WO2023162733A1 - 測距装置及び測距方法 - Google Patents

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WO2023162733A1
WO2023162733A1 PCT/JP2023/004662 JP2023004662W WO2023162733A1 WO 2023162733 A1 WO2023162733 A1 WO 2023162733A1 JP 2023004662 W JP2023004662 W JP 2023004662W WO 2023162733 A1 WO2023162733 A1 WO 2023162733A1
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bin
pulse signal
frequency
light emission
width
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PCT/JP2023/004662
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彰人 関谷
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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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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C3/02—Details
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    • G01S7/486—Receivers

Definitions

  • the present disclosure relates to a ranging device and a ranging method.
  • Tx pulse signal a light emission pulse signal
  • Rx pulse signal a reflected light pulse signal
  • the distance measuring device includes a time digital converter (TDC) that generates a digital signal corresponding to the light receiving time of the Rx pulse signal, and a histogram generator that generates a histogram representing the frequency distribution of the light receiving time of the Rx pulse signal. and (see Patent Document 1).
  • TDC time digital converter
  • histogram generator that generates a histogram representing the frequency distribution of the light receiving time of the Rx pulse signal.
  • the bin width of the histogram is controlled by the temporal resolution of the TDC, and the higher the temporal resolution of the TDC, the narrower the bin width of the histogram and the more the distance accuracy can be improved.
  • the distance measurement error may increase depending on the relationship between the pulse width of the Tx pulse signal and the bin width of the histogram. In particular, when performing distance measurement at a long distance, the distance measurement error tends to increase.
  • the present disclosure provides a distance measuring device and a distance measuring method capable of reducing distance measurement errors even when performing long distance distance measurement.
  • a light receiving unit that receives a reflected light pulse signal obtained by reflecting a light emission pulse signal emitted by a light emitting unit by an object; a time-to-digital converter that generates a digital signal corresponding to the light receiving time of the reflected light pulse signal at the light receiving unit with a predetermined time resolution; a histogram generation unit that generates a histogram representing a frequency distribution of light receiving times of the reflected light pulse signal based on the digital signal; a control unit that controls at least one of the pulse width of the light emission pulse signal and the bin width so that the pulse width of the light emission pulse signal is an integral multiple of the bin width indicating the frequency unit of the histogram.
  • a range device is provided.
  • the control unit may control the bin width without changing the pulse width of the light emission pulse signal.
  • control unit performs control to narrow the bin width when the first determination unit determines that the frequency count of the leftmost bin is larger than the frequency count of the right-adjacent bin. If the determining unit determines that the frequency count of the rightmost bin is smaller than the frequency count of the adjacent left bin, control may be performed to widen the bin width.
  • the control unit adjusts the bin width until the frequency number of the leftmost bin matches the frequency number of the rightmost bin and the frequency number of the rightmost bin matches the frequency number of the leftmost bin. may be controlled.
  • the control unit may control the time resolution of the time-to-digital converter as well as the bin width.
  • a frequency adjustment unit that adjusts the frequency of the clock signal based on the control signal output from the control unit may be provided.
  • the time-to-digital converter generates the digital signal with a time resolution corresponding to the frequency of the clock signal adjusted by the frequency adjuster
  • the histogram generator may generate the histogram with a bin width corresponding to the frequency of the clock signal adjusted by the frequency adjuster.
  • a light emission control section may be provided for controlling the timing at which the light emission section emits the light emission pulse signal after the control section controls the bin width.
  • the light emission control section may control the timing at which the light emission section emits the light emission pulse signal before the control section starts controlling the bin width.
  • the control unit may control the pulse width of the light emission pulse signal without changing the bin width.
  • control unit performs control to widen the pulse width of the light emission pulse signal when the first determination unit determines that the frequency count of the leftmost bin is greater than the frequency count of the right-adjacent bin.
  • control may be performed to narrow the pulse width of the light emission pulse signal.
  • the controller controls the light emission pulse signal until the frequency number of the leftmost bin matches the frequency number of the rightmost bin and the frequency number of the rightmost bin matches the frequency number of the leftmost bin. may control the pulse width of
  • the light emitting section may adjust the pulse width of the light emission pulse signal based on the control signal.
  • the light emission control section may control the timing at which the light emission section emits the light emission pulse signal after the control section controls the pulse width of the light emission pulse signal.
  • the light emission control section may control the timing at which the light emission section emits the light emission pulse signal before the control section starts controlling the pulse width of the light emission pulse signal.
  • a mode selection unit that selects either a first mode in which ranging is performed in a first distance range or a second mode in which ranging is performed in a second distance range that is longer than the first distance range,
  • the control unit causes the histogram generation unit to generate the histogram without performing control to set the pulse width of the light emission pulse signal to an integral multiple of the bin width.
  • the histogram may be generated by the histogram generator after performing control to set the pulse width of the light emission pulse signal to be an integral multiple of the bin width.
  • a distance measurement unit may be provided that measures the distance to the object based on the histogram.
  • the light receiving unit receives a reflected light pulse signal obtained by reflecting the light emission pulse signal emitted by the light emitting unit by an object, generating a digital signal corresponding to the light receiving time of the reflected light pulse signal at the light receiving unit with a predetermined time resolution; generating a histogram representing the frequency distribution of light receiving times of the reflected light pulse signal based on the digital signal;
  • a ranging method is provided, wherein at least one of the pulse width of the light emission pulse signal and the bin width is controlled such that the pulse width of the light emission pulse signal is an integral multiple of the bin width indicating the frequency unit of the histogram.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring system including the distance measuring device according to the first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a schematic perspective view of a laminate in which the distance measuring device of FIG. 1 is mounted
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the pulse width of a TX pulse signal and the bin width of a histogram
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the pulse width of a TX pulse signal and the bin width of a histogram
  • FIG. 10 shows how the error from the true value varies with object distance when the Tx pulse width is 2.5 times the bin width of the histogram.
  • FIG. 5 is a diagram showing how the ToF value error changes depending on the Tx pulse width; 3 is a detailed block diagram of main parts of the distance measuring device according to the first embodiment; FIG. 4 is a flowchart showing processing operations of a control unit in the distance measuring device according to the first embodiment; FIG. 7 is a diagram showing an example in which step S2 in FIG. 6 is YES; The figure which shows the example which becomes NO at step S2 of FIG. The figure which shows the example in which the frequency number of two consecutive bins is equal.
  • FIG. 6 is a diagram showing how the ToF value error changes depending on the Tx pulse width
  • 3 is a detailed block diagram of main parts of the distance measuring device according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart showing processing operations of a control unit in the distance measuring device according to the first embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing an example in which step S2 in FIG. 6 is YES; The figure which shows the example which becomes NO at step S2 of FIG. The figure which shows the example
  • FIG. 10 is a detailed block diagram of main parts of the distance measuring device according to the second embodiment; 4 is a flowchart showing processing operations of a control unit in the distance measuring device according to the first embodiment; 10 is a flow chart showing processing operations of a control unit in the distance measuring device according to the third embodiment; FIG. 11 is a diagram summarizing the processing results of FIG. 10; 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system; FIG. 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 range finder 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 a schematic configuration of a distance measuring system 2 having a distance measuring device 1 according to the first embodiment.
  • a distance measuring system 2 of FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring system 2 having a distance measuring device 1 according to the first embodiment.
  • a distance measuring system 2 of FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring system 2 having a distance measuring device 1 according to the first embodiment.
  • the light emitting unit 3 has a plurality of light emitting elements 3a arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the plurality of light emitting elements 3a repeatedly emit light emitting pulse signals (Tx pulse signals) at predetermined time intervals.
  • the light emitting unit 3 can scan optical signals emitted by the plurality of light emitting elements 3a in a predetermined two-dimensional space. A specific method for scanning the optical signal does not matter.
  • a general control unit 4 controls the light emitting unit 3 and the distance measuring device 1 . At least one of the light emitting unit 3 and the overall control unit 4 can be integrated into the rangefinder 1 .
  • the distance measuring device 1 has a pixel array section 10, a distance measurement processing section 11, a signal processing section 12, a control section 13, a clock generation section 14, a light emission control section 15, and a drive circuit 16.
  • the distance measurement processing section 11 has a time-to-digital converter (TDC) 17 , a histogram generation section 18 and a distance measurement control section 19 .
  • TDC time-to-digital converter
  • the pixel array section 10 has a plurality of pixels 10a arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Each pixel 10 a has a light receiving element 20 .
  • the light receiving element 20 is, for example, a SPAD (Single Photon Avalanche photo Diode). An example in which each pixel 10a has a SPAD will be mainly described below.
  • Each pixel 10a 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. After the SPAD detects a photon, the drive circuit 16 supplies a reverse bias voltage to the SPAD via a corresponding quench circuit to prepare for detection of the next reflected light pulse signal (Rx pulse signal).
  • the TDC 17 generates a digital signal corresponding to the light receiving time of the Rx pulse signal received by the SPAD with a predetermined time resolution.
  • the TDC 17 according to the first embodiment can switch the time resolution. The higher the time resolution of the TDC 17, the more accurately the light reception time of the Rx pulse signal can be detected, and the accuracy of distance measurement can be improved.
  • the histogram generation unit 18 generates a bin width histogram corresponding to the time resolution of the TDC 17 based on the digital signal generated by the TDC 17 .
  • the bin width is the width of each frequency unit that makes up the histogram. The higher the time resolution of the TDC 17, the narrower the bin width, and the more accurately the histogram reflecting the time frequency of receiving the Rx pulse signal can be obtained.
  • the signal processing unit 12 has a distance calculation unit 12a.
  • the distance calculator 12a calculates the distance to the object by, for example, calculating the barycentric position of the Rx pulse signal based on the histogram.
  • the control unit 13 controls at least one of the pulse width and bin width of the Tx pulse signal so that the pulse width of the Tx pulse signal is an integral multiple of the bin width of the histogram.
  • the control unit 13 according to the first embodiment controls the bin width so that the pulse width of the Tx pulse signal is an integral multiple of the bin width of the histogram.
  • the control unit 13 controls processing operations of each unit in the distance measuring device 1 .
  • the clock generator 14 generates clock signals used by the TDC 17 and the histogram generator 18 .
  • the clock generator 14 generates a clock signal using, for example, a PLL circuit (not shown).
  • the clock generation unit 14 also supplies the generated clock signal to the light emission control unit 15 .
  • the light emission control section 15 controls the light emission timing of the light emitting element 3a in synchronization with this clock signal.
  • the drive circuit 16 performs quench control to return the cathode voltage to the original voltage when the SPAD detects light and the cathode voltage drops.
  • the distance measuring device 1 in FIG. 1 can be configured with a laminate in which a plurality of chips are stacked.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a laminate in which the distance measuring device 1 of FIG. 1 is mounted.
  • the stack of FIG. 2 has a first chip 21 and a second chip 22 stacked on the first chip 21 .
  • the pixel array section 10 of FIG. 1 is mainly arranged.
  • the first chip 21 and the second chip 22 are bonded by Cu--Cu bonding, vias, bumps, or the like. A part of the components other than the pixel array section 10 in the distance measuring device 1 of FIG.
  • the distance measuring device 1 of FIG. 1 may be configured as a laminate in which three or more chips are stacked.
  • FIGs. 3A and 3B are diagrams showing the relationship between the pulse width of the TX pulse signal and the bin width of the histogram.
  • FIG. 3A shows an example in which the pulse width of the Tx pulse signal is 2.5 times the bin width and the true value of the Tx pulse signal is 1.25.
  • FIG. 3B shows an example in which the pulse width of the Tx pulse signal is 2.5 times the bin width and the true value of the Tx pulse signal is 2.
  • the emission start position of the Tx pulse signal in FIG. 3B is shifted from the bin boundary position. Therefore, there are four bins in the histogram, the leftmost and rightmost bins have a frequency of 0.25, and the central two bins have a frequency of 1.
  • the true value changes depending on the relationship between the pulse position of the Tx pulse signal and the bin position of the histogram.
  • FIG. 4A is a diagram showing how the error from the true value changes depending on the object distance when the Tx pulse width is 2.5 times the bin width of the histogram.
  • the horizontal axis of FIG. 4A indicates the distance of the object, and the vertical axis indicates the error from the true value.
  • the error from the true value fluctuates periodically.
  • FIG. 4B is a diagram showing how the ToF value error changes depending on the Tx pulse width.
  • the horizontal axis of FIG. 4B is the Tx pulse width, and the vertical axis is the ToF value error.
  • the ToF value is the distance of the object calculated by the distance measuring device 1 .
  • FIG. 4B shows a curve w1 representing the maximum ToF value error, a curve w2 representing the minimum ToF value error, and a peak-to-peak curve w3 of the ToF value error.
  • FIG. 5 is a detailed block diagram of main parts of the distance measuring device 1 according to the first embodiment.
  • the distance measuring device 1 according to the first embodiment adjusts the bin width of the histogram without changing the pulse width (Tx pulse width) of the Tx pulse signal emitted by the light emitting element 3a, thereby reducing the Tx pulse width to the bin width. is an integral multiple of .
  • the control section 13 in the distance measuring device 1 has a pulse width detection section 23, a follow-up control section 24, and a frequency adjustment section 25.
  • the pulse width detection unit 23 detects whether the Tx pulse width is an integral multiple of the bin width.
  • the pulse width detection section 23 also serves as a determination section.
  • the determination unit determines whether the frequency number of the earlier bin is greater than the frequency number of the later bin in the two consecutive bins in the histogram.
  • the control unit 13 performs control to narrow the bin width so that the frequency number of the early bin becomes the late bin. If it is determined that the number of frequencies is less than or equal to , control is performed to widen the bin width.
  • the follow-up control unit 24 instructs adjustment of the bin width so that the Tx pulse width becomes an integral multiple of the bin width.
  • the frequency adjuster 25 adjusts the frequency of the clock signal in accordance with the adjustment of the bin width according to the instruction from the follow-up controller 24 .
  • the PLL circuit in the clock generator 14 generates a clock signal with a frequency adjusted by the frequency adjuster 25 .
  • the clock signal regenerated by the clock generator 14 is supplied to the TDC 17 and histogram generator 18 .
  • the TDC 17 converts the Rx pulse signal into a digital signal with a time resolution according to the frequency of the clock signal.
  • the histogram generator 18 generates a histogram based on the digital signal with a bin width corresponding to the frequency of the clock signal.
  • the clock signal regenerated by the clock generator 14 is also supplied to the light emission controller 15 .
  • the light emission control unit 15 instructs the light emitting element 3a to start emitting light in synchronization with the clock signal.
  • the anode of the light receiving element (SPAD) 20 of each pixel 10a in the pixel array section 10 is set to a fixed voltage, and a constant current source 26 is connected to the cathode. Also, an inverter 27 is connected to the cathode of the SPAD 20 . The output signal of inverter 27 is input to TDC 17 .
  • the SPAD 20 used for adjusting the bin width and the SPAD 20a for ranging are shown separately, but the SPAD 20 used for adjusting the bin width is the SPAD 20a for ranging. You may
  • FIG. 6 is a flow chart showing the processing operation of the control unit 13 in the distance measuring device 1 according to the first embodiment.
  • the control unit 13 executes the processing operation of FIG. 6 when the power of the rangefinder 1 is turned on, or when the rangefinder 1 is reset. Alternatively, the control unit 13 may repeat the process of FIG. 6 periodically or irregularly while the distance measuring device 1 is performing the distance measuring process.
  • the start trigger position is adjusted (step S1). Adjustment of the start trigger position refers to aligning the timing of the rising edge of the Tx pulse signal with the timing at which the TDC 17 starts counting the Rx pulse signals.
  • the control unit 13 instructs the light emitting element 3a on the emission timing of the Tx pulse signal through the light emission control unit 15, and instructs the TDC 17 on the timing to start time-to-digital conversion.
  • the light emitting element 3a starts emitting the Tx pulse signal.
  • the light emitting element 3a repeatedly emits a Tx pulse signal at a predetermined cycle. A part of the Tx pulse signal is irradiated and reflected by the object, and the sales company Tx pulse signal (Rx pulse signal) is received by the SPAD 20 .
  • the TDC 17 generates a digital signal corresponding to the light reception time of the Rx pulse signal with a time resolution corresponding to the frequency of the clock signal. Based on the digital signal, the histogram generator 18 generates a histogram, which is the frequency distribution of the reception times of the Rx pulse signals, with a bin width corresponding to the frequency of the clock signal.
  • the pulse width detection unit 23 in the control unit 13 determines whether or not the frequency count of the bin at the left end of the two consecutive bins from the left end in the histogram is greater than the frequency count of the bin on the right (step S2, first determination unit). YES in step S2 is, for example, the case shown in FIG. 7A. In this case, the Tx pulse width is less than two bin widths. Therefore, the frequency adjustment unit 25 in the control unit 13 performs adjustment to narrow the bin width (step S3). Narrowing the bin width requires increasing the frequency of the clock signal. Therefore, the frequency adjuster 25 instructs the clock generator 14 to increase the frequency of the clock signal. Upon receiving this instruction, the clock generator 14 increases the frequency of the clock signal.
  • step S2 determines whether or not the frequency count of the rightmost bin in the histogram is smaller than the frequency count of the bin on the left (step S4, second determination unit ).
  • step S4 is, for example, the case shown in FIG. 7B. In this case, it indicates that the Tx pulse width is greater than two bin widths. Therefore, the frequency adjuster 25 performs adjustment to widen the bin width (step S5). Widening the bin width requires lowering the frequency of the clock signal. Therefore, the frequency adjuster 25 instructs the clock generator 14 to lower the frequency of the clock signal. In response to this instruction, the clock generator 14 lowers the frequency of the clock signal.
  • step S6 When the frequency of the clock signal is changed by the processing in step S3 or S5, the start trigger position adjusted in step S1 shifts. Therefore, the start trigger position is adjusted again (step S6).
  • step S6 determines whether or not the frequencies of two consecutive bins in the histogram are equal (step S6).
  • FIG. 7C shows an example where two consecutive bins have equal frequency counts. If the frequency counts are not equal, the processing after step S2 is repeated. If the frequencies are equal, the frequency of the clock signal after adjustment is stored in a storage unit (not shown) (step S7). The stored clock signal frequency is treated as valid until the next adjustment.
  • the Tx pulse width of the light emitting element 3a is kept constant, and the bin width of the histogram is adjusted so that the Tx pulse width becomes an integral multiple of the bin width. do. As a result, it is possible to reduce variations in ranging errors even for objects at different distances.
  • the distance measuring device 1 can adjust the Tx pulse width to an integer multiple of the bin width by changing the frequency of the clock signal supplied to the TDC 17 and the histogram generator 18, so new hardware parts are required. It is possible to improve the distance measurement accuracy with the existing device configuration without adding anything.
  • the distance measuring device 1 keeps the bin width of the histogram constant, controls the Tx pulse width of the light emitting element 3a, and adjusts the Tx pulse width to an integral multiple of the bin width. characterized by
  • the range finder 1 according to the second embodiment has the same block configuration as that of FIG. 1, but the internal configuration of the control unit 13 is different from that of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a detailed block diagram of main parts of the distance measuring device 1 according to the second embodiment.
  • the light-emitting element 3a in the distance measuring device 1 of FIG. 8 has a function of adjusting the pulse width of the Tx pulse signal (Tx pulse width). Specifically, the light emitting element 3 a adjusts the Tx pulse width based on the control signal from the light emission control section 15 .
  • control section 13 in the range finder 1 has a pulse width detection section 23 and a follow-up control section 24.
  • the controller 13 of FIG. 8 does not have the frequency adjuster 25 present in the controller 13 of FIG.
  • the pulse width detection unit 23 detects whether the Tx pulse width is an integral multiple of the bin width.
  • the follow-up control unit 24 instructs the light emission control unit 15 to adjust the Tx pulse width so that the Tx pulse width becomes an integral multiple of the bin width.
  • the light emission control unit 15 sends a control signal including a Tx pulse width adjustment instruction to the light emitting element 3a.
  • the light emitting element 3a adjusts the Tx pulse width based on the control signal.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the processing operation of the control unit 13 in the distance measuring device 1 according to the first embodiment.
  • the start trigger position is adjusted (step S11).
  • the Tx pulse signal is emitted, the Rx pulse signal is received, and a histogram is generated.
  • step S2 in FIG. 6 it is determined whether or not the frequency count of the bin at the left end of the two consecutive bins from the left end in the histogram is greater than the frequency count of the bin on the right (step S12).
  • step S12 the light emission control unit 15 sends a control signal instructing to lengthen the Tx pulse width to the light emitting element 3a (step S13).
  • the light emitting element 3a lengthens the Tx pulse width based on the control signal. How long the Tx pulse width should be should be determined in advance.
  • step S12 determines whether the frequency of the rightmost bin in the histogram is smaller than the frequency of the bin on the left (step S14). If step S14 is YES, the light emission controller 15 sends a control signal instructing to shorten the Tx pulse signal to the light emitting element 3a (step S15). The light emitting element 3a shortens the Tx pulse width based on the control signal. How short the Tx pulse width should be is determined in advance.
  • step S13 If the Tx pulse width is adjusted by the processing in step S13 or S15, the star trigger position adjusted in step S11 may shift. Therefore, the start trigger position is adjusted again (step S16).
  • step S18 the adjusted Tx pulse width is stored in a storage unit (not shown).
  • the bin width of the histogram is fixed and the Tx pulse width is adjusted so that the Tx pulse width becomes an integer multiple of the bin width.
  • the third embodiment determines whether or not to adjust the relationship between the Tx pulse width and the bin width depending on the ranging mode.
  • the dToF rangefinder 1 for example, when measuring the distance of an object located at a short distance of 1 m or less, and when measuring the distance of an object located at a long distance of 10 m or more, the bin width of the histogram is It is common to change Specifically, the bin width when measuring the distance of an object positioned at a long distance is set larger than the bin width when measuring the distance of an object positioned at a short distance.
  • the Tx pulse width approaches an integral multiple of the bin width, so the variation in ranging error is reduced without performing the adjustment processing according to the first and second embodiments. Reducing the bin width is equivalent to relatively increasing the Tx pulse width, which also reduces the error in the ToF value, as shown in FIG. 4B.
  • the distance measuring device 1 performs the adjustment processing according to the first or second embodiment only in the long distance mode, and performs the adjustment processing according to the first or second embodiment in the short distance mode. It is characterized by performing normal distance measurement processing without performing adjustment processing according to the embodiment.
  • a range finder 1 according to the third embodiment has the same block configuration as in FIG.
  • FIG. 10 is a flow chart showing the processing operation of the control section 13 in the distance measuring device 1 according to the third embodiment.
  • step S21 it is determined whether or not it is in the long distance mode.
  • the short distance mode is a mode for measuring the distance of an object located at a short distance, for example, within 1 m
  • the long distance mode is a mode for measuring the distance of an object located at a long distance, for example, over 1 m.
  • the distance to the object measured in each mode may be changed arbitrarily.
  • the mode may be divided into three or more modes according to the distance to the object, but an example in which there are two modes, a short distance mode and a long distance mode, will be described below.
  • the user may explicitly select between the short-distance mode and the long-distance mode, or the short-distance mode or the long-distance mode may be selected automatically depending on the time from transmission of the Tx pulse signal to reception of the Rx pulse signal.
  • a distance mode may be selected.
  • step S21 of FIG. 10 When the long distance mode is selected in step S21 of FIG. 10, the process of FIG. 6 or FIG. 9 described above is performed to adjust the Tx pulse width to an integral multiple of the bin width, and then distance measurement processing is performed (step S22). On the other hand, if the short distance mode is selected in step S21, normal distance measurement processing is performed without performing the processing of FIG. 6 or FIG. 9 (step S23).
  • FIG. 11 is a diagram summarizing the processing results of FIG. As shown in FIG. 11, in the close range mode, the bin width of the histogram is narrow, so the Tx pulse width approaches an integer multiple of the bin width. pulse width/bin width follow-up processing) is not performed. On the other hand, since the bin width of the histogram is wide in the long-distance mode, the Tx pulse width is often not an integer multiple of the bin width. Therefore, Tx pulse width/bin width follow-up processing is performed.
  • the Tx pulse width/bin width follow-up processing described in the first or second embodiment is performed only when the close range mode is selected, so the accuracy of distance measurement is reduced. Therefore, the processing load on the control unit 13 can be reduced.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to any type of movement such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, robots, construction machinery, agricultural machinery (tractors), etc. It may also be implemented as a body-mounted device.
  • FIG. 12 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 .
  • the vehicle control system 7000 includes a drive system control unit 7100, a body system control unit 7200, a battery control unit 7300, an outside information detection unit 7400, an inside information detection unit 7500, and an integrated control unit 7600.
  • the communication network 7010 that connects these multiple control units conforms to any standard such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN (Local Area Network), or FlexRay (registered trademark). It may be an in-vehicle communication network.
  • 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. Prepare.
  • Each control unit has a network I/F for communicating with other control units via a communication network 7010, and communicates with devices or sensors inside and outside the vehicle by wired communication or wireless communication. A communication I/F for communication is provided. In FIG.
  • the functional configuration of the integrated control unit 7600 includes 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 equipment I/F 7660, an audio image output unit 7670, An in-vehicle network I/F 7680 and a storage unit 7690 are shown.
  • 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 driving system control unit 7100 includes a driving force generator for generating 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, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism to adjust and a brake device to generate 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, 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, an accelerator pedal operation amount, a brake pedal operation amount, and a steering wheel steering. At least one of sensors for detecting angle, engine speed or wheel rotation speed is included.
  • 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, for example, an environment sensor for detecting the current weather or weather, or a sensor for detecting other vehicles, obstacles, pedestrians, etc. around the vehicle equipped with the vehicle control system 7000. ambient information detection sensor.
  • 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. 13 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. 13 shows an example of the imaging range of each of the imaging units 7910, 7912, 7914, and 7916.
  • the imaging range a indicates the imaging range of the imaging unit 7910 provided in the front nose
  • the imaging ranges b and c indicate the imaging ranges of the imaging units 7912 and 7914 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range d is The imaging range of an imaging unit 7916 provided on the rear bumper or back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 7910, 7912, 7914, and 7916, a bird's-eye view image of the vehicle 7900 viewed from above can be obtained.
  • 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 performs processing such as distortion correction or alignment on the received image data, and synthesizes image data captured by different imaging units 7410 to generate a bird's-eye view image or a panoramic image. good too.
  • 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 degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, and determine whether the driver is dozing off. You may 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 PDA (Personal Digital Assistant) corresponding to the operation of the vehicle control system 7000.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • 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.
  • General-purpose communication I/F 7620 is a cellular communication protocol 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®), Bluetooth®, and the like.
  • 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) equipment (e.g., application server or control server) connected to You may
  • 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 uses, for example, P2P (Peer To Peer) technology to connect terminals (for example, terminals of drivers, pedestrians, stores, or MTC (Machine Type Communication) terminals) near the vehicle. may be connected with P2P (Peer To Peer) technology to connect terminals (for example, terminals of drivers, pedestrians, stores, or MTC (Machine Type Communication) terminals) near the vehicle.
  • P2P Peer To Peer
  • MTC Machine Type Communication
  • 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 uses standard protocols such as WAVE (Wireless Access in Vehicle Environment), DSRC (Dedicated Short Range Communications), which is a combination of lower layer IEEE 802.11p and higher layer IEEE 1609, or cellular communication protocol. May be implemented.
  • the dedicated communication I/F 7630 is typically used for vehicle-to-vehicle communication, vehicle-to-infrastructure communication, vehicle-to-home communication, and vehicle-to-pedestrian communication. ) perform V2X communication, which is a concept involving one or more of the communications.
  • 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 obtains the latitude, longitude, and altitude of the vehicle. Generate location information containing Note that 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.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • 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).
  • 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 is connected via a connection terminal (and cable if necessary) not shown, USB (Universal Serial Bus), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface, or MHL (Mobile High -definition Link), etc.
  • In-vehicle equipment 7760 includes, for example, at least one of mobile equipment or wearable equipment possessed by passengers, or information equipment carried in or attached to the vehicle. In-vehicle equipment 7760 may also include a navigation device that searches for a route to an arbitrary destination. or exchange data signals.
  • 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 uses at least one of 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, and an in-vehicle network I/F 7680.
  • the vehicle control system 7000 is controlled according to various programs on the basis of the information acquired by. For example, the microcomputer 7610 calculates control target values for the driving force generator, steering mechanism, or braking device based on acquired information on the inside and outside of the vehicle, and outputs a control command to the drive system control unit 7100. good too.
  • the microcomputer 7610 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control may be performed for the purpose of In addition, the microcomputer 7610 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the acquired information about the surroundings of the vehicle, thereby autonomously traveling without depending on the operation of the driver. Cooperative control may be performed for the purpose of driving or the like.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • Microcomputer 7610 receives information obtained through at least one of general-purpose communication I/F 7620, dedicated communication I/F 7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I/F 7660, and in-vehicle network I/F 7680. Based on this, three-dimensional distance information between the vehicle and surrounding objects such as structures and people may be generated, and local map information including the surrounding information of the current position of the vehicle may be created. 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 display device 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, and graphs. Display visually.
  • 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 device 1 according to the present embodiment described with reference to 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 device 1 according to the present embodiment described using FIG. 1 and the like can be applied to the integrated control unit 7600 of the application example shown in FIG.
  • distance measuring device 1 described with reference to FIG. 1 and the like are modules for the integrated control unit 7600 shown in FIG. may be implemented in Alternatively, distance measuring device 1 described with reference to FIG. 1 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) a light-receiving unit that receives a reflected light pulse signal obtained by reflecting the light-emission pulse signal emitted by the light-emitting unit from an object; a time-to-digital converter that generates a digital signal corresponding to the light receiving time of the reflected light pulse signal at the light receiving unit with a predetermined time resolution; a histogram generation unit that generates a histogram representing a frequency distribution of light receiving times of the reflected light pulse signal based on the digital signal; a control unit that controls at least one of the pulse width of the light emission pulse signal and the bin width so that the pulse width of the light emission pulse signal is an integral multiple of the bin width indicating the frequency unit of the histogram.
  • the control unit performs control to narrow the bin width when the first determination unit determines that the frequency count of the leftmost bin is larger than the frequency count of the right-adjacent bin.
  • the distance measuring device wherein when the judging unit judges that the frequency number of the rightmost bin is smaller than the frequency number of the adjacent left bin, control is performed to widen the bin width.
  • the control unit continues to perform the above-mentioned operations until the frequency number of the leftmost bin matches the frequency number of the rightmost bin and the frequency number of the rightmost bin matches the frequency number of the leftmost bin.
  • the rangefinder according to (3), which controls bin width.
  • a clock generator that generates a clock signal synchronized with the operations of the time-to-digital converter and the histogram generator;
  • the distance measuring device further comprising: a frequency adjustment section that adjusts the frequency of the clock signal based on the control signal output from the control section.
  • the time-to-digital converter generates the digital signal with a time resolution corresponding to the frequency of the clock signal adjusted by the frequency adjuster;
  • the light emission controller according to any one of (2) to (7), further comprising a light emission control section that controls timing at which the light emission section emits the light emission pulse signal after the control section controls the bin width. rangefinder.
  • the distance measuring device (8), wherein the light emission control section controls the timing at which the light emission section emits the light emission pulse signal before the control section starts controlling the bin width.
  • the rangefinder according to (1), wherein the controller controls the pulse width of the light emission pulse signal without changing the bin width.
  • (11) a first determination unit that determines whether the frequency number of the bin at the left end of the histogram is greater than the frequency number of the bin on the right; A second determination unit that determines whether the frequency number of the bin on the right end of the histogram is smaller than the frequency number of the bin on the left,
  • the control unit performs control to widen the pulse width of the light emission pulse signal when the first determination unit determines that the frequency count of the leftmost bin is greater than the frequency count of the right-adjacent bin. (10) performing control to narrow the pulse width of the light emission pulse signal when the second determination unit determines that the frequency count of the rightmost bin is smaller than the frequency count of the leftmost bin; Range finder as described.
  • the control unit continues to perform the above operations until the frequency number of the leftmost bin matches the frequency number of the rightmost bin and the frequency number of the rightmost bin matches the frequency number of the leftmost bin.
  • the distance measuring device according to (11), which controls the pulse width of the light emission pulse signal.
  • a light emission control unit that transmits a control signal for controlling the pulse width of the light emission pulse signal to the light emission unit according to an instruction from the control unit;
  • the distance measuring device according to any one of (10) to (12), wherein the light emitting section adjusts the pulse width of the light emission pulse signal based on the control signal.
  • the control unit causes the histogram generation unit to generate the histogram without performing control to set the pulse width of the light emission pulse signal to an integral multiple of the bin width.
  • (1) to (15) when the second mode is selected, causing the histogram generation unit to generate the histogram after performing control so that the pulse width of the light emission pulse signal is an integral multiple of the bin width;
  • the ranging device according to any one of 1.
  • the distance measuring device according to any one of (1) to (16), further comprising a distance measuring unit that measures the distance to the object based on the histogram.
  • the light receiving unit receives a reflected light pulse signal obtained by reflecting the light emission pulse signal emitted by the light emitting unit by an object, generating a digital signal corresponding to the light receiving time of the reflected light pulse signal at the light receiving unit with a predetermined time resolution; generating a histogram representing the frequency distribution of light receiving times of the reflected light pulse signal based on the digital signal; A ranging method, wherein at least one of the pulse width of the light emission pulse signal and the bin width is controlled such that the pulse width of the light emission pulse signal is an integer multiple of the bin width indicating the frequency unit of the histogram.

Landscapes

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Abstract

［課題］遠距離の測距を行う場合でも、測距誤差を小さくできる測距装置を提供する。 ［解決手段］測距装置は、発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光する受光部と、前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成する時間デジタル変換器と、前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える。

Description

測距装置及び測距方法
　本開示は、測距装置及び測距方法に関する。
　発光パルス信号（Ｔｘパルス信号）を物体に照射し、物体からの反射光パルス信号（Ｒｘパルス信号）を受光して、Ｔｘパルス信号を投光してからＲｘパルス信号が受光されるまでの時間により物体までの距離を測定するｄＴｏＦ（direct Time of Flight）方式の測距装置が知られている。
　測距装置は、Ｒｘパルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を生成する時間デジタル変換器（ＴＤＣ：Time Digital Converter）と、Ｒｘパルス信号の受光時間の頻度分布を表すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部とを備えている（特許文献１参照）。
　ＴＤＣの時間分解能によって、ヒストグラムのビン幅が制御され、ＴＤＣの時間分解能を高くするほど、ヒストグラムのビン幅を狭めて距離精度を向上できる。
特開２０２１－２５７７８号公報
　しかしながら、ＴＤＣの時間分解能を高くしても、Ｔｘパルス信号のパルス幅とヒストグラムのビン幅との関係によっては、測距誤差が大きくなる場合がある。特に、遠距離の測距を行う場合に、測距誤差が大きくなりやすい。
　そこで、本開示では、遠距離の測距を行う場合でも、測距誤差を小さくできる測距装置及び測距方法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、発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光する受光部と、
　前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成する時間デジタル変換器と、
　前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
　前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える、測距装置が提供される。
　前記制御部は、前記発光パルス信号のパルス幅を変更せずに、前記ビン幅を制御してもよい。
　前記ヒストグラムの左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する第１判定部と、
　前記ヒストグラムの右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する第２判定部と、を備え、
　前記制御部は、前記第１判定部にて前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数よりも大きいと判定された場合には前記ビン幅を狭める制御を行い、前記第２判定部にて前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数よりも小さいと判定された場合には前記ビン幅を広げる制御を行ってもよい。
　前記制御部は、前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数に一致し、かつ前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数に一致するまで前記ビン幅を制御してもよい。
　前記制御部は、前記時間デジタル変換器の前記時間分解能を制御するとともに、前記ビン幅を制御してもよい。
　前記時間デジタル変換器及び前記ヒストグラム生成部の動作に同期するクロック信号を生成するクロック生成器と、
　前記制御部から出力された制御信号に基づいて、前記クロック信号の周波数を調整する周波数調整部と、を備えてもよい。
　前記時間デジタル変換器は、前記周波数調整部で調整された前記クロック信号の周波数に応じた時間分解能で前記デジタル信号を生成し、
　前記ヒストグラム生成部は、前記周波数調整部で調整された前記クロック信号の周波数に応じたビン幅で前記ヒストグラムを生成してもよい。
　前記制御部が前記ビン幅を制御した後、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する発光制御部を備えてもよい。
　前記発光制御部は、前記制御部が前記ビン幅の制御を開始する前に、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御してもよい。
　前記制御部は、前記ビン幅を変更せずに、前記発光パルス信号のパルス幅を制御してもよい。
　前記ヒストグラムの左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する第１判定部と、
　前記ヒストグラムの右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する第２判定部と、を備え、
　前記制御部は、前記第１判定部にて前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数よりも大きいと判定された場合には前記発光パルス信号のパルス幅を広げる制御を行い、前記第２判定部にて前記右端のビンの頻度数が前記左端のビンの頻度数よりも小さいと判定された場合には前記発光パルス信号のパルス幅を狭める制御を行ってもよい。
　前記制御部は、前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数に一致し、かつ前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数に一致するまで前記発光パルス信号のパルス幅を制御してもよい。
　前記制御部からの指示に従って、前記発光部に対して前記発光パルス信号のパルス幅を制御する制御信号を送信する発光制御部を備え、
　前記発光部は、前記制御信号に基づいて、前記発光パルス信号のパルス幅を調整してもよい。
　前記発光制御部は、前記制御部が前記発光パルス信号のパルス幅を制御した後、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御してもよい。
　前記発光制御部は、前記制御部が前記発光パルス信号のパルス幅の制御を開始する前に、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御してもよい。
　第１距離範囲で測距を行う第１モードと、前記第１距離範囲よりも長い距離の第２距離範囲で測距を行う第２モードとのいずれかを選択するモード選択部を備え、
　前記制御部は、前記第１モードが選択された場合には、前記発光パルス信号のパルス幅を前記ビン幅の整数倍とする制御を行わずに前記ヒストグラム生成部に前記ヒストグラムを生成させ、前記第２モードが選択された場合には、前記発光パルス信号のパルス幅を前記ビン幅の整数倍とする制御を行った後に前記ヒストグラム生成部に前記ヒストグラムを生成させしてもよい。
　前記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測部を備えてもよい。
　本開示によれば、発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光部にて受光し、
　前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成し、
　前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成し、
　前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する、測距方法が提供される。
第１の実施形態による測距装置を備えた測距システムの概略構成を示すブロック図。 図１の測距装置が実装された積層体の模式的な斜視図。 ＴＸパルス信号のパルス幅とヒストグラムのビン幅との関係を示す図。 ＴＸパルス信号のパルス幅とヒストグラムのビン幅との関係を示す図。 Ｔｘパルス幅がヒストグラムのビン幅の２．５倍のときに、物体の距離によって真値からの誤差が変化する様子を示す図。 ＴｏＦ値の誤差がＴｘパルス幅により変化する様子を示す図。 第１の実施形態による測距装置の主要部の詳細なブロック図。 第１の実施形態による測距装置内の制御部の処理動作を示すフローチャート。 図６のステップＳ２がＹＥＳになる例を示す図。 図６のステップＳ２がＮＯになる例を示す図。 連続する２つのビンの頻度数が等しい例を示す図。 第２の実施形態による測距装置の主要部の詳細なブロック図。 第１の実施形態による測距装置内の制御部の処理動作を示すフローチャート。 第３の実施形態による測距装置内の制御部の処理動作を示すフローチャート。 図１０の処理結果をまとめた図。 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、測距装置及び測距方法の実施形態について説明する。以下では、測距装置の主要な構成部分を中心に説明するが、測距装置には、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は第１の実施形態による測距装置１を備えた測距システム２の概略構成を示すブロック図である。図１の測距システム２は、測距装置１と、発光部３と、全体制御部４とを備えている。
　発光部３は、一次元又は二次元方向に配置された複数の発光素子３ａを有する。複数の発光素子３ａは、所定の時間間隔で発光パルス信号（Ｔｘパルス信号）を繰り返し発光する。発光部３は、複数の発光素子３ａ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４は、発光部３と測距装置１を制御する。発光部３と全体制御部４の少なくとも一方は、測距装置１に統合することが可能である。
　測距装置１は、画素アレイ部１０と、測距処理部１１と、信号処理部１２と、制御部１３と、クロック生成部１４と、発光制御部１５と、駆動回路１６とを有する。測距処理部１１は、時間デジタル変換器（ＴＤＣ）１７と、ヒストグラム生成部１８と、測距制御部１９とを有する。
　画素アレイ部１０は、一次元又は二次元方向に配置された複数の画素１０ａを有する。各画素１０ａは、受光素子２０を有する。受光素子２０は、例えばＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche photo Diode）である。以下では、各画素１０ａがＳＰＡＤを有する例を主に説明する。各画素１０ａ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。駆動回路１６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して、次の反射光パルス信号（Ｒｘパルス信号）の検出に備える。
　ＴＤＣ１７は、ＳＰＡＤが受光したＲｘパルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成する。第１の実施形態によるＴＤＣ１７は、時間分解能を切り替えることができる。ＴＤＣ１７の時間分解能が高いほど、Ｒｘパルス信号の受光時間をより精度よく検出でき、測距精度を向上できる。
　ヒストグラム生成部１８は、ＴＤＣ１７が生成したデジタル信号に基づいて、ＴＤＣ１７の時間分解能に応じたビン幅のヒストグラムを生成する。ビン幅とは、ヒストグラムを構成する各頻度単位の幅である。ＴＤＣ１７の時間分解能が高いほど、ビン幅を狭くでき、Ｒｘパルス信号を受光した時間頻度をより精度よく反映させたヒストグラムが得られる。
　信号処理部１２は、距離計算部１２ａを有する。距離計算部１２ａは、ヒストグラムに基づいてＲｘパルス信号の重心位置を計算する等して、物体までの距離を計算する。
　制御部１３は、Ｔｘパルス信号のパルス幅がヒストグラムのビン幅の整数倍となるように、Ｔｘパルス信号のパルス幅及びビン幅の少なくとも一方を制御する。第１の実施形態による制御部１３は、Ｔｘパルス信号のパルス幅がヒストグラムのビン幅の整数倍となるようにビン幅を制御する。この他、制御部１３は、測距装置１内の各部の処理動作を制御する。
　クロック生成部１４は、ＴＤＣ１７とヒストグラム生成部１８が使用するクロック信号を生成する。クロック生成部１４は、例えば不図示のＰＬＬ回路を用いてクロック信号を生成する。また、クロック生成部１４は、生成したクロック信号を発光制御部１５に供給する。発光制御部１５は、このクロック信号に同期して、発光素子３ａの発光タイミングを制御する。
　駆動回路１６は、ＳＰＡＤが光を検知してカソード電圧が下がったときに、カソード電圧を元の電圧に復帰させるクエンチ制御などを行う。
　図１の測距装置１は、複数のチップを積層させた積層体で構成することができる。図２は図１の測距装置１が実装された積層体の模式的な斜視図である。図２の積層体は、第１チップ２１と、第１チップ２１に積層される第２チップ２２とを有する。第１チップ２１には、主に図１の画素アレイ部１０が配置される。第２チップ２２には、図１の測距装置１内の画素アレイ部１０以外の少なくとも一部が配置される。第１チップ２１と第２チップ２２は、Ｃｕ－Ｃｕ接合、ビア、又はバンプ等により接合される。図１の測距装置１内の画素アレイ部１０以外の一部の構成部分を第１チップ２１に配置して、残りの構成部分を第２チップ２２に配置してもよい。あるいは、図１の測距装置１内の画素アレイ部１０以外のすべての構成部分を第２チップ２２に配置してもよい。また、図１の発光部３、全体制御部４及び制御部１３の少なくとも一部を第１チップ２１又は第２チップ２２に配置してもよい。さらに、図１の測距装置１は、３つ以上のチップを積層させた積層体で構成してもよい。
　図３Ａ及び図３ＢはＴＸパルス信号のパルス幅とヒストグラムのビン幅との関係を示す図である。図３ＡはＴｘパルス信号のパルス幅がビン幅の２．５倍で、Ｔｘパルス信号の真値が１．２５の例を示している。Ｔｘパルス信号の発光開始位置とヒストグラムのビンの境界位置が一致している場合、図３Ａに示すように、左から２つ目までのビンの頻度は１、右端のビンの頻度は０．５となる。
　図３ＢはＴｘパルス信号のパルス幅がビン幅の２．５倍で、Ｔｘパルス信号の真値が２の例を示している。図３ＢのＴｘパルス信号の発光開始位置はビンの境界位置からずれている。よって、ヒストグラムには４つのビンがあり、左端と右端のビンの頻度は０．２５、中央側の２つのビンの頻度は１となる。
　図３Ａと図３Ｂからわかるように、Ｔｘパルス信号のパルス位置とヒストグラムのビン位置との関係によって、真値が変化する。
　図４Ａは、Ｔｘパルス幅がヒストグラムのビン幅の２．５倍のときに、物体の距離によって真値からの誤差が変化する様子を示す図である。図４Ａの横軸は物体の距離、縦軸は真値からの誤差を示している。図４Ａからわかるように、真値からの誤差は周期的に変動する。
　図４Ｂは、ＴｏＦ値の誤差がＴｘパルス幅により変化する様子を示す図である。図４Ｂの横軸はＴｘパルス幅、縦軸はＴｏＦ値の誤差である。なお、ＴｏＦ値とは、測距装置１で計算された物体の距離である。図４Ｂには、ＴｏＦ値の最大誤差を示す曲線ｗ１、ＴｏＦ値の最小誤差を示す曲線ｗ２、ＴｏＦ値の誤差のピークｔｏピークの曲線ｗ３が図示されている。
　図４Ｂからわかるように、Ｔｘパルス幅が広がるにつれて、曲線ｗ１～ｗ３の誤差は小さくなる。Ｔｘパルス幅が大きいほど、Ｔｘパルス幅はヒストグラムのビン幅の整数倍に近づくため、図４Ｂの結果からも、Ｔｘパルス幅をビン幅の整数倍にすることが望ましいことがわかる。
　図５は第１の実施形態による測距装置１の主要部の詳細なブロック図である。第１の実施形態による測距装置１は、発光素子３ａが発光するＴｘパルス信号のパルス幅（Ｔｘパルス幅）を変えずに、ヒストグラムのビン幅を調整することにより、Ｔｘパルス幅をビン幅の整数倍にすることを特徴とする。
　図５に示すように、第１の実施形態による測距装置１内の制御部１３は、パルス幅検出部２３と、追従制御部２４と、周波数調整部２５とを有する。
　パルス幅検出部２３は、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍か否かを検出する。パルス幅検出部２３は、判定部を兼ねている。判定部は、ヒストグラム内の連続する２つのビンのうち、時間の早いビンの頻度数が時間の遅いビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する。制御部１３は、時間の早いビンの頻度数が時間の遅いビンの頻度数よりも大きいと判定された場合にはビン幅を狭める制御を行い、時間の早いビンの頻度数が時間の遅いビンの頻度数以下と判定された場合にはビン幅を広げる制御を行う。
　追従制御部２４は、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍になるようにビン幅の調整を指示する。周波数調整部２５は、追従制御部２４からの指示に従って、ビン幅の調整に合わせてクロック信号の周波数を調整する。クロック生成部１４内のＰＬＬ回路は、周波数調整部２５が調整した周波数のクロック信号を生成する。
　クロック生成部１４で再生成されたクロック信号は、ＴＤＣ１７とヒストグラム生成部１８に供給される。ＴＤＣ１７は、クロック信号の周波数に応じた時間分解能で、Ｒｘパルス信号をデジタル信号に変換する。ヒストグラム生成部１８は、デジタル信号に基づいて、クロック信号の周波数に応じたビン幅で、ヒストグラムを生成する。
　クロック生成部１４で再生成されたクロック信号は、発光制御部１５にも供給される。発光制御部１５は、クロック信号に同期させて、発光素子３ａに発光開始を指示する。
　画素アレイ部１０内の各画素１０ａの受光素子（ＳＰＡＤ）２０のアノードは固定の電圧に設定され、カソードには定電流源２６が接続されている。また、ＳＰＡＤ２０のカソードにはインバータ２７が接続されている。インバータ２７の出力信号はＴＤＣ１７に入力される。
　図５では、ビン幅を調整するのに用いられるＳＰＡＤ２０と、測距用のＳＰＡＤ２０ａとを別個に図示しているが、ビン幅を調整するのに用いられるＳＰＡＤ２０は、測距用のＳＰＡＤ２０ａを流用してもよい。
　図６は第１の実施形態による測距装置１内の制御部１３の処理動作を示すフローチャートである。制御部１３は、測距装置１の電源をオンにした場合、又は測距装置１にリセットをかけた場合などに、図６の処理動作を実行する。あるいは、制御部１３は、測距装置１が測距処理を行っている最中に、定期的又は不定期的に図６の処理を繰り返し実行してもよい。
　まず、スタートトリガ位置を調整する（ステップＳ１）。スタートトリガ位置の調整とは、Ｔｘパルス信号の立ち上がりエッジのタイミングと、ＴＤＣ１７がＲｘパルス信号のカウントを開始するタイミングとを揃えることを指す。制御部１３は、発光制御部１５を介して、発光素子３ａに対してＴｘパルス信号の発光タイミングを指示するとともに、ＴＤＣ１７に対して時間デジタル変換を開始するタイミングを指示する。
　その後、発光素子３ａがＴｘパルス信号の発光を開始する。発光素子３ａは、Ｔｘパルス信号を所定の周期で繰り返し発光する。Ｔｘパルス信号の一部は、物体に照射されて反射され、その販社Ｔｘパルス信号（Ｒｘパルス信号）がＳＰＡＤ２０で受光される。
　ＴＤＣ１７は、クロック信号の周波数に応じた時間分解能で、Ｒｘパルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を生成する。ヒストグラム生成部１８は、デジタル信号に基づいて、クロック信号の周波数に応じたビン幅で、Ｒｘパルス信号の受光時刻の頻度分布であるヒストグラムを生成する。
　制御部１３内のパルス幅検出部２３は、ヒストグラム内の左端から連続する２つのビンのうち、左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２、第１判定部）。ステップＳ２がＹＥＳになるのは、例えば図７Ａのような場合である。この場合、Ｔｘパルス幅が２個のビン幅より小さいことを示している。よって、制御部１３内の周波数調整部２５は、ビン幅を狭める調整を行う（ステップＳ３）。ビン幅を狭めるには、クロック信号の周波数を高くする必要がある。よって、周波数調整部２５は、クロック生成部１４に対してクロック信号の周波数を高くすることを指示する。この指示を受けて、クロック生成部１４は、クロック信号の周波数を高くする。
　一方、ステップＳ２がＮＯの場合、パルス幅検出部２３は、ヒストグラム内の右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４、第２判定部）。ステップＳ４がＹＥＳになるのは、例えば図７Ｂのような場合である。この場合、Ｔｘパルス幅が２個のビン幅より大きいことを示している。よって、周波数調整部２５は、ビン幅を広げる調整を行う（ステップＳ５）。ビン幅を広げるには、クロック信号の周波数を低くする必要がある。よって、周波数調整部２５は、クロック生成部１４に対してクロック信号の周波数を低くすることを指示する。この指示を受けて、クロック生成部１４は、クロック信号の周波数を低くする。
　ステップＳ３又はＳ５の処理によりクロック信号の周波数を変更すると、ステップＳ１で調整したスタートトリガ位置がずれる。そこで、再度、スタートトリガ位置の調整を行う（ステップＳ６）。
　ステップＳ６の処理が終わった場合、又はステップＳ４がＮＯの場合、制御部１３内のパルス幅検出部２３は、ヒストグラム内の連続する２つのビンの頻度数が等しいか否かを判定する（ステップＳ６）。図７Ｃは連続する２つのビンの頻度数が等しい例を示している。頻度数が等しくなければ、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。頻度数が等しい場合には、調整後のクロック信号の周波数を不図示の記憶部に記憶する（ステップＳ７）。記憶されたクロック信号の周波数は、次に調整を行うまでは有効なものとして扱われる。
　このように、第１の実施形態による測距装置１では、発光素子３ａのＴｘパルス幅を一定として、ヒストグラムのビン幅を調整することにより、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍になるようにする。これにより、距離の異なる物体であっても、測距誤差のばらつきを低減できる。
　第１の実施形態による測距装置１は、ＴＤＣ１７とヒストグラム生成部１８に供給するクロック信号の周波数を変えることにより、Ｔｘパルス幅をビン幅の整数倍に調整できるため、新たなハードウェア部品を追加することなく、既存の装置構成で測距精度を向上できる。
　（第２の実施形態）
　以下に説明する第２の実施形態による測距装置１は、ヒストグラムのビン幅を一定にして、発光素子３ａのＴｘパルス幅を制御して、Ｔｘパルス幅をビン幅の整数倍に調整することを特徴とする。
　第２の実施形態による測距装置１は、図１と同様のブロック構成を備えているが、制御部１３の内部構成が第１の実施形態とは異なっている。図８は第２の実施形態による測距装置１の主要部の詳細なブロック図である。
　図８の測距装置１内の発光素子３ａは、Ｔｘパルス信号のパルス幅（Ｔｘパルス幅）を調整可能な機能を有する。具体的には、発光素子３ａは、発光制御部１５からの制御信号に基づいて、Ｔｘパルス幅を調整する。
　図８に示すように、第２の実施形態による測距装置１内の制御部１３は、パルス幅検出部２３と、追従制御部２４とを有する。図８の制御部１３は、図５の制御部１３内に存在した周波数調整部２５を持たない。
　パルス幅検出部２３は、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍か否かを検出する。追従制御部２４は、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍になるようにＴｘパルス幅の調整を発光制御部１５に指示する。発光制御部１５は、Ｔｘパルス幅の調整指示を含む制御信号を発光素子３ａに送る。発光素子３ａは、制御信号に基づいて、Ｔｘパルス幅を調整する。
　図９は第１の実施形態による測距装置１内の制御部１３の処理動作を示すフローチャートである。まず、図６のステップＳ１と同様に、スタートトリガ位置を調整する（ステップＳ１１）。その後、Ｔｘパルス信号の発光と、Ｒｘパルス信号の受光及びヒストグラムの生成を行う。
　次に、図６のステップＳ２と同様に、ヒストグラム内の左端から連続する２つのビンのうち、左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。
　ステップＳ１２がＹＥＳの場合、発光制御部１５は、Ｔｘパルス幅を長くすることを指示する制御信号を発光素子３ａに送る（ステップＳ１３）。発光素子３ａは、制御信号に基づいて、Ｔｘパルス幅を長くする。Ｔｘパルス幅をどのくらい長くするかは、予め決めておけばよい。
　ステップＳ１２がＮＯの場合、パルス幅検出部２３は、ヒストグラム内の右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４がＹＥＳの場合、発光制御部１５は、Ｔｘパルス信号を短くすることを指示する制御信号を発光素子３ａに送る（ステップＳ１５）。発光素子３ａは、制御信号に基づいて、Ｔｘパルス幅を短くする。Ｔｘパルス幅をどのくらい短くするかは、予め決めておけばよい。
　ステップＳ１３又はＳ１５の処理によりＴｘパルス幅を調整すると、ステップＳ１１で調整したスタートリガ位置がずれるおそれがある。そこで、再度、スタートトリガ位置の調整を行う（ステップＳ１６）。
　その後、図６のステップＳ６、Ｓ７と同様の処理を行う（ステップＳ１７、Ｓ１８）。ステップＳ１８では、調整後のＴｘパルス幅を不図示の記憶部に記憶する。
　このように、第２の実施形態による測距装置１では、ヒストグラムのビン幅を一定として、Ｔｘパルス幅を調整することにより、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍になるようにする。これにより、距離の異なる物体であっても、測距誤差のばらつきを低減できる。
　（第３の実施形態）
　第３の実施形態は、測距距離モードによって、Ｔｘパルス幅とビン幅との関係を調整するか否かを決定するものである。
　ｄＴｏＦ方式の測距装置１は、例えば１ｍ以内の近距離に位置する物体の距離を計測する場合と、１０ｍ以上の遠距離に位置する物体の距離を計測する場合とでは、ヒストグラムのビン幅を変えるのが一般的である。具体的には、遠距離に位置する物体の距離を計測する際のビン幅は、近距離に位置する物体の距離を計測する際のビン幅よりも大きくする。
　ビン幅を小さくすると、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍に近づくことから、第１及び第２の実施形態による調整処理を行わなくても、測距誤差のばらつきは小さくなる。ビン幅を小さくするということは、相対的にＴｘパルス幅を大きくすることと等価であり、図４Ｂに示すように、ＴｏＦ値の誤差も小さくなる。
　そこで、第３の実施形態による測距装置１は、遠距離モードのときに限って、第１又は第２の実施形態による調整処理を行い、近距離モードのときは、第１又は第２の実施形態による調整処理を行わず通常の測距処理を行うことを特徴とする。
　第３の実施形態による測距装置１は、図１と同様のブロック構成を備えている。図１０は第３の実施形態による測距装置１内の制御部１３の処理動作を示すフローチャートである。まず、遠距離モードか否かを判定する（ステップＳ２１）。本実施形態では、近距離モードと遠距離モードがあることを前提としている。近距離モードは例えば１ｍ以内の近距離に位置する物体の距離を計測するモード、遠距離モードは例えば１ｍを超える遠距離に位置する物体の距離を計測するモードである。なお、各モードで計測する物体までの距離は任意に変更してもよい。また、物体までの距離に応じて、３つ以上のモードに分けてもよいが、以下では、近距離モードと遠距離モードの２つが存在する例を説明する。
　近距離モードと遠距離モードの選択は、ユーザが明示的に行ってもよいし、Ｔｘパルス信号を送信してからＲｘパルス信号が受光されるまでの時間により、自動的に近距離モード又は遠距離モードを選択するようにしてもよい。
　図１０のステップＳ２１で遠距離モードが選択されると、上述した図６又は図９の処理を行って、Ｔｘパルス幅をビン幅の整数倍に調整し、その後に測距処理を行う（ステップＳ２２）。一方、ステップＳ２１で近距離モードが選択されると、図６又は図９の処理を行わずに、通常の測距処理を行う（ステップＳ２３）。
　図１１は、図１０の処理結果をまとめた図である。図１１に示すように、近距離モード時は、ヒストグラムのビン幅が狭いため、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍に近づくことから、Ｔｘパルス幅をビン幅の整数倍に調整する処理（Ｔｘパルス幅・ビン幅追従処理）は行わない。一方、遠距離モード時は、ヒストグラムのビン幅が広いため、そのままでは、Ｔｘパルス幅がビン幅の整数倍にならないことが多い。そこで、Ｔｘパルス幅・ビン幅追従処理を行う。
　このように、第３の実施形態では、近距離モードが選択された場合のみ、第１又は第２の実施形態で説明したＴｘパルス幅・ビン幅追従処理を行うため、測距精度を低下させることなく、制御部１３の処理負担を軽減できる。
　＜＜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１２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１２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１２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１３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１３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１２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１２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１２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１等を用いて説明した本実施形態に係る測距装置１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１等を用いて説明した本実施形態に係る測距装置１は、図１２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。
　また、図１等を用いて説明した測距装置１の少なくとも一部の構成要素は、図１２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１を用いて説明した測距装置１が、図１２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）発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光する受光部と、
　前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成する時間デジタル変換器と、
　前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
　前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える、測距装置。
　（２）前記制御部は、前記発光パルス信号のパルス幅を変更せずに、前記ビン幅を制御する、（１）に記載の測距装置。
　（３）前記ヒストグラムの左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する第１判定部と、
　前記ヒストグラムの右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する第２判定部と、を備え、
　前記制御部は、前記第１判定部にて前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数よりも大きいと判定された場合には前記ビン幅を狭める制御を行い、前記第２判定部にて前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数よりも小さいと判定された場合には前記ビン幅を広げる制御を行う、（２）に記載の測距装置。
　（４）前記制御部は、前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数に一致し、かつ前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数に一致するまで前記ビン幅を制御する、（３）に記載の測距装置。
　（５）前記制御部は、前記時間デジタル変換器の前記時間分解能を制御するとともに、前記ビン幅を制御する、（２）乃至（４）のいずれか一項の測距装置。
　（６）前記時間デジタル変換器及び前記ヒストグラム生成部の動作に同期するクロック信号を生成するクロック生成器と、
　前記制御部から出力された制御信号に基づいて、前記クロック信号の周波数を調整する周波数調整部と、を備える、（５）に記載の測距装置。
　（７）前記時間デジタル変換器は、前記周波数調整部で調整された前記クロック信号の周波数に応じた時間分解能で前記デジタル信号を生成し、
　前記ヒストグラム生成部は、前記周波数調整部で調整された前記クロック信号の周波数に応じたビン幅で前記ヒストグラムを生成する、（６）に記載の測距装置。
　（８）前記制御部が前記ビン幅を制御した後、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する発光制御部を備える、（２）乃至（７）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（９）前記発光制御部は、前記制御部が前記ビン幅の制御を開始する前に、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する、（８）に記載の測距装置。
　（１０）前記制御部は、前記ビン幅を変更せずに、前記発光パルス信号のパルス幅を制御する、（１）に記載の測距装置。
　（１１）前記ヒストグラムの左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する第１判定部と、
　前記ヒストグラムの右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する第２判定部と、を備え、
　前記制御部は、前記第１判定部にて前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数よりも大きいと判定された場合には前記発光パルス信号のパルス幅を広げる制御を行い、前記第２判定部にて前記右端のビンの頻度数が前記左端のビンの頻度数よりも小さいと判定された場合には前記発光パルス信号のパルス幅を狭める制御を行う、（１０）に記載の測距装置。
　（１２）前記制御部は、前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数に一致し、かつ前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数に一致するまで前記発光パルス信号のパルス幅を制御する、（１１）に記載の測距装置。
　（１３）前記制御部からの指示に従って、前記発光部に対して前記発光パルス信号のパルス幅を制御する制御信号を送信する発光制御部を備え、
　前記発光部は、前記制御信号に基づいて、前記発光パルス信号のパルス幅を調整する、（１０）乃至（１２）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（１４）前記発光制御部は、前記制御部が前記発光パルス信号のパルス幅を制御した後、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する、（１３）に記載の測距装置。
　（１５）前記発光制御部は、前記制御部が前記発光パルス信号のパルス幅の制御を開始する前に、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する、（１４）に記載の測距装置。
　（１６）第１距離範囲で測距を行う第１モードと、前記第１距離範囲よりも長い距離の第２距離範囲で測距を行う第２モードとのいずれかを選択するモード選択部を備え、
　前記制御部は、前記第１モードが選択された場合には、前記発光パルス信号のパルス幅を前記ビン幅の整数倍とする制御を行わずに前記ヒストグラム生成部に前記ヒストグラムを生成させ、前記第２モードが選択された場合には、前記発光パルス信号のパルス幅を前記ビン幅の整数倍とする制御を行った後に前記ヒストグラム生成部に前記ヒストグラムを生成させる、（１）乃至（１５）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（１７）前記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測部を備える、（１）乃至（１６）のいずれか一項に記載の測距装置。
　（１８）発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光部にて受光し、
　前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成し、
　前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成し、
　前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する、測距方法
　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　測距装置、２　測距システム、３　発光部、３ａ　発光素子、４　全体制御部、１０　画素アレイ部、１０ａ　画素、１１　測距処理部、１２　信号処理部、１２ａ　距離計算部、１３　制御部、１４　クロック生成部、１５　発光制御部、１６　駆動回路、１７　時間デジタル変換器（ＴＤＣ）、１８　ヒストグラム生成部、１９　測距制御部、２０　受光素子（ＳＰＡＤ）、２１　第１チップ、２２　第２チップ、２３　パルス幅検出部、２４　追従制御部、２５　周波数調整部、２６　定電流源、２７　インバータ

Claims (18)

  1. 　発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光する受光部と、
    　前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成する時間デジタル変換器と、
    　前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成するヒストグラム生成部と、
    　前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える、測距装置。
  2. 　前記制御部は、前記発光パルス信号のパルス幅を変更せずに、前記ビン幅を制御する、請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記ヒストグラムの左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する第１判定部と、
    　前記ヒストグラムの右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する第２判定部と、を備え、
    　前記制御部は、前記第１判定部にて前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数よりも大きいと判定された場合には前記ビン幅を狭める制御を行い、前記第２判定部にて前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数よりも小さいと判定された場合には前記ビン幅を広げる制御を行う、請求項２に記載の測距装置。
  4. 　前記制御部は、前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数に一致し、かつ前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数に一致するまで前記ビン幅を制御する、請求項３に記載の測距装置。
  5. 　前記制御部は、前記時間デジタル変換器の前記時間分解能を制御するとともに、前記ビン幅を制御する、請求項２に記載の測距装置。
  6. 　前記時間デジタル変換器及び前記ヒストグラム生成部の動作に同期するクロック信号を生成するクロック生成器と、
    　前記制御部から出力された制御信号に基づいて、前記クロック信号の周波数を調整する周波数調整部と、を備える、請求項５に記載の測距装置。
  7. 　前記時間デジタル変換器は、前記周波数調整部で調整された前記クロック信号の周波数に応じた時間分解能で前記デジタル信号を生成し、
    　前記ヒストグラム生成部は、前記周波数調整部で調整された前記クロック信号の周波数に応じたビン幅で前記ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
  8. 　前記制御部が前記ビン幅を制御した後、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する発光制御部を備える、請求項２に記載の測距装置。
  9. 　前記発光制御部は、前記制御部が前記ビン幅の制御を開始する前に、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する、請求項８に記載の測距装置。
  10. 　前記制御部は、前記ビン幅を変更せずに、前記発光パルス信号のパルス幅を制御する、請求項１に記載の測距装置。
  11. 　前記ヒストグラムの左端のビンの頻度数が右隣のビンの頻度数よりも大きいか否かを判定する第１判定部と、
    　前記ヒストグラムの右端のビンの頻度数が左隣のビンの頻度数よりも小さいか否かを判定する第２判定部と、を備え、
    　前記制御部は、前記第１判定部にて前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数よりも大きいと判定された場合には前記発光パルス信号のパルス幅を広げる制御を行い、前記第２判定部にて前記右端のビンの頻度数が前記左端のビンの頻度数よりも小さいと判定された場合には前記発光パルス信号のパルス幅を狭める制御を行う、請求項１０に記載の測距装置。
  12. 　前記制御部は、前記左端のビンの頻度数が前記右隣のビンの頻度数に一致し、かつ前記右端のビンの頻度数が前記左隣のビンの頻度数に一致するまで前記発光パルス信号のパルス幅を制御する、請求項１１に記載の測距装置。
  13. 　前記制御部からの指示に従って、前記発光部に対して前記発光パルス信号のパルス幅を制御する制御信号を送信する発光制御部を備え、
    　前記発光部は、前記制御信号に基づいて、前記発光パルス信号のパルス幅を調整する、請求項１０に記載の測距装置。
  14. 　前記発光制御部は、前記制御部が前記発光パルス信号のパルス幅を制御した後、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する、請求項１３に記載の測距装置。
  15. 　前記発光制御部は、前記制御部が前記発光パルス信号のパルス幅の制御を開始する前に、前記発光部が前記発光パルス信号を発光するタイミングを制御する、請求項１４に記載の測距装置。
  16. 　第１距離範囲で測距を行う第１モードと、前記第１距離範囲よりも長い距離の第２距離範囲で測距を行う第２モードとのいずれかを選択するモード選択部を備え、
    　前記制御部は、前記第１モードが選択された場合には、前記発光パルス信号のパルス幅を前記ビン幅の整数倍とする制御を行わずに前記ヒストグラム生成部に前記ヒストグラムを生成させ、前記第２モードが選択された場合には、前記発光パルス信号のパルス幅を前記ビン幅の整数倍とする制御を行った後に前記ヒストグラム生成部に前記ヒストグラムを生成させる、請求項１に記載の測距装置。
  17. 　前記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測部を備える、請求項１に記載の測距装置。
  18. 　発光部が発光した発光パルス信号が物体で反射されて得られた反射光パルス信号を受光部にて受光し、
    　前記受光部での前記反射光パルス信号の受光時間に応じたデジタル信号を所定の時間分解能で生成し、
    　前記デジタル信号に基づいて、前記反射光パルス信号の受光時刻の頻度分布を表すヒストグラムを生成し、
    　前記発光パルス信号のパルス幅が前記ヒストグラムの頻度単位を示すビン幅の整数倍となるように、前記発光パルス信号のパルス幅及び前記ビン幅の少なくとも一方を制御する、測距方法。
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