range from the high signal amount pixel group (yes in S429), it determines that the pixel 12 has flare (S430).
  • pixel 12(7-5), pixel 12(8-5), pixel 12(6-6), pixel 12(7-6), pixel 12(8-6), pixel 12(9-6), pixel 12(7-7), and pixel 12(8-7) are the pixels 12 constituting the high signal amount pixel group, the predetermined range is 1 When it is within the range of pixel 12, as shown in FIG. 32B, pixel 12(7-5), pixel 12(8-5), pixel 12(6-6), pixel 12(7-6), pixel 12(8-6), pixel 12(9-6), pixel 12(7-7), and pixel 12(8-7) are the pixels 12 constituting the high signal amount pixel group, the predetermined range is 1 When it is within the range of pixel 12, as shown in FIG.
  • pixels 12 (9-8) are judged to have flare.
  • the signal processing circuit 6 determines that the pixel 12 is not located within a predetermined range from the high signal amount pixel group (no in S429), it determines that the pixel 12 has no flare (S431).
  • step S430 when the process of step S430 is finished and when the process of step S431 is finished, the process of loop 2 for the pixel 12 is finished, and the loop process 2 for the next pixel 12 is started.
  • the loop processing 2 for all the pixels 12 has been completed, the processing of the loop 2 is exited and the third flare processing is completed.
  • the signal processing circuit further determines the presence or absence of flare for each pixel, and targets the pixels determined to have flare.
  • the presence/absence of disturbance light is determined in step 1, and the distance value of each pixel is calculated by the first processing for pixels determined to be free of flare.
  • the first process or the second process is selectively performed for each of a plurality of pixels according to the determination of the presence or absence of flare, so that the influence of disturbance light can be further reduced.
  • the irradiation light is pulsed light
  • the signal processing circuit configures a high-signal-amount pixel group made up of a predetermined number or more of high-signal-amount pixels adjacent to each other in the determination of the presence or absence of flare performed for each pixel. and pixels located within a predetermined range from the high-signal-amount pixel group are determined to have flare, and the high-signal-amount pixels have the first number of packets whose signal amount exceeds the fourth reference value. The number of pixels may exceed the reference number.
  • the presence or absence of flare can be determined based on the pixels forming the high-signal amount pixel group.
  • the distance measuring apparatus 1 according to Embodiment 6 determines whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix at a stage prior to performing ambient light determination processing on each pixel 12. This is an example of judging (judging the presence or absence of flare).
  • the distance measuring apparatus 1 according to the eighth embodiment determines whether or not flare has occurred for each of the plurality of pixels 12 at a stage prior to performing ambient light determination processing for each pixel 12. This is an example of determining the presence or absence of flare.
  • the configuration of the distance measuring device 1 according to the eighth embodiment is the same as that of the distance measuring device 1 according to the sixth embodiment. However, part of the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the eighth embodiment differs from the processing performed by the signal processing circuit 6 according to the sixth embodiment. In the following, the description will focus on the different points to avoid duplication of description.
  • FIG. 33 is a flow chart showing an operation example of the distance measuring device 1 according to the eighth embodiment.
  • the flowchart of FIG. 33 differs from that of FIG. 27 in that the process of step S320 is changed to the process of step S520 and the process of step S240 is changed to the process of step S540. That is, the range finder 1 according to Embodiment 6 performs the second flare determination process to determine whether or not flare occurs in the region of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix.
  • the distance measuring device 1 according to the eighth embodiment performs the fourth flare determination process to determine whether or not flare has occurred for each of the plurality of pixels 12, and
  • the distance measuring apparatus 1 according to the sixth embodiment examines in loop 1 whether or not it is determined that flare has occurred in the area of the plurality of pixels 12, whereas the distance measuring apparatus 1 according to the eighth embodiment The difference is that the apparatus 1 checks whether or not it is determined that the pixel 12 is flared.
  • FIG. 34 is a flow chart showing an example of the fourth flare determination process in FIG.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining an example of a specific operation of the fourth flare determination process.
  • each of the linearly arranged squares in the OB pixel area indicates each of the plurality of linearly arranged OB pixels 15. OB pixels 15 exceeding the 5 reference value are shown.
  • each square arranged in a matrix in the effective pixel area indicates each of the plurality of pixels 12 arranged in a matrix, and the squares hatched with light oblique lines represent the signal amount. shows a pixel 12 having a predetermined positional relationship with respect to an OB pixel 15 having a value exceeding the fifth reference value.
  • the signal processing circuit 6 first identifies OB pixels 15 whose signal amount in a predetermined packet exceeds the fifth reference value (S521).
  • This predetermined packet may be a predetermined packet. In this case, for example, an experiment, a simulation, or the like may be performed in advance, and the number of OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value, which is counted when flare occurs, may be determined.
  • This predetermined packet is, for example, a P1 packet.
  • the signal processing circuit 6 identifies a total of seven OB pixels 15 hunted with oblique lines in the OB pixel area as OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value.
  • the signal processing circuit 6 performs processing of loop 1 (S522 to S526) for each of the plurality of pixels 12.
  • the signal processing circuit 6 first determines whether the pixel 12 has a predetermined positional relationship with respect to one or more OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value (S523). .
  • the signal processing circuit 6 determines that the pixel 12 has a predetermined positional relationship with respect to one or more OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value (yes in S523), the pixel 12 (S524).
  • the signal processing circuit 6 has a predetermined positional relationship with respect to one or more OB pixels 15 whose signal amount exceeds the fifth reference value, pixel 12 (1-1), pixel 12 (2-1), pixel 12(1-2), pixel 12(2-2), pixel 12(1-3), pixel 12(2-3), pixel 12(1-4), pixel 12(2 -4), pixel 12(1-5), pixel 12(2-5), pixel 12(1-6), and pixel 12(2-6).
  • step S524 When the process of step S524 is completed and when the process of step S525 is completed, the process of loop 1 for the pixel 12 is terminated and the loop process 1 for the next pixel 12 is started, or all pixels If the loop process 1 of 12 has been completed, the process of the loop 1 is exited and the fourth flare process is completed.
  • the signal processing circuit further determines the presence or absence of flare for each pixel, and targets the pixels determined to have flare.
  • the presence/absence of disturbance light is determined in step 1, and the distance value of each pixel is calculated by the first processing for pixels determined to be free of flare.
  • the first process or the second process is selectively performed for each of a plurality of pixels according to the determination of the presence or absence of flare, so that the influence of disturbance light can be further reduced.
  • the irradiation light is pulsed light
  • the signal processing circuit determines whether or not there is a flare in each pixel, for one or more optical black pixels whose signal amount in a predetermined packet exceeds a fifth reference value. On the other hand, it may be determined that there is flare for pixels having a predetermined positional relationship.
  • the presence or absence of flare can be determined based on one or more optical black pixels whose signal amount exceeds the fifth reference value.
  • each component may be implemented by dedicated hardware or by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory by a program execution unit such as a CPU or processor.
  • the software that realizes the range finder and the like of each of the above embodiments is the following program. That is, this program causes the computer to execute the processes shown in the flowcharts of FIGS.
  • the present disclosure is not limited to these embodiments. As long as it does not deviate from the spirit of the present disclosure, various modifications that a person skilled in the art can think of are applied to the present embodiment, and a form constructed by combining the components of different embodiments may also be one or more of the present disclosure. may be included within the scope of the embodiments.
  • the present disclosure can be used for rangefinders that generate range images.

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Abstract

測距装置（１）は、照射光を発する光源（２）と、照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成する固体撮像装置（４）と、複数のパケットに基づいて距離値を算出する信号処理回路（６）と、を備え、信号処理回路（６）は、画素毎に、対応する複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。

Description

測距装置および測距方法
　本開示は、測距装置および測距方法に関する。
　特許文献１は、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式の距離演算による測距装置を開示している。
特許第６６７６８６６号公報
　しかしながら、マルチパスやフレア等の外乱光が反射光に混ざった場合に距離演算に誤差が発生するという外乱光の影響がある。
　そこで、本開示は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、外乱光の影響を軽減する測距装置および測距方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る測距装置は、照射光を発する光源と、前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成する固体撮像装置と、前記複数のパケットに基づいて距離値を算出する信号処理回路と、を備え、前記信号処理回路は、画素毎に、対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。
　また、本開示の一態様に係る測距方法は、照射光を発する光源および固体撮像装置を用いる測距方法であって、前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成し、画素毎に、対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。
　なお、これらの全般包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本開示の測距装置および測距方法によれば、外乱光の影響を軽減することができる。
図１は、実施の形態１に係る測距装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、図１中の固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る測距動作時に形成される６種類のパケットの例を示す説明図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る測距装置の動作例を示すタイムチャートである。 図４Ｂは、実施の形態１に係る測距装置の動作例を示すタイムチャートである。 図５は、実施の形態１に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図６は、図５中の外乱光判定処理の一例を示すフローチャートである。 図７Ａは、外乱光がない場合のパケットの信号量の例を示す図である。 図７Ｂは、外乱光がある場合のパケットの信号量の例を示す図である。 図７Ｃは、外乱光がある場合のパケットの信号量の他の例を示す図である。 図７Ｄは、外乱光がない場合のパケットの信号量の他の例を示す図である。 図８は、実施の形態２に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図９は、図８中のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。 図１０Ａは、フレアがある場合のパケットの信号量の例を示す図である。 図１０Ｂは、フレアがない場合のパケットの信号量の例を示す図である。 図１０Ｃは、フレアがない場合のパケットの信号量の他の例を示す図である。 図１１は、図８中の第２処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、図１１の第２処理が適用されるパケットの一例を模式的に示す説明図である。 図１３は、図８中の補正処理の一例を示すフローチャートである。 図１４Ａは、図８中の補正処理を模式的に示す説明図である。 図１４Ｂは、図８中の選択結果に対応するインデックスの説明図である。 図１５は、図８中の補正処理に用いられる対象画素と周辺画素を示す説明図である。 図１６は、図８中の補正処理に用いられる対象画素と周辺画素を示す説明図である。 図１７は、実施の形態３に係る測距装置における照射光と１画素から生成される複数のパケットの例とを示す説明図である。 図１８は、実施の形態３に係る外乱光判定処理の一例を示すフローチャートである。 図１９は、実施の形態３に係る外乱光判定処理の説明図である。 図２０は、実施の形態４に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図２１は、図２０中の第２処理の一例を示すフローチャートである。 図２２は、図２０中の第２処理が適用されるパケットの一例を模式的に示す説明図である。 図２３は、実施の形態５に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図２４は、図２３中の第１のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。 図２５は、図２３中の第１のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図２６は、実施の形態６に係る固体撮像装置が、複数のＯＢ画素を備える様子を模式的に示す平面図である。 図２７は、実施の形態６に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図２８は、図２７中の第２のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。 図２９Ａは、図２８中の第２のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図２９Ｂは、図２８中の第２のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図３０は、実施の形態７に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図３１は、図３０中の第３のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。 図３２Ａは、図３０中の第３のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図３２Ｂは、図３０中の第３のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図３２Ｃは、図３０中の第３のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図３３は、実施の形態８に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。 図３４は、図３３中の第４のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。 図３５は、図３３中の第４のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。 図３６は、測距装置に対する外乱光を説明するための模式図である。
　（本開示の基礎となった知見）
　本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、測距装置に関し、外乱光の影響の問題が生じることを見出した。
　図３６は、測距装置に対する外乱光を説明するための模式図である。同図では、測距装置９０と、対象物９５、物体９６および物体９７との間の照射光および反射光を模式的に示している。
　測距装置９０は、光源９１、イメージセンサ９２、光学系９４を含む。光源９１は、対象物９５に照射光を発する。イメージセンサ９２は、複数の画素９３を有する。光学系９４は、１枚のレンズまたは複数枚のレンズを含み、照射光に対する物体からの反射光をイメージセンサ９２に導く。なお、複数の画素９３のうちの濃いグレーの画素は、外乱光を説明するための注目画素ＰＸとする。
　図中の実線は、光源９１から照射光、および、直接反射光を示す。図中の破線は、マルチパスを構成する間接反射光を示す。図中の点線は、イメージセンサ９２の受光面での反射と光学系９４のレンズ表面での反射とで生じる迷光を示す。
　同図の例では、注目画素ＰＸは、対象物９５からの直接反射光Ｒ０と、物体９６からの迷光Ｒ１と、物体９７からの間接反射光Ｒ２とを受光している。
　直接反射光Ｒ０は、光源９１からの照射光が対象物９５で反射されて直接測距装置９０に到達する反射光である。
　迷光Ｒ１は、フレアを引き起こす入射光であり、強い直接反射光９８がイメージセンサ９２の表面およびレンズの表面との間で反射を繰り返し、注目画素ＰＸに入射する。迷光Ｒ１が発生するのは、次のようなケースである。すなわち、物体９６が、測距装置９０の至近距離に存在し、反射率が高い場合に、物体９６から強い直接反射光９８が測距装置９０に入射する。強い直接反射光９８は、イメージセンサ９２の表面およびレンズの表面の間で反射して注目画素ＰＸに到達する。光学系９４が複数のレンズを含む場合は、レンズ間での反射も生じ得る。迷光Ｒ１は、輝度画像ではフレアと呼ばれる虚像の原因になり、距離画像では距離値の誤差の原因になる。
　間接反射光Ｒ２は、２回以上の反射による入射光である。間接反射光Ｒ２は、光源９１からの照射光が物体９７で反射され、さらに、対象物９５で反射されて注目画素ＰＸに入射する光である。間接反射光Ｒ２は、物体９７の反射率が高い場合に生じ易い。間接反射光Ｒ２と直接反射光Ｒ０とは、マルチパス（多重伝播路）を形成している。間接反射光Ｒ２は、輝度画像ではゴーストと呼ばれる虚像の原因となり、距離画像では距離値の誤差の原因になる。
　このように、注目画素ＰＸには、直接反射光Ｒ０だけでなく、迷光Ｒ１および間接反射光Ｒ２も外乱光として入射する。その結果、イメージセンサ９２で算出される注目画素ＰＸの距離値は外乱光の影響により誤差が生じ得る。
　このような問題を解決するために、本開示の一態様に係る測距装置は、照射光を発する光源と、前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成する固体撮像装置と、前記複数のパケットに基づいて距離値を算出する信号処理回路と、を備え、前記信号処理回路は、１つの画素に対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。
　これにより、外乱光の影響を軽減することが可能である。
　また、本開示の一態様に係る測距方法は、照射光を発する光源および固体撮像装置を用いる測距方法であって、前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成し、１つの画素に対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。
　なお、これらの全般包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　以下、本開示の一態様に係る測距装置および測距方法の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　（実施の形態１）
　［１．１　構成］
　図１は、本開示の実施の形態１における測距装置１の構成例を示すブロック図である。同図において測距装置１は、光源２、光学系３、固体撮像装置４、制御回路５および信号処理回路６を備える。
　光源２は、制御回路５からの発光制御信号に従って測距対象の被写体に照射光を発する。照射光は、赤外光であり、例えば、パルス光または振幅が変化する連続波である。本実施の形態では、照射光はパルス光であるものとする。
　光学系３は、１枚のレンズまたは複数枚のレンズを含み、被写体からの反射光を固体撮像装置４の受光面に導く。
　固体撮像装置４は、二次元状に配置された複数の画素を有する。図２は、図１中の測距装置１の構成例を示すブロック図である。図２の固体撮像装置４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置であり、複数の画素１２と、複数の画素１３と、複数のＶＣＣＤ（Vertical Charge Coupled Device）１４とを備える。
　複数の画素１２および複数の画素１３は、行列状に配置される。
　複数の画素１２は、距離画像の生成用の画素であって、主に赤外光に感度を有し、入射された赤外光量に応じた信号電荷を発生する。距離画像は、距離を示す画素値を有する画像である。図２では「ＩＲ」と記された複数の画素１２が、奇数行に配置される例を示している。複数の画素１２のそれぞれは、照射光に対して異なる複数の露光タイミングに対応する複数種類の信号電荷を生成する。信号電荷は、ＶＣＣＤ１４に形成される複数のパケットとして保持される。
　複数の画素１３は、白黒画像の生成用の画素であって、主に可視光に感度を有し、入射した可視光量に応じた信号電荷を発生する。白黒画像は、輝度を示す画素値を有する画像である。複数の画素１３は、図２では「Ｗ」と記され、偶数行に配置される。複数の画素１３のそれぞれは、入射される可視光量に応じた信号電荷を生成する。
　複数のＶＣＣＤ１４は、列と同じ数だけ設けられ、複数の画素１２で生成される信号電荷をパケットとして保持および垂直方向に転送する。そのため、複数のＶＣＣＤ１４のそれぞれは、複数種類の垂直転送電極に覆われている。図２では、各ＶＣＣＤ１４は、１０種類の垂直転送電極Ｖ１からＶ１０により覆われている。上記のパケットは、垂直転送電極Ｖ１からＶ１０に印加される１０種類の垂直転送制御電圧によって、ＶＣＣＤ１４に形成されるポテンシャルの井戸である。垂直転送電極Ｖ１～Ｖ１０は、パケットの形成および転送用の転送電極として機能する。このうち、垂直転送電極Ｖ４は、転送電極としての機能に加えて、画素１２からＶＣＣＤ１４に信号電荷を読み出すための読み出し電極としての機能を兼用する。ＶＣＣＤ１４における垂直方向（つまりＶＣＣＤ１４の長手方向）のパケットの転送は、双方向に可能である。図３は、測距動作時に形成される複数種類のパケットの例を示す説明図である。図３では、１つの画素１２あたり６個のパケットＰ１からＰ６が生成される例を示している。なお、図２および図３において、白黒画像用の画素１３は省略されていてもよい。図２および図３において、ＶＣＣＤ１４には、当該ＶＣＣＤ１４を挟む両側の２つの画素１２からの信号電荷を同時に読み出して混合する構成例を示しているが、混合しない構成であってもよい。なお、固体撮像装置４は、１画素１２あたり露光タイミングが異なる複数のパケットを生成可能であればよく、ＣＣＤ型であってもＭＯＳ型であってもよい。
　制御回路５は、発光制御信号および露光制御信号によって光源２の発光および固体撮像装置４の露光を制御する。この制御により、固体撮像装置４は、照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素１２毎に生成する。画素１２毎に複数のパケットを生成するための、発光制御信号および露光制御信号による露光動作の具体例を図４Ａに示す。図４Ａは、図３に示したパケットＰ１からＰ６を生成する動作例を示すタイムチャートである。
　図４Ａの「Ｌ０」は、制御回路５から光源２に出力される発光制御信号に含まれる発光パルスを示す。発光パルスは正論理であり、ハイレベルで発光を、ローレベルで非発光を指示する。つまり、光源２は、発光パルスＬ０のハイレベル期間で発光し、ローレベル期間で消灯する。
　「Ｅ１」は、制御回路５から固体撮像装置４に出力される露光制御信号に含まれる露光パルスを示す。露光パルスＥ１は負論理であり、ローレベルで露光を、ハイレベルで非露光を指示する。露光パルスＥ１のパルス幅は、発光パルスＬ０と同じである。なお、露光パルスＥ１のパルス幅は、発光パルスＬ０と異なっていてもよい。「Ｅ２」から「Ｅ６」も、露光パルスＥ１と同様である。ただし、露光パルスＥ１からＥ６は発光パルスＬ０対して互いに異なるタイミングで露光を指示する。
　図４Ａでは、６種類の異なる露光動作を、便宜上１つのタイムチャートにまとめて図示してある。６種類の露光動作は、発光パルスＬ０と露光パルスＥ１の組（Ｌ０、Ｅ１）による露光動作、（Ｌ０、Ｅ２）、（Ｌ０、Ｅ３）、（Ｌ０、Ｅ４）、（Ｌ０、Ｅ５）、（Ｌ０、Ｅ６）による露光動作であり、実際には個別に実施される。
　制御回路５は、この６種類の露光動作を実施するように光源２および固体撮像装置４を制御する。その結果、図３に示すように、（Ｌ０、Ｅ１）による露光動作により生成される信号電荷は、パケットＰ１に転送される。同様に、（Ｌ０、Ｅ２）、（Ｌ０、Ｅ３）、（Ｌ０、Ｅ４）、（Ｌ０、Ｅ５）、（Ｌ０、Ｅ６）の露光動作により生成される信号電荷は、パケットＰ２からＰ６にそれぞれ転送される。
　また、図４Ａにおいて発光パルスＬ０と露光パルスとの時間差は、（Ｌ０、Ｅ１）、（Ｌ０、Ｅ２）、（Ｌ０、Ｅ３）、（Ｌ０、Ｅ４）、（Ｌ０、Ｅ５）、（Ｌ０、Ｅ６）の順に大きい。言い換えれば、露光パルスＥ１～Ｅ６は、測距装置１の距離範囲を分割した６つの距離区間に対応する。
　信号処理回路６は、１つの画素１２に対応する複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定する。さらに、信号処理回路６は、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素１２の距離値を算出する。また、信号処理回路６は、外乱光ありと判定した場合、第１処理と異なる第２処理により当該画素１２の距離値を算出する。図４Ａの例では、画素１２が対象物からの直接反射光Ｒ０を受光し得るタイミングの一例をグレー枠で表している。また、画素１２がフレアの原因となる迷光Ｒ１を受光し得るタイミングの一例を網掛け枠で表している。さらに、図４Ｂでは、画素１２がマルチパスを形成する間接反射光Ｒ２を受光し得るタイミングの一例を網掛け枠で表している。信号処理回路６は、迷光Ｒ１および間接反射光Ｒ２のいずれかまたは両方を外乱光として、その有無を判定する。信号処理回路６における第２処理は、一例として、距離値を無効な値に設定する画素１２の無効化でよい。これにより、外乱光による誤差を含む不正確な距離値を排除できるので、外乱光の影響を抑制できる。また、第２処理は、他の例として、外乱光に対応するパケットを除外して距離値を算出してもよい。これにより、外乱光による誤差を抑制して距離値を算出するので、外乱光の影響を抑制できる。
　［１．２　動作］
　次に、本実施の形態における測距装置１の動作例について詳細に説明する。
　図５は、実施の形態１に係る測距装置１の動作例を示すフローチャートである。同図は、本開示の測距方法を示すフローチャートである。
　同図において、測距装置１は、まず、パケットの生成と前処理とを行う（Ｓ５０）。例えば、測距装置１は、図４Ａに示す６種類の露光動作を１回または複数回行って、パケットＰ１からＰ６を生成する。さらに、信号処理回路６は、前処理として、パケットＰ１からＰ６の信号量から背景光の大きさを示す信号量を減算する。
　次に、信号処理回路６は、複数の画素１２毎にループ１（Ｓ５１～Ｓ５６）の処理を行う。
　ループ１において信号処理回路６は、当該画素１２に対して外乱光判定処理を行う（Ｓ５２）。外乱光判定処理は、当該画素１２から生成された複数のパケットＰ１からＰ６を用いて外乱光の有無を判定する処理である。
　さらに、信号処理回路６は、外乱光なしと判定した場合（Ｓ５３でｎｏ）、第１処理を行い（Ｓ５４）、外乱光ありと判定した場合（Ｓ５３でｙｅｓ）、第１処理と異なる第２処理を行う（Ｓ５５）。ここで第１処理は、複数のパケットＰ１からＰ６のうち、対象物からの直接反射光を露光したパケットを選択する処理である。この処理を選択処理Ａと呼ぶ。選択処理Ａでは、パケットＰ１からＰ６のうち、最大の信号量のパケットを第１パケットとして選択し、第１パケットに距離的に隣接するパケットのうちから第２パケットを選択する。距離的に隣接するというのは、２つのパケットに対応する２つの距離区間が隣接することを意味する。図４Ａまたは図４Ｂの例で迷光Ｒ１や間接反射光Ｒ２の信号量が十分に小さい場合、または、外乱光がない場合には、選択処理Ａにおいて、直接反射光Ｒ０を露光したパケットＰ３およびＰ４の２つのパケットが選択される。また、外乱光ありと判定された画素１２は、第２処理において無効画素に設定される。
　複数の画素１２の全てに対してループ１が完了した後、信号処理回路６は、複数の画素１２毎に距離演算を行って距離値ｚを算出する（Ｓ５７）。ただし、ステップＳ５７の距離演算において、信号処理回路６は、ステップＳ５５で無効画素に設定された画素１２に対しては、無効な値を距離値として設定する。
　距離値ｚは、例えば、ステップＳ５４の第１処理で選択された２つのパケットの信号量を用いる式１により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、ｃは光速を示す定数である。ｉは、ステップＳ５４で選択された２つのパケットのうち照射光との時間差が小さい方のパケットの番号を示す（図４Ａではパケット３の「３」）。別言すれば、ｉは、ステップＳ５４で選択された２つのパケットが対応する測距装置１からの２つの距離区間のうち近い方の距離区間に対応するパケット番号を示す（図４Ａではパケット３の「３」）。Ｔｐは、パルス光のパルス幅であり、露光パルスのパルス幅でもある。Ｓ０は、選択された２つのパケットのうち照射光との時間差が小さい方のパケットの信号量を示す。Ｓ１は、選択された２つのパケットのうち照射光との時間差が大きい方のパケットの信号量を示す。ＢＧ０は、選択された２つのパケットのうち照射光との時間差が小さい方のパケットの背景光成分を示す。ＢＧ１は、選択された２つのパケットのうち照射光との時間差が大きい方のパケットの背景光成分を示す。
　こうして、外乱光があると判定された画素１２は、外乱光を含む画素１２を無効にするので、外乱光の影響を抑制できる。
　［１．２．１　外乱光判定］
　次に、図５のステップＳ５３における外乱光判定処理の詳細な例について説明する。
　図６は、図５中の画素１２毎に行われる外乱光判定処理の一例を示すフローチャートである。図７Ａおよび図７Ｄは、外乱光がない場合のパケットの信号量の例を示す説明図である。図７Ｂおよび図７Ｃは、外乱光がある場合のパケットの信号量の例を示す説明図である。図７Ａから図７Ｄにおいて、Ａ１は、図４Ａまたは図４ＢのパケットＰ１の前処理実施後の信号量、つまり背景光成分が除かれた信号量を示す。Ａ２からＡ６についても同様である。信号量Ａ１からＡ６は、パケットＰ１からＰ６の、照射光と露光タイミングとの時間差が小さい順、言い換えれば、測距装置１と反射物体との距離が小さい順に対応する。
　図６において、まず信号処理回路６は、当該画素１２に対応する複数のパケットのそれぞれの信号量と第１基準値とを比較し、第１基準値を超えるパケットの数をカウントする（Ｓ６１）。ここで、第１基準値は、例えば、測距装置１の環境において生じ得る背景光とノイズ成分とを加えた値でよい。この第１基準値は、予め定められた値でよく、あるいは、実測に基づいて動的に定められる値でもよい。
　さらに、信号処理回路６は、カウントした数がしきい値Ｎ１を超える場合、外乱光ありと判定する（Ｓ６２）。しきい値Ｎ１は、距離値ｚの算出に用いるパケット数に依存する数であり、式１の場合Ｎ１＝２でよい。ステップＳ６２によれば、図７Ｂの例は、外乱光ありと判定される。
　さらに、信号処理回路６は、当該画素１２に対応する複数のパケット信号のうち、信号量が大きい上位Ｎ２個（Ｎ２は２以上の整数、図６ではＮ２が２の例となっている。）のパケット信号を選択し（Ｓ６３）、選択したＮ２個のパケットの露光タイミングが所定に隣接関係にあるか否かを判定し（Ｓ６４）、隣接関係にない場合（Ｓ６４でｎｏ）外乱光ありと判定し（Ｓ６６）、隣接関係にある場合（Ｓ６４でｙｅｓ）外乱光なしと判定する（Ｓ６５）。所定に隣接関係というのは、２つの露光パルスに対応する２つの距離区間が隣接することを意味する。ステップＳ６４によれば、図７Ｃの例は外乱光ありと判定される。図７Ａおよび図７Ｄの例は外乱光なしと判定される。
　図６によれば、間接反射光や迷光などの外乱光の有無を画素１２毎に判定することができる。
　なお、図５において、ステップＳ５２で外乱光ありと判定された場合には、測距装置１は、測距装置１の上位のシステムに、または、測距装置１のユーザに外乱光がある旨を警告してもよい。
　以上説明してきたように、実施の形態１に係る測距装置１は、照射光を発する光源と、前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成する固体撮像装置と、前記複数のパケットに基づいて距離値を算出する信号処理回路と、を備え、前記信号処理回路は、画素毎に、対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。
　これにより、外乱光の有無を示す判定結果に応じて第１処理または第２処理を選択的に実施するので、外乱光の影響を軽減することが可能である。また、外乱光として、フレアの原因となる迷光、および、マルチパスにおける間接反射光の有無を判定することができる。
　ここで、前記信号処理回路は、画素毎に、対応する前記複数のパケットのそれぞれの信号量と第１基準値とを比較し、信号量が前記第１基準値を超えるパケットの数をカウントし、カウントした数がしきい値を超える場合、外乱光ありと判定してもよい。
　これによれば、複数のパケットと第１基準値との比較、および、しきい値判断により、画素毎に外乱光の有無を判定することができる。
　ここで、前記信号処理回路は、画素毎に、対応する前記複数のパケットのうち、信号量が大きい上位Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のパケットを選択し、選択したＮ個のパケットの露光タイミングが所定に隣接関係にあるか否かを判定し、隣接関係にない場合、外乱ありと判定してもよい。
　これによれば、複数のパケットの信号量と、上位Ｎ個のパケットの隣接関係とにより、画素毎に外乱光の有無を判定することができる。
　ここで、前記照射光はパルス光であり、前記信号処理回路は、１画素に対応する前記複数のパケットのそれぞれと第１基準値とを比較し、前記第１基準値を超えるパケットの数をカウントし、カウントした数がしきい値を超える場合、外乱光ありと判定し、前記複数のパケットのうち、信号量が大きい上位Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のパケットを選択し、選択したＮ個のパケットの露光タイミングが所定に隣接関係にあるか否かを判定し、隣接関係にない場合、外乱ありと判定してもよい。
　これによれば、複数のパケットと第１基準値との比較と、しきい値判断と、上位Ｎ個のパケットの隣接関係とにより、画素毎に外乱光の有無を判定することができる。
　ここで、前記しきい値は、前記複数のパケットのうち、距離値の算出に用いられるパケットの数に依存して定められてもよい。
　これによれば、距離値の算出に用いられるパケットの数に応じて適切なしきい値を定めることができる。
　ここで、前記しきい値は２であり、前記Ｎは２であってもよい。
　これによれば、例えば、２個のパケットの比率に基づいて距離値を算出する測距装置に適している。
　ここで、前記信号処理回路は、前記第２処理において当該画素を無効にしてもよい。
　これによれば、外乱光があると判定された場合に、当該画素を無効にすることにより外乱光の影響を抑制することができる。
　また、実施の形態１に係る測距方法は、照射光を発する光源および固体撮像装置を用いる測距方法であって、前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成し、画素毎に、対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する。
　これによれば、外乱光の有無を示す判定結果に応じて第１処理または第２処理を選択的に実施するので、外乱光の影響を軽減することが可能である。また、外乱光として、フレアの原因となる迷光、および、マルチパスにおける間接反射光の有無を判定することができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態１では、外乱光ありと判定された画素１２を無効化する例を説明した。これに対して、実施の形態２では、外乱光ありと判定された画素１２を無効化しないで、外乱光に対応するパケットを除外して距離値を算出する測距装置の構成例について説明する。
　実施の形態２に係る測距装置１の構成は、図１から図３と同じでよい。ただし、信号処理回路６の処理が部分的に異なっている。以下、説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。
　［２．１　測距装置の動作］
　図８は、実施の形態２に係る測距装置の動作例を示すフローチャートである。同図のフローチャートは、図５と比べて、新たにステップＳ８１、Ｓ８２、Ｓ８４が追加された点と、ステップＳ５５の代わりにＳ８３を有する点とが異なっている。
　信号処理回路６は、ステップＳ５３で外乱光ありと判定された場合、さらにレベル判定処理を行う（Ｓ８１）。このレベル判定処理は、フレアの有無、つまり、フレアを生じさせる外乱光の有無を判定するための処理である。信号処理回路６は、レベル判定処理の結果、フレアなしと判定した場合（Ｓ８２でｎｏ）第１処理を行い（Ｓ５４）、フレアありと判定した場合（Ｓ８２でｙｅｓ）第２処理を行う（Ｓ８３）。ステップＳ８３の第２処理は、画素１２の無効化ではなく、外乱光に対応するパケットを除外して、距離演算に用いるパケットを選択する処理を行う。この第２処理を第１のレベルカット係数方式と呼ぶ。
　さらに、信号処理回路６は、ループ１の完了後に、ステップＳ８３の第２処理によるパケットの選択結果に対する補正処理を行う（Ｓ８４）。補正処理の後信号処理回路６は、画素１２毎に距離演算により距離値を算出する。ステップＳ５７での距離演算では、無効な画素１２が存在しないので、全画素１２について実施される。
　［２．２　レベル判定処理］
　次に、図８のステップＳ８１のレベル判定処理の詳細な例について説明する。
　図９は、図８中のレベル判定処理の一例を示すフローチャートである。また、図１０Ａおよび図１０Ｃは、フレアが生じる場合のパケットの信号量の例を示す図である。図１０Ｂは、フレアが生じない場合のパケットの信号量の例を示す図である。
　図９において、信号処理回路６は、ステップＳ５３で外乱光ありと判定された画素１２を対象に、手前からＭ個のパケットを取得する（Ｓ９１）。ここで、手前からＭ個のパケットというのは、測距装置１に近い方からＭ個の距離区間に対応するＭ個のパケットをいう。また、Ｍは、全パケット数のうちフレアが生じ得る、測距装置１に近い距離区間に対応するパケットの数であり、測距範囲の深さ、パケットに対応する距離区間の長さと、光源２の光の強さ等に依存する。実施の形態１は、全６パケットのうち、測距装置１に近い２つの距離区間でフレアが生じ得る場合は、Ｍ＝２でよい。あるいは、測距装置１に最も近い１つの距離区間でフレアが生じ得る場合は、Ｍ＝１でよい。ここでは、Ｍ＝１として説明する。
　さらに、信号処理回路６は、取得したＭ個のパケットのそれぞれと第２基準値とを比較する（Ｓ９２）。ここで、第２基準値は、フレアが生じ得る信号量を示し、例えば、図１０Ａから図１０Ｃ中の破線で示すように、パケット毎に個別に設定される。なお、第２基準値はＭ個のパケットに共通の値であってもよい。ここでは、第２基準値は、図１０Ａから図１０Ｃ中の破線で示すように、パケット毎に、測距装置１により近い距離区間の方がより大きくなるように個別に設定されるとして説明する。
　さらに、信号処理回路６は、Ｍ個のパケットのそれぞれが第２基準値を超えない場合（Ｓ９２でｎｏ）にフレアの原因となる外乱光なしと判定し（Ｓ９３）、Ｍ個のパケットのうち１つ以上が第２基準値を越える場合（Ｓ９２でｙｅｓ）フレアが生じる可能性ありと推定し、ステップＳ９４に進む。
　ステップＳ９４において、信号処理回路６は、手前のＭ個のパケットを除く残りのパケットを取得し（Ｓ９４）、残りのパケットのいずれもが第２基準値を超えない場合（Ｓ９５でｎｏ）フレアなしと判定し（Ｓ９３）、残りのパケットの１つ以上が第２基準値を超える場合（Ｓ９５でｙｅｓ）フレアありと判定する（Ｓ９６）。
　図９のレベル判定処理によれば、図１０Ａの例は、フレアありと判定され、第２処理が適用される。また、図１０Ｂの例および図１０Ｃの例は、フレアなしと判定され、第１処理が適用される。なお、図１０Ｃの例は、実際にフレアがあるけれどもステップＳ９５であえてフレアなしと判定される。これは、直接反射光の全パケットの信号量が第２基準値よりも小さく無視できる値であるため、第２処理（第１のレベルカット係数方式）の対象外としている。また、図１０Ｃの例では、対応する画素１２の距離値を無効な値に設定してもよい。
　このように、レベル判定処理により、フレアを生じさせる外乱光の有無を確実に判定することができる。
　次に、図８のステップＳ８３の第１のレベルカット係数方式による第２処理について説明する。
　図１１は、図８中の第１のレベルカット係数方式による第２処理の一例を示すフローチャートである。図１２は、図１１の第２処理が適用される複数のパケットの例を模式的に示す説明図である。ここでは、Ｍ＝２として説明する。
　図１１において、信号処理回路６は、対象画素に対応する複数のパケットのそれぞれと第３基準値とを比較し（Ｓ１１０）、複数のパケットのうち第３基準値を下回っているパケットの信号量を０に設定する（Ｓ１１１）。ここで、第３基準値は、フレアやマルチパスで生じ得る信号量を示し、例えば、図１２の（ａ）および（ｂ）中の破線で示すように、パケット毎に個別に設定された値でもよいし、全パケットに共通の値であってもよい。また、第３基準値は、図１０Ａから図１０Ｃの第２基準値と同じであってもよい。ここでは、第３基準値は、第２基準値と同じであるとして説明する。
　図１２の（ａ）の例では、パケットＡ２、Ａ５、Ａ６が第３基準値を下回っている。この例では、図１２の（ｂ）に示すように、パケットＡ２、Ａ５、Ａ６それぞれの信号量が０に設定される。これにより、ステップＳ５０の前処理で除去しきれなかったノイズを含むパケットを排除することができる。
　次に、信号処理回路６は、複数のパケットのうち０でないパケットのそれぞれに、係数を乗算する（Ｓ１１２）。ここでいう係数は、パケット毎に測距装置１から遠い距離区間に対応するパケット程大きい値をもつように定められる。言い換えれば、係数は、照射光および反射光の減衰量が大きい距離区間に対応するパケットほど大きい値に定められる。図１２の（ｃ）は、乗算後のパケットを示す。
　さらに、信号処理回路６は、係数を乗算後のパケットのうち、最大のパケットを第１パケットとして選択する（Ｓ１１３）。図１２の（ｄ）では、パケットＡ３が第１パケットとして選択されている。
　次に、信号処理回路６は、第１パケットに距離的に隣接する２つのパケットを取得し（Ｓ１１４）、隣接する２つのパケットのうち、信号量が大きい方を第２パケットとして選択する（Ｓ１１６またはＳ１１７）。図１２の（ｅ）では、パケットＡ４が第２パケットとして選択される。
　なお、第２パケットの選択に用いる信号量は状況に応じて係数乗算前後のどちらかを選択してもよい。図１１のフローチャートでは、隣接する２つのパケットに、手前Ｍ個のパケットが含まれない場合には（Ｓ１１５でｎｏ）係数乗算前の信号量で大きい方を第２パケットとして選択し（Ｓ１１６）、隣接する２つのパケットに、手前Ｍ個のパケットが含まれる場合には（Ｓ１１５でｙｅｓ）係数乗算後の信号量で大きい方を第２パケットとして選択する（Ｓ１１７）。
　図１１の第１のレベルカット係数方式の第２処理によれば、外乱光の含むパケットを除外して、距離演算に用いる第１パケットおよび第２パケットを選択するので、外乱光の影響を抑制することが可能である。また、係数の乗算により複数のパケットが対応する距離区間毎の減衰量の違いを、同等な減衰量に換算するので、距離区間が異なるパケット同士の信号量を直接比較対象とすることができる。さらに、第２パケットの選択に用いる信号量が状況に応じて係数乗算前後のどちらかを選択するので、距離演算に用いる２つのパケットをより適切に選択することができる。
　［２．３　補正処理］
　次に、図８のステップＳ８４の補正処理の詳細な例について説明する。
　図１３は、図８中の補正処理の一例を示すフローチャートである。図１４Ａは、図８中の補正処理を模式的に示す説明図である。図１４Ｂは、第１処理および第２処理での選択結果に対応するインデックスの説明図である。
　図１３は、第２処理の対象となった画素１２毎に実施される補正処理を示す。この補正処理は第１処理の対象となった画素１２には適用しないものとする。
　まず、信号処理回路６は、補正処理の対象画素を中心とする周辺画素のインデックスを取得する（Ｓ１３１）。図１４Ａでは、９つの画素１２を示す。中心の黒塗の画素１２は、第２処理が実施された対象画素を示す。対象画素の周辺の８つのグレーの画素１２が周辺画素を示す。各画素１２の数値はインデックスを示す。図１４Ｂに示すように、インデックスは１から５の値をとり、第１処理および第２処理で選択された距離演算に用いる２つのパケットを示す。この例では、インデックス１は、パケットＰ１とＰ２とが距離演算用に選択されたことを示す。同様に、インデックス２は、パケットＰ２とＰ３を示す。インデックス３から５も同様に図１４Ｂに示す通りである。
　次に、信号処理回路６は、８つの周辺画素のうち同じ値のインデックスを持つ周辺画素の数Ｋをカウントする（Ｓ１３２）。ここで、Ｋは、８つの周辺画素において最も多く含まれるインデックスの数である。図１４Ａの例では、８つの周辺画素のうち、インデックス「２」が７つあり、インデックス「１」が１つある。この場合、インデックス「２」のカウント数Ｋは７である。
　さらに、信号処理回路６は、カウント数ＫがＬ以上であるか否かを判定する（Ｓ１３３）。ここで、Ｌは一定定数であり、例えば７である。なお、Ｌは６でもよく５でもよく、他の数でもよい。
　信号処理回路６は、ＫがＬ以上でないと判定した場合には補正処理を終了し、ＫがＬ以上であると判定した場合には対象画素のインデックスと、Ｋ個の周辺画素のインデックスとが異なるか否かを判定する（Ｓ１３４）。さらに、信号処理回路６は、異ならないと判定した場合には（Ｓ１３４でｎｏ）補正処理を終了し、異なると判定した場合には（Ｓ１３４でｙｅｓ）対象画素のインデックスを、Ｋ個の周辺画素のインデックスと同じ値に補正する（Ｓ１３５）。図１４Ａの例では、対象画素のインデックス「１」が、Ｋ個の周辺画素のインデックスと同じ値「２」に補正される。
　このように図１３の補正処理では、周辺画素が同じ値の一定数Ｌ以上のインデックスを有する場合に、対象画素のインデックスを周辺画素のインデックスと同じ値に補正する。これにより、外乱光判定処理、レベル判定処理または第２処理において不適切な結果が生じた場合に、補正処理により適切な結果に修正すことができる。
　なお、図１３の補正処理は、第１処理の対象となった画素１２に対しても適用してもよい。
　また、図１３の補正処理における周辺画素は、図１４Ａに限らず、図１５および図１６に対応してもよい。図１５において、黒塗の画素Ｐ２１は、補正処理の対象画素を示す。対象画素である画素Ｐ２１の周囲の８つのグレーの画素Ｐ０１、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ２０、Ｐ２２、Ｐ３０、Ｐ３１、Ｐ４１は周辺画素を示す。また、図１６において、黒塗の画素Ｐ３１は、補正処理の対象画素を示す。対象画素である画素Ｐ３１の周囲の８つのグレーの画素Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３０、Ｐ３２、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ５１は周辺画素を示す。図１５および図１６において、画素Ｐ２１、Ｐ３１以外の画素が対象画素である場合も、周辺画素の相対位置は同様である。
　なお、図１５および図１６の各画素は、図２および図３中の信号電荷を混合する２つの画素１２の重心位置に相当する。
　以上説明してきたように、実施の形態２に係る測距装置１において、前記信号処理回路は、前記複数のパケットのうち、前記測距装置に近い方からＭ個の距離区間に対応するＭ個のパケットのそれぞれと、第２基準値とを比較し、Ｍ個のパケットのうちの１つ以上が前記第２基準値を超える場合に外乱光ありと判定する。
　これによれば、フレアを生じさせる外乱光の有無を確実に判定することができる。
　ここで、前記信号処理回路は、前記複数のパケットのそれぞれと第２基準値とを比較し、前記複数のパケットのうち、前記測距装置に近い方からＭ個の距離区間に対応する上位のＭ個のパケットのうちの１つ以上が前記第２基準値を超える場合で、かつ、前記複数のパケットのうち前記Ｍ個のパケット以外のパケットのうちの１つ以上が前記第２基準値を超える場合に、外乱光ありと判定してもよい。
　これによれば、フレアを生じさせる外乱光の有無をより確実に判定することができる。
　ここで、前記第２基準値は、前記複数のパケット毎に定められてもよい。
　これによれば、外乱光の有無の判定精度を向上させることができる。
　ここで、前記信号処理回路は、前記第２処理において、前記複数のパケットのそれぞれと第３基準値とを比較し、前記複数のパケットのうち前記第３基準値より小さいパケットの信号量を０に変更し、前記複数のパケットのうち０でないパケットのそれぞれに、パケット毎に前記測距装置から遠い距離順に対応して大きい値をもつ係数を乗算し、乗算後のパケットのうち、最大のパケットを第１パケットとして選択し、前記第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち大きい方を第２パケットとして選択し、前記第１パケットおよび前記第２パケットから距離値を算出してもよい。
　これによれば、外乱光の影響をより確実に抑制することができる。
　ここで、前記信号処理回路は、前記第２処理において、前記第１パケットに距離的に隣接するパケットの少なくとも一方が、前記測距装置から近い距離順でＮ個のパケットに含まれるか否かを判定し、含まれると判定した場合には、前記第１パケットに距離的に隣接する乗算後のパケットのうち大きい方を第２パケットとして選択し、含まれないと判定した場合には、前記第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットのうち大きい方を第２パケットとして選択してもよい。
　これによれば、外乱光の影響をより確実に抑制することができる。
　ここで、前記信号処理回路は、前記第１処理および前記第２処理において前記複数のパケットから距離値の算出に用いる少なくとも２つのパケットを画素毎に選択し、前記第２処理で選択された前記少なくとも２つのパケットの選択結果を、当該画素の周囲の画素の選択結果に基づいて補正してもよい。
　これによれば、第２処理における選択結果が不適切な場合に、適切な選択結果に補正することができる。
　（実施の形態３）
　実施の形態３では、ＣＷ型の間接ＴＯＦ方式の測距装置１について説明する。ＣＷ型の間接ＴＯＦ方式では、照射光としてパルス光ではなく連続波（ＣＷ：Continuous Wave）を用いる。
　実施の形態３に係る測距装置１の構成は、図１から図３と同じでよい。ただし、光源２の照射光がパルス光でなく連続波である点と、異なるタイミングに対応する複数のパケットが連続波の位相を基準とする点とが主に異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。
　［３．１　測距装置の動作］
　図１７は、実施の形態３に係る測距装置における照射光と１画素１２から生成される複数のパケットの例とを示す説明図である。
　同図の上段は、光源２の照射光を示す。この照射光は、周期的に変化する振幅を有する連続波である。具体的には、照射光は、振幅（つまり明るさ）が最小値と最大値との間で変化する正弦波である。最小値は０でよい。正弦波の周波数はｆｍｏｄである。正弦波の１周期は１／ｆｍｏｄである。
　同図の下段は、固体撮像装置４が受光する反射光の波形例を示している。この例では、反射光は照射光に対して位相遅延φの時間差を有する。固体撮像装置４は、画素１２毎に露光タイミングが異なる４つのパケットＡ０からＡ３を生成する。パケットＡ０の露光タイミングは、照射光に対して位相差φ０のタイミングである。パケットＡ１の露光タイミングは、照射光に対して位相差（φ０＋π／２）のタイミングである。パケットＡ２の露光タイミングは、照射光に対して位相差（φ０＋π）のタイミングである。パケットＡ３の露光タイミングは、照射光に対して位相差（φ０＋３π／２）のタイミングである。
　信号処理回路６は、４つのパケットＡ０からＡ３を用いて式２により位相遅延φを画素１２毎に算出し、式３により距離値ｚを画素１２毎に算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　実施の形態３における測距装置１の動作は、図５と同様でよい。ただし、ステップＳ５０、ステップＳ５２、ステップＳ５４、ステップＳ５７の処理内容が異なっている。以下異なる点を中心に説明する。
　ステップＳ５０では、制御回路５は、図１７に示した照射光を発するように光源２を制御し、同時に、φ０、（φ０＋π／２）、（φ０＋π）、（φ０＋３π／２）の露光タイミングでパケットＡ０からＡ３を生成するように固体撮像装置４を制御する。
　ステップＳ５２では、信号処理回路６は、例えば図１８に示す外乱光判定処理を実施する。図１９に、図１８の外乱光判定処理の説明図示す。
　図１８の外乱光判定処理は、図６と比べて、ステップＳ６３とステップＳ６４とが削除された点と、第１基準値およびしきい値とが異なっている。
　第１基準値は、正弦波の波形と背景光量とノイズ量の和に基づいて、４つのパケットＡ０からＡ３のうちの少なくとも１つが越えないように定めればよい。
　しきい値は、距離演算に用いるパケット数に依存し、図１８では３でよい。つまり、しきい値は、４つのパケットＡ０からＡ３の全部が第１基準値を越えたか否かの判定に用いられる。
　図１９の上段は、照射光の正弦波を示している。図１９の中段は、外乱光がない場合の反射光を示している。この場合、４つのパケットＡ０からＡ３のうちの少なくとも１つが第１基準値を越えない。図１９の下段は、外乱光がある場合の反射光を示している。図中の黒い太線は反射光を、二重線は反射光と外乱光の和を示している。パケットＡ０からＡ３の信号量は、反射光と外乱光との和になる。この場合、４つのパケットＡ０からＡ３の全部が第１基準値を越えるので、外乱光ありと判定される。
　このように図１８の外乱光判定処理は、ＣＷ型の間接ＴＯＦ方式の測距装置１においても外乱光の有無を判定することができる。
　以上説明してきたように、実施の形態３に係る測距装置１において、前記照射光は、周期的に変化する振幅を有する連続波であり、前記しきい値は、３である。
　これによれば、連続波を利用する測距装置で、外乱光があると判定された画素を無効にすることで、外乱光の影響を抑制することができる。
　（実施の形態４）
　実施の形態４では、実施の形態２に係る測距装置１が行う動作の一部が変更された実施の形態４に係る測距装置１について説明する。
　実施の形態４に係る測距装置１の構成は、実施の形態２に係る測距装置１と同様である。ただし、実施の形態４に係る信号処理回路６が行う処理の一部が、実施の形態２に係る信号処理回路６が行う処理と異なっている。以下、説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。
　図２０は、実施の形態４に係る測距装置１の動作例を示すフローチャートである。図２０のフローチャートは、図８と比べて、ステップＳ８３の処理がステップＳ８３Ａの処理に変更されている点が異なっている。すなわち、実施の形態２に係る測距装置１は、第１のレベルカット係数方式による第２処理を行うのに対して、実施の形態４に係る測距装置１は、第２のレベルカット係数方式による第２処理を行う点が異なっている。
　図２１は、図２０中の第２のレベルカット係数方式による第２処理の一例を示すフローチャートである。図２２は、図２１の第２処理が適用される複数のパケットの例を模式的に示す説明図である。
　図２１のフローチャートは、図１１と比べて、ステップＳ１１４の処理～ステップＳ１１７の処理が、ステップＳ１２４の処理～ステップＳ１２７の処理に変更されている点が異なっている。
　図２１において、信号処理回路６は、対象画素に対応する複数のパケットのそれぞれと第３基準値とを比較し（Ｓ１１０）、複数のパケットのうち第３基準値を下回っているパケットの信号量を０に設定する（Ｓ１１１）。
　図２２の（ａ）の例では、パケットＡ１、Ａ５、Ａ６が第３基準値を下回っている。この例では、図２２の（ｂ）に示すように、パケットＡ１、Ａ５、Ａ６それぞれの信号量が０に設定される。これにより、ステップＳ５０の前処理で除去しきれなかったノイズを含むパケットを排除することができる。
　次に、信号処理回路６は、複数のパケットのうち０でないパケットのそれぞれに、係数を乗算する（Ｓ１１２）。ここでいう係数は、パケット毎に測距装置から遠い距離区間に対応するパケット程大きい値をもつように定められる。言い換えれば、係数は、照射光および反射光の減衰量が大きい距離区間に対応するパケットほど大きい値に定められる。図２２の（ｃ）は、乗算後のパケットを示す。
　さらに、信号処理回路６は、係数を乗算後のパケットのうち、最大のパケットを第１パケットとして選択する（Ｓ１１３）。図２２の（ｄ）では、パケットＡ３が第１パケットとして選択されている。
　次に、信号処理回路６は、第１パケットが測距装置１から所定個目のパケットか否かを判定する（Ｓ１２４）。ここでは、測距装置１に近い方からＭ＋１個目（ここでは、Ｍ＝２の例となっているため３個目）が所定個目に相当する。すなわち、ここでは、信号処理回路６は、第１パケットが、フレアが生じ得る範囲に対応する距離区間の、測距装置１から遠い方すぐ隣に位置する距離区間のパケットであるか否を判定する。
　ステップＳ１２４の処理において、第１パケットが測距装置１から所定個目のパケットである場合に（Ｓ１２４でｙｅｓ）、信号処理回路６は、第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットが共に第３基準値を超えるか否かを判定する（Ｓ１２５）。
　ステップＳ１２５の処理において、第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットが共に第３基準値を超える場合に（Ｓ１２５でｙｅｓ）、すなわち、第１パケットに距離的に隣接するパケットの係数乗算前の信号量が共に第３基準値を超える場合に、信号処理回路６は、第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち、測距装置１から遠い方を第２パケットとして選択する（Ｓ１２７）。図２２の（ｅ）では、パケットＡ４が第２パケットとして選択されている。
　ステップＳ１２４の処理において、第１パケットが測距装置１から所定個目のパケットでない場合に（Ｓ１２４でｎｏ）、および、ステップＳ１２５の処理において、第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットのうち少なくとも一方が第３基準値を超えない場合に（Ｓ１２５でｎｏ）、信号処理回路６は、第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち、乗算前のパケットの大きい方を、すなわち、第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち、係数乗算前の信号量が大きい方を、第２パケットとして選択する（Ｓ１２６）。
　図２１の第２のレベルカット係数方式の第２処理において、所定個目（ここでは、測距装置１に近い方からＭ＋１個目）の距離区間のパケットより１個測距装置１側のパケットの乗算前の信号量が第３基準値を超える場合には、そのパケットは、フレアが生じているパケットである可能性が高い。
　これに対して、図２１の第２のレベルカット係数方式の第２処理によれば、第１パケットが所定個目のパケットとして選択した場合において、第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットが共に第３基準値を超えるときには、第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち、測距装置１から遠い方を第２パケットとして選択して、近い方、すなわち、フレアが生じている可能性が高いパケットを第２パケットとして選択しない。このため、距離演算に用いる２つのパケットをより適切に選択することができる。
　以上説明してきたように、実施の形態４に係る測距装置１において、前記信号処理回路は、前記第２処理において、前記複数のパケットのそれぞれと第３基準値とを比較し、前記複数のパケットのうち前記第３基準値より小さいパケットの信号量を０に変更し、前記複数のパケットのうち０でないパケットのそれぞれに、パケット毎に前記測距装置から遠い距離順に対応して大きい値をもつ係数を乗算し、乗算後のパケットのうち、最大のパケットを第１パケットとして選択し、前記第１パケットが、前記測距装置から近い順で所定個目のパケットか否かを判定し、前記所定個目のパケットであると判定した場合において、前記第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットがともに前記第３基準値を超えるときには、前記第１のパケットに距離的に隣接するパケットのうち、前記測距装置から遠い方を第２パケットとして選択し、前記第１パケットおよび前記第２パケットから距離値を算出する。
　これによれば、外乱光の影響をより確実に抑制することができる。
　（実施の形態５）
　実施の形態５では、実施の形態２に係る測距装置１が行う動作の一部が変更された実施の形態５に係る測距装置１について説明する。
　実施の形態５に係る測距装置１の構成は、実施の形態２に係る測距装置１と同様である。ただし、実施の形態５に係る信号処理回路６が行う処理の一部が、実施の形態２に係る信号処理回路６が行う処理と異なっている。以下、説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。
　実施の形態５に係る測距装置１は、各画素１２に対する外乱光判定処理を行うよりも前の段階で、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かを判定し、フレアが発生していないと判定した場合には、各画素１２に対して、外乱判定処理を行わずに第１処理を行うという動作を行う。
　図２３は、実施の形態５に係る測距装置１の動作例を示すフローチャートである。図２３のフローチャートは、図８と比べて、ステップＳ５０の処理が、ステップＳ２１０の処理とステップＳ２３０との処理に分割され、それらの間にステップＳ２２０の処理が追加されている点、ステップＳ５１の処理とステップＳ５２の処理との間にステップＳ２４０の処理が追加されている点、および、ステップＳ８１の処理とステップＳ８２の処理が削除されている点が異なっている。
　図２３において、測距装置１は、まず、図４Ａに示す６種類の露光動作を１回または複数回行って、パケットＰ１からＰ６を生成する（ステップＳ２１０）。
　パケットが生成されると、信号処理回路６は、複数の画素１２のパケットに基づいて、複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かを判定する第１のフレア判定処理を行う（ステップＳ２２０）。ここでは、信号処理回路６は、フレアが発生していると判定した場合には、フレア判定フラグを立てる（初期値が０のフレア判定フラグに１を代入する）として説明する。
　第１のフレア判定処理を行うと、信号処理回路６は、前処理を行う（ステップＳ２３０）。
　次に、信号処理回路６は、複数の画素１２毎にループ１（Ｓ５１～Ｓ５６）の処理を行う。
　ループ１において、信号処理回路６は、複数の画素１２の領域にフレアが発生していると判定されたか否かを調べる（Ｓ２４０）。すなわち、フレア判定フラグが１であるか０であるかを調べる。
　そして、信号処理回路６は、複数の画素１２の領域にフレアが発生していないと判定されていた場合（Ｓ２４０でｎｏ）、すなわち、フレア判定フラグが０の場合、当該画素１２に対して第１処理を行い（Ｓ５４）、複数の画素１２の領域にフレアが発生していると判定されていた場合（Ｓ２４０でｙｅｓ）、すなわち、フレア判定フラグが１の場合、当該画素１２に対して外乱光判定処理を行う（Ｓ５２）。
　そして、信号処理回路６は、外乱光なしと判定した場合（Ｓ５３でｎｏ）、当該画素１２に対して第１処理を行い（Ｓ５４）、外乱光ありと判定した場合（Ｓ５３でｙｅｓ）、当該画素１２に対して第１のレベルカット係数方式による第２処理を行う（Ｓ８３）。
　次に、図２３のステップＳ２２０における第１のフレア判定処理の詳細な例について説明する。
　図２４は、図２３中の第１のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。
　図２５は、第１のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図であって、Ｐ１～Ｐ６パケットのそれぞれにおいて、信号量が第４基準値を超えている画素１２を示す模式図である。
　なお、ここでは、Ｐ１～Ｐ６パケットの全てのパケットを対象として、第１のフレア処理を行うとして説明するが、対象とするパケットは、必ずしも、全てのパケットとする場合に限定される必要はなく、例えば、対象とするパケットは、予め定められたパケットに限るとしても構わない。
　図２５において、行列状に配置されたます目のそれぞれは、行列状に配置された複数の画素１２のそれぞれを示し、斜線でハッチングされたます目は、信号量が第４基準値を超えている画素１２を示す。
　図２５において、例えば、横方向左から３つ目（３列目）、縦方向上から２つ目（２行目）に位置する画素１２（以下、「画素１２（３－２）」とも記載する。ここで、括弧内の１つ目の数字は、行列状に配置された複数の画素１２における列の位置を示し、２つめの数字は行の位置を示す。以下同様）は、Ｐ５パケットとＰ６パケットとの２つのパケットにおいて、信号量が第４基準値を超えていることが示されている。
　図２４において、信号処理回路６は、まず、複数の画素１２毎にループ１（Ｓ２２１～Ｓ２２５）の処理を行う。
　ループ１において、信号処理回路６は、まず、当該画素１２に対応する複数のパケットのそれぞれの信号量と第４基準値とを比較し、第４基準値を超えるパケットの数をカウントする（Ｓ２２２）。ここで、第４基準値は、例えば、フレアを発生させる信号量に相当する値でよい。この第４基準値は、予め定められた値でよく、あるいは、実測に基づいて動的に定められる値でもよい。
　そして、信号処理回路６は、カウントした数が第１基準数を超えている場合（Ｓ２２３でｙｅｓ）、当該画素１２を、高信号量画素と判定する（Ｓ２２４）。この第１基準数は、予め定められた値でよい。この場合、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って求められる、フレアの発生に係る所定の条件を満たす画素１２の信号量に基づいて定められるとしてもよい。
　例えば、第１基準数が２である場合には、図２５に示す例において、画素１２（３－２）、画素１２（７－５）、画素１２（８－５）、画素１２（６－６）、画素１２（７－６）、画素１２（８－６）、画素１２（９－６）、画素１２（７－７）、画素１２（８－７）の計９個の画素１２が、高信号量画素と判定される。
　図２４の処理において、ステップＳ２２４の処理が終了した場合、および、ステップＳ２２２の処理においてカウントした数が第１基準数を超えていない場合（Ｓ２２３でｎｏ）、当該画素１２のループ１の処理を終了し、次の画素１２のループ処理１の開始、または、全ての画素１２のループ処理１が終了している場合には、ループ１の処理を抜けてステップＳ２２６の処理に進む。
　複数の画素１２の全てに対してループ１の処理が完了した後、信号処理回路６は、高信号量画素の数が第２基準数を超えているか否かを調べる（Ｓ２２６）。この第２基準数は、予め定められた値でよい。この場合、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って求められる、フレアが発生している場合にカウントされる高信号量画素の数に基づいて定められるとしてもよい。
　ステップＳ２２６の処理において、高信号量画素の数が第２基準数を超えている場合（Ｓ２２６でｙｅｓ）、信号処理回路６は、フレアありと判定し（Ｓ２２７）、高信号量画素の数が第２基準数を超えていない場合（Ｓ２２６でｎｏ）、信号処理回路６は、フレアなしと判定する（Ｓ２２８）。
　例えば、図２５に示す例において、第２基準数が１０である場合には、上述した通り９個の画素１２が高信号量画素となるため、信号処理回路６は、フレアなしと判定する。
　以上説明してきたように、実施の形態５に係る測距装置１において、前記信号処理回路は、さらに、フレアの有無を判定し、フレアありと判定した場合、前記画素毎に行う外乱光の有無の判定を行い、フレアなしと判定した場合、さらに、画素毎に、前記第１処理により当該画素の距離値を算出する。
　これにより、さらに、フレアの有無の判定に応じて、複数の画素毎に第１処理または第２処理を選択的に実施するので、外乱光の影響をさらに軽減することができる。
　ここで、前記照射光はパルス光であり、前記信号処理回路は、前記フレアの有無の判定では、信号量が第４基準値を超えるパケットの数が第１基準数を超える画素を高信号量画素とする場合に、当該高信号量画素の数が第２基準数を超える場合に、フレアありと判定するとしてもよい。
　これによれば、高信号量画素の数と第２基準数との比較により、フレアの有無を判定することができる。
　なお、実施の形態５において、図２４に示す第１のフレア判定処理のステップＳ２２２の処理では、第４基準値を超えるパケットの数をカウントするとして説明したが、他の方法として、第４基準値を超える、距離区間において連続するパケットの数をカウントするとしてもよい。
　一般に、フレアが発生するパケットは、距離区間において連続する傾向にある。このため、第４基準値を超える、距離区間において連続するパケットの数をカウントすることで、より精度よく、フレア有無の判定を行うことができる。
　（実施の形態６）
　実施の形態６では、実施の形態５に係る測距装置１の構成の一部、および、実施の形態５に係る測距装置１が行う動作の一部が変更された実施の形態６に係る測距装置１について説明する。
　実施の形態６に係る測距装置１の構成は、実施の形態５に係る測距装置１に対して、固体撮像装置４が、行列状に配置される複数の画素１２および複数の画素１３の周囲の領域に、複数のオプティカルブラック画素１５（以下、「オプティカルブラック画素」のことを「ＯＢ画素」とも称する）を備えるように変更されて構成される。
　ここで、ＯＢ画素１５は、画素構造としては画素１２と同様であるが、遮光膜によって外部からの光が直接入射しないようになっている画素である。ただし、フレアが発生する場合には、ＯＢ画素１５に外部からの光が間接的に入射する可能性がある。このＯＢ画素１５は、主に、暗電流成分の抽出に利用するための画素である。
　図２６は、実施の形態６に係る固体撮像装置４が、行列状に配置される複数の画素１２および複数の画素１３の周囲の領域に、複数のＯＢ画素１５を備える様子を模式的に示す平面図である。
　図２６に示すように、実施の形態６に係る固体撮像装置４は、行列状に配置される複数の画素１２および複数の画素１３が配置される有効画素領域の周囲を取り囲むＯＢ画素領域に、複数のＯＢ画素１５を備える。
　図２６は、有効画素領域とＯＢ画素領域との間にあたかも隙間が生じているように図示しているが、必ずしも、有効画素領域とＯＢ画素領域との間に隙間が生じている構成に限定される必要はなく、例えば、有効画素領域とＯＢ画素領域との間に隙間が生じていない構成であってもよい。
　また、前述した通り、実施の形態６に係る測距装置１は、実施の形態６に係る信号処理回路６が行う処理の一部が、実施の形態５に係る信号処理回路６が行う処理と異なっている。以下説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。
　図２７は、実施の形態６に係る測距装置１の動作例を示すフローチャートである。図２７のフローチャートは、図２３と比べて、ステップＳ２２０の処理がステップＳ３２０の処理に変更されている点が異なっている。すなわち、実施の形態５に係る測距装置１は、第１のフレア判定処理を行うことで、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かの判定を行うのに対して、実施の形態６に係る測距装置１は、第２のフレア判定処理を行うことで、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かの判定を行う点が異なっている。
　図２８は、図２７中の第２のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。
　図２９Ａおよび図２９Ｂは、第２のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図であって、後述する所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超えているＯＢ画素１５を示す模式図である。
　図２９Ａおよび図２９Ｂにおいて、ＯＢ画素領域における、直線状に配置されたます目のそれぞれは、直線状に配置された複数のＯＢ画素１５のそれぞれを示し、斜線でハッチングされたます目は、信号量が第５基準値を超えているＯＢ画素１５を示す。
　図２８において、信号処理回路６は、まず、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超えるＯＢ画素１５の数をカウントする（Ｓ３２１）。この所定のパケットは、予め定められたパケットでよい。この場合、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って、フレアが発生している場合にカウントされる、信号量が第５基準値を超えるＯＢ画素１５の数に基づいて定められるとしてもよい。この所定のパケットは、例えば、Ｐ１パケットである。
　ここで、第５基準値は、予め定められた値であってもよいし、動的に変化するとしてもよい。一般に、ＯＢ画素１５の暗電流成分は、測距装置１が利用される環境（特に、温度）によって変化する。この場合、特定のＯＢ画素１５のみの暗電流成分が変化することはなく、全てのＯＢ画素１５の暗電流成分が連動して同様に変化することとなる。このため、例えば、ＯＢ画素１５の暗電流成分が比較的小さい環境では第５基準値を小さくし、ＯＢ画素１５の暗電流成分が比較的大きい環境では第５基準値を比較的大きくするように、第５基準値を動的に変化するとしてもよい。これにより、より精度よく、フレアの有無を判定することができるようになる。
　そして、信号処理回路６は、カウントした数が第３基準数以上であり、かつ第４基準数以下の場合（Ｓ３２２でｙｅｓ）、フレアありと判定し（Ｓ３２３）、カウントした数が第３基準数未満、または、第４基準数を超える場合（Ｓ３２２でｎｏ）、フレアなしと判定する（Ｓ３２４）。
　ここで、第３基準数および第４基準数は、予め定められた値であってもよい。第３基準数は、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って求められる、フレアが発生する場合において局所的に信号量が大きくなるＯＢ画素１５の数に基づいて定められるとしてもよい。また、第４基準数は、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って求められる、フレアが発生していないにもかかわらず、測距装置１が利用される環境要因によって、全体的にＯＢ画素１５の信号量が増減する様子に基づいて定められるとしてもよい。
　例えば、第３基準数が５で、第４基準数が３０である場合には、図２９Ａに示すケース１の例では、信号量が第５基準値を超えているＯＢ画素１５の数が７であるため、信号処理回路６はフレアありと判定し、一方で、図２９Ｂに示すケース２の例では、信号量が第５基準値を超えているＯＢ画素１５の数が３０であるため、信号処理回路６はフレアなしと判定する。
　以上説明してきたように、実施の形態６に係る測距装置１において、前記信号処理回路は、さらに、フレアの有無を判定し、フレアありと判定した場合、前記画素毎に行う外乱光の有無の判定を行い、フレアなしと判定した場合、さらに、画素毎に、前記第１処理により当該画素の距離値を算出する。
　これにより、さらに、フレアの有無の判定に応じて、複数の画素毎に第１処理または第２処理を選択的に実施するので、外乱光の影響をさらに軽減することができる。
　ここで、前記照射光はパルス光であり、前記信号処理回路は、前記フレアの有無の判定では、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超えるオプティカルブラック画素の数が、第３基準数以上であり、かつ、前記第３基準数より大きい第４基準数以下である場合に、フレアありと判定するとしてもよい。
　これによれば、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超えるオプティカルブラック画素の数に基づいて、フレアの有無を判定することができる。
　ここで、前記第５基準値は、動的に変化するとしてもよい。
　これによれば、より精度よく、フレアの有無を判定することができるようになる。
　（実施の形態７）
　実施の形態７では、実施の形態５に係る測距装置１が行う動作の一部が変更された実施の形態７に係る測距装置１について説明する。
　実施の形態５に係る測距装置１は、各画素１２に対する外乱光判定処理を行うよりも前の段階で、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かを判定する（フレアの有無を判定する）例であった。これに対して、実施の形態７に係る測距装置１は、各画素１２に対する外乱光判定処理を行うよりも前の段階で、複数の画素１２毎にフレアが発生しているか否かを判定する（フレアの有無を判定する）例となっている。
　実施の形態７に係る測距装置１の構成は、実施の形態５に係る測距装置１と同様である。ただし、実施の形態７に係る信号処理回路６が行う処理の一部が、実施の形態５に係る信号処理回路６が行う処理と異なっている。以下、説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。
　図３０は、実施の形態７に係る測距装置１の動作例を示すフローチャートである。図３０のフローチャートは、図２３と比べて、ステップＳ２２０の処理がステップＳ４２０の処理に変更されている点、および、ステップＳ２４０の処理がステップＳ４４０の処理に変更されている点が異なっている。すなわち、実施の形態５に係る測距装置１は、第１のフレア判定処理を行うことで、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かの判定を行うのに対して、実施の形態７に係る測距装置１は、第３のフレア判定処理を行うことで、複数の画素１２毎にフレアが発生しているか否かの判定を行う点、および、実施の形態５に係る測距装置１は、ループ１において、複数の画素１２の領域にフレアが発生していると判定されたか否かを調べるのに対して、実施の形態７に係る測距装置１は、当該画素１２にフレアが発生していると判定されたか否かを調べる点が異なっている。
　図３１は、図３０中の第３のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。
　図３２Ａから図３２Ｃは、第３のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。図３２Ａから図３２Ｃにおいて、行列状に配置されたます目のそれぞれは、行列状に配置された複数の画素１２のそれぞれを示し、図３２Ａにおいて、斜線でハッチングされたます目は、高信号量画素を示し、図３２Ｂにおいて、斜線でハッチングされたます目は、互いに隣接する所定数以上（ここでは、一例として５以上）の高信号量画素からなる高信号量画素集団を構成する画素１２を示し、図３２Ｃにおいて、薄い斜線でハッチングされたます目は、高信号量画素集団（濃い斜線でハッチングされたます目の集団）から所定の範囲内（ここでは、一例として１画素の範囲内）に位置する画素１２を示す。
　なお、ここでは、Ｐ１～Ｐ６パケットの全てのパケットを対象として、第３のフレア処理を行うとして説明するが、対象とするパケットは、必ずしも、全てのパケットとする場合に限定される必要はなく、例えば、対象とするパケットは、予め定められたパケットに限るとしても構わない。
　図３１のフローチャートは、図２４と比べて、ステップＳ２２６の処理～ステップＳ２２８の処理が、ステップＳ４２６の処理～ステップＳ４３２の処理に変更されている点が異なっている。すなわち、ループ１の処理よりも後の処理が異なっている。
　図３１において、複数の画素１２の全てに対してループ１の処理が完了すると、信号処理回路６は、互いに隣接する所定数以上の高信号量画素からなる高信号量画素集団を特定する（Ｓ４２６）。
　ここで、所定数は、あらかじめ定められた値であってよい。所定数は、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って求められる、フレアが発生する場合に発生し得る、互いに隣接する高信号量画素からなる集団における高信号量画素の数に基づいて定められるとしてもよい。
　例えば、図３２Ａに示すように、画素１２（３－２）、画素１２（３－５）、画素１２（３－６）、画素１２（２－７）、画素１２（３－７）、画素１２（７－５）、画素１２（８－５）、画素１２（６－６）、画素１２（７－６）、画素１２（８－６）、画素１２（９－６）、画素１２（７－７）、画素１２（８－７）の計１３個の画素１２が、高信号量画素である場合において、所定数が５であるときには、図３２Ｂに示すように、画素１２（７－５）、画素１２（８－５）、画素１２（６－６）、画素１２（７－６）、画素１２（８－６）、画素１２（９－６）、画素１２（７－７）、画素１２（８－７）の計８個の互いに隣接する高信号量画素からなる画素１２の集団が、高信号量画素集団と特定される。
　図３１において、高信号量画素集団が特定されると、信号処理回路６は、複数の画素１２毎にループ２（Ｓ４２７～Ｓ４３２）の処理を行う。
　ループ２において、信号処理回路６は、まず、当該画素１２が、高信号量画素集団に属するか否かを判定する（Ｓ４２８）。
　そして、信号処理回路６は、当該画素１２が高信号量画素集団に属すると判定する場合（Ｓ４２８でｙｅｓ）、当該画素１２にフレアありと判定する（Ｓ４３０）。
　一方で、信号処理回路６は、当該画素１２が高信号量画素集団に属すると判定しない場合（Ｓ４２８でｎｏ）、さらに、当該画素１２が、高信号量画素集団から所定の範囲内に位置するか否かを判定する（Ｓ４２９）。
　そして、信号処理回路６は、当該画素１２が高信号量画素集団から所定の範囲内に位置すると判定する場合（Ｓ４２９でｙｅｓ）、当該画素１２にフレアありと判定する（Ｓ４３０）。
　例えば、図３２Ｂに示すように、画素１２（７－５）、画素１２（８－５）、画素１２（６－６）、画素１２（７－６）、画素１２（８－６）、画素１２（９－６）、画素１２（７－７）、画素１２（８－７）の計８個の画素１２が高信号量画素集団を構成する画素１２である場合において、所定の範囲が１画素１２の範囲であるときには、図３２Ｃに示すように、画素１２（６－４）、画素１２（７－４）、画素１２（８－４）、画素１２（９－４）、画素１２（５－５）、画素１２（６－５）、画素１２（９－５）、画素１２（１０－５）、画素１２（５－６）、画素１２（１０－６）、画素１２（５－７）、画素１２（６－７）、画素１２（９－７）、画素１２（１０－７）、画素１２（６－８）、画素１２（７－８）、画素１２（８－８）、画素１２（９－８）の計１８個の画素１２に対してフレアありと判定する。
　図３１において、信号処理回路６は、当該画素１２が高信号量画素集団から所定の範囲内に位置しないと判定する場合（Ｓ４２９でｎｏ）、当該画素１２にフレアなしと判定する（Ｓ４３１）。
　図３１の処理において、ステップＳ４３０の処理が終了した場合、および、ステップＳ４３１の処理が終了した場合、当該画素１２のループ２の処理を終了して、次の画素１２のループ処理２を開始する、または、全ての画素１２のループ処理２が終了している場合には、ループ２の処理を抜けて第３のフレア処理を終了する。
　以上説明してきたように、実施の形態７に係る測距装置１において、前記信号処理回路は、さらに、画素毎にフレアの有無を判定し、フレアありと判定した画素を対象として、前記画素毎に行う外乱光の有無の判定を行い、フレアなしと判定した画素を対象として、さらに、画素毎に、前記第１処理により当該画素の距離値を算出する。
　これにより、さらに、フレアの有無の判定に応じて、複数の画素毎に第１処理または第２処理を選択的に実施するので、外乱光の影響をさらに軽減することができる。
　ここで、前記照射光はパルス光であり、前記信号処理回路は、前記画素毎に行うフレアの有無の判定では、互いに隣接する所定数以上の高信号量画素からなる高信号量画素集団を構成する画素、および、当該高信号量画素集団から所定の範囲内に位置する画素に対しフレアありと判定し、前記高信号量画素は、信号量が第４基準値を超えるパケットの数が第１基準数を超える画素であるとしてもよい。
　これによれば、高信号量画素集団を構成する画素に基づいて、フレアの有無を判定することができる。
　（実施の形態８）
　実施の形態８では、実施の形態６に係る測距装置１が行う動作の一部が変更された実施の形態８に係る測距装置１について説明する。
　実施の形態６に係る測距装置１は、各画素１２に対する外乱光判定処理を行うよりも前の段階で、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かを判定する（フレアの有無を判定する）例であった。これに対して、実施の形態８に係る測距装置１は、各画素１２に対する外乱光判定処理を行うよりも前の段階で、複数の画素１２毎にフレアが発生しているか否かを判定する（フレアの有無を判定する）例となっている。
　実施の形態８に係る測距装置１の構成は、実施の形態６に係る測距装置１と同様である。ただし、実施の形態８に係る信号処理回路６が行う処理の一部が、実施の形態６に係る信号処理回路６が行う処理と異なっている。以下、説明の重複を避けて、異なる点を中心に説明する。
　図３３は、実施の形態８に係る測距装置１の動作例を示すフローチャートである。図３３のフローチャートは、図２７と比べて、ステップＳ３２０の処理がステップＳ５２０の処理に変更されている点、および、ステップＳ２４０の処理がステップＳ５４０の処理に変更されている点が異なっている。すなわち、実施の形態６に係る測距装置１は、第２のフレア判定処理を行うことで、行列状に配置された複数の画素１２の領域にフレアが発生しているか否かの判定を行うのに対して、実施の形態８に係る測距装置１は、第４のフレア判定処理を行うことで、複数の画素１２毎にフレアが発生しているか否かの判定を行う点、および、実施の形態６に係る測距装置１は、ループ１において、複数の画素１２の領域にフレアが発生していると判定されたか否かを調べるのに対して、実施の形態８に係る測距装置１は、当該画素１２にフレアが発生していると判定されたか否かを調べる点が異なっている。
　図３４は、図３３中の第４のフレア判定処理の一例を示すフローチャートである。
　図３５は、第４のフレア判定処理の具体的な動作の一例を説明するための図である。図３５において、ＯＢ画素領域における、直線状に配置されたます目のそれぞれは、直線状に配置された複数のＯＢ画素１５のそれぞれを示し、斜線でハッチングされたます目は、信号量が第５基準値を超えているＯＢ画素１５を示す。また、図３５において、有効画素領域における、行列状に配置されたます目のそれぞれは、行列状に配置された複数の画素１２のそれぞれを示し、薄い斜線でハッチングされたます目は、信号量が第５基準値を超えているＯＢ画素１５に対して、所定の位置関係にある画素１２を示す。
　図３４において、信号処理回路６は、まず、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超えるＯＢ画素１５を特定する（Ｓ５２１）。この所定のパケットは、予め定められたパケットでよい。この場合、例えば、予め実験、シミュレーション等を行って、フレアが発生している場合にカウントされる、信号量が第５基準値を超えるＯＢ画素１５の数に基づいて定められるとしてもよい。この所定のパケットは、例えば、Ｐ１パケットである。
　例えば、図３５に示すように、信号処理回路６は、ＯＢ画素領域において斜線でハンチングされた計７個のＯＢ画素１５を、信号量が第５基準値を超えるＯＢ画素１５と特定する。
　図３４において、信号量が第５基準値を超えるＯＢ画素１５が特定されると、信号処理回路６は、複数の画素１２毎にループ１（Ｓ５２２～Ｓ５２６）の処理を行う。
　ループ１において、信号処理回路６は、まず、当該画素１２が、信号量が第５基準値を超える１以上のＯＢ画素１５に対して所定の位置関係にあるか否かを判定する（Ｓ５２３）。
　そして、信号処理回路６は、当該画素１２が、信号量が第５基準値を超える１以上のＯＢ画素１５に対して所定の位置関係にあると判定する場合（Ｓ５２３でｙｅｓ）、当該画素１２にフレアありと判定する（Ｓ５２４）。
　例えば、図３５に示すように、信号処理回路６は、信号量が第５基準値を超える１以上のＯＢ画素１５に対して所定の位置関係にある、画素１２（１－１）、画素１２（２－１）、画素１２（１－２）、画素１２（２－２）、画素１２（１－３）、画素１２（２－３）、画素１２（１－４）、画素１２（２－４）、画素１２（１－５）、画素１２（２－５）、画素１２（１－６）、画素１２（２－６）の計１２個の画素１２に対してフレアありと判定する。
　図３４において、信号処理回路６は、当該画素１２が、信号量が第５基準値を超える１以上のＯＢ画素１５に対して所定の位置関係にないと判定する場合（Ｓ５２３でｎｏ）、当該画素１２にフレアなしと判定する（Ｓ５２５）。
　ステップＳ５２４の処理が終了した場合、および、ステップＳ５２５の処理が終了した場合、当該画素１２のループ１の処理を終了して、次の画素１２のループ処理１を開始する、または、全ての画素１２のループ処理１が終了している場合には、ループ１の処理を抜けて第４のフレア処理を終了する。
　以上説明してきたように、実施の形態８に係る測距装置１において、前記信号処理回路は、さらに、画素毎にフレアの有無を判定し、フレアありと判定した画素を対象として、前記画素毎に行う外乱光の有無の判定を行い、フレアなしと判定した画素を対象として、さらに、画素毎に、前記第１処理により当該画素の距離値を算出する。
　これにより、さらに、フレアの有無の判定に応じて、複数の画素毎に第１処理または第２処理を選択的に実施するので、外乱光の影響をさらに軽減することができる。
　ここで、前記照射光はパルス光であり、前記信号処理回路は、前記画素毎に行うフレアの有無の判定では、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超える１以上のオプティカルブラック画素に対して所定の位置関係にある画素に対しフレアありと判定するとしてもよい。
　これによれば、信号量が第５基準値を超える１以上のオプティカルブラック画素に基づいて、フレアの有無を判定することができる。
　なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、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またはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなど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。ここで、上記各実施の形態の測距装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。すなわち、このプログラムは、コンピュータに、図５、図８、図２０、図２３、図２７、図３０、図３３等のフローチャートに示した処理を実行させる。
　以上、本開示の一つまたは複数の態様に係る測距装置および測距方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この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や、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、本開示の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　本開示は、距離画像を生成する測距装置に利用可能である。
１、９０　測距装置
２、９１　光源
３　光学系
４　固体撮像装置
５　制御回路
６　信号処理回路
１２、１３、９３、Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ０３、Ｐ０４、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ３０、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ４０、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３、Ｐ４４、Ｐ５０、Ｐ５１、Ｐ５２、Ｐ５３　画素
１４　ＶＣＣＤ
１５　オプティカルブラック画素（ＯＢ画素）
９２　イメージセンサ
９４　光学系
９５　対象物
９６、９７　物体
９８　強い直接反射光
Ａ０～Ａ６　パケット
Ｅ１～Ｅ６　露光パルス
Ｌ０　発光パルス
Ｐ１～Ｐ６　パケット
ＰＸ　注目画素
Ｒ０　直接反射光
Ｒ１　迷光
Ｒ２　間接反射光

Claims (23)

  1. 　照射光を発する光源と、
    　前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成する固体撮像装置と、
    　前記複数のパケットに基づいて距離値を算出する信号処理回路と、を備え、
    　前記信号処理回路は、
    　画素毎に、対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、
    　外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、
    　外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する
    測距装置。
  2. 　前記信号処理回路は、
    　画素毎に、対応する前記複数のパケットのそれぞれの信号量と第１基準値とを比較し、
    　信号量が前記第１基準値を超えるパケットの数をカウントし、
    　カウントした数がしきい値を超える場合、外乱光ありと判定する
    請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記信号処理回路は、
    　画素毎に、対応する前記複数のパケットのうち、信号量が大きい上位Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のパケットを選択し、
    　選択したＮ個のパケットの露光タイミングが所定に隣接関係にあるか否かを判定し、
    　隣接関係にない場合、外乱ありと判定する
    請求項１に記載の測距装置。
  4. 　前記照射光はパルス光であり、
    　前記信号処理回路は、
    　１画素に対応する前記複数のパケットのそれぞれの信号量と第１基準値とを比較し、
    　前記第１基準値を超えるパケットの数をカウントし、
    　カウントした数がしきい値を超える場合、外乱光ありと判定し、
    　前記複数のパケットのうち、信号量が大きい上位Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のパケットを選択し、
    　選択したＮ個のパケットの露光タイミングが所定に隣接関係にあるか否かを判定し、
    　隣接関係にない場合、外乱ありと判定する
    請求項１に記載の測距装置。
  5. 　前記しきい値は、前記複数のパケットのうち、距離値の算出に用いられるパケットの数に依存して定められる
    請求項２または４に記載の測距装置。
  6. 　前記しきい値は２であり、前記Ｎは２である
    請求項４に記載の測距装置。
  7. 　前記信号処理回路は、
    　前記複数のパケットのうち、前記測距装置に近い方からＭ個の距離区間に対応するＭ個のパケットのそれぞれと、第２基準値とを比較し、
    　Ｍ個のパケットのうちの１つ以上が前記第２基準値を超える場合に外乱光ありと判定する
    請求項４から６のいずれか１項に記載の測距装置。
  8. 　前記信号処理回路は、
    　前記複数のパケットのそれぞれと第２基準値とを比較し、
    　前記複数のパケットのうち、前記測距装置に近い方からＭ個の距離区間に対応する上位のＭ個のパケットのうちの１つ以上が前記第２基準値を超える場合で、かつ、前記複数のパケットのうち前記Ｍ個のパケット以外のパケットのうちの１つ以上が前記第２基準値を超える場合に、外乱光ありと判定する
    請求項４から６のいずれか１項に記載の測距装置。
  9. 　前記第２基準値は、前記複数のパケット毎に定められる
    請求項７または８に記載の測距装置。
  10. 　前記信号処理回路は、
    　前記第２処理において、前記複数のパケットのそれぞれと第３基準値とを比較し、
    　前記複数のパケットのうち前記第３基準値より小さいパケットの信号量を０に変更し、
    　前記複数のパケットのうち０でないパケットのそれぞれに、パケット毎に前記測距装置から遠い距離順に対応して大きい値をもつ係数を乗算し、
    　乗算後のパケットのうち、最大のパケットを第１パケットとして選択し、
    　前記第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち大きい方を第２パケットとして選択し、
    　前記第１パケットおよび前記第２パケットから距離値を算出する
    請求項１から９のいずれか１項に記載の測距装置。
  11. 　前記信号処理回路は、前記第２処理において、
    　前記第１パケットに距離的に隣接するパケットの少なくとも一方が、前記測距装置から近い距離順でＮ個のパケットに含まれるか否かを判定し、
    　含まれると判定した場合には、前記第１パケットに距離的に隣接する乗算後のパケットのうち大きい方を第２パケットとして選択し、
    　含まれないと判定した場合には、前記第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットのうち大きい方を第２パケットとして選択する
    請求項１０に記載の測距装置。
  12. 　前記信号処理回路は、
    　前記第２処理において、前記複数のパケットのそれぞれと第３基準値とを比較し、
    　前記複数のパケットのうち前記第３基準値より小さいパケットの信号量を０に変更し、
    　前記複数のパケットのうち０でないパケットのそれぞれに、パケット毎に前記測距装置から遠い距離順に対応して大きい値をもつ係数を乗算し、
    　乗算後のパケットのうち、最大のパケットを第１パケットとして選択し、
    　前記第１パケットが、前記測距装置から近い順で所定個目のパケットか否かを判定し、
    　前記所定個目のパケットであると判定した場合において、前記第１パケットに距離的に隣接する乗算前のパケットがともに前記第３基準値を超えるときには、前記第１パケットに距離的に隣接するパケットのうち、前記測距装置から遠い方を第２パケットとして選択し、
    　前記第１パケットおよび前記第２パケットから距離値を算出する
    請求項１から９のいずれか１項に記載の測距装置。
  13. 　前記照射光は、周期的に変化する振幅を有する連続波であり、
    　前記しきい値は、３である
    請求項２に記載の測距装置。
  14. 　前記信号処理回路は、前記第２処理において当該画素を無効にする
    請求項１から９および１３のいずれか１項に記載の測距装置。
  15. 　前記信号処理回路は、
    　前記第１処理および前記第２処理において前記複数のパケットから距離値の算出に用いる少なくとも２つのパケットを画素毎に選択し、
    　前記第２処理で選択された前記少なくとも２つのパケットの選択結果を、当該画素の周囲の画素の選択結果に基づいて補正する
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の測距装置。
  16. 　前記信号処理回路は、
    　さらに、フレアの有無を判定し、
    　フレアありと判定した場合、前記画素毎に行う外乱光の有無の判定を行い、
    　フレアなしと判定した場合、さらに、画素毎に、前記第１処理により当該画素の距離値を算出する
    請求項１に記載の測距装置。
  17. 　前記照射光はパルス光であり、
    　前記信号処理回路は、前記フレアの有無の判定では、信号量が第４基準値を超えるパケットの数が第１基準数を超える画素を高信号量画素とする場合に、当該高信号量画素の数が第２基準数を超える場合に、フレアありと判定する
    請求項１６に記載の測距装置。
  18. 　前記照射光はパルス光であり、
    　前記信号処理回路は、前記フレアの有無の判定では、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超えるオプティカルブラック画素の数が、第３基準数以上であり、かつ、前記第３基準数より大きい第４基準数以下である場合に、フレアありと判定する
    請求項１６に記載の測距装置。
  19. 　前記第５基準値は、動的に変化する
    請求項１８に記載の測距装置。
  20. 　前記信号処理回路は、
    　さらに、画素毎にフレアの有無を判定し、
    　フレアありと判定した画素を対象として、前記画素毎に行う外乱光の有無の判定を行い、
    　フレアなしと判定した画素を対象として、さらに、画素毎に、前記第１処理により当該画素の距離値を算出する
    請求項１に記載の測距装置。
  21. 　前記照射光はパルス光であり、
    　前記信号処理回路は、前記画素毎に行うフレアの有無の判定では、互いに隣接する所定数以上の高信号量画素からなる高信号量画素集団を構成する画素、および、当該高信号量画素集団から所定の範囲内に位置する画素に対しフレアありと判定し、
    　前記高信号量画素は、信号量が第４基準値を超えるパケットの数が第１基準数を超える画素である
    請求項２０に記載の測距装置。
  22. 　前記照射光はパルス光であり、
    　前記信号処理回路は、前記画素毎に行うフレアの有無の判定では、所定のパケットにおける信号量が第５基準値を超える１以上のオプティカルブラック画素に対して所定の位置関係にある画素に対しフレアありと判定する
    請求項２０に記載の測距装置。
  23. 　照射光を発する光源および固体撮像装置を用いる測距方法であって、
    　前記照射光に対して異なる複数の露光タイミングで生成された信号電荷を保持する複数のパケットを画素毎に生成し、
    　画素毎に、対応する前記複数のパケットを用いて外乱光の有無を判定し、
    　外乱光なしと判定した場合、第１処理により当該画素の距離値を算出し、
    　外乱光ありと判定した場合、前記第１処理と異なる第２処理により当該画素の距離値を算出する
    測距方法。
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