WO2023140175A1 - 測距装置 - Google Patents

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WO2023140175A1
WO2023140175A1 PCT/JP2023/000685 JP2023000685W WO2023140175A1 WO 2023140175 A1 WO2023140175 A1 WO 2023140175A1 JP 2023000685 W JP2023000685 W JP 2023000685W WO 2023140175 A1 WO2023140175 A1 WO 2023140175A1
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histogram
jitter
signal
unit
section
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PCT/JP2023/000685
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広之 平野
明彦 宮之原
尚人 長城
宣明 遠藤
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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Publication date
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    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating

Definitions

  • the present disclosure relates to a rangefinder.
  • a dToF (direct Time of Flight) rangefinder that irradiates an object with a light signal, receives a reflected light signal from the object, and measures the distance to the object from the time difference between the timing of emitting the light signal and the timing of receiving the reflected light signal.
  • the light-receiving element that receives the reflected light signal in this type of distance measuring device also receives the environmental light signal such as sunlight, it is common to repeatedly emit the light signal and receive the reflected light signal to generate a histogram representing the light reception timing and light reception frequency of the reflected light signal, and determine the light reception timing based on the peak position of the histogram.
  • the power supply voltage may drop temporarily at the moment of receiving the light.
  • the power supply voltage of the oscillator that controls the light emission timings of the plurality of light emitting elements fluctuates, the light emission timings of the optical signals fluctuate, causing variations in the frequency distribution of the histogram.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200001 discloses a technique for measuring jitter in the output of an oscillator and detecting a substrate current caused by turning on/off a digital circuit.
  • Patent Document 1 does not disclose a specific method for measuring jitter. Moreover, Patent Document 1 relates to a technology unrelated to a distance measuring device, and does not take into consideration suppression of variation in frequency distribution of a histogram due to measured jitter. Furthermore, in Patent Document 1, a jitter measurement device is provided separately from the semiconductor integrated circuit, and Patent Document 1 does not disclose or suggest a specific configuration for measuring jitter within the semiconductor integrated circuit.
  • the present disclosure provides a distance measuring device capable of accurately measuring distance without depending on fluctuations in power supply voltage.
  • an oscillator that generates a first clock signal whose oscillation frequency changes according to fluctuations in the power supply voltage; a first counting unit that repeats a plurality of times the operation of counting the number of the first clock signals within a predetermined first period; a jitter detection unit that performs an averaging process on the count values of the plurality of times in the first count unit to detect jitter due to fluctuations in power supply voltage; a light-receiving element that irradiates an object with a light signal and receives a reflected light signal from the object for each second period including a plurality of the first periods; a light reception information detection unit that detects timing information at which the reflected light signal is received; and a distance calculator that measures the distance to the object based on the timing information detected by the received light information detector.
  • the light reception information detection unit may generate a first histogram representing the appearance frequency for each timing at which the reflected light signal is received.
  • the first period may be a fixed period.
  • the jitter detection unit may calculate the difference between the count value of the first counting unit acquired in accordance with the timing of the start of the first period and the count value of the first counting unit acquired in accordance with the timing of the end of the first period a plurality of times, and average these differences.
  • the jitter detection unit calculates an average value of the count values of the second counting unit counted for each second period and an average value of the count values of the first counting unit counted for each of the first periods within the second period, based on the reciprocal of the average value of the count values of the second counting unit counted for each second period and the reciprocal of the average value of the count values of the first counting unit counted for each of the first periods within the second period. , the jitter may be detected.
  • the distance calculator may measure the distance to the object based on the corrected histogram.
  • the histogram correction unit may generate the corrected histogram by correcting the first histogram so that the appearance frequency of the ambient light signal received by the light receiving element is constant for each timing.
  • a first time-to-digital converter that generates a first digital signal corresponding to the reflected light signal received by the light receiving element; a pseudo input generator that generates a pseudo input signal corresponding to the ambient light signal that does not include the reflected light signal; a second time-to-digital converter that converts the pseudo input signal into a second digital signal; a second histogram generation unit that generates a second histogram representing the appearance frequency for each timing at which the ambient light signal is received;
  • the received light information detection unit generates the first histogram based on the first digital signal
  • the histogram correction section may generate the corrected histogram by correcting the first histogram based on the jitter detected by the jitter detection section and the second histogram.
  • the received light information detection unit may generate the first histogram corresponding to a signal including the reflected light signal and the ambient light signal, a signal including only the ambient light signal, or the reflected light signal not including the ambient light signal.
  • the received light information detection unit may generate the first histogram in a pseudo manner based on a signal including only the ambient light signal.
  • the histogram corrector may correct the first histogram based on the jitter corrected by the jitter corrector to generate the corrected histogram.
  • the jitter correction section may correct at least one of amplitude and phase of the jitter detected by the jitter detection section.
  • the jitter correction section may correct at least one of amplitude and phase of the jitter detected by the jitter detection section based on the jitter detected by the jitter detection section and temperature information.
  • a jitter addition unit may be provided that controls the timing of at least part of the signal from when the light-receiving element receives the reflected light signal to when the received light information detection unit generates the first histogram, based on the jitter detected by the jitter detection unit.
  • a clock generation unit that generates a second clock signal having an oscillation frequency that does not depend on fluctuations in the power supply voltage, based on the reference clock signal; a counting window generator that generates the first period in synchronization with the second clock signal; A light emission timing control section that controls light emission timing of the light emitting element that emits the optical signal in synchronization with the second clock signal.
  • the jitter adding section adds the jitter to the second clock signal
  • the light emission timing control section may control the light emission timing of the light emitting element that emits the optical signal in synchronization with the second clock signal to which the jitter is added.
  • the jitter addition section may control at least one of the oscillation frequency and phase of the second clock signal based on the jitter detected by the jitter detection section.
  • a clock generation unit that generates a second clock signal having an oscillation frequency that does not depend on fluctuations in the power supply voltage, based on the reference clock signal; a first time-to-digital converter that generates a first digital signal responsive to the reflected light signal; a first control unit that controls the first time-to-digital converter and the received light information detection unit; a second control unit that controls the first control unit in synchronization with the second clock signal; a pixel array section having a plurality of the light receiving elements, The jitter adding section may add the jitter to at least one of a plurality of electrical signals corresponding to the plurality of reflected light signals output from the plurality of light receiving elements in the pixel array section, a first control signal for controlling the first control section, and a second control signal for controlling the first control section output from the second control section.
  • a light receiving element that irradiates an object with a light signal and receives a reflected light signal from the object for each second period including a plurality of first periods; a first time-to-digital converter that generates a first digital signal responsive to the reflected light signal; a first histogram generation unit that generates a first histogram representing the appearance frequency for each timing at which the reflected light signal is received; a pseudo input generator that generates a pseudo input signal corresponding to the ambient light signal that does not include the reflected light signal; a second time-to-digital converter that converts the pseudo input signal into a second digital signal; a second histogram generation unit that generates a second histogram representing the appearance frequency for each timing at which the ambient light signal is received; a histogram correction unit that corrects the first histogram based on the second histogram to generate a corrected histogram; and a distance calculator that measures the distance to the object based on the corrected histogram.
  • a pixel array section having a plurality of the light receiving elements, A plurality of the pseudo input generators and a plurality of the second time-to-digital converters may be provided in association with two or more of the light receiving elements spaced apart from each other in the pixel array section.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the main part of a detector that detects jitter;
  • FIG. 2 is a diagram showing operations of the cyclic counter, the first latch circuit, the second latch circuit, and the synchronization processing section in FIG. 1;
  • 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device according to a first embodiment;
  • FIG. FIG. 4 is a block diagram of a range finding system in which the configuration of FIG. 3 is more concrete; 4 is a flowchart showing the processing operation of the distance measuring device according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the light emission period of light emitting elements in the light source unit, variations in power supply voltage, and count values counted by the counter unit;
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the processing result of step S2 in FIG. 5;
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the processing result of step S3 in FIG. 5;
  • the figure which shows an example of the result of the detection process of step S4 of FIG. The figure which shows an example of an interpolation process.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of jitter correction processing;
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing correction processing of the first histogram;
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device according to a second embodiment;
  • FIG. FIG. 9 is a block diagram of a distance measurement system that more concretely implements the configuration of FIG. 8;
  • FIG. 4 is a diagram showing a first example of a specific configuration of a jitter adding section
  • FIG. 10 is a diagram showing a second example of a specific configuration of a jitter adding section
  • FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device according to a third embodiment
  • FIG. 12 is a block diagram of a distance measurement system in which the configuration of FIG. 11 is more concrete
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of generating a histogram including reflected light and ambient light
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of generating a histogram containing only reflected light
  • FIG. 12 is a block diagram showing the internal configuration of a distance measuring system according to the fourth embodiment
  • FIG. 4 is a layout diagram showing an example in which a pseudo input generation section, a second time-to-digital converter, and a second histogram generation section are arranged at four corners of a pixel array section;
  • 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an information detection unit outside the vehicle and an imaging unit;
  • the rangefinder and the electronic device may have components and functions that are not illustrated or described. The following description does not exclude components or features not shown or described.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the principal part of a detection section 1 for detecting jitter. 1 includes an oscillator 2 , a cyclic counter 3 , a PLL circuit 4 , a frequency divider 5 , a first latch circuit 6 , a second latch circuit 7 and a synchronization processor 8 .
  • the oscillator 2 generates a first clock signal whose oscillation frequency changes according to fluctuations in the power supply voltage.
  • the oscillator 2 is an oscillator that does not perform feedback control of the oscillation frequency with respect to fluctuations in the power supply voltage, and is also called a free-running oscillator.
  • the oscillation frequency of the first clock signal changes sensitively to fluctuations in the power supply voltage. Further, the oscillator 2 may generate the first clock signal whose oscillation frequency changes according to not only the power supply voltage but also the environmental temperature and manufacturing process fluctuations.
  • the cyclic counter 3 repeats counting operations in synchronization with the first clock signal generated by the oscillator 2 . More specifically, the cyclic counter 3 repeats the counting operation from the minimum count value to the maximum count value in synchronization with the first clock signal.
  • the count value of the cyclic counter 3 also changes.
  • the cyclic counter 3 functions as a first counting section that repeats a plurality of times the operation of counting the number of first clock signals within a predetermined first period, and functions as a second counting section that repeats a plurality of times the operation of counting the number of first clock signals within a second period that includes a plurality of first periods.
  • the first period is the time width of a counting window, which will be described later.
  • the PLL circuit 4 generates a second clock signal independent of the power supply voltage by synchronizing with the reference clock signal and by PLL control and appropriate power supply impedance separation. That is, the PLL circuit 4 generates a second clock signal with a substantially fixed oscillation frequency even if the power supply voltage fluctuates.
  • the frequency divider 5 divides the frequency of the second clock signal to generate a START signal, a STOP signal, and a synchronous clock signal.
  • FIG. 2 which will be described later, shows an example in which the START signal and the STOP signal have opposite phases, but the phase relationship between the START signal and the STOP signal is arbitrary.
  • a synchronous clock signal is a signal synchronized with the START signal and the STOP signal.
  • the frequency divider 5 can arbitrarily set the timing (hereinafter referred to as sampling timing) for dividing the frequency of the second clock signal generated by the PLL circuit 4 from the outside. As a result, the timing at which the first latch circuit 6 and the second latch circuit 7 latch the count value of the cyclic counter 3 can be arbitrarily shifted.
  • the first latch circuit 6 latches the count value of the cyclic counter 3 at the rising edge of the START signal.
  • the second latch circuit 7 latches the count value of the cyclic counter 3 at the rising edge of the STOP signal.
  • the synchronization processing unit 8 outputs the count value latched by the first latch circuit 6, the count value latched by the second latch circuit 7, the sampling timing deviation amount input to the frequency divider 5, and the synchronous clock signal in synchronization with the synchronous clock signal generated by the frequency divider 5.
  • a block for detecting jitter due to fluctuations in the power supply voltage is provided after the synchronization processing unit 8 .
  • FIG. 2 is a diagram showing operations of the cyclic counter 3, the first latch circuit 6, the second latch circuit 7, and the synchronization processor 8 in FIG.
  • the first latch circuit 6 repeatedly latches the count value of the cyclic counter 3 at the rising edge of the START signal
  • the second latch circuit 7 repeatedly latches the count value of the cyclic counter 3 at the rising edge of the STOP signal. Jitter can be detected by repeatedly detecting the difference between the count value of the first latch circuit 6 and the count value of the second latch circuit 7 .
  • the detection unit 1 in FIG. 1 detects the amount of change in the power supply voltage as the difference between the count values of the circulation counter 3 . Since the cyclic counter 3 repeats the counting operation, it is possible to repeatedly detect the difference in the count value from the output of the synchronization processing section 8 . Jitter can be detected by averaging the differences. Jitter refers to the deviation of the timing of the edges of an electrical pulse from the ideal timing.
  • the jitter detected by the detection unit 1 is a value that depends on the amount of fluctuation in the power supply voltage, and can be used, for example, to correct the histogram in the distance measuring device.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the distance measuring device 10 according to the first embodiment.
  • the distance measuring device 10 of FIG. 3 includes a detection section 1, a PLL circuit 4, a sampling pulse generation section 11, a distance measurement processing section 12, a histogram correction section 13, and a distance calculation section .
  • the detection unit 1 in FIG. 3 detects jitter based on the result of repeatedly detecting the difference in count values in the same processing operation as the detection unit 1 in FIG.
  • the detection section 1 of FIG. 3 has an oscillator 2 , a cyclic counter 3 , a latch group 15 , a time average counting section 16 and a jitter correction section 17 .
  • the oscillator 2 in FIG. 3 is a free-running oscillator whose oscillation frequency changes according to fluctuations in the power supply voltage, similar to the oscillator 2 in FIG.
  • the cyclic counter 3 in FIG. 3 is similar to the cyclic counter 3 in FIG. 1, and performs repeated counting operations between a minimum count value and a maximum count value in synchronization with the first clock signal generated by the oscillator 2 .
  • the latch group 15 in FIG. 3 performs the same latch operation as the first latch circuit 6 and the second latch circuit 7 in FIG.
  • the time average counting unit 16 in FIG. 3 performs an averaging process of repeatedly detecting and averaging the difference between the count value latched by the first latch circuit 6 and the count value latched by the second latch circuit 7 in the latch group 15, and detects jitter due to fluctuations in the power supply voltage.
  • the time average counting section 16 is also called a jitter detection section.
  • the time average counting unit 16 calculates a plurality of differences between the count value of the cyclic counter 3 acquired at the start timing of the first period and the count value of the cyclic counter 3 acquired at the end timing of the first period, and averages these differences.
  • the jitter corrector 17 corrects the frequency characteristic of jitter detected by the time average counter 16 .
  • the reason why the frequency characteristics need to be corrected is that there is a difference between the frequency characteristics of the detection unit 1 and the frequency characteristics of the distance measurement processing unit 12, and in order to correct the histogram generated by the distance measurement processing unit 12 based on the jitter generated by the detection unit 1, it is necessary to match the jitter generated by the detection unit 1 with the frequency characteristics of the distance measurement processing unit 12.
  • the jitter correction section 17 may correct at least one of the amplitude and phase of the jitter output from the time average counting section 16 . Further, the jitter correction unit 17 may correct the frequency characteristic of jitter by adding temperature information measured by a temperature sensor or the like (not shown in FIG. 3).
  • the PLL circuit 4 in FIG. 3 is configured in the same manner as the PLL circuit 4 in FIG. 1, and generates a second clock signal with an oscillation frequency independent of fluctuations in the power supply voltage.
  • the sampling pulse generator 11 in FIG. 3 generates a START signal and a STOP signal, like the frequency divider 5 in FIG.
  • the sampling pulse generator 11 generates a START signal and a STOP signal triggered by the light emission timing of the light emitting element.
  • the distance measurement processing unit 12 has a light receiving unit 21 , a time digital converter (TDC: Time Digital Converter) 22 , and a histogram generation unit (first histogram generation unit) 23 .
  • the distance measurement processing unit 12 in FIG. 3 shows a configuration for performing distance measurement by the dToF method, but distance measurement may be performed by a method other than the dToF method, such as the iToF method or the FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) method. Therefore, the distance measurement processing section 12 may have light reception information detection sections corresponding to various distance measurement methods.
  • the light reception information detection section detects timing information at which the reflected light signal is received, and includes the histogram generation section 23 of FIG. An example of performing distance measurement by the dToF method will be described below.
  • the light receiving section 21 has a light receiving element 21a that receives a reflected light signal from an object.
  • the light receiving element 21a is, for example, a SPAD (Single Photon Avalanche photo Diode).
  • the light receiving section 21 may have a pixel array section in which a plurality of light receiving elements 21a are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the time-to-digital converter 22 converts the time difference between the light receiving timing of the reflected light signal received by the light receiving element 21a and the light emitting timing of the light emitting element (not shown in FIG. 3) into a digital signal.
  • the time-to-digital converter 22 has, for example, a Gray code generator 22a and a group of latches 22b.
  • the Gray code generator 22a generates a Gray code according to the number of second clock signals generated by the PLL circuit 4.
  • FIG. A Gray code is a code in which the change in the number of transitions between 0s and 1s is minimal.
  • the latch group 22b holds the code generated by the gray code generator 22a as a digital signal in synchronization with the light receiving timing of the light receiving element 21a.
  • the histogram generating unit 23 generates a histogram (first histogram) HG1 representing the frequency of each timing at which the reflected light signal is received by the light receiving unit 21 .
  • the horizontal axis represents the light reception timing
  • the vertical axis represents the appearance frequency. The higher the appearance frequency, the higher the possibility that it is the timing of receiving the reflected light signal.
  • the histogram correction unit 13 corrects the histogram generated by the distance measurement processing unit 12 based on the jitter detected by the detection unit 1 to generate a corrected histogram RHG.
  • the first histogram HG1 and the corrected histogram RHG are obtained by synthesizing the appearance frequency of the ambient light signal and the appearance frequency of the reflected light signal.
  • the appearance frequency of the ambient light signal should be uniform in nature, there is a possibility that the appearance frequency of the ambient light signal varies due to fluctuations in the power supply voltage.
  • the frequency of appearance of the ambient light signal in the first histogram HG1 is not uniform, the frequency of appearance of the ambient light signal in the corrected histogram RHG is corrected to be uniform.
  • the distance calculation unit 14 measures the distance to the object based on the corrected histogram RHG. More specifically, the distance calculator 14 measures the distance to the object based on the time difference between the light receiving timing and the light emitting timing at which the appearance frequency peaks in the corrected histogram RHG.
  • the histogram is corrected based on the jitter detected by the detection unit 1, so even if the appearance frequency of the histogram varies due to fluctuations in the power supply voltage, the histogram can be accurately corrected.
  • FIG. 4 is a block diagram of a distance measuring system 30 that more concretely implements the configuration of FIG.
  • the ranging system 30 of FIG. 4 may be called an electronic device.
  • the light source unit 31 has a plurality of light emitting elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally. A plurality of light-emitting elements repeatedly emit optical signals at predetermined time intervals.
  • the light source unit 31 can scan optical signals emitted by a plurality of light emitting elements on a predetermined two-dimensional space. A specific method for scanning the optical signal does not matter.
  • the general control section 32 controls the light source section 31 and the distance measuring device 10 . A configuration in which the overall control unit 32 is integrated with the distance measuring device 10 is also conceivable.
  • the distance measuring device 10 includes a clock generation unit 33, a control unit 34, a distance measurement control unit 35, a distance measurement processing unit 12, a light emission timing control unit 36, a drive circuit 37, a pixel array unit 38, a detection unit 1, a histogram correction unit 13, and a distance calculation unit 14.
  • the clock generator 33 corresponds to the PLL circuit 4 in FIG.
  • the clock generation unit 33 generates a clock signal with an oscillation frequency independent of fluctuations in the power supply voltage by PLL control in synchronization with the reference clock signal.
  • the clock signal generated by the clock generator 33 is hereinafter referred to as a second clock signal.
  • the frequency of the second clock signal is higher than the frequency of the reference clock signal.
  • the control unit 34 controls the light emission timing control unit 36 and the distance measurement processing unit 12 in synchronization with the second clock signal.
  • the light emission timing control section 36 controls the timing at which the light source section 31 emits the optical signal and the drive circuit 37 according to the instruction from the control section 34 .
  • At least two of the control unit 34, the distance measurement control unit 35, and the light emission timing control unit 36 may be integrated.
  • the light source unit 31 periodically emits optical signals from a plurality of light emitting elements according to instructions from the light emission timing control unit 36 .
  • the optical signal emitted by the plurality of light emitting elements is an optical pulse signal with a predetermined pulse width.
  • the drive circuit 37 drives each light receiving element 21 a in the pixel array section 38 .
  • the pixel array section 38 has a plurality of light receiving elements 21a arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • each light receiving element 21a is, for example, a SPAD.
  • each light receiving element 21a may have a quench circuit (not shown).
  • the quench circuit initially supplies a reverse bias voltage with a potential difference exceeding the breakdown voltage between the anode and cathode of the SPAD.
  • the drive circuit 37 described above supplies a reverse bias voltage to the SPAD through a corresponding quench circuit after the SPAD detects a photon.
  • the distance measurement processing unit 12 has a time-to-digital converter 22 (TDC) and a histogram generation unit 23.
  • the time-to-digital converter 22 converts an electrical signal corresponding to the reflected light signal received by the pixel array section 38 into a digital signal.
  • the histogram generator 23 Based on the digital signal converted by the time-to-digital converter 22, the histogram generator 23 generates a histogram (first histogram HG1) representing the appearance frequency for each timing at which the reflected light signal is received.
  • the detection section 1 in FIG. 4 is substantially the same as the detection section 1 in FIGS.
  • the detector 1 in FIG. 4 has an oscillator 2 , a count window generator 41 , a counter 42 , and a time average corrector 43 .
  • the oscillator 2 in FIG. 4 generates a first clock signal whose oscillation frequency changes according to fluctuations in the power supply voltage, like the oscillator 2 in FIG. 1 or 3 .
  • the counting window generating section 41 generates a counting window (first period) based on the second clock signal generated by the clock generating section 33 .
  • the count window generator 41 performs the same processing as the latch group 22b in FIG.
  • the counting window has a constant time width that is unaffected by fluctuations in power supply voltage.
  • the counting unit 42 counts the time width of the counting window with the first clock signal output from the oscillator 2 . While the oscillation frequency of the first clock signal changes with fluctuations in the power supply voltage, the time width of the counting window is constant independent of fluctuations in the power supply voltage. Therefore, the count value counted by the counting unit 42 changes according to fluctuations in the power supply voltage. By counting the time width of the counting window with the first clock signal in this way, the amount of fluctuation in the power supply voltage can be detected from the count value.
  • the time average correction unit 43 corrects jitter based on the number counted by the counting unit 42 .
  • the time average correction unit 43 performs the same processing as the time average counting unit 16 and the jitter correction unit 17 shown in FIG.
  • the time average correction section 43 is also called a jitter detection section.
  • the histogram correction unit 13 corrects the histogram (first histogram HG1) generated by the histogram generation unit 23 based on the jitter corrected by the time average correction unit 43 to generate a corrected histogram RHG. More specifically, the histogram correction unit 13 corrects the histogram so that the frequency of appearance of the ambient light signal received by the light receiving element at each timing is constant, and generates the corrected histogram RHG. Since the corrected histogram RHG suppresses variations in the appearance frequency of the ambient light signal, the distance calculator 14 can accurately calculate the distance to the object 20 based on the corrected histogram RHG.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the processing operation of the distance measuring device 10 according to the first embodiment.
  • the counting unit 42 counts the time width of the counting window generated by the counting window generating unit 41 using the first clock signal output from the oscillator 2 (step S1).
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of the light emission period (second period) of the light emitting element in the light source section 31, the fluctuation of the power supply voltage, and the count value counted by the counting section 42.
  • FIG. A plurality of counting windows are provided within the light emitting period of the light emitting element.
  • the counting unit 42 counts the time width of each counting window with the first clock signal, and the count value is called an AC count value. Also, the counting unit 42 counts the time width of the light emission cycle with the first clock signal, and the count value is called a DC count value.
  • the DC count value is the sum of the count values of all counting windows within the emission period.
  • FIG. 6A shows an example in which light is emitted three times in a certain period, there are actually many light emission periods, and the counting unit 42 counts the AC count value and the DC count value for each light emission period.
  • the oscillation frequency of the first clock signal changes.
  • the number of first clock signals for counting the time width of each counting window also changes.
  • the time average correction unit 43 averages the count values of the counting windows at the same position in each light emission period, and removes the quantization error (step S2).
  • FIG. 6B is a diagram showing an example of the processing result of step S2 in FIG.
  • step S2 there are 6 counting windows within one emission period.
  • step S2 the average value of the count values of the n-th (in the example of FIGS. 6A and 6B, n is an arbitrary integer from 1 to 6) counting window within each light emission period is calculated.
  • the time average correction unit 43 sets the addition average value of the six counting windows as the AC count value, and sets the addition value of these six AC count values as the DC count value.
  • the reciprocal of the AC count value averaged in step S2 is calculated as a new AC count value. Also, the reciprocal of the DC count value averaged in step S2 is calculated, and the value obtained by multiplying the reciprocal of the DC count value by the number of counting windows within the oscillation cycle is set as a new DC count value (step S3). Since the jitter is proportional to the period, the jitter component proportional to the period can be obtained by calculating the reciprocals of the AC count value and the DC count value.
  • the time average correction unit 43 calculates the average value of the count values of the second counting unit counted for each second period and the average value of the count values of the first counting unit counted for each individual first period within the second period. to detect
  • FIG. 6C is a diagram showing an example of the processing result of step S3 in FIG.
  • the reciprocal of the DC count value calculated in step S2 is multiplied by 6 to obtain a new DC count value.
  • step S4 the value obtained by subtracting the DC count value from the AC count value calculated in step S3 is taken as a value proportional to the jitter (step S4).
  • the calculation result of step S4 becomes a negative value when the power supply voltage is higher than the average voltage, and becomes a positive value when the power supply voltage is lower than the average voltage.
  • the processing of step S4 is called detection processing.
  • FIG. 6D is a diagram showing an example of the result of detection processing in step S4 of FIG.
  • FIG. 6D shows values corresponding to six counting windows within one oscillation period.
  • the values of the 1st, 4th and 6th counting windows within one oscillation period are negative values, indicating that the power supply voltage was higher than the average voltage in these counting windows.
  • Each numerical value in FIG. 6D is a value proportional to jitter.
  • step S4 may be used as the final jitter, but since the frequency characteristics of the detection unit 1 and the distance measurement processing unit 12 in FIG.
  • step S5 interpolation processing is performed based on the result of the detection processing in step S4.
  • a known method can be used for the interpolation processing, and various interpolation processing such as the Bilinear method, the Bicubic method, or the Spline method can be performed.
  • FIG. 7A is a diagram showing an example of interpolation processing.
  • FIG. 7A shows an example in which values proportional to the jitter calculated in step S4 of FIG. 5 are plotted and a curve w1 passing through these plots is generated by interpolation processing.
  • plots corresponding to negative values in FIG. 6D are displayed on the positive side, and plots corresponding to positive values are displayed on the negative side.
  • the jitter corresponding to the negative value in FIG. 6D is a positive value.
  • step S6 the jitter that is the result of the detection processing is corrected by the jitter correction unit 17 (step S6).
  • the jitter correction unit 17 typically, at least one of amplitude correction by applying a predetermined gain to the curve obtained by the interpolation processing in step S5 and phase correction by shifting the curve obtained by the interpolation processing in step S5 along the time axis is performed.
  • a digital filter may be applied to the curve obtained by the interpolation processing in step S5.
  • the process of step S6 completes the jitter correction process (detection process).
  • FIG. 7B is a diagram showing an example of jitter correction processing.
  • FIG. 7B shows a curve w2 obtained by performing amplitude correction on the curve w1 of FIG. 7A, and a curve w3 obtained by performing phase correction.
  • steps S5 and S6 in FIG. 5 is effective when the frequency characteristics of the detection unit 1 and the frequency characteristics of the distance measurement processing unit 12 are different.
  • the histogram correction unit 13 corrects the histogram (first histogram HG1) generated by the histogram generation unit 23 based on the jitter corrected in step S6 to generate a corrected histogram RHG (step S7).
  • FIG. 7C is a diagram schematically showing correction processing for the first histogram HG1.
  • the first histogram HG1 includes ambient light signal components and reflected light signal components, and originally, the ambient light signal components should have a uniform appearance frequency. However, when the power supply voltage fluctuates, the appearance frequency of the ambient light signal component varies. Variations in the ambient light signal component of the first histogram HG1 are correlated with jitter. Therefore, by correcting variations in the ambient light signal components of the first histogram HG1 based on the jitter, it is possible to equalize the frequency of appearance of the ambient light signal components and obtain a highly reliable corrected histogram RHG.
  • the fixed time width of the counting window is counted by the first clock signal whose oscillation frequency changes according to the fluctuation of the power supply voltage, and the reciprocal of the count value is taken to detect and correct the jitter. Since the first histogram HG1 generated by the histogram generating unit 23 is corrected based on the jitter after correction, the ambient light signal component included in the first histogram HG1 is not affected by fluctuations in the power supply voltage, and a highly reliable corrected histogram RHG can be generated. By calculating the distance of the object 20 using the corrected histogram RHG, the distance measurement accuracy can be improved.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the use of corrected jitter.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the distance measuring device 10 according to the second embodiment. 8 includes a detection section 1, a PLL circuit 4, a sampling pulse generation section 11, a distance measurement processing section 12, and a distance calculation section 14, as in FIG.
  • the histogram correction unit 13 shown in FIG. 3 is not provided in the distance measuring device 10 shown in FIG.
  • the detection unit 1 in FIG. 8 performs the same processing as the detection unit 1 in FIG. 3, detects jitter using a counting window, and then performs at least one of amplitude correction and phase correction to correct the jitter.
  • the distance measurement processing unit 12 in FIG. 8 has a light receiving unit 21, a time-to-digital converter 22 (TDC), and a histogram generation unit 23, similarly to the distance measurement processing unit 12 in FIG. 3.
  • TDC time-to-digital converter
  • histogram generation unit 23 similarly to the distance measurement processing unit 12 in FIG. 3.
  • the distance measurement processing unit 12 in FIG. 8 has a light receiving unit 21, a time-to-digital converter 22 (TDC), and a histogram generation unit 23, similarly to the distance measurement processing unit 12 in FIG. 3.
  • TDC time-to-digital converter 22
  • the jitter adding section 24 controls the timing of at least part of the signal from when the light receiving element 21a receives the reflected light signal to when the histogram generating section 23 generates the histogram HG1.
  • FIG. 8 shows an example of inputting the second clock signal generated by the PLL circuit 4 to the jitter adding section 24 .
  • the jitter adding section 24 adjusts at least one of the oscillation frequency and the phase of the second clock signal.
  • the Gray code generation unit 22a in the time-to-digital converter 22 of FIG. 8 generates a Gray code based on the second clock signal adjusted in at least one of the oscillation frequency and phase by the jitter addition unit 24.
  • the time-to-digital converter 22 can output a jitter-adjusted digital signal. Therefore, the histogram generation unit 23 in FIG. 8 can generate the first histogram HG1 in which the ambient light signal components are uniform.
  • FIG. 9 is a block diagram of a distance measurement system 30 that more concretely implements the configuration of FIG.
  • the ranging system 30 of FIG. 9 may be called an electronic device.
  • the same reference numerals are assigned to the components common to those in FIG.
  • a distance measurement system 30 in FIG. 9 includes a light source section 31, a general control section 32, and a distance measurement device 10, as in FIG.
  • the distance measuring device 10 of FIG. 9 differs from the distance measuring device 10 of FIG. 4 in part of the internal configuration.
  • the distance measuring device 10 of FIG. 9 has a jitter adding section 24 that does not exist in the distance measuring device 10 of FIG.
  • the distance measuring device 10 of FIG. 9 does not have the histogram correction section 13 in the distance measuring device 10 of FIG.
  • the jitter adding unit 24 in the distance measuring device 10 in FIG. 9 is arranged between the clock generating unit 33 and the control unit 34, and controls at least one of the oscillation frequency and phase of the second clock signal generated by the clock generating unit 33.
  • the control unit 34 controls the light emission timing control unit 36 and the distance measurement control unit 35 in synchronization with the second clock signal in which at least one of the oscillation frequency and phase is controlled by the jitter adding unit 24 .
  • the jitter adding section 24 is arranged between the clock generating section 33 and the controlling section 34, but the jitter adding section 24 may be arranged at a location different from that in FIG.
  • the jitter adding section 24 may be placed at any of the locations indicated by the dashed frames in FIG.
  • a first modification of the placement location of the jitter adding section 24 is between the control section 34 and the ranging control section 35 .
  • the controller 34 controls the timing of the control signal for controlling the distance measurement controller 35 based on the jitter detected by the detector 1 .
  • a second modification of the placement location of the jitter adding section 24 is between the ranging control section 35 and the time-to-digital converter 22 .
  • the timing of the control signal for the distance measurement control section 35 to control the time-to-digital converter 22 is controlled based on the jitter detected by the detection section 1 .
  • a third modification of the placement location of the jitter adding section 24 is between the pixel array section 38 and the time-to-digital converter 22 .
  • the pixel array section 38 outputs an electric signal corresponding to the reflected light signal for each pixel row. The timings of these electrical signals are controlled based on the jitter detected by the detector 1 .
  • FIG. 10A is a diagram showing a first example of a specific configuration of the jitter adding section 24.
  • the jitter addition unit 24 of FIG. 10A controls the current source 33b that generates current to be supplied to the oscillator 33a in the clock generation unit 33, using the jitter detected by the detection unit 1.
  • FIG. Current source 33 b controls the current supplied to oscillator 2 based on the jitter detected by detector 1 . Thereby, at least one of the oscillation frequency and the phase of the second clock signal output from the oscillator 2 can be controlled.
  • FIG. 10A shows an example of configuring the current source 33b with one NMOS transistor
  • the specific configuration of the current source 33b is arbitrary, and the current source 33b may include at least one of a variable resistance element, a variable inductor element, and a variable capacitance element, and at least one of the resistance value, the inductance, and the capacitance may be controlled based on the jitter detected by the detector 1.
  • FIG. 10B is a diagram showing a second example of a specific configuration of the jitter adding section 24.
  • the jitter adding section 24 of FIG. 10B has a plurality of delay circuits 24a and a selector 24b.
  • the plurality of delay circuits 24a delay the signals to which jitter is to be added by different delay times.
  • the selector 24b selects one delay circuit 24a from the plurality of delay circuits 24a based on the jitter detected by the detector 1, and delays the signal for adding jitter.
  • the specific configuration of the jitter adding section 24 is not limited to that shown in FIGS. 10A and 10B.
  • the power supply voltage of at least one of the clock generator 33 , controller 34 , ranging controller 35 , and pixel array section 38 may be controlled based on the jitter detected by the detector 1 .
  • jitter is detected by counting the time width of the counting window using the first clock signal whose oscillation frequency changes due to fluctuations in the power supply voltage, and the timing of the control signal in the distance measuring device 10 is controlled by the detected jitter.
  • the histogram without correcting the histogram, it is possible to generate a histogram in which the frequency of appearance of the environmental light signal components is uniform, and to improve the accuracy of distance measurement.
  • the third embodiment generates a histogram (second histogram HG2) based on ambient light signals that do not include reflected light signals.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of the distance measuring device 10 according to the third embodiment. 11 includes a detection unit 1, a PLL circuit 4, a sampling pulse generation unit 11, a distance measurement processing unit 12, a histogram correction unit 13, and a distance calculation unit 14, as in FIG.
  • the detection unit 1 in FIG. 11 performs the same processing as the detection unit 1 in FIG. 3, detects jitter using a counting window, and then corrects the jitter.
  • the ranging processing unit 12 in FIG. 11 has a configuration related to ranging processing for pseudo input signals in addition to the configuration of the ranging processing unit 12 in FIG. More specifically, the distance measurement processing unit 12 in FIG. 11 includes a light receiving unit 21, a first time-to-digital converter 44, a first histogram generation unit 45, a pseudo input generation unit 46, a second time-to-digital converter 47, and a second histogram generation unit 48.
  • the light receiving unit 21, the first time-to-digital converter 44, and the first histogram generating unit 45 in the ranging processing unit 12 in FIG. 11 perform the same processing operations as the light receiving unit 21, the time-to-digital converter 22, and the histogram generating unit 23 in the ranging processing unit 12 in FIG. That is, the first time-to-digital converter 44 generates a first digital signal according to the reflected light signal.
  • the first histogram generator 45 generates a first histogram HG1 representing the frequency of appearance for each timing at which the reflected light signal is received.
  • the pseudo input generation unit 46 in the distance measurement processing unit 12 in FIG. 11 generates an electrical signal assuming that the ambient light signal that does not include the reflected light signal is received. This electrical signal is called a pseudo input signal.
  • a second time-to-digital converter 47 converts the pseudo input signal into a second digital signal.
  • the second histogram generator 48 generates a second histogram HG2 representing the frequency of appearance for each timing at which the ambient light signal is received.
  • the histogram correction unit 13 corrects the first histogram HG1 based on the jitter detected by the detection unit 1 and the second histogram HG2 to generate a corrected histogram RHG.
  • the distance calculator 14 measures the distance to the object 20 based on the corrected histogram RHG.
  • a pseudo input signal is an electrical signal corresponding to an ambient light signal that does not include a reflected light signal. Therefore, the second histogram HG2 corresponding to the pseudo input signal should essentially have a uniform appearance frequency. However, in reality, variations in the frequency of appearance of the second histogram HG2 occur due to fluctuations in the power supply voltage. Therefore, the histogram corrector 13 according to the present embodiment corrects the first histogram HG1 based on the jitter detected by the detector 1 and the second histogram HG2.
  • Fig. 12 is a block diagram of the distance measuring system 30, which is a more concrete configuration of Fig. 11. Figs. In this specification, the ranging system 30 of FIG. 12 may be called an electronic device. In FIG. 12, the same reference numerals are assigned to the components common to those in FIG.
  • a distance measurement system 30 in FIG. 12 includes a light source section 31, an overall control section 32, and a distance measurement device 10, as in FIG. 12 has a clock generation unit 33, a control unit 34, a distance measurement control unit 35, a distance measurement processing unit 12, a light emission timing control unit 36, a drive circuit 37, a pixel array unit 38, a detection unit 1, a histogram correction unit 13, and a distance calculation unit 14, as in FIG.
  • the internal configuration of the distance measurement processing unit 12 in the distance measurement device 10 in FIG. 12 is partially different from the distance measurement processing unit 12 in FIG. Otherwise, the internal configuration of the distance measuring device 10 is the same as in FIG.
  • the distance measurement processing unit 12 of FIG. 12 has a first time-to-digital converter 44, a first histogram generation unit 45, a pseudo input generation unit 46, a second time-to-digital converter 47, and a second histogram generation unit 48.
  • the first time-to-digital converter 44 and the first histogram generator 45 in the distance measurement processing section 12 of FIG. 12 perform the same processing as the time-to-digital converter 22 and the histogram generation section 23 in the distance measurement processing section 12 of FIG. 12 includes a pseudo input generator 46, a second time-to-digital converter 47, and a second histogram generator 48 in addition to the internal configuration of the distance measurement processor 12 of FIG.
  • the second time-to-digital converter 47 converts the pseudo input signal into a second digital signal.
  • the second histogram generator 48 generates a second histogram HG2 representing the frequency of appearance for each timing at which the ambient light signal is received.
  • a histogram correction unit 13 in the distance measuring device 10 of FIG. 12 corrects the first histogram HG1 based on the jitter detected by the detection unit 1 and the second histogram HG2 to generate a corrected histogram RHG.
  • the appearance frequency of the corrected histogram RHG does not vary depending on the ambient light signal component, and the reflected light signal component can be extracted faithfully. Therefore, the accuracy of distance measurement in the distance calculator 14 can be improved.
  • the light receiving element 21a that received the reflected light signal receives a signal that includes both the reflected light signal and the ambient light signal, so the first histogram HG1 generated by the first histogram generation unit 45 has a shape as shown in FIG.
  • the first histogram HG1 in FIG. 13 includes the ambient light signal component and the reflected light signal component, and both the ambient light signal component and the reflected light signal component vary in appearance frequency due to variations in the power supply voltage.
  • the first histogram generation unit 45 can generate a first histogram corresponding to a signal including the reflected light signal and the ambient light signal, a signal including only the ambient light signal, or a reflected light signal not including the ambient light signal. That is, the first histogram generator 45 can generate a pseudo first histogram based on a signal containing only the ambient light signal.
  • the pseudo input generator 46 inputs to the second time-to-digital converter 47 a pseudo input signal corresponding to the ambient light signal that does not include the reflected light signal. Since the pseudo input signal is affected by fluctuations in the power supply voltage, the frequency of appearance of the second histogram HG2 generated by the second histogram generator 48 changes in synchronization with fluctuations in the power supply voltage, as shown in FIG.
  • the histogram correction unit 13 can generate a correction histogram RHG so that the frequencies of appearance of the ambient light signal components included in the first histogram HG1 are uniform by comparing the two.
  • the ambient light signal can be ignored when the light receiving element 21a receives the reflected light signal.
  • the first histogram HG1 substantially contains only reflected light signal components.
  • the second histogram HG2 based on the pseudo input signal input to the pseudo input generator 46 is the same as the second histogram HG2 in FIG.
  • the histogram correction unit 13 can generate a correction histogram RHG that makes the frequency of appearance of the ambient light signal components included in the first histogram HG1 uniform, based on the jitter detected by the detection unit 1 and the second histogram HG2.
  • the pseudo input generation unit 46 by providing the pseudo input generation unit 46, it is possible to easily grasp the variation in the appearance frequency of the second histogram HG2 based on the ambient light signal, easily correct the ambient light signal component included in the first histogram HG1 generated when the reflected light signal is received, and as a result, generate the corrected histogram RHG that is not affected by the fluctuation of the power supply voltage, and accurately measure the distance to the object 20.
  • the fourth embodiment simplifies the configuration of the ranging system 30 according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the internal configuration of the ranging system 30 according to the fourth embodiment.
  • the ranging system 30 of FIG. 15 may be called an electronic device.
  • the same reference numerals are given to the components common to those in FIG.
  • a ranging system 30 in FIG. 15 has a configuration in which the detector 1 in the ranging system 30 in FIG. 12 is omitted.
  • a distance measurement system 30 in FIG. 15 is configured in the same manner as the distance measurement system 30 in FIG. 12 except that the detector 1 does not exist.
  • the ranging device 10 in the ranging system 30 of FIG. 15 has a first time-to-digital converter 44, a first histogram generating section 45, a pseudo input generating section 46, a second time-to-digital converter 47, and a second histogram generating section 48, similarly to the ranging device 10 of FIG.
  • the histogram correction unit 13 in FIG. 12 corrects the first histogram HG1 based on the second histogram HG2 and the jitter detected by the detection unit 1.
  • the histogram correction unit 13 in FIG. 14 corrects the first histogram HG1 based on the second histogram HG2. More specifically, the histogram corrector 13 corrects the first histogram HG1 to generate a corrected histogram RHG so that the appearance frequencies of the ambient light signal components are uniform.
  • the second histogram HG2 is generated from the pseudo input signal to correct the first histogram HG1 without detecting jitter due to fluctuations in the power supply voltage. Therefore, the corrected histogram RHG can be generated with a simpler configuration than in the third embodiment.
  • the pixel array section 38 may be divided into a plurality of pixel groups, the detection section 1 according to the first to fourth embodiments may be provided for each pixel group, and the first histogram HG1 may be corrected.
  • the pseudo input generator 46 may be provided at a plurality of locations in the pixel array section 38 .
  • FIG. 16 is a layout diagram showing an example in which the pseudo input generator 46, the second time-to-digital converter 47, and the second histogram generator 48 are arranged at the four corners of the pixel array section 38.
  • FIG. FIG. 16 is an example, and the locations and number of arrangement of the pseudo-input generator 46, the second time-to-digital converter 47, and the second histogram generator 48 are arbitrary.
  • the detection section 1 can be provided at a plurality of locations within the pixel array section 38, or the pseudo input generation section 46, the second time-to-digital converter 47, and the second histogram generation section 48 can be arranged at a plurality of locations within the pixel array section 38.
  • the pseudo input generation section 46, the second time-to-digital converter 47, and the second histogram generation section 48 can be arranged at a plurality of locations within the pixel array section 38.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving object such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility vehicles, airplanes, drones, ships, robots, construction machinery, and agricultural machinery (tractors).
  • FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system 7000, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • Vehicle control system 7000 comprises a plurality of electronic control units connected via communication network 7010 .
  • vehicle control system 7000 includes drive system control unit 7100 , body system control unit 7200 , battery control unit 7300 , vehicle exterior information detection unit 7400 , vehicle interior information detection unit 7500 , and integrated control unit 7600 .
  • the communication network 7010 that connects these multiple control units may be an in-vehicle communication network conforming to any standard such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN (Local Area Network), or FlexRay (registered trademark).
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • LAN Local Area Network
  • FlexRay registered trademark
  • Each control unit includes a microcomputer that performs arithmetic processing according to various programs, a storage unit that stores programs executed by the microcomputer or parameters used in various calculations, and a drive circuit that drives various devices to be controlled.
  • Each control unit includes a network I/F for communicating with other control units via a communication network 7010, and a communication I/F for performing wired or wireless communication with devices or sensors inside and outside the vehicle. In FIG.
  • a microcomputer 7610 As the functional configuration of the integrated control unit 7600, a microcomputer 7610, a general-purpose communication I/F 7620, a dedicated communication I/F 7630, a positioning unit 7640, a beacon receiving unit 7650, an in-vehicle device I/F 7660, an audio image output unit 7670, an in-vehicle network I/F 7680, and a storage unit 7690 are illustrated.
  • Other control units are similarly provided with microcomputers, communication I/Fs, storage units, and the like.
  • the drive system control unit 7100 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 7100 functions as a control device such as a driving force generator for generating a driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, a steering mechanism for adjusting the steering angle of the vehicle, and a braking device for generating the braking force of the vehicle.
  • the drive system control unit 7100 may have a function as a control device such as ABS (Antilock Brake System) or ESC (Electronic Stability Control).
  • a vehicle state detection section 7110 is connected to the drive system control unit 7100 .
  • the vehicle state detection unit 7110 includes, for example, at least one of a gyro sensor that detects the angular velocity of the axial rotational motion of the vehicle body, an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, or sensors for detecting the amount of operation of the accelerator pedal, the amount of brake pedal operation, the steering angle of the steering wheel, the number of engine revolutions, or the rotational speed of the wheels.
  • Drive system control unit 7100 performs arithmetic processing using signals input from vehicle state detection unit 7110, and controls the internal combustion engine, drive motor, electric power steering device, brake device, and the like.
  • the body system control unit 7200 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 7200 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, winkers or fog lamps.
  • body system control unit 7200 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • Body system control unit 7200 receives these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, and the like of the vehicle.
  • the battery control unit 7300 controls the secondary battery 7310, which is the power supply source for the driving motor, according to various programs. For example, the battery control unit 7300 receives information such as battery temperature, battery output voltage, or remaining battery capacity from a battery device including a secondary battery 7310 . The battery control unit 7300 performs arithmetic processing using these signals, and performs temperature adjustment control of the secondary battery 7310 or control of a cooling device provided in the battery device.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 7000 is installed.
  • the imaging section 7410 and the vehicle exterior information detection section 7420 is connected to the vehicle exterior information detection unit 7400 .
  • the imaging unit 7410 includes at least one of a ToF (Time Of Flight) camera, a stereo camera, a monocular camera, an infrared camera, and other cameras.
  • the vehicle exterior information detection unit 7420 includes at least one of an environment sensor for detecting the current weather or climate, or an ambient information detection sensor for detecting other vehicles, obstacles, pedestrians, etc. around the vehicle equipped with the vehicle control system 7000.
  • the environmental sensor may be, for example, at least one of a raindrop sensor that detects rainy weather, a fog sensor that detects fog, a sunshine sensor that detects the degree of sunshine, and a snow sensor that detects snowfall.
  • the ambient information detection sensor may be at least one of an ultrasonic sensor, a radar device, and a LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) device.
  • LIDAR Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging
  • These imaging unit 7410 and vehicle exterior information detection unit 7420 may be provided as independent sensors or devices, or may be provided as a device in which a plurality of sensors or devices are integrated.
  • FIG. 18 shows an example of the installation positions of the imaging unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420.
  • the imaging units 7910 , 7912 , 7914 , 7916 , and 7918 are provided, for example, at least one of the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and windshield of the vehicle 7900 .
  • An imaging unit 7910 provided in the front nose and an imaging unit 7918 provided above the windshield in the vehicle interior mainly acquire images of the front of the vehicle 7900 .
  • Imaging units 7912 and 7914 provided in the side mirrors mainly acquire side images of the vehicle 7900 .
  • An imaging unit 7916 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 7900 .
  • An imaging unit 7918 provided above the windshield in the passenger compartment is mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 18 shows an example of the imaging range of each of the imaging units 7910, 7912, 7914, and 7916.
  • An imaging range a indicates an imaging range of an imaging unit 7910 provided on the front nose
  • imaging ranges b and c indicate imaging ranges of imaging units 7912 and 7914 provided on side mirrors, respectively
  • an imaging range d indicates an imaging range of an imaging unit 7916 provided on a rear bumper or a back door.
  • the vehicle exterior information detection units 7920, 7922, 7924, 7926, 7928, and 7930 provided on the front, rear, sides, corners, and above the windshield of the vehicle interior of the vehicle 7900 may be, for example, ultrasonic sensors or radar devices.
  • the exterior information detectors 7920, 7926, and 7930 provided above the front nose, rear bumper, back door, and windshield of the vehicle 7900 may be LIDAR devices, for example.
  • These vehicle exterior information detection units 7920 to 7930 are mainly used to detect preceding vehicles, pedestrians, obstacles, and the like.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 causes the imaging section 7410 to capture an image of the exterior of the vehicle, and receives the captured image data.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 also receives detection information from the vehicle exterior information detection unit 7420 connected thereto.
  • the vehicle exterior information detection unit 7420 is an ultrasonic sensor, radar device, or LIDAR device
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 emits ultrasonic waves, electromagnetic waves, or the like, and receives reflected wave information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform object detection processing or distance detection processing such as people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform environment recognition processing for recognizing rainfall, fog, road surface conditions, etc., based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may calculate the distance to the vehicle exterior object based on the received information.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform image recognition processing or distance detection processing for recognizing people, vehicles, obstacles, signs, characters on the road surface, etc., based on the received image data.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform processing such as distortion correction or alignment on the received image data, and may combine image data captured by different imaging units 7410 to generate a bird's-eye view image or a panoramic image.
  • the vehicle exterior information detection unit 7400 may perform viewpoint conversion processing using image data captured by different imaging units 7410 .
  • the in-vehicle information detection unit 7500 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 is connected to, for example, a driver state detection section 7510 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 7510 may include a camera that captures an image of the driver, a biosensor that detects the biometric information of the driver, a microphone that collects sounds in the vehicle interior, or the like.
  • a biosensor is provided, for example, on a seat surface, a steering wheel, or the like, and detects biometric information of a passenger sitting on a seat or a driver holding a steering wheel.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may calculate the driver's degree of fatigue or concentration based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, and may determine whether the driver is dozing off.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may perform processing such as noise canceling processing on the collected sound signal.
  • the integrated control unit 7600 controls overall operations within the vehicle control system 7000 according to various programs.
  • An input section 7800 is connected to the integrated control unit 7600 .
  • the input unit 7800 is realized by a device that can be input-operated by the passenger, such as a touch panel, button, microphone, switch or lever.
  • the integrated control unit 7600 may be input with data obtained by recognizing voice input by a microphone.
  • the input unit 7800 may be, for example, a remote control device using infrared rays or other radio waves, or may be an externally connected device such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant) compatible with the operation of the vehicle control system 7000.
  • the input unit 7800 may be, for example, a camera, in which case the passenger can input information through gestures.
  • the input section 7800 may include an input control circuit that generates an input signal based on information input by a passenger or the like using the input section 7800 and outputs the signal to the integrated control unit 7600, for example.
  • a passenger or the like operates the input unit 7800 to input various data to the vehicle control system 7000 and instruct processing operations.
  • the storage unit 7690 may include a ROM (Read Only Memory) that stores various programs executed by the microcomputer, and a RAM (Random Access Memory) that stores various parameters, calculation results, sensor values, and the like. Also, the storage unit 7690 may be realized by a magnetic storage device such as a HDD (Hard Disc Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, a magneto-optical storage device, or the like.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the storage unit 7690 may be realized by a magnetic storage device such as a HDD (Hard Disc Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, a magneto-optical storage device, or the like.
  • the general-purpose communication I/F 7620 is a general-purpose communication I/F that mediates communication between various devices existing in the external environment 7750.
  • the general-purpose communication I/F 7620 may implement cellular communication protocols such as GSM (registered trademark) (Global System of Mobile communications), WiMAX (registered trademark), LTE (registered trademark) (Long Term Evolution) or LTE-A (LTE-Advanced), or other wireless communication protocols such as wireless LAN (also referred to as Wi-Fi (registered trademark)) and Bluetooth (registered trademark).
  • GSM Global System of Mobile communications
  • WiMAX registered trademark
  • LTE registered trademark
  • LTE-A Long Term Evolution
  • Bluetooth registered trademark
  • General-purpose communication I / F 7620 for example, via a base station or access point, external network (e.g., Internet, cloud network or operator-specific network) to equipment (e.g., application server or control server) may be connected.
  • external network e.g., Internet, cloud network or operator-specific network
  • equipment e.g., application server or control server
  • the general-purpose communication I/F 7620 may be connected to a terminal (for example, a driver, pedestrian, store terminal, or MTC (Machine Type Communication) terminal) located near the vehicle using, for example, P2P (Peer To Peer) technology.
  • P2P Peer To Peer
  • the dedicated communication I/F 7630 is a communication I/F that supports a communication protocol designed for use in vehicles.
  • the dedicated communication I/F 7630 may implement a standard protocol such as WAVE (Wireless Access in Vehicle Environment), DSRC (Dedicated Short Range Communications), which is a combination of lower layer IEEE 802.11p and upper layer IEEE 1609, or cellular communication protocol.
  • the dedicated communication I/F 7630 typically performs V2X communication, which is a concept including one or more of vehicle-to-vehicle communication, vehicle-to-infrastructure communication, vehicle-to-home communication, and vehicle-to-pedestrian communication.
  • the positioning unit 7640 receives GNSS signals from GNSS (Global Navigation Satellite System) satellites (for example, GPS signals from GPS (Global Positioning System) satellites), performs positioning, and generates position information including the latitude, longitude and altitude of the vehicle.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • the positioning unit 7640 may specify the current position by exchanging signals with a wireless access point, or may acquire position information from a terminal such as a mobile phone, PHS, or smart phone having a positioning function.
  • the beacon receiving unit 7650 receives, for example, radio waves or electromagnetic waves transmitted from wireless stations installed on the road, and acquires information such as the current position, traffic jams, road closures, or required time. Note that the function of the beacon reception unit 7650 may be included in the dedicated communication I/F 7630 described above.
  • the in-vehicle device I/F 7660 is a communication interface that mediates connections between the microcomputer 7610 and various in-vehicle devices 7760 present in the vehicle.
  • the in-vehicle device I/F 7660 may establish a wireless connection using a wireless communication protocol such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication), or WUSB (Wireless USB).
  • the in-vehicle device I/F 7660 may establish a wired connection such as USB (Universal Serial Bus), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface, or MHL (Mobile High-definition Link)) via a connection terminal (and cable if necessary) not shown.
  • the in-vehicle equipment 7760 may include a navigation device that searches for a route to an arbitrary destination. The in-vehicle equipment I/F 7660 exchanges control signals or data signals with these in-vehicle equipment 7760.
  • the in-vehicle network I/F 7680 is an interface that mediates communication between the microcomputer 7610 and the communication network 7010. In-vehicle network I/F 7680 transmits and receives signals and the like according to a predetermined protocol supported by communication network 7010 .
  • the microcomputer 7610 of the integrated control unit 7600 controls the vehicle control system 7000 according to various programs based on information acquired via at least one of the general-purpose communication I/F 7620, the dedicated communication I/F 7630, the positioning unit 7640, the beacon receiving unit 7650, the in-vehicle device I/F 7660, and the in-vehicle network I/F 7680.
  • microcomputer 7610 may calculate control target values for a driving force generator, a steering mechanism, or a braking device based on acquired information on the inside and outside of the vehicle, and output a control command to drive system control unit 7100 .
  • the microcomputer 7610 may perform coordinated control aimed at realizing ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 7610 may perform cooperative control for the purpose of automatic driving in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver by controlling the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, or the like based on the acquired information about the surroundings of the vehicle.
  • the microcomputer 7610 may generate three-dimensional distance information between the vehicle and surrounding objects such as structures and people based on information acquired through at least one of the general-purpose communication I/F 7620, the dedicated communication I/F 7630, the positioning unit 7640, the beacon receiving unit 7650, the in-vehicle device I/F 7660, and the in-vehicle network I/F 7680, and create local map information including surrounding information about the current position of the vehicle. Further, based on the acquired information, the microcomputer 7610 may predict dangers such as vehicle collisions, pedestrians approaching or entering closed roads, and generate warning signals.
  • the warning signal may be, for example, a signal for generating a warning sound or lighting a warning lamp.
  • the audio/image output unit 7670 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 7710, a display section 7720, and an instrument panel 7730 are illustrated as output devices.
  • Display 7720 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • the display unit 7720 may have an AR (Augmented Reality) display function.
  • the output device may be headphones, a wearable device such as an eyeglass-type display worn by a passenger, a projector, a lamp, or other device.
  • the output device When the output device is a display device, the display device visually displays the results obtained by various processes performed by the microcomputer 7610 or information received from other control units in various formats such as text, images, tables, graphs, etc.
  • the output device is a voice output device, the voice output device converts an audio signal including reproduced voice data or acoustic data into an analog signal and outputs the analog signal audibly.
  • At least two control units connected via the communication network 7010 may be integrated as one control unit.
  • an individual control unit may be composed of multiple control units.
  • vehicle control system 7000 may comprise other control units not shown.
  • some or all of the functions that any control unit has may be provided to another control unit. In other words, as long as information is transmitted and received via the communication network 7010, the predetermined arithmetic processing may be performed by any one of the control units.
  • sensors or devices connected to any control unit may be connected to other control units, and multiple control units may send and receive detection information to and from each other via communication network 7010 .
  • a computer program for realizing each function of the distance measuring system 30 according to the present embodiment described using FIG. It is also possible to provide a computer-readable recording medium storing such a computer program.
  • the recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory, or the like.
  • the above computer program may be distributed, for example, via a network without using a recording medium.
  • the distance measuring system 30 can be applied to the integrated control unit 7600 of the application example shown in FIG.
  • at least one processing operation of the detection unit 1, the distance measurement processing unit 12, the control unit 34, and the overall control unit 32 of the ranging system 30 can be performed by the microcomputer 7610, the storage unit 7690, and the in-vehicle network I/F 7680 of the integrated control unit 7600.
  • ranging system 30 described using FIG. 4 and the like may be implemented in a module (for example, an integrated circuit module configured with one die) for the integrated control unit 7600 shown in FIG.
  • distance measuring system 30 described using FIG. 4 and the like may be realized by a plurality of control units of vehicle control system 7000 shown in FIG.
  • this technique can take the following structures. (1) an oscillator that generates a first clock signal whose oscillation frequency changes according to fluctuations in the power supply voltage; a first counting unit that repeats a plurality of times the operation of counting the number of the first clock signals within a predetermined first period; a jitter detection unit that performs an averaging process on the count values of the plurality of times in the first count unit to detect jitter due to fluctuations in power supply voltage; a light-receiving element that irradiates an object with a light signal and receives a reflected light signal from the object for each second period including a plurality of the first periods; a light reception information detection unit that detects timing information at which the reflected light signal is received; and a distance calculator that measures a distance to the object based on the timing information detected by the received light information detector.
  • the distance measuring device (2) The distance measuring device according to (1), wherein the received light information detection unit generates a first histogram representing the appearance frequency for each timing at which the reflected light signal is received. (3) The distance measuring device according to (1) or (2), wherein the first period is a fixed period. (4) The distance measuring device according to any one of (1) to (3), wherein the jitter detection unit calculates a plurality of differences between the count value of the first counting unit acquired at the start timing of the first period and the count value of the first counting unit acquired at the end timing of the first period, and averages these differences.
  • the jitter detection unit calculates an average value of the count values of the second counting unit counted for each second period and an average value of the count values of the first counting unit counted for each of the first periods within the second period, based on the reciprocal of the average value of the count values of the second counting unit counted for each second period and the reciprocal of the average value of the count values of the first counting unit counted for each of the first periods within the second period.
  • the range finder according to any one of (1) to (4), which detects the jitter.
  • a histogram correction unit that corrects the first histogram and generates a correction histogram based on the jitter detected by the jitter detection unit;
  • the histogram correction unit generates the corrected histogram by correcting the first histogram so that the appearance frequency of the ambient light signal received by the light receiving element is constant for each timing.
  • a first time-to-digital converter that generates a first digital signal corresponding to the reflected light signal received by the light receiving element; a pseudo input generator that generates a pseudo input signal corresponding to the ambient light signal that does not include the reflected light signal; a second time-to-digital converter that converts the pseudo input signal into a second digital signal; a second histogram generation unit that generates a second histogram representing the appearance frequency for each timing at which the ambient light signal is received;
  • the received light information detection unit generates the first histogram based on the first digital signal,
  • the distance measuring device according to (6) or (7), wherein the histogram correction unit corrects the first histogram and generates the corrected histogram based on the jitter detected by the jitter detection unit and the second histogram.
  • the distance measuring device (9) The distance measuring device according to (8), wherein the received light information detection unit generates the first histogram corresponding to a signal including the reflected light signal and the ambient light signal, a signal including only the ambient light signal, or the reflected light signal not including the ambient light signal. (10) The distance measuring device according to (9), wherein the received light information detection section pseudo-generates the first histogram based on a signal including only the ambient light signal.
  • a jitter correction unit that corrects frequency characteristics of the jitter detected by the jitter detection unit; The distance measuring device according to any one of (6) to (10), wherein the histogram correcting section corrects the first histogram based on the jitter corrected by the jitter correcting section to generate the corrected histogram.
  • the distance measuring device (12) The distance measuring device according to (11), wherein the jitter correction section corrects at least one of amplitude and phase of the jitter detected by the jitter detection section. (13) The distance measuring device according to (11) or (12), wherein the jitter correction unit corrects at least one of amplitude and phase of the jitter detected by the jitter detection unit based on the jitter detected by the jitter detection unit and temperature information. (14) The distance measuring device according to (2), further comprising a jitter addition unit that controls timing of at least a portion of the signal from when the light-receiving element receives the reflected light signal to when the received light information detection unit generates the first histogram, based on the jitter detected by the jitter detection unit.
  • a clock generator that generates a second clock signal having an oscillation frequency independent of fluctuations in power supply voltage, based on the reference clock signal; a counting window generator that generates the first period in synchronization with the second clock signal;
  • the distance measuring device further comprising: a light emission timing control section that controls light emission timing of a light emitting element that emits the optical signal in synchronization with the second clock signal.
  • the jitter addition unit adds the jitter to the second clock signal, The distance measuring device according to (15), wherein the light emission timing control section controls the light emission timing of the light emitting element that emits the optical signal in synchronization with the second clock signal to which the jitter is added.
  • the distance measuring device wherein the jitter adding section controls at least one of the oscillation frequency and phase of the second clock signal based on the jitter detected by the jitter detecting section.
  • a clock generator for generating a second clock signal having an oscillation frequency independent of fluctuations in power supply voltage, based on the reference clock signal; a first time-to-digital converter that generates a first digital signal responsive to the reflected light signal; a first control unit that controls the first time-to-digital converter and the received light information detection unit; a second control unit that controls the first control unit in synchronization with the second clock signal; a pixel array section having a plurality of the light receiving elements,
  • the jitter adding section adds the jitter to at least one of a plurality of electrical signals corresponding to the plurality of reflected light signals output from the plurality of light receiving elements in the pixel array section, a first control signal for controlling the first control section, and a second control signal for
  • a light-receiving element that irradiates an object with a light signal and receives a reflected light signal from the object for each second period including a plurality of first periods; a first time-to-digital converter that generates a first digital signal responsive to the reflected light signal; a first histogram generation unit that generates a first histogram representing the appearance frequency for each timing at which the reflected light signal is received; a pseudo input generator that generates a pseudo input signal corresponding to the ambient light signal that does not include the reflected light signal; a second time-to-digital converter that converts the pseudo input signal into a second digital signal; a second histogram generation unit that generates a second histogram representing the appearance frequency for each timing at which the ambient light signal is received; a histogram correction unit that corrects the first histogram based on the second histogram to generate a corrected histogram; and a distance calculator that measures a distance to the object based on the corrected histogram.
  • a pixel array section having a plurality of the light receiving elements The distance measuring device according to any one of (8), (9), and (19), wherein a plurality of the pseudo input generation units and a plurality of the second time-to-digital converters are provided in association with the two or more light receiving elements arranged separately in the pixel array unit.

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Abstract

［課題］電源電圧の変動に依存せずに精度よく距離を計測できるようにする。 ［解決手段］測距装置は、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、予め定めた第１期間内の第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、第１カウント部での複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、物体からの反射光信号を受光する受光素子と、反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、第１ヒストグラムに基づいて、物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える。

Description

測距装置
　本開示は、測距装置に関する。
　物体に対して光信号を照射し、物体からの反射光信号を受光して、光信号の発光タイミングと反射光信号の受光タイミングとの時間差から、物体までの距離を計測するｄＴｏＦ（direct Time of Flight）方式の測距装置が知られている。
　この種の測距装置で反射光信号を受光する受光素子には、太陽光などの環境光信号も受光されるため、光信号の発光と反射光信号の受光を繰り返し行って、反射光信号の受光タイミングと受光頻度を表すヒストグラムを生成し、ヒストグラムのピーク位置により受光タイミングを決定するのが一般的である。
　しかしながら、ｄＴｏＦでは、複数の受光素子が同時に反射光信号を受光するため、受光した瞬間に電源電圧が一時的に低下するおそれがある。複数の発光素子の発光タイミングを制御する発振器の電源電圧が変動すると、光信号の発光タイミングが変動し、ヒストグラムの頻度分布にばらつきが生じる。
　電源電圧の変動による発振器の発振周波数の変動はジッタと呼ばれる。特許文献１には、発振器の出力のジッタを測定して、デジタル回路のオン・オフに起因する基板電流を検出する技術が開示されている。
特開２００３－１４２５８６号公報
　しかしながら、特許文献１は、ジッタの具体的な測定方法を開示していない。また、特許文献１は、測距装置とは無関係の技術に関するものであり、測定されたジッタにより、ヒストグラムの頻度分布のばらつきを抑制することは念頭に置いていない。さらに、特許文献１では、半導体集積回路とは別個にジッタ測定装置を設けており、半導体集積回路内でジッタを測定する具体的な構成は特許文献１には開示も示唆もない。
　そこで、本開示では、電源電圧の変動に依存せずに精度よく距離を計測可能な測距装置を提供するものである。
　上記の課題を解決するために、本開示によれば、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、
　予め定めた第１期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、
　前記第１カウント部での前記複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、
　複数の前記第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
　前記反射光信号が受光されたタイミング情報を検出する受光情報検出部と、
　前記受光情報検出部で検出された前記タイミング情報に基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置が提供される。
　前記受光情報検出部は、前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成してもよい。
　前記第１期間は、固定期間であってもよい。
　前記ジッタ検出部は、前記第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値と、前記第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化してもよい。
　前記第２期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部を備え、
　前記ジッタ検出部は、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、前記ジッタを検出してもよい。
　前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部を備え、
　前記距離計算部は、前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測してもよい。
　前記ヒストグラム補正部は、前記受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるように前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成してもよい。
　前記受光素子で受光された前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
　前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
　前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
　前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、を備え、
　前記受光情報検出部は、前記第１デジタル信号に基づいて前記第１ヒストグラムを生成し、
　前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと、前記第２ヒストグラムとに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成してもよい。
　前記受光情報検出部は、前記反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は前記環境光信号のみを含む信号、又は前記環境光信号を含まない前記反射光信号に対応する前記第１ヒストグラムを生成してもよい。
　前記受光情報検出部は、前記環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に前記第１ヒストグラムを生成してもよい。
　前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの周波数特性を補正するジッタ補正部を備え、
　前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ補正部で補正されたジッタに基づいて前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成してもよい。
　前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正してもよい。
　前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと温度情報とに基づいて、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正してもよい。
　前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記受光素子が前記反射光信号を受光してから、前記受光情報検出部が前記第１ヒストグラムを生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御するジッタ付加部を備えてもよい。
　基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
　前記第２クロック信号に同期させて前記第１期間を生成する計数ウインドウ生成部と、
　前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、を備えてもよい。
　前記ジッタ付加部は、前記第２クロック信号に前記ジッタを付加し、
　前記発光タイミング制御部は、前記ジッタが付加された前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御してもよい。
　前記ジッタ付加部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御してもよい。
　基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
　前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
　前記第１時間デジタル変換器及び前記受光情報検出部を制御する第１制御部と、
　前記第２クロック信号に同期して、前記第１制御部を制御する第２制御部と、
　複数の前記受光素子を有する画素アレイ部と、を備え、
　前記ジッタ付加部は、前記画素アレイ部内の複数の前記受光素子から出力される複数の前記反射光信号に応じた複数の電気信号と、前記第１制御部を制御するための第１制御信号と、前記第２制御部から出力される前記第１制御部を制御するための第２制御信号との少なくとも一つに前記ジッタを付加してもよい。
　本開示によれば、複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
　前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
　前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、
　前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
　前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
　前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、
　前記第２ヒストグラムに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部と、
　前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置が提供される。
　複数の前記受光素子を有する画素アレイ部を備え、
　前記画素アレイ部内にそれぞれ離隔して配置される２以上の前記受光素子に対応づけて、複数の前記疑似入力生成部と、複数の前記第２時間デジタル変換器とが設けられてもよい。
ジッタを検出する検波部の主要部の構成を示すブロック図。 図１の循環カウンタ、第１ラッチ回路、第２ラッチ回路、及び同期化処理部の動作を示す図。 第１の実施形態に係る測距装置の概略構成を示すブロック図。 図３の構成をより具体化した測距システムのブロック図。 第１の実施形態に係る測距装置の処理動作を示すフローチャート。 光源部内の発光素子の発光周期、電源電圧の変動、及び計数部がカウントするカウント値の一例を示す図。 図５のステップＳ２の処理結果の一例を示す図。 図５のステップＳ３の処理結果の一例を示す図。 図５のステップＳ４の検波処理の結果の一例を示す図。 補間処理の一例を示す図。 ジッタの補正処理の一例を示す図。 第１ヒストグラムの補正処理を模式的に示す図。 第２の実施形態に係る測距装置の概略構成を示すブロック図。 図８の構成をより具体化した測距システムのブロック図。 ジッタ付加部の具体的構成の第１例を示す図。 ジッタ付加部の具体的構成の第２例を示す図。 第３の実施形態に係る測距装置の概略構成を示すブロック図。 図１１の構成をより具体化した測距システムのブロック図。 反射光と環境光を含むヒストグラムを生成する例を示す図。 反射光のみを含むヒストグラムを生成する例を示す図。 第４の実施形態に係る測距システムの内部構成を示すブロック図。 画素アレイ部の四隅に疑似入力生成部、第２時間デジタル変換器、及び第２ヒストグラム生成部を配置した例を示すレイアウト図。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図。
　以下、図面を参照して、測距装置及び電子機器の実施形態について説明する。以下では、測距装置及び電子機器の主要な構成部分を中心に説明するが、測距装置及び電子機器には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。
　（第１の実施形態）
　図１はジッタを検出する検波部１の主要部の構成を示すブロック図である。図１の検波部１は、発振器２と、循環カウンタ３と、ＰＬＬ回路４と、分周器５と、第１ラッチ回路６と、第２ラッチ回路７と、同期化処理部８とを備えている。
　発振器２は、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する。発振器２は、電源電圧の変動に対して発振周波数の帰還制御を行わない発振器であり、フリーランの発振器とも呼ばれる。第１クロック信号の発振周波数は、電源電圧の変動に対して敏感に変化する。また、発振器２は、電源電圧だけでなく、環境温度や製造プロセスの変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成してもよい。
　循環カウンタ３は、発振器２で生成された第１クロック信号に同期して、カウント動作を繰り返し行う。より具体的には、循環カウンタ３は、第１クロック信号に同期して、最小カウント値から最大カウント値までのカウント動作を繰り返し行う。第１クロック信号の発振周波数が電源電圧の変動に応じて変化すると、循環カウンタ３のカウント値も変化する。
　後述するように、循環カウンタ３は、予め定めた第１期間内の第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部として機能するとともに、複数の第１期間を含む第２期間内の第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部として機能する。第１期間とは、後述する計数ウインドウの時間幅である。
　ＰＬＬ回路４は、基準クロック信号に同期させて、ＰＬＬ制御や適切な電源インピーダンス分離により、電源電圧に依存しない第２クロック信号を生成する。すなわち、ＰＬＬ回路４は、電源電圧が変動しても、ほぼ固定の発振周波数の第２クロック信号を生成する。
　分周器５は、第２クロック信号を分周して、ＳＴＡＲＴ信号と、ＳＴＯＰ信号と、同期クロック信号とを生成する。後述する図２では、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号が逆位相である例を示しているが、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号の位相関係は任意である。同期クロック信号は、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号に同期した信号である。分周器５は、ＰＬＬ回路４で生成された第２クロック信号を分周するタイミング（以下、サンプリングタイミング）を外部から任意に設定できる。これにより、第１ラッチ回路６と第２ラッチ回路７が循環カウンタ３のカウント値をラッチするタイミングを任意にずらすことができる。
　第１ラッチ回路６は、循環カウンタ３のカウント値をＳＴＡＲＴ信号の立ち上がりエッジでラッチする。第２ラッチ回路７は、循環カウンタ３のカウント値をＳＴＯＰ信号の立ち上がりエッジでラッチする。
　同期化処理部８は、分周器５が生成した同期クロック信号に同期させて、第１ラッチ回路６がラッチしたカウント値と、第２ラッチ回路７がラッチしたカウント値と、分周器５に入力されるサンプリングタイミングずれ量と、同期クロック信号とを出力する。
　図１では省略しているが、同期化処理部８の後段には、電源電圧の変動によるジッタを検出するブロックが設けられる。
　図２は図１の循環カウンタ３、第１ラッチ回路６、第２ラッチ回路７、及び同期化処理部８の動作を示す図である。第１ラッチ回路６はＳＴＡＲＴ信号の立ち上がりエッジで循環カウンタ３のカウント値を繰り返しラッチし、第２ラッチ回路７はＳＴＯＰ信号の立ち上がりエッジで循環カウンタ３のカウント値を繰り返しラッチする。第１ラッチ回路６のカウント値と第２ラッチ回路７のカウント値との差分を繰り返し検出することで、ジッタを検出することができる。
　図１の検波部１は、電源電圧の変動量を、循環カウンタ３のカウント値の差分として検出する。循環カウンタ３は、カウント動作を繰り返すため、同期化処理部８の出力により、カウント値の差分を繰り返し検出することができる。差分を平均化することで、ジッタを検出することができる。ジッタとは、ある電気的パルスのエッジのタイミングの理想タイミングからのずれを指す。
　検波部１で検出されたジッタは、電源電圧の変動量に依存する値であり、例えば、測距装置におけるヒストグラムの補正に用いることができる。
　図３は第１の実施形態に係る測距装置１０の概略構成を示すブロック図である。図３の測距装置１０は、検波部１と、ＰＬＬ回路４と、サンプリングパルス生成部１１と、測距処理部１２と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを備えている。
　図３の検波部１は、図１の検波部１と同様の処理動作にて、カウント値の差分を繰り返し検出した結果に基づいてジッタを検出する。図３の検波部１は、発振器２と、循環カウンタ３と、ラッチ群１５と、時間平均計数部１６と、ジッタ補正部１７と、を有する。
　図３の発振器２は図１の発振器２と同様に、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化するフリーランの発振器である。図３の循環カウンタ３は、図１の循環カウンタ３と同様であり、発振器２で生成された第１クロック信号に同期して、最小カウント値と最大カウント値の間で繰り返しカウント動作を行う。
　図３のラッチ群１５は、図１の第１ラッチ回路６及び第２ラッチ回路７と同様のラッチ動作を行う。図３の時間平均計数部１６は、ラッチ群１５内の第１ラッチ回路６がラッチしたカウント値と、第２ラッチ回路７がラッチしたカウント値との差分を繰り返し検出して平均化する平均化処理を行い、電源電圧の変動によるジッタを検出する。時間平均計数部１６は、ジッタ検出部とも呼ばれる。
　時間平均計数部１６は、第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された循環カウンタ３のカウント値と、第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された循環カウンタ３のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化する。
　ジッタ補正部１７は、時間平均計数部１６で検出されたジッタの周波数特性を補正する。周波数特性の補正が必要になる理由は、検波部１の周波数特性と測距処理部１２の周波数特性とにずれがあり、検波部１で生成されたジッタに基づいて測距処理部１２で生成されたヒストグラムを補正するには、検波部１で生成されたジッタを、測距処理部１２の周波数特性に合わせる必要があるためである。
　より具体的には、ジッタ補正部１７は、時間平均計数部１６から出力されたジッタの振幅と位相の少なくとも一方を補正してもよい。また、ジッタ補正部１７は、図３では不図示の温度センサ等で計測した温度情報を加味して、ジッタの周波数特性を補正してもよい。
　図３のＰＬＬ回路４は、図１のＰＬＬ回路４と同様に構成されており、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成する。
　図３のサンプリングパルス生成部１１は、図１の分周器５と同様に、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号を生成する。サンプリングパルス生成部１１は、発光素子の発光タイミングをトリガとして、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号を生成する。
　測距処理部１２は、受光部２１と、時間デジタル変換器（ＴＤＣ：Time Digital Converter）２２と、ヒストグラム生成部（第１ヒストグラム生成部）２３とを有する。図３の測距処理部１２はｄＴｏＦ方式で測距を行う場合の構成を示しているが、ｄＴｏＦ方式以外の方式、例えば、ｉＴｏＦ方式やＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式などで測距を行ってもよい。よって、測距処理部１２は、種々の測距方式に対応する受光情報検出部を有していてもよい。受光情報検出部は、反射光信号が受光されたタイミング情報を検出するものであり、図３のヒストグラム生成部２３を包含するものである。以下では、ｄＴｏＦ方式で測距を行う例を説明する。
　受光部２１は、物体からの反射光信号を受光する受光素子２１ａを有する。受光素子２１ａは、例えばＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche photo Diode）である。受光部２１は、複数の受光素子２１ａが一次元方向又は二次元方向に配置された画素アレイ部を有していてもよい。
　時間デジタル変換器２２は、受光素子２１ａで受光された反射光信号の受光タイミングと、図３では不図示の発光素子の発光タイミングとの時間差をデジタル信号に変換する。時間デジタル変換器２２は、例えば、グレーコード生成部２２ａとラッチ群２２ｂとを有する。グレーコード生成部２２ａは、ＰＬＬ回路４で生成された第２クロック信号の数に応じたグレーコードを生成する。グレーコードは、０と１の遷移数の変化が最小になるようなコードである。ラッチ群２２ｂは、受光素子２１ａの受光タイミングに同期して、グレーコード生成部２２ａが生成したコードをデジタル信号として保持する。
　ヒストグラム生成部２３は、受光部２１にて反射光信号が受光されたタイミングごとの頻度を表すヒストグラム（第１ヒストグラム）ＨＧ１を生成する。ヒストグラムは、図３に示すように、横軸が受光タイミング、縦軸が出現頻度である。出現頻度が高いほど、反射光信号の受光タイミングである可能性が高いことを示す。
　ヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタに基づいて、測距処理部１２で生成されたヒストグラムを補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。第１ヒストグラムＨＧ１と補正ヒストグラムＲＨＧは、環境光信号の出現頻度と反射光信号の出現頻度とを合成したものである。環境光信号の出現頻度は、本来的には均一であるはずだが、電源電圧の変動により、環境光信号の出現頻度がばらつくおそれがある。第１ヒストグラムＨＧ１における環境光信号の出現頻度は均一でないが、補正ヒストグラムＲＨＧにおける環境光信号の出現頻度は均一になるように補正されている。
　距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧに基づいて、物体までの距離を計測する。より具体的には、距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧで出現頻度がピークになる受光タイミングと発光タイミングとの時間差に基づいて、物体までの距離を計測する。
　このように、図３の測距装置１０では、検波部１で検出されたジッタに基づいて、ヒストグラムを補正するため、電源電圧の変動によりヒストグラムの出現頻度にばらつきが生じても、ヒストグラムを精度よく補正できる。
　図４は図３の構成をより具体化した測距システム３０のブロック図である。本明細書では、図４の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図４の測距システム３０は、光源部３１と、全体制御部３２と、測距装置１０とを備えている。
　光源部３１は、一次元又は二次元方向に配置された複数の発光素子を有する。複数の発光素子は、所定の時間間隔で光信号を繰り返し発光する。光源部３１は、複数の発光素子が発光した光信号を所定の二次元空間上で走査することができる。光信号を走査させる具体的な手法は問わない。全体制御部３２は、光源部３１と測距装置１０を制御する。なお、全体制御部３２を測距装置１０に統合する構成も考えられる。
　測距装置１０は、クロック生成部３３と、制御部３４と、測距制御部３５と、測距処理部１２と、発光タイミング制御部３６と、駆動回路３７と、画素アレイ部３８と、検波部１と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを有する。
　クロック生成部３３は、図１のＰＬＬ回路４に該当する。クロック生成部３３は、基準クロック信号に同期させて、ＰＬＬ制御により、電源電圧の変動に依存しない発振周波数のクロック信号を生成する。以下では、クロック生成部３３が生成するクロック信号を第２クロック信号と呼ぶ。第２クロック信号の周波数は、基準クロック信号の周波数よりも高い周波数である。
　制御部３４は、第２クロック信号に同期させて、発光タイミング制御部３６と測距処理部１２を制御する。発光タイミング制御部３６は、制御部３４からの指示に従って、光源部３１が光信号を発光するタイミングと、駆動回路３７とを制御する。制御部３４、測距制御部３５、及び発光タイミング制御部３６のうち少なくとも二つを統合してもよい。
　光源部３１は、発光タイミング制御部３６からの指示に従って、複数の発光素子から周期的に光信号を発光する。複数の発光素子が発光する光信号は、所定のパルス幅の光パルス信号である。
　駆動回路３７は、画素アレイ部３８内の各受光素子２１ａを駆動する。画素アレイ部３８は、一次元方向又は二次元方向に配置された複数の受光素子２１ａを有する。上述したように、各受光素子２１ａは例えばＳＰＡＤである。また、各受光素子２１ａは、不図示のクエンチ回路を有していてもよい。クエンチ回路は、初期状態では、ＳＰＡＤのアノードとカソード間にブレークダウン電圧を超える電位差の逆バイアス電圧を供給する。上述した駆動回路３７は、ＳＰＡＤが光子を検出した後に、対応するクエンチ回路を介してＳＰＡＤに逆バイアス電圧を供給する。
　測距処理部１２は、時間デジタル変換器２２（ＴＤＣ）と、ヒストグラム生成部２３とを有する。時間デジタル変換器２２は、画素アレイ部３８で受光された反射光信号に応じた電気信号をデジタル信号に変換する。ヒストグラム生成部２３は、時間デジタル変換器２２で変換されたデジタル信号に基づいて、反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表すヒストグラム（第１ヒストグラムＨＧ１）を生成する。
　図４の検波部１は、図１や図３の検波部１と実質的に同一である。図４の検波部１は、発振器２と、計数ウインドウ生成部４１と、計数部４２と、時間平均補正部４３とを有する。
　図４の発振器２は、図１又は図３の発振器２と同様に、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する。
　計数ウインドウ生成部４１は、クロック生成部３３で生成された第２クロック信号に基づいて、計数ウインドウ（第１期間）を生成する。計数ウインドウ生成部４１は、図３のラッチ群２２ｂと同様の処理を行う。計数ウインドウは、電源電圧の変動の影響を受けない一定の時間幅を有する。
　計数部４２は、計数ウインドウの時間幅を、発振器２から出力された第１クロック信号でカウントする。第１クロック信号の発振周波数は電源電圧の変動により変化するのに対して、計数ウインドウの時間幅は、電源電圧の変動に依存せず一定である。よって、計数部４２がカウントするカウント値は、電源電圧の変動により変化する。このように、計数ウインドウの時間幅を第１クロック信号でカウントすることで、そのカウント値により、電源電圧の変動量を検出することができる。
　時間平均補正部４３は、計数部４２でカウントされた数に基づいて、ジッタを補正する。時間平均補正部４３は、図３の時間平均計数部１６及びジッタ補正部１７と同様の処理を行う。時間平均補正部４３は、ジッタ検出部と呼ばれることもある。
　ヒストグラム補正部１３は、ヒストグラム生成部２３で生成されたヒストグラム（第１ヒストグラムＨＧ１）を、時間平均補正部４３で補正されたジッタに基づいて補正して、補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。より具体的には、ヒストグラム補正部１３は、受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるようにヒストグラムを補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。補正ヒストグラムＲＨＧは、環境光信号の出現頻度のばらつきを抑制しているため、距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧに基づいて、物体２０までの距離を精度よく計算できる。
　図５は第１の実施形態に係る測距装置１０の処理動作を示すフローチャートである。まず、計数部４２は、計数ウインドウ生成部４１が生成した計数ウインドウの時間幅を、発振器２から出力された第１クロック信号でカウントする（ステップＳ１）。
　図６Ａは、光源部３１内の発光素子の発光周期（第２期間）、電源電圧の変動、及び計数部４２がカウントするカウント値の一例を示す図である。発光素子の発光周期内に複数の計数ウインドウが設けられている。計数部４２は、個々の計数ウインドウの時間幅を第１クロック信号でカウントし、そのカウント値をＡＣカウント値と呼ぶ。また、計数部４２は、発光周期の時間幅を第１クロック信号でカウントし、そのカウント値をＤＣカウント値と呼ぶ。ＤＣカウント値は、発光周期内のすべての計数ウインドウのカウント値の合計値である。
　図６Ａは、ある周期で３回発光した例を示しているが、実際には、多数の発光周期が存在し、計数部４２は、個々の発光周期ごとに、ＡＣカウント値とＤＣカウント値をカウントする。図６Ａに示すように、発光周期内で電源電圧が変動すると、第１クロック信号の発振周波数が変化する。第１クロック信号の発振周波数が変化すると、個々の計数ウインドウの時間幅をカウントする第１クロック信号の数も変化する。
　次に、時間平均補正部４３は、各発光周期における同じ位置の計数ウインドウのカウント値を加算平均し、量子化誤差を除去する（ステップＳ２）。
　図６Ｂは図５のステップＳ２の処理結果の一例を示す図である。図６Ａの例では、一つの発光周期内に６個の計数ウインドウが存在する。ステップＳ２では、各発光周期内のｎ番目（図６Ａ及び図６Ｂの例では、ｎは１から６までの任意の整数）の計数ウインドウのカウント値の平均値をそれぞれ計算する。時間平均補正部４３は、６個分の計数ウインドウの加算平均値をＡＣカウント値とし、これら６個分のＡＣカウント値の加算値をＤＣカウント値とする。
　次に、ステップＳ２で加算平均したＡＣカウント値の逆数を計算して、新たなＡＣカウント値とする。また、ステップＳ２で加算平均したＤＣカウント値の逆数を計算し、ＤＣカウント値の逆数に発振周期内の計数ウインドウの数を掛け合わせた値を新たなＤＣカウント値とする（ステップＳ３）。ジッタは周期に比例するため、ＡＣカウント値及びＤＣカウント値の逆数を計算することで、周期に比例するジッタ成分を取得できる。
　このように、時間平均補正部４３は、第２期間ごとにカウントされた第２カウント部のカウント値の平均値と、第２期間内の個々の第１期間ごとにカウントされた第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、第２期間ごとにカウントされた第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、第２期間内の個々の第１期間ごとにカウントされた第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、ジッタを検出する。
　図６Ｃは図５のステップＳ３の処理結果の一例を示す図である。図６Ａの例では、発振周期内に６個の計数ウインドウがあるため、ステップＳ２で計算されたＤＣカウント値の逆数に６を乗じた値を新たなＤＣカウント値とする。
　次に、ステップＳ３で計算されたＡＣカウント値からＤＣカウント値を引いた値を、ジッタに比例する値とする（ステップＳ４）。ステップＳ４の計算結果が負の値になるのは、電源電圧が平均電圧よりも高い場合であり、正の値になるのは、電源電圧が平均電圧以下の場合である。本明細書では、ステップＳ４の処理を検波処理と呼ぶ。
　図６Ｄは図５のステップＳ４の検波処理の結果の一例を示す図である。図６Ｄは、１つの発振周期内の６個の計数ウインドウに対応する値を示している。１つの発振周期内の１番目、４番目及び６番目の計数ウインドウの値は負の値であり、これらの計数ウインドウでは、電源電圧が平均電圧よりも高かったことを示している。図６Ｄの各数値はジッタに比例した値である。
　ステップＳ４の処理結果を最終的なジッタとしてもよいが、図４の検波部１と測距処理部１２の周波数特性は必ずしも同じではないため、ステップＳ４で得られたジッタの周波数特性を補正するには、以下のステップＳ５及びＳ６の処理を行えばよい。
　ステップＳ５では、ステップＳ４の検波処理の結果に基づいて補間処理を行う。補間処理には、公知の手法を用いることができ、例えば、Bilinear法、Bicubic法、又はSpline法などの種々の補間処理を行うことができる。
　図７Ａは補間処理の一例を示す図である。図７Ａでは、図５のステップＳ４で計算されたジッタに比例する値をプロットし、これらプロットを通過する曲線ｗ１を補間処理により生成する例を示している。図７Ａの例では、図６Ｄで負の値に対応するプロットを正側に表示し、正の値に対応するプロットを負側に表示している。これにより、図６Ｄで負の値に対応するジッタが正の値であることが直感的にわかるようにしている。
　次に、ジッタ補正部１７にて検波処理結果であるジッタを補正する（ステップＳ６）。ここでは、典型的には、ステップＳ５の補間処理で得られた曲線に所定のゲインをかける振幅補正と、ステップＳ５の補間処理で得られた曲線を時間軸方向にずらす位相補正との少なくとも一方を行う。あるいは、ステップＳ５の補間処理で得られた曲線にデジタルフィルタをかけてもよい。ステップＳ６の処理により、ジッタの補正処理（検波処理）が終了する。
　図７Ｂはジッタの補正処理の一例を示す図である。図７Ｂには、図７Ａの曲線ｗ１に対して振幅補正を行った曲線ｗ２と、位相補正を行った曲線ｗ３とが図示されている。
　図５のステップＳ５及びＳ６の処理は、検波部１の周波数特性と測距処理部１２の周波数特性に違いがあるときに有効である。
　次に、ヒストグラム補正部１３は、ヒストグラム生成部２３で生成されたヒストグラム（第１ヒストグラムＨＧ１）を、ステップＳ６で補正されたジッタに基づいて補正して、補正ヒストグラムＲＨＧを生成する（ステップＳ７）。
　図７Ｃは第１ヒストグラムＨＧ１の補正処理を模式的に示す図である。第１ヒストグラムＨＧ１は、環境光信号成分と反射光信号成分を含み、本来であれば、環境光信号成分は均一な出現頻度になるはずである。ところが、電源電圧が変動すると、環境光信号成分の出現頻度にばらつきが生じる。第１ヒストグラムＨＧ１の環境光信号成分のばらつきは、ジッタと相関性がある。よって、ジッタに基づいて第１ヒストグラムＨＧ１の環境光信号成分のばらつきを補正することで、環境光信号成分の出現頻度を均一にすることができ、信頼性の高い補正ヒストグラムＲＨＧが得られる。
　このように、第１の実施形態では、計数ウインドウの固定の時間幅を、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号でカウントし、そのカウント値の逆数を取ってジッタを検出して補正する。補正後のジッタに基づいて、ヒストグラム生成部２３で生成された第１ヒストグラムＨＧ１を補正するため、第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分が電源電圧の変動の影響を受けなくなり、信頼性の高い補正ヒストグラムＲＨＧを生成でき、補正ヒストグラムＲＨＧを用いて物体２０の距離を計算することで、距離の計測精度を向上できる。
　（第２の実施形態）
　第２の実施形態は、補正されたジッタの用い方が第１の実施形態とは異なる。
　図８は第２の実施形態に係る測距装置１０の概略構成を示すブロック図である。図８の測距装置１０は、図３と同様に、検波部１と、ＰＬＬ回路４と、サンプリングパルス生成部１１と、測距処理部１２と、距離計算部１４とを備えている。
　図８の測距装置１０には、図３のヒストグラム補正部１３は設けられていない。図８の検波部１は、図３の検波部１と同様の処理を行って、計数ウインドウを用いてジッタを検出し、その後に振幅補正及び位相補正の少なくとも一方を行って、ジッタを補正する。
　図８の測距処理部１２は、図３の測距処理部１２と同様に、受光部２１と、時間デジタル変換器２２（ＴＤＣ）と、ヒストグラム生成部２３とを有する他に、図３の測距処理部１２に存在しなかったジッタ付加部２４を有する。
　ジッタ付加部２４は、検波部１で検出されたジッタに基づいて、受光素子２１ａが反射光信号を受光してから、ヒストグラム生成部２３がヒストグラムＨＧ１を生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御する。図８では、ＰＬＬ回路４で生成された第２クロック信号をジッタ付加部２４に入力する例を示している。この例では、ジッタ付加部２４にて、第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方が調整される。
　図８の時間デジタル変換器２２内のグレーコード生成部２２ａは、ジッタ付加部２４で発振周波数及び位相の少なくとも一方が調整された第２クロック信号に基づいてグレーコードを生成する。これにより、時間デジタル変換器２２からは、ジッタを調整したデジタル信号を出力することができる。よって、図８のヒストグラム生成部２３は、環境光信号成分が均一な第１ヒストグラムＨＧ１を生成できる。
　図９は図８の構成をより具体化した測距システム３０のブロック図である。本明細書では、図９の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図９では、図４と共通する構成部分には同一の符号を付している。
　図９の測距システム３０は、図４と同様に、光源部３１と、全体制御部３２と、測距装置１０とを備えている。図９の測距装置１０は、図４の測距装置１０とは内部構成の一部が異なっている。図９の測距装置１０は、図４の測距装置１０には存在しなかったジッタ付加部２４を有する。その一方で、図９の測距装置１０は、図４の測距装置１０内のヒストグラム補正部１３を有していない。
　図９の測距装置１０内のジッタ付加部２４は、クロック生成部３３と制御部３４の間に配置されており、クロック生成部３３で生成された第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御する。制御部３４は、ジッタ付加部２４で発振周波数及び位相の少なくとも一方が制御された第２クロック信号に同期して、発光タイミング制御部３６と測距制御部３５を制御する。
　図９では、クロック生成部３３と制御部３４の間にジッタ付加部２４を配置しているが、図９とは異なる場所にジッタ付加部２４を配置してもよい。例えば、ジッタ付加部２４は、図９に破線枠で示した場所のいずれかに配置してもよい。
　ジッタ付加部２４の配置場所の第１変形例は、制御部３４と測距制御部３５の間である。この場合、制御部３４が測距制御部３５を制御するための制御信号のタイミングを、検波部１で検出されたジッタに基づいて制御する。
　ジッタ付加部２４の配置場所の第２変形例は、測距制御部３５と時間デジタル変換器２２の間である。この場合、測距制御部３５が時間デジタル変換器２２を制御するための制御信号のタイミングを、検波部１で検出されたジッタに基づいて制御する。
　ジッタ付加部２４の配置場所の第３変形例は、画素アレイ部３８と時間デジタル変換器２２の間である。画素アレイ部３８からは、例えば画素行ごとに反射光信号に応じた電気信号が出力される。これら複数の電気信号のタイミングを、検波部１で検出されたジッタに基づいて制御する。
　図１０Ａはジッタ付加部２４の具体的構成の第１例を示す図である。図１０Ａのジッタ付加部２４は、クロック生成部３３内の発振器３３ａに供給する電流を生成する電流源３３ｂを、検波部１で検出されたジッタで制御する。電流源３３ｂは、検波部１で検出されたジッタに基づいて、発振器２に供給する電流を制御する。これにより、発振器２から出力される第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御することができる。
　なお、図１０Ａは、１個のＮＭＯＳトランジスタで電流源３３ｂを構成する例を示したが、電流源３３ｂの具体的な構成は任意であり、可変抵抗素子、可変インダクタ素子、及び可変容量素子の少なくとも一つを含む電流源３３ｂを構成し、検波部１で検出されたジッタに基づいて、抵抗値、インダクタンス、及びキャパシタンスの少なくとも一つを制御してもよい。
　図１０Ｂはジッタ付加部２４の具体的構成の第２例を示す図である。図１０Ｂのジッタ付加部２４は、複数の遅延回路２４ａと、選択器２４ｂとを有する。複数の遅延回路２４ａは、ジッタの付加対象の信号を、それぞれ異なる遅延時間遅延させる。選択器２４ｂは、検波部１で検出されたジッタに基づいて、複数の遅延回路２４ａから一つの遅延回路２４ａを選択して、ジッタの付加対処の信号を遅延させる。
　ジッタ付加部２４の具体的な構成は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示したものに限定されない。例えば、検波部１で検出されたジッタに基づいて、クロック生成部３３、制御部３４、測距制御部３５、及び画素アレイ部３８のうち少なくとも一つの電源電圧を制御してもよい。
　このように、第２の実施形態では、電源電圧の変動により発振周波数が変化する第１クロック信号にて、計数ウインドウの時間幅をカウントしてジッタを検出し、検出されたジッタにて測距装置１０内の制御信号のタイミングを制御する。これにより、ヒストグラムを補正することなく、環境光信号成分による出現頻度が均一なヒストグラムを生成でき、距離計測精度を向上できる。
　（第３の実施形態）
　第３の実施形態は、反射光信号を含まない環境光信号に基づくヒストグラム（第２ヒストグラムＨＧ２）を生成するものである。
　図１１は第３の実施形態に係る測距装置１０の概略構成を示すブロック図である。図１１の測距装置１０は、図３と同様に、検波部１と、ＰＬＬ回路４と、サンプリングパルス生成部１１と、測距処理部１２と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを備えている。
　図１１の検波部１は、図３の検波部１と同様の処理を行って、計数ウインドウを用いてジッタを検出し、その後にジッタを補正する。
　図１１の測距処理部１２は、図３の測距処理部１２の構成に加えて、疑似入力信号用の測距処理に関する構成を有する。より具体的には、図１１の測距処理部１２は、受光部２１と、第１時間デジタル変換器４４と、第１ヒストグラム生成部４５と、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。
　図１１の測距処理部１２内の受光部２１、第１時間デジタル変換器４４、及び第１ヒストグラム生成部４５は、図３の測距処理部１２内の受光部２１、時間デジタル変換器２２、及びヒストグラム生成部２３と同様の処理動作を行う。すなわち、第１時間デジタル変換器４４は、反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する。第１ヒストグラム生成部４５は、反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムＨＧ１を生成する。
　図１１の測距処理部１２内の疑似入力生成部４６は、反射光信号を含まない環境光信号を受光したと仮定した場合の電気信号を生成する。この電気信号を疑似入力信号と呼ぶ。第２時間デジタル変換器４７は、疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する。第２ヒストグラム生成部４８は、環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムＨＧ２を生成する。
　ヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧに基づいて、物体２０までの距離を計測する。
　疑似入力信号は、反射光信号を含まない環境光信号に対応する電気信号である。よって、疑似入力信号に対応する第２ヒストグラムＨＧ２は、本来的には、出現頻度が均一になるはずである。ところが、実際には、電源電圧の変動により、第２ヒストグラムＨＧ２の出現頻度にばらつきが生じる。そこで、本実施形態によるヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正する。
　図１２は図１１の構成をより具体化した測距システム３０のブロック図である。本明細書では、図１２の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図１２では、図４と共通する構成部分には同一の符号を付している。
　図１２の測距システム３０は、図４と同様に、光源部３１と、全体制御部３２と、測距装置１０とを備えている。図１２の測距装置１０は、図４と同様に、クロック生成部３３と、制御部３４と、測距制御部３５と、測距処理部１２と、発光タイミング制御部３６と、駆動回路３７と、画素アレイ部３８と、検波部１と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを有する。
　図１２の測距装置１０内の測距処理部１２の内部構成は、図４の測距処理部１２と一部異なっている。それ以外の測距装置１０の内部構成は、図４と同様である。
　図１２の測距処理部１２は、第１時間デジタル変換器４４と、第１ヒストグラム生成部４５と、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。図１２の測距処理部１２内の第１時間デジタル変換器４４及び第１ヒストグラム生成部４５は、図４の測距処理部１２内の時間デジタル変換器２２及びヒストグラム生成部２３と同様の処理を行う。図１２の測距処理部１２は、図４の測距処理部１２の内部構成に加えて、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。
　第２時間デジタル変換器４７は、疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する。第２ヒストグラム生成部４８は、環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムＨＧ２を生成する。
　図１２の測距装置１０内のヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。これにより、環境光信号成分によっては補正ヒストグラムＲＨＧの出現頻度が変動しなくなり、反射光信号成分を忠実に抽出できる。よって、距離計算部１４での距離計測の精度を向上できる。
　図１２の測距システム３０内の受光部２１のうち、反射光信号を受光した受光素子２１ａは、反射光信号と環境光信号の両方を含む信号を受光するため、第１ヒストグラム生成部４５が生成する第１ヒストグラムＨＧ１は、図１３に示すような形状になる。図１３の第１ヒストグラムＨＧ１は、環境光信号成分と反射光信号成分とを含んでおり、環境光信号成分と反射光信号成分の双方とも、電源電圧の変動により出現頻度が変動している。なお、第１ヒストグラム生成部４５は、反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は環境光信号のみを含む信号、又は環境光信号を含まない反射光信号に対応する第１ヒストグラムを生成することができる。すなわち、第１ヒストグラム生成部４５は、環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に第１ヒストグラムを生成することができる。
　一方、疑似入力生成部４６は、反射光信号を含まない環境光信号に対応する疑似入力信号を第２時間デジタル変換器４７に入力する。疑似入力信号は、電源電圧の変動の影響を受けるため、第２ヒストグラム生成部４８が生成する第２ヒストグラムＨＧ２は、図１３に示すように、電源電圧の変動に同期して、出現頻度が変化する。
　第２ヒストグラムＨＧ２と、検波部１で検出されたジッタは、電源電圧の変動に同期して変動するため、ヒストグラム補正部１３では、両者を見比べることで、第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分の出現頻度が均一になるように補正ヒストグラムＲＨＧを生成できる。
　測距装置１０と物体２０までの距離が短い場合や、反射光信号の信号強度が環境光信号の信号強度よりもはるかに大きい場合は、受光素子２１ａで反射光信号を受光した際に、環境光信号を無視できる。この場合、図１４に示すように、第１ヒストグラムＨＧ１は反射光信号成分のみを実質的に含んだものになる。疑似入力生成部４６に入力された疑似入力信号に基づく第２ヒストグラムＨＧ２は、図１３の第２ヒストグラムＨＧ２と同じになる。
　図１４の場合も、ヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分の出現頻度が均一になるような補正ヒストグラムＲＨＧを生成できる。
　このように、第３の実施形態では、疑似入力生成部４６を設けることで、環境光信号に基づく第２ヒストグラムＨＧ２の出現頻度の変動を簡易に把握でき、反射光信号を受光した際に生成した第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分を容易に補正でき、結果として、電源電圧の変動の影響を受けない補正ヒストグラムＲＨＧを生成して、物体２０までの距離を精度よく計測できる。
　（第４の実施形態）
　第４の実施形態は、第３の実施形態に係る測距システム３０の構成を簡略化したものである。
　図１５は第４の実施形態に係る測距システム３０の内部構成を示すブロック図である。本明細書では、図１５の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図１５では、図１２と共通する構成部分には同一の符号を付している。
　図１５の測距システム３０は、図１２の測距システム３０内の検波部１を省略した構成を備えている。図１５の測距システム３０は、検波部１が存在しない点を除いては、図１２の測距システム３０と同様に構成されている。
　図１５の測距システム３０内の測距装置１０は、図１２の測距装置１０と同様に、第１時間デジタル変換器４４と、第１ヒストグラム生成部４５と、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。
　図１２のヒストグラム補正部１３は、第２ヒストグラムＨＧ２と検波部１で検出されたジッタとに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正する。これに対して、図１４のヒストグラム補正部１３は、第２ヒストグラムＨＧ２に基づいて第１ヒストグラムＨＧ１を補正する。より具体的には、ヒストグラム補正部１３は、環境光信号成分の出現頻度が均一になるように、第１ヒストグラムＨＧ１を補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。
　このように、第４の実施形態では、電源電圧の変動によるジッタを検出することなく、疑似入力信号による第２ヒストグラムＨＧ２を生成して第１ヒストグラムＨＧ１を補正するため、第３の実施形態よりも、簡易な構成で補正ヒストグラムＲＨＧを生成できる。
　（第５の実施形態）
　画素アレイ部３８の面積が大きい場合は、画素の配置場所によって電源電圧の変動量が異なる場合がある。よって、画素アレイ部３８を複数の画素群に分けて、画素群ごとに第１～第４の実施形態に係る検波部１を設けて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正してもよい。
　また、画素アレイ部３８の面積が大きい場合は、画素の配置場所によって、環境光信号の信号強度が異なる場合がありうる。そこで、画素アレイ部３８内の複数箇所に疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８を設けてもよい。
　図１６は画素アレイ部３８の四隅に疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８を配置した例を示すレイアウト図である。図１６は一例であり、疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８の配置場所と配置数は任意である。
　このように、第５の実施形態では、画素アレイ部３８の面積が大きくて、面内での電源電圧の変動量が異なる場合は、画素アレイ部３８内の複数箇所に検波部１を設けたり、画素アレイ部３８内の複数箇所に疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８を配置できる。これにより、画素アレイ部３８内の任意の場所の画素で反射光信号が受光された場合の距離計測精度のばらつきを抑制できる。
　＜＜応用例＞＞
　本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図１７は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１７に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller　Area　Network）、ＬＩＮ（Local　Interconnect　Network）、ＬＡＮ（Local　Area　Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
　各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図１７では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
　駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock　Brake　System）又はＥＳＣ（Electronic　Stability　Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
　駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
　ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
　車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time　Of　Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
　環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light　Detection　and　Ranging、Laser　Imaging　Detection　and　Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
　ここで、図１８は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図１８には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
　図１７に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
　また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
　車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
　統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal　Digital　Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
　記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read　Only　Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random　Access　Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard　Disc　Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
　汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global　System　of　Mobile　communications）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Long　Term　Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer　To　Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine　Type　Communication）端末）と接続してもよい。
　専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless　Access　in　Vehicle　Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated　Short　Range　Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle　to　Vehicle）通信、路車間（Vehicle　to　Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle　to　Home）の通信及び歩車間（Vehicle　to　Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
　測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
　ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
　車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near　Field　Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless　USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition　Multimedia　Interface、又はＭＨＬ（Mobile　High-definition　Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
　車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
　統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced　Driver　Assistance　System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
　マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
　音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented　Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
　なお、図１７に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
　なお、図４等を用いて説明した本実施形態に係る測距システム３０の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
　以上説明した車両制御システム７０００において、図４等を用いて説明した本実施形態に係る測距システム３０は、図１７に示した応用例の統合制御ユニット７６００に適用することができる。例えば、測距システム３０の検波部１、測距処理部１２、制御部３４、及び全体制御部３２の少なくとも一つの処理動作は、統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０、記憶部７６９０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０が行うことができる。
　また、図４等を用いて説明した測距システム３０の少なくとも一部の構成要素は、図１７に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図４等を用いて説明した測距システム３０が、図１７に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。
　なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
　（１）電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、
　予め定めた第１期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、
　前記第１カウント部での前記複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、
　複数の前記第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
　前記反射光信号が受光されたタイミング情報を検出する受光情報検出部と、
　前記受光情報検出部で検出された前記タイミング情報に基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
　（２）前記受光情報検出部は、前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する、（１）に記載の測距装置。
　（３）前記第１期間は、固定期間である、（１）又は（２）に記載の測距装置。
　（４）前記ジッタ検出部は、前記第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値と、前記第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化する、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（５）前記第２期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部を備え、
　前記ジッタ検出部は、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、前記ジッタを検出する、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（６）前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部を備え、
　前記距離計算部は、前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する、（２）に記載の測距装置。
　（７）前記ヒストグラム補正部は、前記受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるように前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、（６）に記載の測距装置。
　（８）前記受光素子で受光された前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
　前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
　前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
　前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、を備え、
　前記受光情報検出部は、前記第１デジタル信号に基づいて前記第１ヒストグラムを生成し、
　前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと、前記第２ヒストグラムとに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、（６）又は（７）に記載の測距装置。
　（９）前記受光情報検出部は、前記反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は前記環境光信号のみを含む信号、又は前記環境光信号を含まない前記反射光信号に対応する前記第１ヒストグラムを生成する、（８）に記載の測距装置。
　（１０）前記受光情報検出部は、前記環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に前記第１ヒストグラムを生成する、（９）に記載の測距装置。
　（１１）前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの周波数特性を補正するジッタ補正部を備え、
　前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ補正部で補正されたジッタに基づいて前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、（６）乃至（１０）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（１２）前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、（１１）に記載の測距装置。
　（１３）前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと温度情報とに基づいて、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、（１１）又は（１２）に記載の測距装置。
　（１４）前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記受光素子が前記反射光信号を受光してから、前記受光情報検出部が前記第１ヒストグラムを生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御するジッタ付加部を備える、（２）に記載の測距装置。
　（１５）基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
　前記第２クロック信号に同期させて前記第１期間を生成する計数ウインドウ生成部と、
　前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、を備える、（１４）に記載の測距装置。
　（１６）前記ジッタ付加部は、前記第２クロック信号に前記ジッタを付加し、
　前記発光タイミング制御部は、前記ジッタが付加された前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する、（１５）に記載の測距装置。
　（１７）前記ジッタ付加部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御する、（１６）に記載の測距装置。
　（１８）基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
　前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
　前記第１時間デジタル変換器及び前記受光情報検出部を制御する第１制御部と、
　前記第２クロック信号に同期して、前記第１制御部を制御する第２制御部と、
　複数の前記受光素子を有する画素アレイ部と、を備え、
　前記ジッタ付加部は、前記画素アレイ部内の複数の前記受光素子から出力される複数の前記反射光信号に応じた複数の電気信号と、前記第１制御部を制御するための第１制御信号と、前記第２制御部から出力される前記第１制御部を制御するための第２制御信号との少なくとも一つに前記ジッタを付加する、（１４）に記載の測距装置。
　（１９）複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
　前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
　前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、
　前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
　前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
　前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、
　前記第２ヒストグラムに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部と、
　前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
　（２０）複数の前記受光素子を有する画素アレイ部を備え、
　前記画素アレイ部内にそれぞれ離隔して配置される２以上の前記受光素子に対応づけて、複数の前記疑似入力生成部と、複数の前記第２時間デジタル変換器とが設けられる、（８）、（９）、及び（１９）のいずれか一項に記載の測距装置。
　本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
１　検波部、２　発振器、３　循環カウンタ、４　ＰＬＬ回路、５　分周器、６　第１ラッチ回路、７　第２ラッチ回路、８　同期化処理部、１０　測距装置、１１　サンプリングパルス生成部、１２　測距処理部、１３　ヒストグラム補正部、１４　距離計算部、１５　ラッチ群、１６　時間平均計数部、１７　ジッタ補正部、２０　物体、２１　受光部、２１ａ　受光素子、２２　時間デジタル変換器、２２ａ　グレーコード生成部、２２ｂ　ラッチ群、２３　ヒストグラム生成部、２４　ジッタ付加部、２４ａ　遅延回路、２４ｂ　選択器、３０　測距システム、３１　光源部、３２　全体制御部、３３　クロック生成部、３３ａ　発振器、３３ｂ　電流源、３４　制御部、３５　測距制御部、３６　発光タイミング制御部、３７　駆動回路、３８　画素アレイ部、４１　計数ウインドウ生成部、４２　計数部、４３　時間平均補正部、４４　第１時間デジタル変換器、４５　第１ヒストグラム生成部、４６　疑似入力生成部、４７　第２時間デジタル変換器、４８　第２ヒストグラム生成部

Claims (20)

  1. 　電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、
    　予め定めた第１期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、
    　前記第１カウント部での前記複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、
    　複数の前記第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
    　前記反射光信号が受光されたタイミング情報を検出する受光情報検出部と、
    　前記受光情報検出部で検出された前記タイミング情報に基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
  2. 　前記受光情報検出部は、前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する、請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記第１期間は、固定期間である、請求項１に記載の測距装置。
  4. 　前記ジッタ検出部は、前記第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値と、前記第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化する、請求項１に記載の測距装置。
  5. 　前記第２期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部を備え、
    　前記ジッタ検出部は、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、前記ジッタを検出する、請求項１に記載の測距装置。
  6. 　前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部を備え、
    　前記距離計算部は、前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する、請求項２に記載の測距装置。
  7. 　前記ヒストグラム補正部は、前記受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるように前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
  8. 　前記受光素子で受光された前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
    　前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
    　前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
    　前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、を備え、
    　前記受光情報検出部は、前記第１デジタル信号に基づいて前記第１ヒストグラムを生成し、
    　前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと、前記第２ヒストグラムとに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
  9. 　前記受光情報検出部は、前記反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は前記環境光信号のみを含む信号、又は前記環境光信号を含まない前記反射光信号に対応する前記第１ヒストグラムを生成する、請求項８に記載の測距装置。
  10. 　前記受光情報検出部は、前記環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に前記第１ヒストグラムを生成する、請求項９に記載の測距装置。
  11. 　前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの周波数特性を補正するジッタ補正部を備え、
    　前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ補正部で補正されたジッタに基づいて前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
  12. 　前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、請求項１１に記載の測距装置。
  13. 　前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと温度情報とに基づいて、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、請求項１１に記載の測距装置。
  14. 　前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記受光素子が前記反射光信号を受光してから、前記受光情報検出部が前記第１ヒストグラムを生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御するジッタ付加部を備える、請求項２に記載の測距装置。
  15. 　基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
    　前記第２クロック信号に同期させて前記第１期間を生成する計数ウインドウ生成部と、
    　前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、を備える、請求項１４に記載の測距装置。
  16. 　前記ジッタ付加部は、前記第２クロック信号に前記ジッタを付加し、
    　前記発光タイミング制御部は、前記ジッタが付加された前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する、請求項１５に記載の測距装置。
  17. 　前記ジッタ付加部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御する、請求項１６に記載の測距装置。
  18. 　基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
    　前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
    　前記第１時間デジタル変換器及び前記受光情報検出部を制御する第１制御部と、
    　前記第２クロック信号に同期して、前記第１制御部を制御する第２制御部と、
    　複数の前記受光素子を有する画素アレイ部と、を備え、
    　前記ジッタ付加部は、前記画素アレイ部内の複数の前記受光素子から出力される複数の前記反射光信号に応じた複数の電気信号と、前記第１制御部を制御するための第１制御信号と、前記第２制御部から出力される前記第１制御部を制御するための第２制御信号との少なくとも一つに前記ジッタを付加する、請求項１４に記載の測距装置。
  19. 　複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
    　前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
    　前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、
    　前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
    　前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
    　前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、
    　前記第２ヒストグラムに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部と、
    　前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
  20. 　複数の前記受光素子を有する画素アレイ部を備え、
    　前記画素アレイ部内にそれぞれ離隔して配置される２以上の前記受光素子に対応づけて、複数の前記疑似入力生成部と、複数の前記第２時間デジタル変換器とが設けられる、請求項８に記載の測距装置。
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