WO2024071173A1

WO2024071173A1 - 光検出装置及び測距システム

Info

Publication number: WO2024071173A1
Application number: PCT/JP2023/035078
Authority: WO
Inventors: 彰人関谷; 昌宗濱松; 宣明遠藤; 義之齋藤
Original assignee: ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2023-09-27
Publication date: 2024-04-04
Also published as: JP2024048232A

Abstract

［課題］物体の距離にかかわらず、少ない発光及び受光回数で測距精度を向上可能とする。［解決手段］光検出装置は、第１時間間隔で発光された第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、前記第１時間範囲内に受光された前記第１反射光パルス信号の受光頻度を予め定めた固定の単位期間ごとに分類した第１ヒストグラムを生成するとともに、前記第２時間範囲内に受光された前記第２反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した第２ヒストグラムを生成するヒストグラム生成器と、を備える。

Description

光検出装置及び測距システム

　本開示は、光検出装置及び測距システムに関する。

　物体から光を発光し、物体からの反射光に基づいて、物体との距離を測定するＴｏＦ（Time of Flight）方式と呼ばれる測距方法が知られている。ＴｏＦ方式には、発光タイミングと受光タイミングの時間差に基づいて物体の距離を計測するｄＴｏＦ（direct ToF）方式と、発光位相と受光位相のずれにより物体の距離を計測するｉＴｏＦ（indirect ToF）方式がある。いずれの方式でも、測距精度を向上させるには、光を繰り返し発光して、物体からの反射光を繰り返し受光して複数回の測距を行う必要がある。

　しかしながら、物体との距離が遠い場合、光を発光してから反射光を受光するまでの光往復間隔が、光の発光間隔よりも長くなることがある。この場合、測距部は、受光した反射光に対応する発光タイミングを誤って測距演算を行うおそれがあり、測距精度が低下する。この問題を解決するために、発光周期がそれぞれ異なる光を発光し、その反射光を重ね合わせることによって、正確に測距演算を行う技術が提案されている（例えば、非特許文献１）。

Phase Unwrapping in Indirect Time of Flight | Chronoptics Time-of-Flight(https://medium.com/chronoptics-time-of-flight/phase-wrapping-and-its-solution-in-time-of-flight-depth-sensing-493aa8b21c42)

　非特許文献１の開示内容は、ｉＴｏＦ方式についての概念的な説明に留まっており、具体的なシステム構成は開示されていない。特に、非特許文献１には、ｄＴｏＦ方式での具体的なシステム構成が開示されていない。自動運転技術に利用されるＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）などでは、ｄＴｏＦ方式を採用することが多いため、ｄＴｏＦ方式での距離精度を少ない発光及び受光回数で向上させる技術が求められている。

　そこで、本開示では、物体の距離にかかわらず、少ない発光及び受光回数で測距精度を向上可能な光検出装置及び測距システム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、第１時間間隔で発光された第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、
　前記第１時間範囲内に受光された前記第１反射光パルス信号の受光頻度を予め定めた固定の単位期間ごとに分類した第１ヒストグラムを生成するとともに、前記第２時間範囲内に受光された前記第２反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した第２ヒストグラムを生成するヒストグラム生成器と、を備える、光検出装置が提供される。

　前記第１ヒストグラムを前記第１時間間隔に応じた第１個数分複製した第１複製ヒストグラムを生成するとともに、前記第２ヒストグラムを前記第２時間間隔に応じた第２個数分複製した第２複製ヒストグラムを生成する複製ヒストグラム生成器を備えてもよい。

　前記受光部は、それぞれ異なる前記第１時間間隔及び前記第２時間間隔を含む２以上の時間間隔で発光された２以上の光パルス信号が前記物体で反射された２以上の反射光パルス信号を、それぞれ異なる２以上の時間範囲内に受光し、
　前記ヒストグラム生成器は、前記２以上の時間範囲内に受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した２以上のヒストグラムを生成し、
　前記複製ヒストグラム生成器は、前記２以上のヒストグラムのそれぞれを、対応する前記時間間隔に応じた個数分複製した２以上の複製ヒストグラムを生成し、
　前記ヒストグラム生成器が生成する前記２以上のヒストグラムは、前記第１ヒストグラム及び前記第２ヒストグラムを含み、
　前記複製ヒストグラム生成器が生成する前記２以上の複製ヒストグラムは、前記第１複製ヒストグラム及び前記第２複製ヒストグラムを含んでもよい。

　前記受光部は、第１方向及び第２方向に２以上ずつ配置される複数の画素を有し、
　前記複数の画素のそれぞれは、前記２以上の時間範囲内に前記２以上の反射光パルス信号を受光してもよい。

　前記２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器を備え、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、前記２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数及び前記複数の画素の数を含むヘッダと、対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含んでもよい。

　前記２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器を備え、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記複数の画素の数及び前記２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、画素位置を示す情報を含むヘッダと、前記２以上のヒストグラムのうち対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含んでもよい。

　前記第１複製ヒストグラム及び前記第２複製ヒストグラムを含む前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれのピーク位置に対応する受光時刻が一致する場合の前記受光時刻、又は前記２以上の複製ヒストグラムのビン数を揃えて合成した再構成ヒストグラムの最大ピーク位置に対応する受光時刻に基づいて前記物体の距離を計測する測距部を備えてもよい。

　前記測距部は、前記２以上の複製ヒストグラムをビンごとに合算して、前記再構成ヒストグラムを生成してもよい。

　前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれは、同じ数のビンを有し、
　前記測距部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれが受光頻度のピーク値を持つ同一のビンを検索し、検索されたビンにおける最小のピーク値に基づいて、前記再構成ヒストグラムを生成してもよい。

　前記第１方向に配置される２以上の前記画素からなる第１画素群ごとに配置される複数の時間デジタル変換器及び複数の前記ヒストグラム生成器を備え、
　前記複数の時間デジタル変換器のそれぞれは、対応する前記第１画素群内の各画素で受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を順に生成し、
　前記複数のヒストグラム生成器のそれぞれは、対応する前記時間デジタル変換器で順に生成された前記デジタル信号に基づいて、前記２以上のヒストグラムを生成してもよい。

　前記第２方向に配置される２以上の前記画素からなる第２画素群が、前記第１方向に複数配置されており、
　複数の前記第２画素群が順に選択されて、選択された前記第２画素群内の各画素は、前記２以上の反射光パルス信号に応じた受光信号を並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力してもよい。

　前記選択された前記第２画素群内の各画素は、１フレーム期間に前記２以上の反射光パルス信号に応じた２以上の受光信号を順に出力し、出力された前記第２画素群内の各画素の受光信号は並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力されてもよい。

　前記画素ごとに配置される複数の時間デジタル変換器及び複数の前記ヒストグラム生成器を備え、
　前記複数の時間デジタル変換器のそれぞれは、対応する画素で受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を生成し、
　前記複数のヒストグラム生成器のそれぞれは、対応する前記時間デジタル変換器で生成された前記デジタル信号に基づいて、前記２以上のヒストグラムを生成してもよい。

　前記複数の画素のそれぞれは、１フレーム期間に前記２以上の反射光パルス信号に応じた２以上の受光信号を順に出力し、出力された各画素の受光信号は並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力されてもよい。

　前記時間デジタル変換器は、受光時刻に応じたグレイコードを出力し、
　前記ヒストグラム生成器は、前記グレイコードを受光時刻データに変換する変換テーブルを有してもよい。

　前記２以上の時間間隔の最小公倍数に応じた数のビン数を持つ前記２以上の複製ヒストグラムを記憶する記憶部を備えてもよい。

　前記２以上の時間間隔のうち最大の時間間隔に対応する前記ヒストグラムのビン数に応じた記憶容量を有する記憶部を備えてもよい。

　前記最大の時間間隔に対応する前記ヒストグラムを１単位として前記記憶部に記憶するとともに、前記最大の時間間隔を除く前記２以上の時間間隔に対応する前記ヒストグラムを前記１単位に拡張して前記記憶部に記憶するビン拡張部と、
　前記２以上の時間間隔に対応する前記２以上のヒストグラムを前記１単位ずつ含む前記記憶部の記憶領域内で、前記２以上のヒストグラムのピークの受光時刻が一致する場所を検出する処理を複数の前記１単位ごとに繰り返すピーク検出部と、
　前記複数の１単位の中から前記ピークの最大値を検出する最大ピーク検出部と、
　前記ピークの最大値が、対応する前記記憶領域内の中央にシフトさせるシフト部と、
　前記シフト部でシフトされた前記記憶領域内で重心演算を行う重心演算部と、を備えてもよい。

　前記ヒストグラム生成器は、前記２以上の時間間隔のそれぞれで、繰り返し前記光パルス信号を発光させたときに繰り返し得られる前記２以上の反射光パルス信号に基づいて前記２以上のヒストグラムを生成し、前記２以上のヒストグラムを生成する際の開始時刻を周期的にずらすことにより、前記２以上のヒストグラムのピーク以外の頻度数を平坦化してもよい。

　未知の光パルス信号による干渉の有無を検出する干渉検出部を備え、
　前記測距部は、前記干渉検出部により前記干渉がないことが検出された場合に、前記再構成ヒストグラムに基づいて前記物体の距離を計測してもよい。

　前記干渉検出部にて前記干渉が検出されると、前記未知の光パルス信号の周期切替に同期させることが可能か否かを判定する同期判定部を備え、
　前記ヒストグラム生成器は、前記同期判定部にて同期させることが可能と判定されると、前記未知の光パルス信号に同期させて、前記２以上のヒストグラムを生成してもよい。

　前記未知の光パルス信号の周期の切替順序を検出する周期検出部を備え、
　前記ヒストグラム生成器は、前記周期検出部で検出された周期の切替順序を時間的にずらした切替順序、又は前記周期検出部で検出された周期の切替順序とは異なる切替順序で、前記２以上のヒストグラムを生成してもよい。

　前記同期判定部にて同期させることが不可能と判定されると、前記未知の光パルス信号との干渉が緩和されるように前記第１光パルス信号及び前記第２光パルス信号を含む光パルス信号の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部を備えてもよい。

　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれに含まれる複数のヒストグラムのそれぞれを生成するのに用いられる２以上の光パルス信号の発光期間をランダム化してもよい。

　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれごとに、前記複数のヒストグラムを生成するのに用いられる光パルス信号の総数が等しくなるように、前記２以上の光パルス信号の発光期間をランダム化してもよい。

　また、本開示によれば、発光装置と、光検出装置と、を備える測距システムであって、
　前記発光装置は、
　前記第１時間間隔で複数の前記第１光パルス信号を発光する第１発光部と、
　前記第２時間間隔で複数の前記第２光パルス信号を発光する第２発光部と、を有し、
　前記光検出装置は、前記第１発光部が前記第１時間間隔で前記第１時間範囲に応じた数の前記第１光パルス信号を発光した後、前記第１発光部が前記第２時間間隔で前記第２時間範囲に応じた数の前記第２光パルス信号を発光するように、前記第１発光部及び前記第２発光部を制御する発光タイミング制御部を有する、
測距システムが提供される。

　前記発光装置は、前記２以上の時間間隔で、前記２以上の光パルス信号のそれぞれを、対応する前記時間範囲に応じた数だけ発光し、
　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の光パルス信号を順繰りに発光させる制御を行ってもよい。

　前記光検出装置は、未知の光パルス信号を検出する干渉検出部を備え、
　前記発光タイミング制御部は、前記干渉検出部で検出された前記未知の光パルス信号を発光させる前記２以上の時間間隔の並びとは異なる並びで、又は前記２以上の時間間隔とは異なる時間間隔で、前記発光装置を繰り返し発光させてもよい。

　前記ヒストグラム生成器は、前記発光装置を発光させない状態で前記未知の光パルス信号に基づいて前記２以上のヒストグラムを生成し、
　前記干渉検出部は、前記２以上のヒストグラムに基づいて前記未知の光パルス信号による干渉の有無を検出してもよい。

　また、本開示によれば、第１時間間隔で複数の第１光パルス信号を発光する第１発光部と、
　前第２時間間隔で複数の第２光パルス信号を発光する第２発光部と、を有する発光装置と、
　前記第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、
　前記第１反射光パルス信号に基づいて生成された第1ヒストグラム及び前記第２反射光パルス信号に基づいて生成された第２ヒストグラムを含む２以上のヒストグラムを有する測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器と、
を備える測距システムであって、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記第１時間間隔及び前記第２時間間隔を含む２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、前記２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数を含むヘッダと、対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
測距システムが提供される。

本開示の第１の実施形態における測距システムの概略構成を示すブロック図である。ｄＴｏＦ方式の測距動作の基本例を説明する図である。繰り返しの測距動作を説明する図である。光往復間隔が、発光間隔よりも長い場合の測距動作を示した図である。発光部の発光間隔をそれぞれ変更して、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距をそれぞれ順繰りに行う例を示す図である。物体に対して１６Ｂｉｎ測距を行う例を示した模式図である。物体に対して１４Ｂｉｎ測距を行う例を示した模式図である。物体に対して１２Ｂｉｎ測距を行う例を示した模式図である。複製ヒストグラムとピーク値を示した模式図である。測距システムの測距処理のフローチャートである。測距演算のフローチャートである。本開示の測距システムにより１０Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距及び１６Ｂｉｎ測距を行う場合を示す図である。光検出装置内の画素アレイ部の詳細な第１構成例を示す図である。第１構成例における画素アレイ部からＳＲＡＭ及び測距部へのデータ伝送のタイミング図である。光検出装置内の画素アレイ部の詳細な第２構成例を示す図である。第２構成例における画素アレイ部からＳＲＡＭ及び測距部へのデータ伝送のタイミング図である。測距部の処理を示すフローチャートである。第２の実施形態における測距部及び周辺部を示す図である。再構成ヒストグラムを単位ヒストグラムに分割する例を示す図である。第２の実施形態における測距部の処理のフローチャートである。最大ピーク検出部、シフト部及び重心演算部の処理のフローチャートである。第３の実施形態における測距システムの第１構成例を示す図である。第３の実施形態における測距システムの第２構成例を示す図である。パケット生成部が生成する測距データの第１例を示す図である。第１例の測距データの伝送順序を示す図である。第１例の測距データのパケットを固定長とした場合の伝送順序を示す図である。パケット生成部が生成する測距データの第２例を示す図である。第２例の測距データの伝送順序を示す図である。外乱電波が、露光ローテーション等の処理周期に同期する例を示す図である。処理周期ごとに、時間デジタル変換器のスタートコードを変化させる例を示す図である。各測距で、リニアリティ補正を行わず、それぞれ同回数の露光を行う例を示す図である。各測距で、同サイクル数のリニアリティ補正を行う例を示す。各測距で、リニアリティ補正を行うとともに、露光回数を合わせた例を示す。第４の実施形態における、１６Ｂｉｎ測距の測距期間の一例を示す図である。各測距において、それぞれ第１ピーク値と第２ピーク値を得る時の例を示す図である。図２０Ａの第１ピーク値の影響を受けたビンが出現する理由を説明する図である。第５の実施形態による測距装置の処理動作を説明する図である。図２０Ｂに示した複製ヒストグラムから第１ピーク値の成分を削除した上で新たに再構成ヒストグラムを生成する例を示す図である。第５の実施形態における測距部の処理を示すフローチャートである。第６の実施形態における時間デジタル変換器及びヒストグラム生成器を示すブロック図である。１６Ｂｉｎ測距におけるグレイコードを示す図である。１４Ｂｉｎ測距におけるグレイコードを示す図である。１２Ｂｉｎ測距におけるグレイコードを示す図である。１０Ｂｉｎ測距におけるグレイコードを示す図である。第７の実施形態に係る再構成ヒストグラムの生成を説明する図である。複製ヒストグラムとカウント順ヒストグラムとの関係を示す図である。第７の実施形態に係る測距部の構成を示すブロック図である。第８の実施形態に係る測距システムの干渉光の影響を抑制する手法を説明する図である。第８の実施形態に係る干渉抑制部を示すブロック図である。第８の実施形態に係る干渉光の抑制手法を実現するフローチャートである。Ｌｉｓｔｅｎモードの詳細を説明する図である。Ｌｉｓｔｅｎモードで生成されるヒストグラムを説明する図である。同期引き込みを示す図である。他機ＭＯＤ順序検出モードの成功例を示す図である。他機ＭＯＤ順序検出モードの失敗例を示す図である。他機同期ＭＯＤ順変更測距モードを示す図である。干渉緩和測距モードを示す図である。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である。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である。

　以下、図面を参照して、光検出装置及び測距システムの実施形態について説明する。以下では、光検出装置及び測距システムの主要な構成部分を中心に説明するが、光検出装置及び測距システムには、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、本開示の第１の実施形態における測距システム１の概略構成を示すブロック図である。この測距システム１は、ｄＴｏＦ方式によって物体ＯＢＪまでの距離を測定するものであり、例えば車載ＬｉＤＡＲ等に搭載可能である。測距システム１は、全体制御部２、発光装置３、光検出装置４、及びアプリケーションプロセッサ（以下、ＡＰと呼ぶ）５を備える。

　光検出装置４と発光装置３のそれぞれは、半導体チップで構成可能である。また、光検出装置４を内蔵するチップと発光装置３を内蔵するチップを積層した積層チップを構成してもよい。さらには、この積層チップにＡＰ５用のチップを積層してもよい。あるいは、光検出装置４のチップとＡＰ５用のチップを積層してもよい。このように、測距システム１の少なくとも一部の構成部分は、一つ又は複数の半導体チップにて構成可能である。

　全体制御部２は、発光装置３及び光検出装置４を制御する。全体制御部２は、光検出装置４又は発光装置３に統合してもよい。

　発光装置３は、例えば、近赤外光の周波数帯域の光パルス信号Ｌ１を間欠的に発光する。発光装置３は、発光間隔が互いに異なる複数の発光部を備える。発光装置３は、２つ以上の時間間隔で、２つ以上の光パルス信号Ｌ１のそれぞれを、対応する時間範囲に応じた数だけ発光させる。図１は、発光装置３が第１発光部１１と第２発光部１２を備える例を示すが、３つ以上の発光部を設けてもよい。第１発光部１１は、第１時間間隔で複数の第１光パルス信号を発光する。第２発光部１２は、第２時間間隔で複数の第２光パルス信号を発光する。

　光検出装置４は、発光装置３からの光パルス信号Ｌ１が物体ＯＢＪに照射されて反射された反射光パルス信号Ｌ２を受光し、物体ＯＢＪまでの距離を算出する。光検出装置４は、クロック生成部２１、制御部２２、発光タイミング制御部２３、駆動回路２４、受光部２５、測距制御部２６、測距処理部２７及びインタフェース（Ｉ／Ｆ）部２８を備える。

　クロック生成部２１は、基準クロック信号に基づき、発光装置３及び光検出装置４を同期させるクロック信号Ｖclkを、制御部２２に供給する。

　制御部２２は、クロック生成部２１から供給されたクロック信号Ｖclk及び全体制御部２からの指示により、発光タイミング制御部２３及び測距制御部２６を同期させる制御を行う。

　発光タイミング制御部２３は、制御部２２の制御を受け、発光装置３内の複数の発光部に対する発光指示を送信し、光パルス信号Ｌ１を順繰りに発光させる制御を行う。例えば、図１の例では、発光タイミング制御部２３は、第１発光部１１が第１時間間隔で第１時間範囲に応じた数の第１光パルス信号を発光した後、第２発光部１２が第２時間間隔で第２時間範囲に応じた数の前記第２光パルス信号を発光するように、第１発光部１１及び第２発光部１２を制御する。

　発光タイミング制御部２３は、発光装置３に発光指示を送信するとともに、駆動回路２４の制御を行う。

　駆動回路２４は、不図示のシフトレジスタ、アドレスデコーダ、アビータ、行選択回路及び列選択回路等を備えている。駆動回路２４は、発光タイミング制御部２３が発光指示を送信したタイミングに同期させて、受光部２５に配置された各画素３０を駆動する。

　受光部２５は、発光装置３からの光パルス信号Ｌ１が物体ＯＢＪに照射されて反射された反射光パルス信号Ｌ２を受光する。より詳しくは、受光部２５は、２次元方向に配列された複数の画素３０を含み、画素３０ごとに反射光パルス信号Ｌ２を受光する。

　例えば、図１においては、受光部２５内の画素３０は、第１発光部１１により第１時間間隔で発光された第１光パルス信号が物体ＯＢＪで反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、第２発光部１２により第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が物体ＯＢＪで反射された第２反射光パルス信号を第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する。このように、複数の画素３０のそれぞれは、２以上の時間範囲内に２以上の反射光パルス信号Ｌ２を受光する。

　受光部２５内の複数の画素３０は、測距処理部２７に受光結果を示す受光信号を供給する。

　測距制御部２６は、制御部２２による制御により、発光タイミング制御部２３と同期させて測距処理部２７を制御する。

　測距処理部２７は、複数の画素３０から供給された受光信号に基づいて、ｄＴｏＦ方式で測距演算を行う。測距処理部２７は、時間デジタル変換器（ＴＤＣ：Time Digital Converter）４１、ヒストグラム生成器４２、ＳＲＡＭ４３及び測距部４４を備えている。

　時間デジタル変換器４１は、測距制御部２６により発光タイミング制御部２３と同期して、発光装置３の発光タイミングと受光部２５の反射光パルス信号Ｌ２の受光タイミングとの時間差をカウントする。時間デジタル変換器４１は、時間差に応じたカウント値に対応するデジタル信号をヒストグラム生成器４２に供給する。このように、時間デジタル変換器４１は、反射光パルス信号Ｌ２の受光時刻に応じたデジタル信号を生成して、ヒストグラム生成器４２に供給する。

　ヒストグラム生成器４２は、時間デジタル変換器４１から供給されたデジタル信号に基づいて、受光頻度を予め定められた固定の単位時間ごとに分類したヒストグラムを生成し、ＳＲＡＭ４３に記憶する。例えば、図１の例においては、受光部２５内の各画素３０は上述の第１反射光パルス信号及び第２反射光パルス信号を、それぞれ第１時間範囲内及び第２時間範囲内に受光する。これに伴って、ヒストグラム生成器４２は、第１時間範囲内に受光された第１反射光パルス信号の受光頻度を単位期間ごとに分類した第１ヒストグラムを生成するとともに、第２時間範囲内に受光された第２反射光パルス信号の受光頻度を単位期間ごとに分類した第２ヒストグラムを生成する。

　時間デジタル変換器４１及びヒストグラム生成器４２は、それぞれ複数ずつ設けられてもよい。例えば、画素３０ごとに１つずつ設けられてもよいし、１列に配置された１群の画素３０ごとに１つずつ設けられてもよい。受光部２５に設けられる２次元方向に配列された複数の画素３０、時間デジタル変換器４１及びヒストグラム生成器４２は、画素アレイ部５０を構成する。画素アレイ部５０の詳細については後述する。

　ＳＲＡＭ４３は、ヒストグラム生成器４２が生成したヒストグラムを記憶する。

　測距部４４は、複製ヒストグラム生成器４５及びＳＲＡＭ（記憶部）４６を備える。測距部４４は、ＳＲＡＭ４３から複数のヒストグラム（図１の例では、第１ヒストグラム及び第２ヒストグラム）を読み出し、複製ヒストグラム生成器４５に渡す。

　複製ヒストグラム生成器４５は、ヒストグラム生成器４２が生成したヒストグラムを複数個複製した複製ヒストグラムを生成する。例えば、図１では、第１ヒストグラムを第１時間間隔に応じた第１個数分複製した第１複製ヒストグラムを生成するとともに、第２ヒストグラムを第２時間間隔に応じた第２個数分複製した第２複製ヒストグラムを生成する。

　ＳＲＡＭ４６は、複製ヒストグラム生成器４５が生成した各複製ヒストグラムを記憶する。ＳＲＡＭ４３とＳＲＡＭ４６は統合することも可能である。

　測距部４４は、複製ヒストグラム生成器４５が生成した第１複製ヒストグラム及び第２複製ヒストグラムを含む２以上の複製ヒストグラムの、それぞれのピーク位置に対応する受光時刻が一致する場合の受光時刻、又は２以上の複製ヒストグラムのビン数を揃えて合成した後述の再構成ヒストグラムの最大ピーク位置に対応する受光時刻に基づいて、重心演算等の各種演算を行い、物体ＯＢＪの距離を計測する。測距部４４の計測結果である測距値は、インタフェース部２８に供給される。

　インタフェース部２８は、測距部４４から供給された測距値を、出力信号ＯＵＴとして、ＡＰ５に出力する。

　ＡＰ５は、例えばオペレーティングシステムや各種アプリケーションソフトウェア等を実行する。ＡＰ５は、光検出装置４から送信された測距値に基づいて種々の演算処理を実行する。例えば、ＡＰ５は、物体ＯＢＪの位置及び動きを表す距離画像を生成する、

　図２Ａは、ｄＴｏＦ方式の測距動作の概略を説明する図である。図２Ａにおいて、発光装置３は物体ＯＢＪaに対して光パルス信号Ｌ１を、間欠的に発光する。

　発光装置３の発光に同期して、時間デジタル変換器４１は受光タイミングのカウント動作を行う。発光装置３と時間デジタル変換器４１は、クロック生成部２１が生成したクロック信号Ｖclkによって同期化される。時間デジタル変換器４１は、クロック信号Ｖclkに同期させて、単位時間ｔごとにカウントコードを変化させる。

　発光装置３は、クロック信号Ｖclkに同期させて、一定間隔で発光動作を行う。図２Ａの例においては、発光装置３は発光タイミングＳｎｄ１にて発光動作を行う。また、発光タイミングＳｎｄ１から、単位時間ｔの１６倍である１６ｔ間隔を空けた発光タイミングＳｎｄ２で、次の発光動作を行う。時間デジタル変換器４１のカウントコードは、発光装置３の発光間隔に合わせて、１６ｔ間隔でリセットされてもよいし、リセットされなくてもよい。なお、発光間隔は、単位時間ｔの１６倍の整数倍であればよいが、本明細書では、説明の簡略化のため、発光間隔が単位時間ｔの１６倍の例について主に説明する。

　発光タイミングＳｎｄ１で発光された光パルス信号Ｌ１は、物体ＯＢＪaにて反射され、物体ＯＢＪａからの反射光パルス信号Ｌ２は、受光タイミングＲｃｖ１において画素３０で受光される。受光タイミングＲｃｖ１でのカウントコードに応じたデジタル信号が、時間デジタル変換器４１からヒストグラム生成器４２に対して出力される。

　ヒストグラム生成器４２は、２つの発光タイミングの間の期間を、単位時間ｔごとに分割する。図２Ａの例では、１６ｔ間隔を、ビンｂ０～ｂ１５に分割する。ヒストグラム生成器４２は、光パルス信号Ｌ１の発光と反射光パルス信号Ｌ２の受光が繰り返されるたび、発光タイミングと受光タイミングの間隔をビンｂ０～ｂ１５のいずれかに分類し、ビン単位で受光頻度Ｃｎｔ０～Ｃｎｔ１５を順次更新する。

　例えば、図２Ａに示すように、受光タイミングＲｃｖ１と発光タイミングＳｎｄ１の間（光往復間隔ｄ１）が、１２ｔ間隔である場合、ヒストグラム生成器４２はビンｂ１２の受光頻度Ｃｎｔ１２を１回分増やす。

　なお、光往復間隔ｄ１が１２ｔ間隔である、とあるのは、厳密には、受光タイミングＲｃｖ１と発光タイミングＳｎｄ１の間隔が１２ｔ以上１３ｔ未満であることを指す。

　図２Ｂは、繰り返しの測距動作を説明する図である。予め定められた時間範囲内に、図２Ａで示した測距動作が繰り返される。図２Ｂは、光往復間隔ｄ１が１２ｔ間隔の位置にいる物体ＯＢＪaからの反射光を受光する例を示している。

　光往復間隔ｄ１が１２ｔ間隔である測距動作が繰り返される場合、ヒストグラム生成器４２はビンｂ１２の受光頻度Ｃｎｔ１２を順次増やす。発光タイミングの微妙なずれ、又は物体ＯＢＪaのわずかな移動、又は受光タイミングの微妙なずれ等に起因する測距誤差により、受光タイミングが本来の１２ｔ間隔とは異なる間隔（例えば、１１ｔ又は１３ｔ間隔）になる場合がある。この場合、ヒストグラム生成器４２は、ビンｂ１１の受光頻度Ｃｎｔ１１又はビンｂ１３の受光頻度Ｃｎｔ１３等を増やすことになる。結果として、ヒストグラム生成器４２は、ビンｂ１２の受光頻度Ｃｎｔ１２をピーク値とした、ヒストグラムＨＳＴを生成する。ヒストグラムＨＳＴの横軸はビンｂ０～ｂ１５の種類であり、縦軸は受光頻度Ｃｎｔ０～Ｃｎｔ１５である。

　ヒストグラムＨＳＴは、ヒストグラム生成器４２から、ＳＲＡＭ４３を介して測距部４４に読み出される。測距部４４は、ヒストグラムＨＳＴのピーク値を持つビンｂ１２を検出する。測距部４４は、ビンｂ１２に基づいて、重心演算等の測距演算が行い、測距値を算出する。

　図２Ａにおいては、２つの発光タイミングＳｎｄ１及びＳｎｄ２間が１６ｔ間隔である例を示しているが、これに限定されない。例えば、２つの発光タイミングを１４ｔ間隔とした場合、ヒストグラム生成器４２にはビン数が１４であるヒストグラムが生成される。なお、本明細書においては、ヒストグラム生成器４２が、ビン数が１６であるヒストグラムを生成する場合の測距処理を、１６Ｂｉｎ測距と呼ぶ。なお、本明細書では、１６Ｂｉｎ測距をＭｏｄ１６と呼ぶことがある。また、１６Ｂｉｎ測距において、ビンｂ０～ｂ１５に分割される１６ｔ間隔を、１回の露光ローテーションとも呼ぶ。

　上述したように図１の発光装置３では、第１時間範囲及び第２時間範囲のそれぞれで、互いに発光間隔の異なる第１光パルス信号及び第２光パルス信号が出力される。すなわち、ヒストグラム生成器４２が、第１時間範囲及び第２時間範囲にそれぞれ生成する、第１ヒストグラム及び第２ヒストグラムは、互いにビン数が異なるヒストグラムとなる。

　図２Ｃは、光往復間隔が、発光間隔よりも長い場合の測距動作を示した図である。図２Ｃでは、発光タイミングＳｎｄ３に光パルス信号Ｌ１が発光されるのに対し、反射光パルス信号Ｌ２は、発光タイミングＳｎｄ４及び発光タイミングＳｎｄ５の間に存在する、受光タイミングＲｃｖ２において受光されている。

　図２Ｃは１６Ｂｉｎ測距を行う例を示している。図２Ｃに示すように、真の光往復間隔ｄ２は４５ｔである。しかし、ヒストグラム生成器４２においては、受光タイミングＲｃｖ２と、受光タイミングＲｃｖ２の直前の発光タイミングＳｎｄ４の間隔（偽の光往復間隔ｄ３）は、１３ｔ間隔であることから、光往復間隔はｂ１３に分類され、ビンｂ１３の受光頻度Ｃｎｔ１３が増える。したがって、測距部４４においても、偽の光往復間隔ｄ３に基づいて測距演算が行われ、測距値に誤差が生じる恐れがある。

　このように、ｄＴｏＦ方式の測距方法では、光往復間隔が発光間隔よりも長い場合に、正確な測距ができない場合がある。以下に説明する各実施形態による測距システム１は、この問題を解決できることを特徴とする。また、各実施形態による測距システム１は、少ないビン数でありながら、測距レンジを広げることができ、かつ測距精度すなわち測距の分解能を向上できることを特徴とする。

　本実施形態に係る光検出装置４は、発光間隔が互いに異なる複数の反射光パルス信号Ｌ２を受光し、各反射光パルス信号Ｌ２に対応する、ビン数が互いに異なるヒストグラムを生成する。測距部４４は、これらの発光間隔が互いに異なるヒストグラムを複製及びタイリングした上で重ね合わせ、再構成ヒストグラムを生成する。測距部４４は、再構成ヒストグラムのピーク値を検出することにより、真の光往復間隔を特定できる。図３において、測距部４４の詳細な処理内容について説明する。

　図３では、発光装置３の発光間隔をそれぞれ変更して、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距をそれぞれ順繰りに行う例を示している。１６Ｂｉｎ測距においては、ビン数１６のヒストグラムＨＳＴa、１４Ｂｉｎ測距においてはビン数１４のヒストグラムＨＳＴb、１２Ｂｉｎ測距においてはビン数１２のヒストグラムＨＳＴcが生成される。

　図１では省略しているが、図３の例における発光装置３は、それぞれ発光間隔が異なる３つの発光部を有する。なお、複数の発光部を設けずに、１つの発光部が発光間隔を３通りに切り替えて、１６Ｂｉｎ測距用の発光間隔の光パルス信号Ｌ１と、１４Ｂｉｎ測距用の発光間隔の光パルス信号Ｌ１と、１２Ｂｉｎ測距用の発光間隔の光パルス信号Ｌ１を順に発光してもよい。

　図１の複製ヒストグラム生成器４５は、ヒストグラムＨＳＴa、ＨＳＴb及びＨＳＴcに対応する複製ヒストグラムＨＳＴＣa、ＨＳＴＣb及びＨＳＴＣcを生成する。

　複製ヒストグラムＨＳＴＣaは、ヒストグラムＨＳＴａを１６Ｂｉｎの発光間隔に応じた個数分複製して時間軸方向にタイリングして生成される。複製ヒストグラムＨＳＴＣbは、ヒストグラムＨＳＴbを１４Ｂｉｎの発光間隔に応じた個数分複製して時間軸方向にタイリングして生成される。複製ヒストグラムＨＳＴＣcは、ヒストグラムＨＳＴcを１２Ｂｉｎの発光間隔に応じた個数分複製して時間軸方向にタイリングして生成される。なお、タイリングとは、複製された複数のヒストグラムを時間軸方向に近接させて並べる処理である。タイリングを行うことで、測距レンジを広げることができる。測距部４４は、複製ヒストグラムＨＳＴＣa、複製ヒストグラムＨＳＴＣb、及び複製ヒストグラムＨＳＴＣcを合成することにより、再構成ヒストグラムＨＳＴＬを生成する。

　再構成ヒストグラムＨＳＴＬを生成するにあたって、複製ヒストグラム生成器４５は、複製ヒストグラムＨＳＴＣa、ＨＳＴＣb及びＨＳＴＣcのビン数を揃える必要がある。ヒストグラムＨＳＴa、ＨＳＴb及びＨＳＴcのビン数の最小公倍数は３３６であることから、複製ヒストグラムＨＳＴＣa、ＨＳＴＣb及びＨＳＴＣcのビン数は、全て３３６に設定される。

　複製ヒストグラムＨＳＴＣaは、ビン数１６のヒストグラムＨＳＴaを、２１個複製することで、ビン数を３３６にすることができる。同様に、複製ヒストグラムＨＳＴＣb及びＨＳＴＣcも、ヒストグラムＨＳＴb及びＨＳＴcのビン数に応じた数を複製することで、ビン数を３３６にすることができる。上述の通り、各ヒストグラムＨＳＴa、ＨＳＴb及びＨＳＴcのビン数は、測距時の発光間隔に応じて定まる。したがって、複製ヒストグラムは、複製前のヒストグラムを、測距時の発光間隔に応じた個数分複製することで生成される。

　測距部４４は、複製ヒストグラムＨＳＴa、ＨＳＴb及びＨＳＴcを重ね合わせることで、ビン数が３３６の再構成ヒストグラムＨＳＴＬを生成する。再構成ヒストグラムＨＳＴＬのピーク値から、正確な測距値を算出できる。図４Ａ～４Ｄは、ヒストグラムＨＳＴa、ＨＳＴb、ＨＳＴcを用いて正確な測距値を検出する具体例を示す図である。

　図４Ａは、物体ＯＢＪbに対して、１６Ｂｉｎ測距を行う例である。図２Ｃに示した例と同様、物体ＯＢＪbについての真の光往復間隔ｄ２は４５ｔ間隔である。このとき、ヒストグラム生成器４２は偽の光往復間隔ｄ３aに基づいて、ビンｂ１３にピーク値を有する、ビン数１６のヒストグラムＢＨＳＴaを生成する。

　図４Ｂは、図４Ａと同じ物体ＯＢＪbに対して、１４Ｂｉｎ測距を行う例である。図４Ｃは、物体ＯＢＪbに対して、１２Ｂｉｎ測距を行う例である。図４Ｂ及び図４Ｃにおいても、図４Ａと同様、それぞれ偽の光往復間隔ｄ３b及びｄ３cに基づいて、ヒストグラムが生成される。図４Ｂでは、ビンｂ３にピーク値を有する、ビン数１４のヒストグラムＢＨＳＴbが生成される。図４Ｃでは、ビンｂ９にピーク値を有する、ビン数１２のヒストグラムＢＨＳＴcが生成される。

　図４Ｄは、複製ヒストグラムＢＨＳＴＣa、ＢＨＳＴＣb及びＢＨＳＴＣcを示している。複製ヒストグラムＢＨＳＴＣa、ＢＨＳＴＣb及びＢＨＳＴＣcは、それぞれヒストグラムＢＨＳＴa、ＢＨＳＴb及びＢＨＳＴcを複製し、時間軸方向にタイリングしたものである。

　図４Ｄに示すように、複製ヒストグラムＢＨＳＴＣa、ＢＨＳＴＣb及びＢＨＳＴＣcは、それぞれ複数のピーク値を有する。複製ヒストグラムＢＨＳＴＣa、ＢＨＳＴＣb及びＢＨＳＴＣcは共通して、ビンｂ４５にピーク値を有する。このビンｂ４５は、図４Ａ～４Ｃに示した、真の光往復間隔ｄ３に対応している。複製ヒストグラムＢＨＳＴＣa、ＢＨＳＴＣb及びＢＨＳＴＣcを重ね合わせて、再構成ヒストグラムを作成した場合、その再構成ヒストグラムはビンｂ４５にピーク値を有する。本明細書では、真の光往復間隔に対応するピークを真のピークとも呼ぶ。また、図４Ｄに示すように、複製ヒストグラムＢＨＳＴＣa、ＢＨＳＴＣb及びＢＨＳＴＣcは、真のピーク以外にも１つ以上のピークを有する。本明細書では、真のピーク以外の１つ以上のピークを偽のピークとも呼ぶ。

　図３に示した再構成ヒストグラムＨＳＴＬについても、図４Ｄで説明した例と同様に、物体ＯＢＪについての真の光往復間隔に対応したビンに、ピーク値を有する。したがって、測距部４４は再構成ヒストグラムＨＳＴＬのピーク値を検出することにより、真の光往復間隔を特定できる。

　図５Ａは、本実施形態による測距システム１が行う測距処理の概略的なフローチャートである。まず、発光装置３が光パルス信号Ｌ１を発光する。図１の例では、例えば第１発光部１１が、第１時間間隔で発光する第１光パルス信号を、物体ＯＢＪに照射する（ステップＳ１）。

　続いて、物体ＯＢＪから反射された第１反射光パルス信号を、画素３０が受光する（ステップＳ２）。続いて、時間デジタル変換器４１は、画素３０の受光時刻に応じたデジタル信号を生成する（ステップＳ３）。

　続いて、ヒストグラム生成器４２は、規定回数分の測定が行われたか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、測定とは、第１反射光パルス信号の受光を意味する。測定回数が規定回数に満たない場合、ステップＳ１～Ｓ３の処理が繰り返される。測定回数が規定回数を満たす場合、ヒストグラム生成器４２に繰り返し出力されたデジタル信号に基づいて、第１ヒストグラムが生成される（ステップＳ５）。第１ヒストグラムを構成する各ビンの受光頻度情報は、ＳＲＡＭ４３に記憶される。なお、本明細書においては、第１発光部１１が最初にステップＳ１で発光動作を行ってから、ステップＳ５で第１ヒストグラムが生成されるまでの時間範囲を、第１時間範囲と呼ぶ。

　ステップＳ５に続き、全ての発光間隔での測定を行ったか否かを判定する（ステップＳ６）。続いて、発光装置３は、発光間隔を変更する（ステップＳ７）。図１の発光装置３は、第１発光部１１の他に、第２時間間隔で発光する第２光パルス信号を照射する第２発光部１２を有する。そのため、発光装置３は、第１発光部１１の発光を停止させて、第２時間間隔で第２光パルス信号を発光する第２発光部１２を駆動する。

　第２発光部１２においても同様に、受光部２５は第２時間範囲において繰り返し測定を行い、ヒストグラム生成器４２は第２ヒストグラムを生成する。ステップＳ６において、発光装置３が、第１時間間隔及び第２時間間隔とは異なる時間間隔で発光が可能な場合は、ステップＳ７で発光間隔を変更した上で、繰り返し測定を行い、それぞれ別個のヒストグラムを生成する。発光装置３が可能な、全ての発光間隔での測定が終わった場合、測距演算を行う（ステップＳ８）。

　図５Ｂは、図５ＡのステップＳ８における測距演算のフローチャートを示す図である。まず、測距部４４は第１ヒストグラム及び第２ヒストグラムを含む２以上のヒストグラムをＳＲＡＭ４３から読み出す。複製ヒストグラム生成器４５は、第１複製ヒストグラム及び第２複製ヒストグラムを含む２以上の複製ヒストグラムを生成する（ステップＳ１１）。第１複製ヒストグラム及び第２複製ヒストグラムは、図３で説明した通り、第１ヒストグラム及び第２ヒストグラムの複製及びタイリングによって生成される。

　続いて測距部４４は、第１複製ヒストグラム及び第２複製ヒストグラムを含む２以上の複製ヒストグラムを重ね合わせて、再構成ヒストグラムを生成する（ステップＳ１２）。２以上の複製ヒストグラムを重ね合わせるとは、例えば、２以上の複製ヒストグラムをビンごとに合算することをいう。測距部４４は、生成された再構成ヒストグラムから、ピーク値を検出する（ステップＳ１３）。測距部４４は、検出されたピーク値に基づいて重心演算を行う（ステップＳ１４）。測距部４４は、重心演算の結果から測距値を取得する（ステップＳ１５）。

　図６は、測距システム１により１０Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距及び１６Ｂｉｎ測距を行う場合を示す図である。１６Ｂｉｎ測距では、上述の１６ｔ間隔の露光ローテーションＲｔ１が複数回繰り返される。発光装置３は、露光ローテーションＲｔ１ごとに発光してもよい。また、複数の露光ローテーションＲｔ１の期間を発光装置３の発光間隔ＰＲＩ１としてもよい。同様に、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距、１０Ｂｉｎ測距においても、それぞれ１４ｔ間隔の露光ローテーションＲｔ２、１２ｔ間隔の露光ローテーションＲｔ３及び１０ｔ間隔の露光ローテーションＲｔ４が、それぞれ複数回ずつ繰り返される。また、複数の露光ローテーションＲｔ２、Ｒｔ３及びＲｔ４の期間を、それぞれ発光装置３の発光間隔ＰＲＩ２、ＰＲＩ３、ＰＲＩ４としてもよい。発光装置３の発光間隔は、パルス発光周期（ＰＲＩ：Pulse Repetition Interval）とも呼ばれる。また、本明細書では、本開示の第１実施形態に係る測距のことを、複数のＰＲＩの光パルス信号が用いられることから、多周波測距と呼ぶことがある。

　１６Ｂｉｎ測距における露光ローテーションＲｔ１は、図５ＡにおけるステップＳ１～Ｓ３に対応する。複数回の露光ローテーションＲｔ１を繰り返し、図５ＡのステップＳ５にて、ヒストグラムＨＳＴdが生成される。同様に、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距が順繰りに行われ、ヒストグラムＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgが生成される。

　図５ＢのステップＳ１１において、ヒストグラムＨＳＴd、ＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgに基づいて、複製ヒストグラムＨＳＴＣd、ＨＳＴＣe、ＨＳＴＣf及びＨＳＴＣgが生成される。ステップＳ１２では、複製ヒストグラムＨＳＴＣd、ＨＳＴＣe、ＨＳＴＣf及びＨＳＴＣgに基づいて、再構成ヒストグラムＨＳＴＬaが生成される。ステップＳ１３において、再構成ヒストグラムＨＳＴＬaから、ピーク値ＰｅａｋＬaが検出される。

　以下では、画素アレイ部５０の詳細な構成を参照しながら、測距処理の詳細な動作について説明する。図７は、光検出装置４内の画素アレイ部５０の詳細な第１構成例を示す図である。図７に示す光検出装置４ａは、画素アレイ部５０ａ及び駆動回路２４ａを備える。

　駆動回路２４ａは、列選択回路６２を備える。画素アレイ部５０ａ内の各画素３０は、列選択回路６２によって制御される。列選択回路６２からは複数の列選択線６３が伸び、画素３０と接続されている。列選択回路６２は、図示を省略するが、シフトレジスタ及びアドレスデコーダ等によって構成される。

　複数の画素３０は、受光部２５内の行方向Ｘ（第１方向）及び列方向Ｙ（第２方向）に、２以上ずつ配置される。行方向Ｘとは、複数の列選択線６３が配置される方向である。列方向Ｙとは、各列選択線６３が延びる方向である。また、本明細書では、行方向Ｘに配置される２以上の画素３０を第１画素群５１と呼び、列方向Ｙに配置される２以上の画素３０を第２画素群５２と呼ぶ。第１画素群５１は列方向Ｙに複数配置され、第２画素群５２は行方向Ｘに複数配置される。

　画素アレイ部５０ａは、第１画素群５１ごとに配置される複数の時間デジタル変換器４１及び複数のヒストグラム生成器４２を備えている。なお、複数の時間デジタル変換器４１及び複数のヒストグラム生成器４２は、画素アレイ部５０ａとは別個に設けてもよい。例えば、画素アレイ部５０ａを有するチップとは別のチップに複数の時間デジタル変換器４１及び複数のヒストグラム生成器４２を設けて、これらチップをＣｕ－Ｃｕ接合等で接合してもよい。第１画素群５１内の複数の画素３０は、信号線６１によって、時間デジタル変換器４１及びヒストグラム生成器４２と接続されている。

　図８は、図７の第１構成例における画素アレイ部５０ａからＳＲＡＭ４３及び測距部４４へのデータ伝送のタイミング図である。図８の画素アレイ部５０ａは、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距を、１つのフレーム期間ＦＲＭa内のそれぞれ異なる時間範囲（後述の測距期間ＳＦＥ１、ＳＦＥ２、ＳＦＥ３及びＳＦＥ４）に行って、生成された各ヒストグラムのビンごとの受光頻度データを測距部４４に転送する。

　図８の例では、発光装置３は、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距において、それぞれ１６ｔ、１４ｔ、１２ｔ、１０ｔ間隔での発光を行う。すなわち、受光部２５内の各画素３０は、それぞれ異なる２以上の時間間隔で発光された２以上の光パルス信号Ｌ１が物体ＯＢＪで反射された２以上の反射光パルス信号Ｌ２を、それぞれ異なる２以上の時間範囲内に受光する。

　１つのフレーム期間ＦＲＭaにおいて、第２画素群５２ごとにキャプチャ期間ＣＡＰが設けられている。列選択回路６２により、複数の第２画素群５２が順に選択される。図８では、列選択回路６２によって第２画素群５２ａが選択される例について説明する。キャプチャ期間ＣＡＰは、キャプチャセットアップ期間ＣＳＵと、サブフレームＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３及びＳＦ４を含む。また、サブフレームＳＦ１は、測距期間ＳＦＥ１と、データ出力期間ＤＯ１を含む。

　測距期間ＳＦＥ１では、第２画素群５２ａにおける１６Ｂｉｎ測距が行われる。測距期間ＳＦＥ１は、サブフレームセットアップ処理期間ＳＦＳＵと、複数のミニフレームＭＦとを有する。ミニフレームＭＦは、図６で示した露光ローテーションＲｔ１と、ＳＲＡＭ４３への転送期間ＴＲＮを含む。

　露光ローテーションＲｔ１において、第２画素群５２ａ内の各画素３０で並行して、１６ｔの発光間隔を有する反射光パルス信号Ｌ２の受光が行われる。各画素３０は並行して、対応する受光信号Ｖrcvを、対応する時間デジタル変換器４１に入力する。

　転送期間ＴＲＮにおいて、各受光信号Ｖrcvが入力された各時間デジタル変換器４１は、反射光パルス信号Ｌ２の受光時刻に応じたデジタル信号Ｖcntを、各ヒストグラム生成器４２に供給する。各ヒストグラム生成器４２は、供給されたデジタル信号Ｖcntに基づき、ビン数１６のヒストグラムを生成し、ＳＲＡＭ４３に記憶させる。

　データ出力期間ＤＯ１において、各ヒストグラム生成器４２が生成したヒストグラムを、ＳＲＡＭ４３から測距部４４に出力する。

　このように、測距期間ＳＦＥ１内のミニフレームＭＦでは、画素アレイ部５０の左端の第２画素群５２ａの各画素３０が並行して、１６Ｂｉｎ測距に対応する発光間隔で発光された光パルス信号Ｌ１が物体ＯＢＪで反射された反射光パルス信号Ｌ２を順に受光してヒストグラムを生成する。生成されたヒストグラムを構成するビンごとの受光頻度データは転送期間ＴＲＮにＳＲＡＭ４３に転送される。

　測距期間ＳＦＥ１内には、複数のミニフレーム期間ＭＦが設けられている。各ミニフレーム期間ＭＦでは、基本的には同じ動作が繰り返される。場合によっては、ミニフレーム期間ＭＦごとに時間デジタル変換器４１がデジタル信号を生成するためのスタートコードを変化させてもよい。

　続いて、サブフレームＳＦ２内の測距期間ＳＦＥ２では、第２画素群５２ａにおける１４Ｂｉｎ測距が行われる。測距期間ＳＦＥ２は、露光ローテーションＲｔ２を有する複数のミニフレームＭＦから構成される。

　露光ローテーションＲｔ２において、選択された第２画素群５２ａ内の各画素３０は、１４ｔの発光間隔を有する反射光パルス信号Ｌ２に応じた受光信号Ｖrcvを出力する。すなわち、選択された第２画素群５２ａ内の各画素３０は、１つのフレーム期間ＦＲＭaに２以上の反射光パルス信号Ｌ２に応じた２以上の受光信号Ｖrcvを順に出力する。

　各ヒストグラム生成器４２は、供給されたデジタル信号Ｖcntに基づき、ＳＲＡＭ４３に、１４ｔの発光間隔を有する反射光パルス信号Ｌ２に応じたビン数１４のヒストグラムを生成する。すなわち、ヒストグラム生成器４２は、２以上の時間範囲内に受光された２以上の反射光パルス信号Ｌ２の受光頻度を単位期間ごとに分類した２以上のヒストグラムを生成する。

　続いて、サブフレームＳＦ３内の測距期間ＳＦＥ３では、第２画素群５２ａにおける１２Ｂｉｎ測距が行われる。データ出力期間ＤＯ３においてビン数１２のヒストグラムのデータがＳＲＡＭ４３から測距部４４に出力される。サブフレームＳＦ４内の測距期間ＳＦＥ４では、第２画素群５２ａにおける１０Ｂｉｎ測距が行われる。データ出力期間ＤＯ４においてビン数１０のヒストグラムがＳＲＡＭ４３から測距部４４に出力される。

　測距期間ＳＦＥ１に含まれるミニフレーム期間ＭＦの数は、他の測距期間ＳＦＥ２、ＳＦＥ３、及びＳＦＥ４と揃えてもよい。

　上述したように、第２画素群５２ａは、それぞれ異なる第１画素群５１に配置された複数の画素３０を含んでいる。露光ローテーションＲｔ１、Ｒｔ２、Ｒｔ３及びＲｔ４においては、第２画素群５２ａ内の複数の画素３０が並行して受光処理を行う。そのため、第２画素群５２ａ内の複数の画素３０から出力された受光信号Ｖrcvは、並行して、第１画素群５１ごとに配置された複数の時間デジタル変換器４１に入力される。また、複数の時間デジタル変換器４１のそれぞれは、対応する第１画素群５１内の各画素３０で受光された２以上の反射光パルス信号Ｌ２の受光時刻に応じたデジタル信号Ｖcntを順に生成する。複数のヒストグラム生成器４２のそれぞれは、対応する時間デジタル変換器４１で順に生成されたデジタル信号Ｖcntに基づいて、２以上のヒストグラムを生成する。

　第２画素群５２ａにおけるキャプチャ期間ＣＡＰが終了すると、列選択回路６２は次の第２画素群５２を選択する。このように、図８の例では、画素アレイ部５０内の列方向Ｙに配置される第２画素群５２ａごとに受光動作を行って、第２画素群５２ａ内の各画素３０が並行して２つ以上のヒストグラムを生成する。

　図９は、光検出装置４内の画素アレイ部５０の詳細な第２構成例を示す図である。図９に示す光検出装置４ｂは、画素アレイ部５０ｂ及び駆動回路２４ｂを備える。画素アレイ部５０ｂは、図７の画素アレイ部５０ａとは異なり、画素３０ごとに、時間デジタル変換器４１及びヒストグラム生成器４２を有する。

　駆動回路２４ｂは、図７の駆動回路２４ａが備える列選択回路６２に加え、行選択回路６４を備える。行選択回路６４からは、第１画素群５１ごとに行選択線６５が伸び、それぞれ画素３０と接続されている。

　図１０は、図９の第２構成例における画素アレイ部５０ｂからＳＲＡＭ４３及び測距部４４へのデータ伝送のタイミング図である。図８のフレーム期間ＦＲＭaは、第２画素群５２ごとに、キャプチャ期間ＣＡＰを設けている。これに対し、図１０では、１つのフレームＦＲＭbに１回、各画素３０が共通のタイミングのキャプチャ期間ＣＡＰを有する。

　図１０では、フレームＦＲＭb期間内に、各画素３０が並行して、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距の処理を順に行う。すなわち、複数の画素３０のそれぞれは、１つのフレーム期間ＦＲＭbに２以上の反射光パルス信号Ｌ２に応じた２以上の受光信号Ｖrcvを順に出力する。出力された各画素３０の受光信号Ｖrcvは並行して、それぞれ対応する時間デジタル変換器４１に入力される。

　複数の時間デジタル変換器４１のそれぞれは、対応する画素３０で受光された２以上の反射光パルス信号Ｌ２の受光時刻に応じたデジタル信号Ｖcntを生成し、複数のヒストグラム生成器４２のそれぞれは、対応する時間デジタル変換器４１で生成されたデジタル信号Ｖcntに基づいて、２以上のヒストグラムを生成する。

　図１０に示すように、光検出装置４ｂは、図７の光検出装置４ａに比べて複数のキャプチャ期間ＣＡＰが不要である。これにより、光検出装置４ｂは光検出装置４ａよりも高速な測距処理が可能である。一方、光検出装置４ａは、光検出装置４ｂよりも時間デジタル変換器４１及びヒストグラム生成器４２の数が少なく、また、行選択回路６４が不要である。よって、光検出装置４ａは光検出装置４ｂよりも構造が単純であり、小型化が可能である。

　図１１は、測距部４４の処理を示すフローチャートである。図１１は図５Ｂのフローチャートをより具体化したものである。図１１では、図６と同様に、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距を行う例を示している。図１１に示すステップＳ２１～Ｓ２８のうち、ステップＳ２１～Ｓ２６は複製ヒストグラム生成器４５及びＳＲＡＭ４６を用いて処理を行う。

　図８又は図１０で説明した測距処理により、複製ヒストグラム生成器４５は、図６で示した４つのヒストグラムＨＳＴd、ＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgをヒストグラム生成器４２から受領している。

　上述の通り、再構成ヒストグラムを生成するために、４つのヒストグラムＨＳＴd、ＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgに対応する４つの複製ヒストグラムＨＳＴＣd、ＨＳＴＣe、ＨＳＴＣf及びＨＳＴＣgのビン数を揃える必要がある。

　図１１の例においては、各複製ヒストグラムのビン数を、１６、１４、１２及び１０の最小公倍数である１６８０にすることで、各複製ヒストグラムのビン数を揃えることができる。各複製ヒストグラムの構成データは、ＳＲＡＭ４６に順に記憶されて、ＳＲＡＭ４６内で再構成ヒストグラムが生成される。このように、ＳＲＡＭ４６は、２以上の時間間隔の最小公倍数に応じた数のビン数を持つ再構成ヒストグラムを記憶する。

　まず、複製ヒストグラム生成器４５は、ＳＲＡＭ４６をクリアし、再構成ヒストグラムを記憶する容量を確保する（ステップＳ２１）。続いて、ビン数１６のヒストグラムＨＳＴdを複製かつタイリングして、複製ヒストグラムＨＳＴＣdを生成し、ＳＲＡＭ４６に記憶する（ステップＳ２２）。

　次に、ビン数１４のヒストグラムＨＳＴeを複製かつタイリングし、複製ヒストグラムＨＳＴＣeを生成する。複製ヒストグラムＨＳＴＣeは、ＳＲＡＭ４６内の複製ヒストグラムＨＳＴＣdに加算される（ステップＳ２３）。

　同様に、複製ヒストグラムＨＳＴＣf及び複製ヒストグラムＨＳＴＣgを順に、ＳＲＡＭ４６内に記憶されたヒストグラムに加算する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。これにより、ＳＲＡＭ４６内に再構成ヒストグラムＨＳＴＬaが生成される（ステップＳ２６）。

　測距部４４は、再構成ヒストグラムＨＳＴＬaのピーク値を検出する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７で得られたピーク値に基づいて重心演算を行い、測距値を取得する（ステップＳ２８）。

　このように、本開示の光検出装置４は、発光間隔が互いに異なる複数の反射光パルス信号Ｌ２を受光し、ビン数が互いに異なる２以上のヒストグラムを生成する。また、光検出装置４は２以上のヒストグラムを複製、タイリング及び重ね合わせを行い、再構成ヒストグラムを生成する。この再構成ヒストグラムのピーク値を検出することによって、光往復間隔が光パルス信号Ｌ１の発光間隔よりも長い場合においても、真の光往復間隔を得ることができ、正確な測距が可能である。

　本開示の光検出装置４は、より短い露光期間で、より長距離の測距を精度よく行うことができる。具体的には、図６に示すような測距を行う場合、それぞれの１回の露光期間は１６ｔ、１４、１２ｔ及び１０ｔであり、合計しても５２ｔである。一方、再構築ヒストグラムＨＳＴＬaのビン数は１６８０である。わずか５２ｔの露光期間で光往復期間が１６８０ｔまでの距離について、正確な測距が可能である。また、ヒストグラム生成器４２に必要なビン数も、それぞれ１６～１０と、少なく抑えることができ、ヒストグラム生成器４２の省面積化が可能である。

　（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、２以上の時間間隔の最小公倍数に応じた数のビン数を持つ再構成ヒストグラムに基づき、ピーク値の検出と重心演算を行っている。再構成ヒストグラムは、各時間間隔にて生成された各ヒストグラムの複製、タイリング及び重ね合わせにて生成される。このため、再構成ヒストグラムは、複製元のヒストグラムの情報量を落とさずに、ビン数を削減することができる。

　図１２は、第２の実施形態における測距部４４ａ及び周辺部を示す図である。測距部４４ａは、ビン拡張部７１、ピーク検出部７２、最大ピーク検出部７３、シフト部７４、重心演算部７５を備える。

　ビン拡張部７１は、ＳＲＡＭ４３から複数のヒストグラムを読み出す。また、ビン拡張部７１は最大の時間間隔に対応するヒストグラムを１単位としてＳＲＡＭ４６に記憶する。また、最大の時間間隔を除く２以上の時間間隔に対応するヒストグラムを１単位に拡張してＳＲＡＭ４６に記憶する。具体的には、図６に示すヒストグラムＨＳＴdに対しては、ビン数１６のヒストグラムＨＳＴdを１単位として、ＳＲＡＭ４６に記憶する。また、ヒストグラムＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgについてもビン数１６に拡張してＳＲＡＭ４６に記憶する。

　ＳＲＡＭ４６は、上記の最大の時間間隔に対応するヒストグラムのビン数に応じた記憶容量を有する。

　ピーク検出部７２は、ＳＲＡＭ４６の記憶領域内で、２以上のヒストグラムのピークの受光時刻が一致する場所を検出する処理を、ビン拡張部７１がＳＲＡＭ４６に新たに１単位分の２以上のヒストグラムを記憶するたびに行う。

　最大ピーク検出部７３は、複数の１単位の中からピークの最大値を検出する。

　シフト部７４は、ピークの最大値を、対応するＳＲＡＭ４６の記憶領域内の中央にシフトさせる。

　重心演算部７５は、シフト部７４でシフトされたＳＲＡＭ４６の記憶領域内で重心演算を行う。

　図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃは、測距部４４ａの動作を説明する図である。以降の説明では、図６のヒストグラムＨＳＴd、ＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgを重ね合わせたときのピーク値を検出する処理を説明する。

　図１３Ａに示すように、図６の再構成ヒストグラムＨＳＴＬaは、ビン数１６を１単位として、複数の単位ヒストグラムＵＨＳＴに分割できる。測距部４４ａは、単位ヒストグラムＵＨＳＴごとに、ピーク値を検出する処理を繰り返し行い、全ての単位ヒストグラムＵＨＳＴの中から、最大のピーク値を検出する。

　１回のピーク値の検出ごとに、ＳＲＡＭ４６には１つの単位ヒストグラムＵＨＳＴが記憶されていればよい。すなわち、より大きなピーク値が検出されるたびに、ＳＲＡＭ４６内の単位ヒストグラムＵＨＳＴを上書きすればよい。これにより、ＳＲＡＭ４６に記憶されるヒストグラムのビン数を削減することができる。なお、１回のピーク値の検出ごとに処理する単位ヒストグラムＵＨＳＴには、それぞれ折り返し番号を０から割り振る。このように、折り返し番号とは、再構成ヒストグラムを構成する複数の単位ヒストグラムＵＨＳＴのいずれかを指定する識別番号である。

　図１３Ｂ及び図１３Ｃは、第２の実施形態による測距部４４ａの処理動作を示すフローチャートである。

　ステップＳ３１～Ｓ３７は、折り返し番号が０である単位ヒストグラムＵＨＳＴについての、ピーク値を検出する処理である。測距部４４ａは、ステップＳ３１にて、折り返し番号を０と指定する。

　ステップＳ３２～Ｓ３６は、ビン拡張部７１がＳＲＡＭ４６内の記憶領域に、単位ヒストグラムＵＨＳＴを生成する処理である。ステップＳ３２において、ＳＲＡＭ４６をクリアする。ステップＳ３３では、ビン数１６のヒストグラムＨＳＴdをＳＲＡＭ４６に複製する。

　ステップＳ３４においては、ビン数１４のヒストグラムＨＳＴeを、ビン数１６に拡張してＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに加算する。具体的には、ヒストグラムＨＳＴeを２つ複製し、一方のヒストグラムＨＳＴeからビンｂ０～ｂ１３を抽出する。また、他方のヒストグラムＨＳＴeから、ビンｂ０及びｂ１のデータを抽出し、それぞれビンｂ１４及びビンｂ１５として、先に抽出したビンｂ０～ｂ１３に付加する。これにより、ヒストグラムＨＳＴeをビンｂ０～ｂ１５のヒストグラムに拡張し、ＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに加算する。

　同様に、ステップＳ３５において、ビン数１２ヒストグラムＨＳＴfを、ビン数１６に拡張してＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに加算する。ステップＳ３６においては、ヒストグラムＨＳＴgについて、ステップＳ３４及びＳ３５と同様の処理を行う。これにより、部分再構成ヒストグラムＨＳＴＬbが生成される。部分再構成ヒストグラムＨＳＴＬbは、再構成ヒストグラムに含まれる、折り返し番号＝０の単位ヒストグラムＵＨＳＴに該当する。

　ステップＳ３７において、ピーク検出部７２は、部分再構成ヒストグラムＨＳＴＬbのピーク値を検出する。検出したピーク値Ｍａｘ（図１３Ｂの例では、Ｍａｘ＝７）及びピーク値を検出したビン番号Ｂｉｎ（図１３Ｂの例では、Ｂｉｎ＝２）を、最大ピーク検出部７３に出力する。また、オフセット値として、折り返し番号の値を最大ピーク検出部７３に出力する。

　ステップＳ４１～Ｓ４７は、折り返し番号が１である単位ヒストグラムＵＨＳＴについての、ピーク値を検出する処理である。測距部４４ａは、ステップＳ４１にて、折り返し番号を１と指定する。ステップＳ４２及びＳ４３において、ＳＲＡＭ４６をクリアし、ヒストグラムＨＳＴdをＳＲＡＭ４６に複製する。

　ステップＳ４４においては、ビン数１４のヒストグラムＨＳＴeをオフセットし、ビン数１６に拡張して、ＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに加算する。具体的には、ヒストグラムＨＳＴeを２つ複製し、一方のヒストグラムＨＳＴeから、ステップＳ３４において既に抽出したビンｂ０及びｂ１のデータを削除し、ビンｂ２～ｂ１３のデータを抽出する。また、他方のヒストグラムＨＳＴeから、ビンｂ０～ｂ３のデータを抽出する。先に抽出したビンｂ２～ｂ１３をビンｂ０～ｂ１１のヒストグラムとし、次に抽出したビンｂ０～ｂ３を、ビンｂ１２～ｂ１５として付加する。これにより、ヒストグラムＨＳＴeを、２つのビンの数だけオフセットし、４つのビンを付加したビンｂ０～ｂ１５のヒストグラムに拡張し、ＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに加算する。

　同様に、ステップＳ４５において、ビン数１２のヒストグラムＨＳＴfを、ステップＳ３５で抽出したビンの数だけシフトし、ビン数１６に拡張してＳＲＡＭ４６に加算する。ステップＳ４６においても、ヒストグラムＨＳＴgについて、ステップＳ４４及びＳ４５と同様の処理を行う。

　ステップＳ４７において、ステップＳ３７と同様、ＳＲＡＭ４６に生成された部分再構成ヒストグラムＨＳＴＬbのピーク値を検出し、ピーク値Ｍａｘ及びビン番号Ｂｉｎ（Ｍａｘ＝８、Ｂｉｎ＝８）及びオフセット値を最大ピーク検出部７３に出力する。

　折り返し番号が２である単位ヒストグラムＵＨＳＴについても同様の処理を繰り返す。すなわち、ＳＲＡＭ４６にクリアする。また、ＳＲＡＭ４６にヒストグラムＨＳＴdを複製する。続いて、ＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに、ヒストグラムＨＳＴeをステップＳ４５で抽出したビンの数だけシフトしビン数１６に拡張したヒストグラムを加算する。ＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに、ヒストグラムＨＳＴe及びＨＳＴfに対してヒストグラムＨＳＴdと同様の処理を行ったヒストグラムを、それぞれ加算する。これにより算出された部分再構成ヒストグラムＨＳＴＬbについてのピーク値の検出処理を行う。

　再構成ヒストグラムＨＳＴＬa内に含まれる、折り返し番号が３以上の単位ヒストグラムＵＨＳＴについても、同様の処理を行う。

　図１３Ｃは、最大ピーク検出部７３、シフト部７４及び重心演算部７５の処理のフローチャートを示す図である。図１３Ｃの処理は、図１３Ｂの処理に続けて行われる。

　図１３Ｂに示した通り、最大ピーク検出部７３には、複数の単位ヒストグラムＵＨＳＴについて、ピーク値Ｍａｘ、ビン番号Ｂｉｎ及びオフセット値が繰り返し出力されている。これに基づき、最大のピーク値Ｍａｘを有する単位ヒストグラムＵＨＳＴの折り返し番号を探索する（ステップＳ５１）。

　例えば、図１３Ａは、折り返し番号が３である単位ヒストグラムＵＳＨＴが、最大のピーク値Ｍａｘを有する単位ヒストグラムＵＨＳＴaである例を示している。単位ヒストグラムＵＨＳＴaは、ビンＢmax（図１３Ａでは、Ｂｉｎ＝５のビン）において、最大のピーク値Ｍａｘを有する。最大ピーク検出部７３は、単位ヒストグラムＵＨＳＴaの折り返し番号及びビン番号Ｂｉｎaを、シフト部７４に出力する（ステップＳ５２）。

　シフト部７４は、ステップＳ５３～Ｓ５８において、単位ヒストグラムＵＨＳＴaのビンＢmaxが１６ビン幅の中央に位置するようにセンタリングされた部分ヒストグラムＨＳＴＬcを、ＳＲＡＭ４６に生成する。

　ステップＳ５３において、ＳＲＡＭ４６をクリアする。ステップＳ５４において、ＳＲＡＭ４６にヒストグラムＨＳＴdを、ビンＢmaxが１６ビン幅の中央に位置するようにオフセットする。ステップＳ５５においては、ヒストグラムＨＳＴeについて、図１３Ｂの処理において、単位ヒストグラムＵＳＨＴaの生成時に、ＨＳＴeへ行ったものと同様のオフセット及び拡張を行う。続いて、ステップＳ５４と同様に、ビンＢmaxが１６ビン幅の中央に位置するようにオフセットし、ＳＲＡＭ４６内のヒストグラムに加算する。

　ステップＳ５６及びＳ５７において、ヒストグラムＨＳＴf及びＨＳＴgについて、それぞれステップＳ５５と同様の処理を行う。これにより、ステップＳ５８においてビンＢmaxが１６ビン幅の中央に位置するようにセンタリングされた部分ヒストグラムＨＳＴＬcがＳＲＡＭ４６に生成される。

　重心演算部７５は、部分ヒストグラムＨＳＴＬcに対して重心演算を行う（ステップＳ５９）。重心演算の結果に基づいて、測距部４４aは、測距値をインタフェース部２８に出力する（ステップＳ６０）。

　このように、第２の実施形態では、ＳＲＡＭ４６に記憶するヒストグラムのビン数を削減して、測距値を算出することができる。例えば、図６のヒストグラムＨＳＴd、ＨＳＴe、ＨＳＴf及びＨＳＴgに基づく測距演算処理において、第１の実施形態における測距部４４は、再構成ヒストグラムＨＳＴＬaのビン数１６８０を、ＳＲＡＭ４６に記憶する必要があった。これに対し、第２の実施形態における測距部４４ａは、ＳＲＡＭ４６に記憶するビン数を１６に削減することができる。

　（第３の実施形態）
　第１の実施形態においては、光検出装置４の内部にて、重心演算等の測距演算を行っている。測距演算は、ＡＰ５において行うこともできる。

　図１４Ａは、第３の実施形態における測距システムの第１構成例を示すブロック図である。光検出装置４ｃは、図７に示す光検出装置４ａと比較して、測距部４４を備えていない代わりに、パケット生成部７６を備えている。また、図１４ＡのＡＰ５ａは、測距部７７を備えている。

　パケット生成部７６は、光検出装置４ｃからＡＰ５ａに送信する測距データを生成する。パケット生成部７６で生成された測距データは、インタフェース部を介してＡＰ５ａに送信される。

　ＡＰ５ａは、インタフェース部２８を介して送信された測距データを受信する。測距部７７は、測距データに含まれる２以上のヒストグラムを取得し、例えば図１１と同様の測距処理を行う。

　図１４Ｂは、第３の実施形態における測距システムの第２構成例を示すブロック図である。図１４Ｂの測距システム内の光検出装置４ｄは、図９と同様に画素３０ごとに時間デジタル変換器４１及びヒストグラム生成器４２を有する。また、図１４Ｂの光検出装置４ｄは、図１４Ａと同様に、パケット生成部７６を備える。

　図１５Ａは、パケット生成部７６が生成する測距データの第１例を示す図である。図１５Ａに示す測距データ８０は、スタート部８１、複数のパケット８２、及びエンド部８３を有する。

　スタート部８１は、フレームの先頭を示す識別子と、発光装置３が光パルス信号Ｌ１を発光する２以上の時間間隔（具体的には、発光装置３の発光間隔）の数を有する。

　各パケット８２は、２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数及び画素アレイ部５０内の複数の画素３０の数を含むヘッダ８４と、対応するヒストグラムを構成するヒストグラムデータ８５と、対応するヒストグラムの終了情報を含むフッタ８６を有する。ヒストグラムデータ８５は、対応するヒストグラムを構成する各ビンの受光頻度データを含む。

　エンド部８３は、フレームの終了を示す識別子を有する。

　図１５Ａの測距データ８０は、発光装置３の発光間隔に応じた数のパケット８２を有する。

　図１５Ａに示すように、パケット生成部７６は、２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成する。

　図１５Ｂは、図１５Ａの測距データ８０の伝送順序を示す図である。図１５Ｂに示す測距データ８０は、図６のように４つの発光装置３の発光間隔で測距を行った場合の例である。測距データ８０は、パケット８２として、１６Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ａ、１４Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ｂ、１２Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ｃ及び１０Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ｄを有する。

　ヘッダ８４には、それぞれの測距におけるヒストグラムのビン数が含まれる。具体的には、パケット８２ａ内のヘッダ８４には、ビン数として１６が記録されている。

　各パケット８２ａ、８２ｂ、８２ｃ及び８２ｄ内には、ヒストグラムデータ８５ａが含まれる。ヒストグラムデータ８５ａ内には、画素３０ごとに生成されるヒストグラム８７が含まれている。

　パケット８２ａ内には、ビン数１６のヒストグラム８７が含まれる。

　測距データ８０は、各パケット８２ａ、８２ｂ、８２ｃ及び８２ｄで、それぞれヒストグラム８７のビン数が異なる。従って、測距データ８０のヒストグラムデータ８５ａは可変長であり、データ転送量の最小化ができる。

　測距データ８０は、パケット８２を固定長としてもよい。図１５Ｃはパケット８２を固定長にした測距データ８０の伝送順序を示す図である。具体的には、１４Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ｅ、１２Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ｆ及び１０Ｂｉｎ測距のデータを示すパケット８２ｇは、ヒストグラムデータ８５ｂを含む。ヒストグラムデータ８５ｂは、ヒストグラム８７にそれぞれパディング部８８を付加している。

　パディング部８８は、パケット８２ｅの場合、ビン数１４の各ヒストグラム８７に対し、ビン数２つ分のパディングデータを付加している。パディングデータとして、例えば０が付加される。

　図１５Ａ～１５Ｃで示す測距データ８０は、発光装置３の発光間隔ごとに、別々のパケット８２を設けている。例えば、図１４Ｂに示す光検出装置４ｂは、発光装置３の発光間隔ごとに順繰りに測距処理を行うことができる。また、光検出装置４ｂは、画素３０ごとにヒストグラムを生成できる。この場合、パケット生成部７６はデータの転送順にパケット８２を生成できる。すなわち、パケット生成部７６でヒストグラムデータ等の並び替えを行う必要がなく、高速に測距データを生成できる。

　一方、ＡＰ５ａ内の測距部７７は、画素３０ごとに測距演算を行う際に、複数のパケット８２から、測距演算の対象となる画素３０のデータを抽出する必要がある。

　パケット生成部７６は、画素３０ごとにヒストグラムデータを並び替えてもよい。図１６Ａは、パケット生成部７６が生成する測距データの第２例を示す図である。図１６Ａに示す測距データ９０は、スタート部９１、複数のパケット９２、及びエンド部９３を有する。

　スタート部９１は、フレームの先頭を示す識別子と、複数の画素３０の数及び２以上の時間間隔（発光装置３の発光間隔）の数を有する。

　１つのパケット９２は、画素３０の位置を示す情報を含むヘッダ９４と、２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムを構成するヒストグラムデータ９５と、対応するヒストグラムの終了情報を含むフッタ９６を有する。

　エンド部９３は、フレームの終了を示す識別子を有する。

　図１６Ｂは、測距データ９０の伝送順序を示す図である。図１６Ｂに示す測距データ９０は、図６のように４つの発光装置３の発光間隔で測距を行った場合の例である。測距データ９０は、画素３０ごとのパケット９２を有する。

　ヒストグラムデータ９５には、ビン数１６のヒストグラム９７ａ、ビン数１４のヒストグラム９７ｂ、ビン数１２のヒストグラム９７ｃ及びビン数１０のヒストグラム９７ｄが含まれる。ヒストグラムデータ９５は固定長である。

　このように、第３の実施形態においては、ＡＰ５ａ内に測距部７７を設けるため、光検出装置４ｃ、４ｄからヒストグラムデータを含む測距データをＡＰ５ａに送信する。これにより、測距部７７では第１及び第２の実施形態と同様に、２以上の複製ヒストグラムと再構成ヒストグラムを生成して、そのピーク位置から物体ＯＢＪの距離を精度よく測定できる。第３の実施形態では、光検出装置４ｃ、４ｄ内に測距部を設けなくて済むため、光検出装置４の構造を単純化でき、光検出装置４を小型化できる。また、第１及び第２の実施形態では、光検出装置に測距部を設けて、２以上の複製ヒストグラムと再構成ヒストグラムを生成しており、光検出装置内に高性能の処理能力を持つプロセッサを設ける必要がある。これに対して、第３の実施形態では、もともと高性能の処理能力を持つＡＰ５で２以上の複製ヒストグラムと再構成ヒストグラムを生成するため、既存の測距システムからのハードウェアの変更なしで実現できる。

　（第４の実施形態）
　第１～３の実施形態においては、露光ローテーションごとの、時間デジタル変換器４１のスタートコードを固定としている。これに対して、以下に説明する第４の実施形態では、時間デジタル変換器４１のスタートコードを露光ローテーションごとに変化させることで、測距精度を向上させる。

　図１７Ａに示すように、外乱電波が、露光ローテーション等の処理周期に同期（外乱電波の周波数ｆ＝１／処理周期）している場合、その外乱電波を定在波としてカウントが変調してしまうことがある。これにより、外乱電波によるノイズの影響によって、ヒストグラムＨＳＴhに示すような、擬似ピークが発生することがある。

　これに対し、図１７Ｂは、処理周期ごとに、時間デジタル変換器４１のスタートコードを変化させる例を示す。図１７Ｂは、１３個のビンを有するヒストグラムを生成する１３Ｂｉｎ測距の例を示すが、ヒストグラムのビン数は任意である。図１７Ｂの例では、第１の露光ローテーションにおいて、時間デジタル変換器４１のスタートコードを０とする。すなわち第１の露光ローテーションでは、時間デジタル変換器４１のカウントコードを、０から１２までインクリメントして、ヒストグラムＨＳＴiを生成する。続いて第２の露光ローテーションでは、時間デジタル変換器４１のスタートコードを、例えば１１とする。すなわち第２の露光ローテーションでは、カウントコードを１１から１２までインクリメントした後、カウントコードを０にリセットし、カウントコードを０から１０までインクリメントして、ヒストグラムＨＳＴjを生成する。これにより、外乱電波に起因する擬似ピークの位置をずらすことができる。

　ヒストグラムＨＳＴi及びＨＳＴjのように、ヒストグラムを生成する際の時間デジタル変換器４１のスタートコードを周期的にずらしたヒストグラムを複数生成し、重ね合わせることによって、擬似ピークを分散させることができる。これにより、図１７Ｂの右側の再構成ヒストグラムＨＳＴＬdに示すように、ヒストグラムＨＳＴi及びＨＳＴjのピーク以外を平坦化した再構成ヒストグラムを生成することができる。

　なお、ヒストグラムＨＳＴjは、図１１又は図１３Ａ～１３Ｃで示す、測距部４４におけるヒストグラムの加算処理において、時間デジタル変換器４１のスタートコードだけオフセットして重ね合わせを行う。

　本明細書では、上記で説明した、時間デジタル変換器４１のスタートコードを周期的にずらして、外乱電波に起因する擬似ピークを平坦化する処理を、リニアリティ補正と呼ぶ。

　ここで、リニアリティ補正の周期は、測距の周期に合わせる必要がある。具体的には、１６Ｂｉｎ測距においては１６Ｂｉｎ周期のリニアリティ補正を行う必要がある。

　図１８Ａでは、例えば１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で、リニアリティ補正を行わず、それぞれ同回数の露光を行う例を示す。この場合、１６Ｂｉｎ測距のヒストグラムＨＳＴk及び１４Ｂｉｎ測距のヒストグラムＨＳＴl、またヒストグラムＨＳＴk及びＨＳＴlを複製して重ねた再構成ヒストグラムＨＳＴＬeにおいて、外乱電波に起因する擬似ピークを平坦化できない。このため、測距精度が低下する。一方、図１８Ａでは、１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で露光回数が同数、すなわち１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で露光量が一定であるため、再構成ヒストグラムの最大ピーク値と二番目以降のピーク値との信号量の差は大きくなり、測距の成功確率は高くなる。

　一方、１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で、露光回数が異なる場合においても、測距精度が低下する。例えば１６Ｂｉｎ測距において１６Ｂｉｎ周期のリニアリティ補正を１０サイクル行った場合、露光回数は１６０回となる。また、１４Ｂｉｎ測距において１４Ｂｉｎ周期のリニアリティ補正を１０サイクル行った場合、露光回数は１４０回となる。１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で、リニアリティ補正を同じサイクル数行うと、露光回数に違いが生じる。

　図１８Ｂは、１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で、同サイクル数のリニアリティ補正を行う例を示す。露光回数が異なるため、１６Ｂｉｎ測距のヒストグラムＨＳＴm及び１４Ｂｉｎ測距のヒストグラムＨＳＴnとの間で、ヒストグラムの生成に用いられる受光回数（信号量）に違いが生じる。

　ヒストグラムＨＳＴm及びＨＳＴnを重ね合わせた再構成ヒストグラムＨＳＴＬfにおいては、ヒストグラムＨＳＴmのピーク値を顕在化でき、測距精度が向上する。ところが、１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で露光回数が異なるため、再構成ヒストグラムＨＳＴＬf内の最大ピーク値と二番目以降のピーク値との信号量の差が小さくなり、測距の成功確率が低下する。

　図１８Ｃは、１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で、リニアリティ補正を行うとともに、露光回数を合わせた例を示す。１６Ｂｉｎ測距のヒストグラムＨＳＴo及び１４Ｂｉｎ測距のヒストグラムＨＳＴpは、外乱電波に起因する擬似ピークが平坦化されているとともに、ピーク値の受光回数が略一致している。これにより、ヒストグラムＨＳＴo及びＨＳＴpを重ね合わせた再構成ヒストグラムＨＳＴＬgにおいて、ピーク値が顕在化し、測距精度を向上させることができる。また、図１８Ａでは、１６Ｂｉｎ測距及び１４Ｂｉｎ測距で露光量が一定であるため、測距の成功確率も高くなる。

　露光回数は、各測距の周期の最小公倍数に応じた回数とすれば、複数のＢｉｎ測距で一致させることができる。具体的には、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距を行う場合、各ビン数１６、１４、１２及び１０の最小公倍数１６８０にて、各測距の露光回数を一致させることができる。すなわち、１６Ｂｉｎ測距を１０５回、１４Ｂｉｎ測距を１２０回、１２Ｂｉｎ測距を１４０回、１０Ｂｉｎ測距を１６８回行うことで、各Ｂｉｎ測距の露光回数を一致させる、すなわち露光量を一定にすることができる。

　図１９は、第４の実施形態における、１６Ｂｉｎ測距の測距期間ＳＦＥ１の一例を示す図である。図８で示した通り、測距期間ＳＦＥ１には複数の露光ローテーションＲｔ１が含まれる。図１９では、１６個の露光ローテーションＲｔ１を１つのサイクルとする。１つのサイクル内では、露光ローテーションＲｔ１ごとに時間デジタル変換器４１のスタートコードを変化させ、リニアリティ補正を行う。このようなリニアリティ補正を含むサイクルを１０５回（Ｃｙｃｌｅ１～Ｃｙｃｌｅ１０５）繰り返すことで、露光回数を１６８０にすることができる。１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距も同様である。

　このように、第４の実施形態においては、時間デジタル変換器４１のスタートコードを周期的にずらして、外乱電波に起因する擬似ピークを平坦化するリニアリティ補正を行うとともに、各測距ごとの露光回数を一致させる。これにより、測距の成功確率を向上させるとともに、測距精度を向上させることができる。第４の実施形態は、第１～３の実施形態のいずれにも適用することができる。

　（第５の実施形態）
　第１～４の実施形態においては、再構成ヒストグラムから、１つのピーク値を検出する方法を説明した。再構成ヒストグラムから、複数のピーク値を検出することもできる。第５の実施形態は、複数の物体ＯＢＪを測距するとき等に有効である。

　図２０Ａは、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距において、それぞれ第１ピーク値と第２ピーク値を検出する例を示す図である。すなわち、図２０Ａは、２つの物体ＯＢＪからの反射光パルス信号Ｌ２を受光する例を示している。図２０Ａに示すように、各測距におけるヒストグラムＨＳＴqは、それぞれ第１ピーク値Ｐｅａｋ１と第２ピーク値Ｐｅａｋ２を有する。再構成ヒストグラムＨＳＴＬhにおいては、第１ピーク値ＰｅａｋＬ１以外にも、ヒストグラムＨＳＴq内の第１ピーク値Ｐｅａｋ１の影響を受けたビンが複数存在する（例えば、ＤＰｅａｋＬ）。

　図２０Ｂは、図２０Ａの第１ピーク値Ｐｅａｋ１の影響を受けたビンが出現する理由を説明する図である。図２０Ｂは、説明の簡略化のために、１６Ｂｉｎ測距で生成されたヒストグラムを複製及びタイリングした複製ヒストグラムと、１４Ｂｉｎ測距で生成されたヒストグラムを複製及びタイリングした複製ヒストグラムを合成して、再構成ヒストグラムＨＳＴＬiを生成する例を示している。図２０Ｂの再構成ヒストグラムＨＳＴＬiは、第１ピーク値Ｐｅａｋ１の成分が複数のビンに現れている。この場合、第２ピーク値Ｐｅａｋ２を正しく検出できない場合がある。

　図２０Ｃは、第５の実施形態による測距装置の処理動作を説明する図である。本実施形態では、図２０Ｃに示すように、第１ピーク値Ｐｅａｋ１の検出後に、１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距及び１０Ｂｉｎ測距の各ヒストグラムから第１ピーク値Ｐｅａｋ１の成分を削除したヒストグラムＨＳＴrを生成する。これらのヒストグラムＨＳＴrを複製、タイリング、及び重ね合わせて再構成ヒストグラムＨＳＴＬjを生成することで、第１ピーク値Ｐｅａｋ１の影響を受けることなく、第２ピーク値ＰｅａｋＬ２を検出することができる。図２０Ｄは、図２０Ｂに示した複製ヒストグラムから第１ピーク値Ｐｅａｋ１の成分を削除した上で新たに再構成ヒストグラムを生成する例を示す図である。図２０Ｂの再構成ヒストグラムＨＳＴＬiと比較して、第２ピーク値ＰｅａｋＬ２が再構成ヒストグラムＨＳＴＬkのピーク値となっていることがわかる。

　図２１は、第５の実施形態における測距部４４の処理をフローチャートである。図２１に示すステップＳ７１～Ｓ８６においては、第１ピークを検出するための処理を説明する。また、ステップＳ９１～Ｓ１０６においては、第２ピークを検出するための処理を説明する。

　ステップＳ７１では、発光装置３等を駆動し、測距処理を開始する。光検出装置４は、第１のｂｉｎ数周期で測距（例えば、１６Ｂｉｎ測距）を行い、ヒストグラム生成器４２が生成したヒストグラムを第１メモリ（ＳＲＡＭ４３内の領域）に記憶する（ステップＳ７２、Ｓ７３）。同様に、ステップＳ７４及びＳ７５では、第２のｂｉｎ数周期（例えば、１４Ｂｉｎ周期）で生成したヒストグラムを、ＳＲＡＭ４３内の第２メモリに記憶する。

　これを全ての発光間隔に対して行い、ステップＳ７５及びＳ７６では、第ｎのｂｉｎ数周期で生成したヒストグラムを、ＳＲＡＭ４３内の第ｎメモリに記憶する。

　ステップＳ８１～Ｓ８５は、図１１又は図１３Ａ～１３Ｃで説明した処理と同様の処理を行う。ステップＳ８６において、第１ピークを有する再構成ヒストグラムのビンを取得する。ステップＳ８７において、第２ピーク値を取得するか否かの判定を行い、取得する場合はステップＳ９１に進む。

　ステップＳ９１～Ｓ９４においては、ステップＳ７３等で取得したヒストグラムから、第１ピークを削除するときの、削除する信号量を決定する。

　ステップＳ９１では、ステップＳ８６で取得した第１ピークを有する再構成ヒストグラムのビンに対応するビンを、第１メモリに記憶したヒストグラムから取得する。また、当該ビンの信号量を取得する。

　ステップＳ９２～Ｓ９４においては、ステップＳ７４～Ｓ７７において取得されたヒストグラムについて、それぞれステップＳ９１と同様の処理を行う。これにより、各ヒストグラムから、第１ピークに対応するビンの信号量をそれぞれ取得できる。ステップＳ９４では、取得した信号量のうち、最小の信号量を、第１ピークの信号量とする。

　ステップＳ１０１～Ｓ１０５においては、ステップＳ８１～Ｓ８５と同様に再構成ヒストグラムを生成する。ただし、タイリングの前に、ヒストグラムから第１ピークを削除する。

　具体的に、ステップＳ１０１における処理を説明する。第１メモリに記憶したヒストグラムに対して、ステップＳ９１で発見した第１ピークに対応するビンの信号量から、ステップＳ９４で取得した第１ピークの信号量を差し引く。その後、ステップＳ８１と同様の処理を行う。

　ステップＳ１０６では、ステップＳ８６と同様に、第２ピークを取得する。ステップＳ１０７において、第３ピーク値を取得するか否かの判定を行い、取得する場合は、不図示の第３ピーク値の取得処理へと進む。第３ピーク値を取得する処理においても、第２ピーク値を取得する時と同様に、第１メモリ等に記憶したヒストグラムから、第２ピーク値に対応するビンの信号量を低減する処理を行う。

　このように、第５の実施形態においては、再構成ヒストグラムから第１ピーク値を取得した後、第１ピーク値を削除した再構成ヒストグラムを再生成することにより、第１ピーク値の影響を受けることなく、真の第２ピーク値を正しく検出できる。これにより、測距システム１は、それぞれ異なる場所に配置された複数の物体ＯＢＪを、一回の測距シーケンスで測距することができる。第５の実施形態は、第１～４の実施形態のいずれにも適用することができる。

　（第６の実施形態）
　本開示の時間デジタル変換器４１には、カウント信号伝搬に伴う電源揺動を抑制するために、グレイコードを用いることができる。図２２は、第６の実施形態における時間デジタル変換器４１ａ及びヒストグラム生成器４２ａを示す図である。図２３は後述するグレイコードカウンタが出力するグレイコードを示す図である。

　グレイコードは、図２３に示すように複数ビットからなり、そのうちの１ビットのみが遷移するようにしたコードである。グレイコードの各ビットは別々の配線に接続されるため、グレイコードを用いることで、グレイコードが遷移する際のビット遷移量を最小限に抑制でき、消費電力を削減できる。

　時間デジタル変換器４１ａは、グレイコードカウンタ（Gray Code Counter）１０１及び複数のラッチ部１０２を備える。ヒストグラム生成器４２ａは、ＧＴ（Gray to Thermo）変換部１０３及びビンカウンタ１０４を備える。

　画素３０は、ＳＰＡＤ等などの光電変換素子１０５を含む画素回路から構成されている。光電変換素子１０５は、受光した光に応じた電荷を生成する。画素回路は、光電変換により生じた電荷に応じた受光信号Ｖrcvを時間デジタル変換器４１ａに供給する。

　グレイコードカウンタ１０１は、測距制御部２６から供給される計測開始信号及びクロック信号Ｖclkに基づき、例えば図２３に示すように４ビットのグレイコードを、複数のラッチ部１０２に出力する。

　複数のラッチ部１０２は、画素３０から受光信号Ｖrcvが供給されたタイミングで、グレイコードをラッチする。ラッチされたグレイコードは、デジタル信号Ｖcntとして、ヒストグラム生成器４２ａに供給される。

　ヒストグラム生成器４２ａ内のＧＴ変換部１０３は、グレイコードを受光時刻データに変換する、露光ローテーションの周期ごとに異なる複数の変換テーブルを有する。ＧＴ変換部１０３は、ラッチ部１０２から取得したグレイコードを、そのときの露光ローテーションの周期に応じた変換テーブルによって変換し、ビン番号を取得する。ＧＴ変換部１０３は、取得したビン番号に対応するビンカウンタ１０４に、カウンタインクリメント信号Ｖincを供給する。

　各ビンカウンタ１０４は、対応するカウンタインクリメント信号Ｖincが供給されると、カウント値をインクリメントする。

　このように、ヒストグラム生成器４２ａでヒストグラムを生成する際には、受光データの数をビンごとに蓄積して受光頻度データを生成する処理を行う必要があり、各ビンの受光データをヒストグラム生成器４２ａに送信する際にグレイコードを使用することで、時間デジタル変換器４１ａとヒストグラム生成器４２ａ間の信号遷移量を削減でき、消費電力を抑制できる。

　１６Ｂｉｎ測距、１４Ｂｉｎ測距、１２Ｂｉｎ測距、及び１０Ｂｉｎ測距のそれぞれで、使用するビン数が異なるため、図２３に示すように、各Ｂｉｎ測距では、４ビットのグレイコードの遷移範囲のうち、それぞれ異なる連続範囲を使用する。１６Ｂｉｎ測距では、図２３のＢｉｎ番号０～１５の遷移範囲の１６個のグレイコードを使用する。他のＢｉｎ測距では、１６Ｂｉｎ測距が使用するグレイコードの遷移範囲のうち一部の連続範囲を使用し、使用する連続範囲内の各グレイコードに、Ｂｉｎ番号０から連番の番号を割り当てる。

　図２４Ａは、１４Ｂｉｎ測距に応じたグレイコードの遷移範囲を示している。時間デジタル変換器４１ａは、１４Ｂｉｎ測距では、図２３のグレイコード０００１～１００１の連続範囲を使用し、この連続範囲にＢｉｎ番号０～１３を割り当てる。よって、ヒストグラム生成器４２ａ内のＧＴ変換部１０３が有する１４Ｂｉｎ測距に応じた変換テーブルは、図２４Ａの１４個のグレイコードを、Ｂｉｎ番号０～１３に対応する１４個のビンカウンタ１０４に対応づける。

　同様に、図２４Ｂは１２Ｂｉｎ測距に応じたグレイコードの遷移範囲、図２４Ｃは１０Ｂｉｎ測距に応じたグレイコードの遷移範囲を示す図である。１４Ｂｉｎ測距に応じた変換テーブルと同様に、１２Ｂｉｎ測距に応じた変換テーブル又は１０Ｂｉｎ測距に応じた変換テーブルは、図２４Ｂ又は図２４Ｃのグレイコードを、１２個又は１０個のビンカウンタ１０４に対応づける。

　このように、第６の実施形態においては、時間デジタル変換器４１ａにグレイコードカウンタ１０１を設けるとともに、ヒストグラム生成器４２ａにＧＴ変換部１０３を設けるため、時間デジタル変換器４１ａからヒストグラム生成器４２ａへのビンごとのデジタル信号の信号遷移量を最小限に抑制でき、電源電圧の揺動を抑制できるとともに、消費電力の削減が図れる。

　（第７の実施形態）
　第１～第６の実施形態では、再構成ヒストグラムに基づいて真のピークを抽出している。また、第１～第６の実施形態では、２以上の複製ヒストグラムをビンごとに合算して、再構成ヒストグラムを生成しているが、再構成ヒストグラムは、他の手法で生成してもよい。

　図４Ｄに示すように、真のピークは、全ての複製ヒストグラムがピークを有する箇所に存在する。一方、偽のピークは、少なくとも１つの複製ヒストグラムがピークを持たない箇所に存在する。これらの特徴に基づいて、真のピークを探索することができる。

　図２５Ａは、第７の実施形態に係る再構成ヒストグラムの生成を説明する図である。図２５Ａの左側には、４つの複製ヒストグラムＧＨＳＴａ、ＧＨＳＴｂ、ＧＨＳＴｃ、ＧＨＳＴｄが図示されている。複製ヒストグラムＧＨＳＴａ、ＧＨＳＴｂ、ＧＨＳＴｃ、ＧＨＳＴｄはそれぞれ、４つの異なるＢｉｎ周期の測距ＭｏｄＡ、ＭｏｄＢ、ＭｏｄＣ、ＭｏｄＤにより生成されたヒストグラムを複数個タイリング（複製）したものである。上述のように、４つの複製ヒストグラムはいずれも同じ数のビンを有する。複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄの横軸はビン番号（Ｂｉｎ）を示し、縦軸はビン番号ごとのカウント値（Ｃｏｕｎｔ）を示している。

　また、図２５Ａの右側には、４つの複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄの各ビンのカウント値を大きさ順に並べたカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１、ＳＨＳＴ２、ＳＨＳＴ３、ＳＨＳＴ４が図示されている。カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１～ＳＨＳＴ４の横軸はビン番号（Ｂｉｎ）を示し、縦軸はビン番号ごとのカウント値（Ｃｏｕｎｔ）を示している。複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄの各ビンのカウント値は、大きさ順に、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１～ＳＨＳＴ４のいずれかに割り振られる。すなわち、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１は、各ビンの最大のカウント値を集めて生成され、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ２は、各ビンの２番目に大きなカウント値を集めて生成され、複製ヒストグラムＳＴＳＴ３は、各ビンの３番目に大きなカウント値を集めて生成され、複製ヒストグラムＳＴＳＴ４は、各ビンの最小のカウント値を集めて生成される。

　例えば、複製ヒストグラムＧＨＳＴａ、ＧＨＳＴｂ、ＧＨＳＴｃ、ＧＨＳＴｄには、同一のビン番号を有するビンｂＨＳＴａ、ｂＨＳＴｂ、ｂＨＳＴｃ、ｂＨＳＴｄがそれぞれ含まれる。ビンｂＨＳＴａ～ｂＨＳＴｄのうち、最大のカウント値を有するビンｂＨＳＴｄはカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１に割り振られ、２番目のカウント値を有するビンｂＨＳＴｃはカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ２に割り振られ、３番目のカウント値を有するビンｂＨＳＴａはカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ３に割り振られ、最小のカウント値を有するビンｂＨＳＴｂはカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ４に割り振られる。ビンｂＨＳＴｄは複製ヒストグラムＧＨＳＴｄにおけるピークであるため、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１の該当のビンにはピークが現れる。一方、ビンｂＨＳＴｂは複製ヒストグラムＧＨＳＴｂにおけるピークではないため、カウント順ヒストグラムＳＨＴＳ４の該当のビンにはピークが現れない。

　図２５Ｂは、図２５Ａに示した複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄとカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１～ＳＨＳＴ４との関係を示す図である。また、図２５Ｂには複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄにはそれぞれ、ＭｏｄＡの第１ピークＰＨＳＴａ１（Ａ）、ＭｏｄＢの第１ピークＰＨＳＴｂ１（Ｂ）、ＭｏｄＣの第１ピークＰＨＳＴｃ１（Ｃ）、ＭｏｄＤの第１ピークＰＨＳＴｄ１（Ｄ）が図示されている。第１ピークとは、複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄの同一ビンでの最大カウント値である。上述の通り、第１ピークＰＨＳＴａ１～ＰＨＳＴｄ１は、複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄにそれぞれ複数存在しうる。また、図２５Ｂには真の第１ピークＰＨＳＴ１が図示されている。

　すべてのＭＯＤの第１ピークが揃うタイミングが真の第１ピークである。本実施形態では、すべてのＭＯＤでピークが出現し、かつピークのカウント値が最小のカウント順ヒストグラムを再構成ヒストグラムＲＨＳＴとして使用することにより、真の第１ピークを検出する。

　カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１には最大のカウント値を有するビンが割り振られるため、第１ピークＰＨＳＴａ１～ＰＨＳＴｄ１の多くは、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１に現れる。また、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ１には真のピークと偽のピークとが混在している。

　２番目のカウント値を有するビンが割り振られるカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ２には、２番目のカウント値を有するピークが存在しなければ、ピークが現れない。したがって、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ２には、同じビン番号に少なくとも２つのピークが存在していなければ、ピークが現れない。同様に、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ３には、同じビン番号に少なくとも３つのピークが存在していなければ、ピークが現れない。

　カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ４には、全ての複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄが同じビン番号でピークを有している場合にのみ、ピークが現れる。すなわち、図４Ｄに示すカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ４に現れるピークが、真のピークである。よって、最小のカウント値を有するビンが割り振られるカウント順ヒストグラムＳＨＳＴ４に基づいて、再構成ヒストグラムＲＨＳＴを生成することができる。

　また、図２５Ｂの複製ヒストグラムＧＨＳＴａ、ＧＨＳＴｂ、ＧＨＳＴｃ、ＧＨＳＴｄにはそれぞれ、ＭｏｄＡの第２ピークＰＨＳＴａ２（Ａ’）、ＭｏｄＢの第１ピークＰＨＳＴｂ２（Ｂ’）、ＭｏｄＣの第１ピークＰＨＳＴｃ２（Ｃ’）、ＭｏｄＤの第１ピークＰＨＳＴｄ２（Ｄ’）が図示されている。すべてのＭＯＤの第２ピークが揃うタイミングが真の第２ピークである。これらの第２ピークＰＨＳＴａ２、ＰＨＳＴｂ２、ＰＨＳＴｃ２、ＰＨＳＴｄ２に基づいて、同様に、カウント順ヒストグラムＳＨＳＴ４上で真の第２ピークＰＨＳＴ２を検出できる。なお、図２０Ａ～２０Ｃで説明したように、複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄから第１ピークＰＨＳＴａ１～ＰＨＳＴｄ４の影響をあらかじめ除去した状態で、真の第２ピークＰＨＳＴ２の検出処理を行ってもよい。

　なお、再構成ヒストグラムＲＨＳＴにおいて、真の第１ピークのカウント値は真の第２ピークのカウント値よりも大きくなる。

　図２５Ｂで説明するように、第７の実施形態においては、２以上の複製ヒストグラムＧＨＳＴａ～ＧＨＳＴｄのそれぞれが受光頻度のピーク値を持つ同一のビンを検索し、検索されたビンにおける最小のカウント値（ピーク値）に基づいて、再構成ヒストグラムＲＨＳＴを生成する。本明細書では、上記のように最小のカウント値によって再構成ヒストグラムＲＨＳＴを生成する方式を、ＬＣＰ（Least Count Pickup）方式と呼ぶ。また、第１～第６の実施形態における、２以上の複製ヒストグラムをビンごとに合算して再構成ヒストグラムを生成する方式を、加算方式と呼ぶ。

　図６の再構成ヒストグラムＨＳＴＬａと比べて、図２５Ａの再構成ヒストグラムＲＨＳＴは偽のピークの影響が除去されるため、真のピーク（真の第１ピークＰＨＳＴ１、真の第２ピークＰＨＳＴ２、真の第３ピークＰＨＳＴ３）を精度よく検出できる。

　図２６は、第７の実施形態に係る測距部４４ｂの構成を示すブロック図である。測距部４４ｂは、最小探索部（Ｍｉｎ-Ｓｅａｒｃｈ）１１１と、複数の重み付け部１１２と、メモリ部１１３を有する。最小探索部１１１と複数の重み付け部１１２とは、例えば複製ヒストグラム生成器４５内に配置される。メモリ部１１３は、例えばＳＲＡＭ４６内に配置される。

　測距部４４ｂには、複数のメモリ部１１４から、それぞれ各ビンのデータが入力される。複数のメモリ部１１４は、それぞれ異なるＢｉｎ周期の測距で生成される各ビンのデータを記憶するメモリであり、例えばＳＲＡＭ４３内に配置される。図２６の例では、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＤに対応する４つのメモリ部１１４を有する。ＭｏｄＡに対応するメモリ部１１４は、例えば時間デジタル変換器４１のカウントコードｉをＢｉｎ数Ａで割った余りに基づくカウント値Ｃａ[ｉ％Ａ]を記憶する。同様に、ＭｏｄＢ、ＭｏｄＣ、ＭｏｄＤに対応するメモリ部１１４には、カウント値Ｃｂ[ｉ％Ｂ]、Ｃｃ[ｉ％Ｃ]、Ｃｄ[ｉ％Ｄ]を記憶する。

　最小探索部１１１は、各ビンのデータをカウント値でソートし、カウント値の大きいものから順に、カウント信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に振り分ける。複数（図２６の例では、４つ）の重み付け部１１２は、カウント信号Ｃ１～Ｃ４がそれぞれ入力される。また、重み付け部１１２には、カウント信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に乗じる重み係数ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４が入力される。メモリ部１１３は、重み付け部１１２に重み付けされたカウント信号Ｃ１～Ｃ４を記憶する。

　上述したＬＣＰ方式を採用する場合、重み係数は、例えばｗ１＝ｗ２＝ｗ３＝０、ｗ４＝１に設定される。これにより、カウント信号Ｃ１～Ｃ３の有するカウント値が無視されて、カウント信号Ｃ４に基づいて、再構成ヒストグラム（例えば、図２５Ｂの再構成ヒストグラムＲＨＳＴ）が生成される。なお、測距部４４ｂは、重み係数を調整することで、カウント信号Ｃ１～Ｃ３の有するカウント値の情報を反映させて、再構成ヒストグラムを生成してもよい。大きさ順に応じて重み付けされたカウント値に基づいて、再構成ヒストグラムを生成する方式は、拡張ＬＣＰ方式とも呼ばれる。または、測距部４４ｂは、重み付け部１１２を省略し、最小探索部１１１が抽出したカウント信号Ｃ４をメモリ部１１３に直接入力してもよい。

　このように、第７の実施形態においては、複数の複製ヒストグラムの同一ビンにピークが出現する場合に、そのうちの最小のカウント値を持つ複製ヒストグラムに基づいて再構成ヒストグラムを生成するため、小さいカウント値で真のピークを検出できることからカウンタの回路規模を削減できるとともに、偽のピークの誤検出のおそれを回避できる。第７の実施形態で説明したＬＣＰ方式は、第１～６の実施形態のいずれにも適用することができる。

　（第８の実施形態）
　本開示の測距システム１は、特定の発光装置から発光されて物体で反射された反射光を繰り返し受光して生成されたヒストグラムのピークを検出して測距処理を行うことを前提としているが、特定の発光装置以外の未知の発光体からの光が直接、あるいはこの光が物体で反射された反射光が受光されるおそれがある。未知の発光体からの光に起因する受光光は干渉光であり、測距精度に悪影響を与えかねないため、干渉光の影響を抑制する必要がある。

　図２７は、第８の実施形態に係る測距システム１の干渉光の影響を抑制する手法を説明する図である。上述したように、本開示の測距システム１は、周期性のある反射光パルス信号を繰り返し受光して生成されるヒストグラムのピークに基づいて、測距対象の物体との距離を測定する。したがって、周期性のない干渉光はピークを生成せず、測距には影響を与えない。また、干渉光に周期性がある場合でも、図２７に示すように、測距システム１の発光周期と干渉光の発光周期が異なる場合は、干渉光によるカウント値成分はヒストグラム全体に拡散される。これにより、干渉光によるピークは真のピークに対して十分に小さくなるため、測距には影響を与えない。

　したがって、測距に影響を与えうる干渉光として想定されるのは、本開示の測距システム１の発光周期と同じ発光周期を有する干渉光である。より具体的には、本開示の測距システム１が２つ以上存在するときに、互いに影響を与え合うことが想定される。図２７は、本開示の第８の実施形態に係る測距システム１（Ｓｙｓｔｅｍ＿１）が他の測距システム（Ｓｙｓｔｅｍ＿２）の発光周期と異なる発光周期で測距を行う例を示す。より具体的には、Ｓｙｓｔｅｍ＿２がＭｏｄＢの測距を行っているときに、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はＭｏｄＢとはＢｉｎ周期の異なるＭｏｄＡの測距を行う。これにより、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はＳｙｓｔｅｍ＿２から受ける干渉光の影響を抑制できるとともに、Ｓｙｓｔｅｍ＿１からＳｙｓｅｍ２に与える干渉光の影響を抑制することもできる。なお、本明細書ではＢｉｎ周期のことをＭＯＤと呼ぶことがある。

　第８の実施形態に係る測距システム１は、上述した干渉光の影響を抑制する干渉抑制部１２０を備える。干渉抑制部１２０は、例えば、図１の制御部２２に内蔵される。あるいは、制御部２２とは別個に設けられてもよい。

　図２８は、第８の実施形態に係る干渉抑制部１２０を示すブロック図である。干渉抑制部１２０は、干渉検出部１２１、同期判定部１２２、及び周期検出部１２３を有する。干渉検出部１２１は、未知の光パルス信号（すなわち、図２７の干渉光）による干渉の有無を検出する。同期判定部１２２は、干渉検出部１２１にて干渉が検出されると、干渉光の周期切替に同期させることが可能か否かを判定する。周期検出部１２３は、干渉光の複数の周期の切替順序を検出する。干渉検出部１２１、同期判定部１２２、及び周期検出部１２３は、ヒストグラム生成器４２に対して、干渉光を検出するためのヒストグラムを生成させる。

　また、干渉検出部１２１、同期判定部１２２、及び周期検出部１２３は、干渉光の影響を回避するために、発光タイミング制御部２３に対して、発光装置３の発光タイミングを制御させる。発光タイミング制御部２３は、図２７で説明するように、干渉光の発光周期と異なる発光周期、すなわち、干渉光の複数の時間間隔とは異なる時間間隔で、発光装置３を繰り返し発光させる。または、発光タイミング制御部２３は、干渉光の複数の時間間隔の並び（すなわち、周期の切替順序）とは異なる並び（周期の切替順序）で、発光装置３を繰り返し発光させる。

　図２９は、第８の実施形態に係る干渉光の抑制手法を実現するフローチャートである。まず、第８の実施形態に係る測距システム１は、測距を開始する前に、Ｌｉｓｔｅｎモードに設定される（ステップＳ１２１）。Ｌｉｓｔｅｎモードでは、発光装置３による発光を停止させるとともに、光検出装置４は受光処理を行って、未知の光パルス信号（すなわち、干渉光）を検出する。ステップＳ１２１においては、例えば図２８の干渉検出部１２１が、発光タイミング制御部２３に発光装置３の発光を停止させるとともに、干渉光の有無を測距制御部２６に監視させる。

　干渉検出部１２１は、干渉光の有無の判定を行う（ステップＳ１２２）。ここで、干渉光とは、上述したように、周期的に受光される光であり、周期性のない受光光は干渉光とはみなされない。干渉光が検出されない場合、測距システム１は通常測距モードに設定される（ステップＳ１２３）。具体的には、発光装置３が発光を開始するとともに、光検出装置４によって通常の多周波測距が行われる。通常の多周波測距とは、第１～第７の実施形態のいずれかによる測距である。

　ステップＳ１２２で干渉光が検出された場合、同期引き込みが行われる（ステップＳ１２４）。同期引き込みとは、干渉光の周期を特定する処理を指す。同期判定部１２２は、干渉光のいずれかの周期に、測距システム１の特定のＭＯＤの周期を同期させることを試みる。干渉光のいずれかの周期が、測距システム１の特定のＭＯＤの周期と同一であれば、両者の位相を揃えることで同期は可能である。同期判定部１２２は、同期引き込みの成否を判定する（ステップＳ１２５）。

　ステップＳ１２５で同期引き込みが成功した場合、これに基づいて干渉光のさらなる解析が行われる。周期検出部１２３は、干渉光が複数の周期を順繰りに切り替えている場合には、その切替順序を検出する（ステップＳ１２６）。この処理は、干渉光が本開示に係る測距システムと同様の切替順で複数の周期を切り替えて測距を行っているか否かを検出するために行われる。この処理は、他機のＭＯＤの切替順序（以下、ＭＯＤ順）を検出することから、他機ＭＯＤ順序検出モードとも呼ばれる。

　他機ＭＯＤ順序検出モードにおいて、干渉抑制部１２０は、測距システム１のＭＯＤ順を変更しながら干渉の程度を確認することで、他機のＭＯＤ順を検出する。まず、ステップＳ１２６で設定されたＭＯＤ順により、周期検出部１２３が他機のＭＯＤ順の検出を成功したか否かが判定される（ステップＳ１２７）。

　周期検出部１２３が他機のＭＯＤ順の検出に成功した場合、干渉抑制部１２０は、他機のＭＯＤ順に基づいて測距システム１のＭＯＤ順を変更する（ステップＳ１２８）。ここでは、他機のＭＯＤ順と相違するように測距システム１のＭＯＤ順を変更する。測距システム１のＭＯＤ順を他機のＭＯＤ順と相違させることで、干渉光の影響を回避することができる。
ステップＳ１２８の測距モードは、他機同期ＭＯＤ順変更測距モードとも呼ばれる。

　ステップＳ１２７において周期検出部１２３が他機のＭＯＤ順の検出に失敗した場合、干渉抑制部１２０は、全てのＭＯＤ順で他機ＭＯＤ順の検出が行われたかを判定する（ステップＳ１２９）。まだ他機ＭＯＤ順の検出が行われていないＭＯＤ順がある場合、干渉抑制部１２０は、測距システム１のＭＯＤ順を、他機ＭＯＤ順の検出がまだ行われていないＭＯＤ順に変更する（ステップＳ１３０）。これにより、再び周期検出部１２３が他機ＭＯＤ順の検出を行うとともに、ステップＳ１２７の判定が行われる。

　ステップＳ１２７～Ｓ１３０は、他機のＭＯＤ順の検出に成功するか、全てのＭＯＤ順で他機ＭＯＤ順の検出が失敗するまで繰り返される。ステップＳ１２９で全てのＭＯＤ順で他機ＭＯＤ順の検出が行われたと判定された場合は、他機ＭＯＤ順の特定に失敗したものとみなされる。

　ステップＳ１２５で同期引き込みが失敗した場合、又は、他機ＭＯＤ順の特定に失敗した場合、同期判定部１２２は他機との同期が不可能と判定する。これにより、測距システム１は干渉緩和測距モードでの測距を行う。具体的には、測距システム１はＭＯＤ順、ＭＯＤの切替間隔をランダム化して測距を行うことで、他機からの測距への干渉を緩和させる。

　図３０Ａ及び図３０Ｂは、図２９のステップＳ１２１で実行されるＬｉｓｔｅｎモードの詳細を説明する図である。図３０Ｃは、図２９のステップＳ１２４で実行される同期引き込みの詳細を説明する図である。図３０Ａ～３０Ｃは、本開示の第８の実施形態に係る測距システム１（Ｓｙｓｔｅｍ＿１）と、他の測距システム（Ｓｙｓｔｅｍ＿２）の周期との周期切替タイミングを図示する。Ｓｙｓｔｅｍ＿１とＳｙｓｔｅｍ＿２とは、それぞれＢｉｎ周期が異なる（すなわち、ＰＲＩも異なる）ＭｏｄＡ、ＭｏｄＢ、ＭｏｄＣを切り替えながら測距を行う。ＭｏｄＡ、ＭｏｄＢ、ＭｏｄＣは、この順でＢｉｎ周期（及び、ＰＲＩ）が長いものとする。なお、本明細書では、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣがそれぞれ１つずつ含まれる一連の測距期間を、ＭＯＤサイクルとも呼ぶ。

　また、Ｓｙｓｔｅｍ＿１（及び、Ｓｙｓｔｅｍ＿２）では、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣの各ＭＯＤ周期（露光期間）Ｒemを同一としている。これにより、後述の同期引き込みにおいて、ＭＯＤ切替のタイミングをＳｙｓｔｅｍ＿１とＳｙｓｔｅｍ＿２とで同期させることができる。なお、ＭｏｄＣはＭｏｄＡよりも１つのＰＲＩが短いため、ＰＲＩ数が増えてしまう。ＰＲＩ数の違いによる影響は、例えばカウント値の重み付け等により補正できる。

　図３０Ａにおいては、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、測距を開始する前に、ステップＳ１２１のＬｉｓｔｅｎモードに設定される。Ｌｉｓｔｅｎモードにおいて、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は発光装置３の発光を停止させている状態で、複数のＢｉｎ周期のうち、いずれか一つのＢｉｎ周期を用いて干渉光の検出を行う。Ｌｉｓｔｅｎモードでは、いずれか一つのＭＯＤ周期を繰り返し使用してヒストグラムを生成する。図３０Ａの例では、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はＭｏｄＡと同じＢｉｎ周期のＭｏｄＡａ、ＭｏｄＡｂ、ＭｏｄＡｃで干渉光の検出を行っている。ＭｏｄＡａ、ＭｏｄＡｂ、ＭｏｄＡｃはそれぞれ独立してカウント値を蓄積し、それぞれ独立してヒストグラムを生成する。図３０Ａでは、Ｓｙｓｔｅｍ＿２が先行して通常の多周波測距を行っている。このため、ＭｏｄＡａ～ＭｏｄＡｃでは、Ｓｙｓｔｅｍ＿２からの干渉光に基づいて、ヒストグラムが生成される。

　Ｌｉｓｔｅｎモードにおいては、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、ＭｏｄＡの代わりに、ＭｏｄＢ又はＭｏｄＣと同じＢｉｎ周期で干渉光の検出を行ってもよい。なお、露光無駄の削減及び同期誤差の低減のためには、最もＢｉｎ周期が長く、かつＰＲＩ数が少ないＢｉｎ周期（すなわち、図３０ＡではＭｏｄＡのＢｉｎ周期）で干渉光の検出動作を行うのが効率的である。

　図３０Ａに示すように、Ｓｙｓｔｅｍ＿２がＭｏｄＡの光を発光している期間は、Ｓｙｓｔｅｍ＿１とＳｙｓｔｅｍ＿２とでＢｉｎ周期が同一となり、干渉を受ける期間（以下、他機干渉期間）である。図３０Ａの例では、ＭｏｄＡｂにおける期間ＲＡｂとＭｏｄＡｃにおける期間ＲＡｃが、他機干渉期間である。ＭｏｄＡａには、他機干渉期間が存在しない。

　期間ＲＡｂ及びＲＡｃを合算すると、Ｓｙｓｔｅｍ＿２のＭｏｄＡの露光期間Ｒｅｍと一致する。Ｓｙｓｔｅｍ＿１のＭＯＤ切替の周期は、Ｓｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ切替の周期と比較して、間隔Ｄemだけズレがある。露光期間Ｒｅｍのうち、どれだけの期間が期間ＲＡｂ（又は、期間ＲＡｃ）に割り当てられるかは、間隔Ｄemの長さに応じて変化する。なお、間隔Ｄemは、図３０Ａに示す通り期間ＲＡｃと同一の長さである。

　図３０Ｂは、ＭｏｄＡａ～ＭｏｄＡｃにおいて生成されるヒストグラムのピークを示す図である。他機干渉期間のあるＭｏｄＡｂ及びＭｏｄＡｃにおいては、ピークＰＡｂ、ピークＰＡｃが発生する。他機干渉期間のないＭｏｄＡａでは、ピークが発生しない。

　Ｌｉｓｔｅｎモードでは、図２９のステップＳ１２２に示したように、複数のＭＯＤで生成された複数のヒストグラムがピークを有するか否かによって、干渉光の有無が検出される。Ｌｉｓｔｅｎモードで生成された複数のヒストグラムのいずれもがピークを有していない場合、他機干渉期間が存在せず、すなわち干渉光がないことがわかる。この場合、図２９のステップＳ１２３に示したように、測距システム１は通常測距モードに設定される。また、複数のヒストグラムのうちの１つでもピークを有している場合は、干渉光があることが検出できる。

　図３０Ｂにおいては、ピークＰＡｂ、ＰＡｃにより、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はＭｏｄＡのＢｉｎ周期と同一の発光周期を有する干渉光があることが検出できる。

　Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、図２９のステップＳ１２４に示したように、干渉光があることが検出された場合、図３０Ｂのヒストグラムに基づいて同期引き込みを行う。Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、Ｌｉｓｔｅｎモードで生成された複数のピークから、干渉光との周期切替タイミングのズレを検出するとともに、検出されたズレに基づいて干渉光と周期切替タイミングを同期させる。

　図３０Ｂに示す、ピークＰＡｂ及びＰＡｃはそれぞれ、他機干渉期間ＲＡｂ、ＲＡｃの長さに応じたカウント値（以下、ピークカウント値）ＣｎＡｂ、ＣｎＡｃを有する。Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、ピークカウント値ＣｎＡｂ、ＣｎＡｃの差分から他機干渉期間ＲＡｂ、ＲＡｃを検出できるとともに、干渉光との周期切替タイミングのズレである間隔Ｄemを検出できる。

　図３０Ｃは、同期引き込みを示す図である。Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、図２９のステップＳ１２５に示したように、同期引き込みの成否を確認するため、Ｌｉｓｔｅｎモードと同様に、複数のＭＯＤ周期の干渉光を検出し複数のヒストグラムを生成する。同期引き込みに成功している場合、複数のＭＯＤ周期のうちの１つのみが他機干渉期間を有し、複数のヒストグラムのうちの１つのみがピークを有する。図３０Ｃの例では、ＭｏｄＡａ～ＭｏｄＡｃのうちＭｏｄＡｂのみが他機干渉期間を有し、ＭｏｄＡｂのみがヒストグラムにピークＰＡが出現する。また、ピークＰＡは、露光期間Ｒｅｍに応じたピークカウント値を有する。

　複数のヒストグラムのうち２以上のヒストグラムがピークを有している場合は、同期引き込みは失敗である。同期引き込みに失敗した場合、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は後述の干渉緩和測距モードでの測距を行う。なおＳｙｓｔｅｍ＿１は、同期引き込み後に検出されたピークが、露光期間Ｒｅｍに応じた所定の閾値以上のピークカウント値を有するか否かによって、同期引き込みの成否を判定してもよい。

　図３１Ａ及び図３１Ｂは、図２９のステップＳ１２６、Ｓ１２７に示したように、他機ＭＯＤ順序検出モードを説明する図である。Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、発光装置３の発光を停止させている状態で、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣによって干渉光の検出を行う。また、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣの順序を種々に入れ替えて、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣのそれぞれごとにヒストグラムを生成する。Ｓｙｓｔｅｍ＿１が入れ替えた特定のＭＯＤ順がＳｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ順と一致すると、図３１Ａに示すように、各ＭＯＤ周期に対応する３つのヒストグラムのいずれでもピークが検出される。すなわち、３つのヒストグラムのそれぞれでピークが検出された場合のＳｙｓｔｅｍ＿１のＭＯＤ順は、Ｓｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ順と同じである。これにより、他機ＭＯＤ順序検出モードでは、Ｓｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ順を容易に検出できる。

　図３１Ｂは、他機ＭＯＤ順序検出モードの失敗例を示す図である。図３１Ｂは、Ｓｙｓｔｅｍ＿１とＳｙｓｔｅｍ＿２は異なるＭＯＤ順を有する例を示す。より具体的には、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣのうち、ＭｏｄＡについては順番が同じだが、ＭｏｄＢ及びＭｏｄＣの順番が異なっている。これにより、ＭｏｄＡのみが他機干渉期間を有し、ＭｏｄＡのみで、ヒストグラムにピークが出現する。Ｓｙｓｔｅｍ＿１は複数のヒストグラムのうち、１つでもピークを有していないヒストグラムがある場合、図２９のステップＳ１３０に示したように、ＭＯＤ順を変更して再び干渉光の検出と、複数のヒストグラムの生成を行う。

　なお、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はランダムにＭＯＤ順を変更してもよいし、ヒストグラムにピークが出現しなかったＭＯＤ（図３１Ｂでは、ＭｏｄＢ及びＭｏｄＣ）のみＭＯＤ順を変更してもよい。また、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は図３０Ｃの同期引き込みのピークを確認することにより、ＭｏｄＡの順番をあらかじめ特定してもよい。例えば、図３０ＣではＭｏｄＡはＭｏｄＡｂの位置にあると特定できる。

　Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、ＭＯＤ順の変更と各ＭＯＤ周期でのヒストグラムのピークの検出と、を繰り返す。ＭＯＤ順の全ての組み合わせで、図３１Ａに示すような他機ＭＯＤ順序検出の成功が確認できなかった場合、図２９のステップＳ１２９に示したように、Ｓｙｓｙｔｅｍ＿１は他機ＭＯＤ順序検出に失敗したと判断する。この場合、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は干渉緩和測距モードでの測距を行う。

　上記のように、測距システム１は、発光装置３が発光していない状態でヒストグラム生成器４２が生成するヒストグラムを用いることで、干渉光の有無の検出、同期引き込み及び他機のＭＯＤ順の検出ができる。

　図３２は、図２９のステップＳ１２８に示した他機同期ＭＯＤ順変更測距モードを示す図である。Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、図３１Ａに示すように、他機ＭＯＤ順序検出モードによってＳｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ順を検出すると、図３２に示すように、Ｓｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ順をずらしてＳｙｓｔｅｍ＿１に適用する。具体的には、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、図３２に示すように、Ｓｙｓｔｅｍ＿２のＭＯＤ順を１つのＭＯＤ周期分ずらしたＭＯＤ順を用いて発光装置３を発光させる。

　なお、他機ＭＯＤ順序検出モードで、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣの全てでピークを有さない（すなわち、他機のＭＯＤ順とは異なる）ＭＯＤ順が検出された場合、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はそのＭＯＤ順を用いて発光装置３を発光させてもよい。上記の通り、測距システム１は、周期検出部１２３で検出された他機のＭＯＤ順を時間的にずらしたＭＯＤ順、又は検出された他機のＭＯＤ順とは異なるＭＯＤ順で、多周波測距を行う。

　図３３は、干渉緩和測距モード（図２９のステップＳ１３１）を示す図である。同期引き込み又は他機ＭＯＤ順序検出に失敗した場合、Ｓｙｓｔｅｍ＿１における複数のＭＯＤ周期をそのまま使用すると、Ｓｙｓｔｅｍ＿２との干渉の影響を少なからず受けるおそれがある。

　この場合、Ｓｙｓｔｅｍ＿１はＭＯＤ順とＭＯＤ周期を固定にせずにランダム化して測距を行う。これにより、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は他機干渉期間を細かく拡散させ、他機干渉を緩和させる。図３３の例では、Ｓｙｓｔｅｍ＿１は、ＭｏｄＡでＭＯＤ周期がランダム化されたＭｏｄＡ_１～ＭｏｄＡ_lと、ＭｏｄＢでＭＯＤ周期がランダム化されたＭｏｄＢ_１～ＭｏｄＢ_ｍと、ＭｏｄＣでＭＯＤ周期がランダム化されたＭｏｄＣ_１～ＭｏｄＣ_ｎとを、ランダムに切り替えながら測距を行う。また、ＭｏｄＡ_１～ＭｏｄＡ_l、ＭｏｄＢ_１～ＭｏｄＢ_ｍ、ＭｏｄＣ_１～ＭｏｄＣ_ｎは、それぞれランダムな露光期間及びＰＲＩ数を有する。

　なお、干渉緩和測距モードにおいては、ＭｏｄＡ～ＭｏｄＣで生成されるヒストグラムの受光頻度の総数に差が生じないように、ＰＲＩ数の総数を同じとする。具体的には、ＭｏｄＡ_１～ＭｏｄＡ_lのＰＲＩ数の総和、ＭｏｄＢ_１～ＭｏｄＢ_ｍのＰＲＩ数の総和、ＭｏｄＣ_１～ＭｏｄＣ_ｎのＰＲＩ数の総和は、全て同じになるように調整する。

　干渉緩和測距モードでは、発光タイミング制御部２３は、干渉光との干渉が緩和されるように、発光装置３の発光タイミングを制御する。上記の通り、発光装置３は、複数のヒストグラムを生成するのに用いられる光パルス信号の総数が等しくなるように、複数の光パルス信号のそれぞれの発光期間をランダム化する。

　干渉緩和測距モードは、Ｓｙｓｔｅｍ＿１と同様にランダムなＭＯＤ順、ＭＯＤの切替間隔で多周波測距を行うＳｙｓｔｅｍ＿２ａ、一律なＭｏｄ順序とＭｏｄ切替間隔で多周波測距を行うＳｙｓｔｅｍ＿２ｂ、又は単一のＢｉｎ周期Ｘで通常方式の測距を行うＳｙｓｔｅｍ＿２ｃのいずれに対しても、Ｓｙｓｔｅｍ＿１の測距への干渉を緩和させることができる。

　このように、本開示の第８の実施形態に係る測距システム１では、まず、特定のＭＯＤ周期に設定した状態で、干渉光を繰り返し受光して、干渉光が特定のＭＯＤ周期を有するか否かを検出する。干渉光が特定のＭＯＤ周期を有する場合には、同期引き込みを行った後、干渉光における複数のＭＯＤ周期の切替順序を検出する。干渉光における複数のＭＯＤ周期の切替順序が検出できたら、干渉光とは異なるＭＯＤ周期に切り替えて第１～第７の実施形態と同様の測距処理を行う。これにより、本開示に係る測距システムと同様に複数のＭＯＤ周期を切り替える干渉光が受信される環境下でも、干渉光の影響を受けることなく、高精度の測距処理を行うことができる。

　（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３４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３４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３４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３５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３５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３４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３４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３４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、本実施形態に係る測距部４４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。

　また、図１を用いて説明した測距システム１の少なくとも一部の構成要素は、図３４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。

　なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
　（１）第１時間間隔で発光された第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、
　前記第１時間範囲内に受光された前記第１反射光パルス信号の受光頻度を予め定めた固定の単位期間ごとに分類した第１ヒストグラムを生成するとともに、前記第２時間範囲内に受光された前記第２反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した第２ヒストグラムを生成するヒストグラム生成器と、を備える、光検出装置。
　（２）前記第１ヒストグラムを前記第１時間間隔に応じた第１個数分複製した第１複製ヒストグラムを生成するとともに、前記第２ヒストグラムを前記第２時間間隔に応じた第２個数分複製した第２複製ヒストグラムを生成する複製ヒストグラム生成器を備える、
（１）に記載の光検出装置。
　（３）前記受光部は、それぞれ異なる前記第１時間間隔及び前記第２時間間隔を含む２以上の時間間隔で発光された２以上の光パルス信号が前記物体で反射された２以上の反射光パルス信号を、それぞれ異なる２以上の時間範囲内に受光し、
　前記ヒストグラム生成器は、前記２以上の時間範囲内に受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した２以上のヒストグラムを生成し、
　前記複製ヒストグラム生成器は、前記２以上のヒストグラムのそれぞれを、対応する前記時間間隔に応じた個数分複製した２以上の複製ヒストグラムを生成し、
　前記ヒストグラム生成器が生成する前記２以上のヒストグラムは、前記第１ヒストグラム及び前記第２ヒストグラムを含み、
　前記複製ヒストグラム生成器が生成する前記２以上の複製ヒストグラムは、前記第１複製ヒストグラム及び前記第２複製ヒストグラムを含む、
（２）に記載の光検出装置。
　（４）前記受光部は、第１方向及び第２方向に２以上ずつ配置される複数の画素を有し、
　前記複数の画素のそれぞれは、前記２以上の時間範囲内に前記２以上の反射光パルス信号を受光する、
（３）に記載の光検出装置。
　（５）前記２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器を備え、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、前記２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数及び前記複数の画素の数を含むヘッダと、対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
（４）に記載の光検出装置。
　（６）前記２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器を備え、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記複数の画素の数及び前記２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、画素位置を示す情報を含むヘッダと、前記２以上のヒストグラムのうち対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
（４）に記載の光検出装置。
　（７）前記第１複製ヒストグラム及び前記第２複製ヒストグラムを含む前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれのピーク位置に対応する受光時刻が一致する場合の前記受光時刻、又は前記２以上の複製ヒストグラムのビン数を揃えて合成した再構成ヒストグラムの最大ピーク位置に対応する受光時刻に基づいて前記物体の距離を計測する測距部を備える、
（４）乃至（６）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（８）前記測距部は、前記２以上の複製ヒストグラムをビンごとに合算して、前記再構成ヒストグラムを生成する、
（７）に記載の光検出装置。
　（９）前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれは、同じ数のビンを有し、
　前記測距部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれが受光頻度のピーク値を持つ同一のビンを検索し、検索されたビンにおける最小のピーク値に基づいて、前記再構成ヒストグラムを生成する、
（７）に記載の光検出装置。
　（１０）前記第１方向に配置される２以上の前記画素からなる第１画素群ごとに配置される複数の時間デジタル変換器及び複数の前記ヒストグラム生成器を備え、
　前記複数の時間デジタル変換器のそれぞれは、対応する前記第１画素群内の各画素で受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を順に生成し、
　前記複数のヒストグラム生成器のそれぞれは、対応する前記時間デジタル変換器で順に生成された前記デジタル信号に基づいて、前記２以上のヒストグラムを生成する、
（４）乃至（９）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（１１）前記第２方向に配置される２以上の前記画素からなる第２画素群が、前記第１方向に複数配置されており、
　複数の前記第２画素群が順に選択されて、選択された前記第２画素群内の各画素は、前記２以上の反射光パルス信号に応じた受光信号を並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力する、
（１０）に記載の光検出装置。
　（１２）前記選択された前記第２画素群内の各画素は、１フレーム期間に前記２以上の反射光パルス信号に応じた２以上の受光信号を順に出力し、出力された前記第２画素群内の各画素の受光信号は並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力される、
（１１）に記載の光検出装置。
　（１３）前記画素ごとに配置される複数の時間デジタル変換器及び複数の前記ヒストグラム生成器を備え、
　前記複数の時間デジタル変換器のそれぞれは、対応する画素で受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を生成し、
　前記複数のヒストグラム生成器のそれぞれは、対応する前記時間デジタル変換器で生成された前記デジタル信号に基づいて、前記２以上のヒストグラムを生成する、
（４）乃至（９）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（１４）前記複数の画素のそれぞれは、１フレーム期間に前記２以上の反射光パルス信号に応じた２以上の受光信号を順に出力し、出力された各画素の受光信号は並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力される、
（１３）に記載の光検出装置。
　（１５）前記時間デジタル変換器は、受光時刻に応じたグレイコードを出力し、
　前記ヒストグラム生成器は、前記グレイコードを受光時刻データに変換する変換テーブルを有する、
（１０）乃至（１４）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（１６）前記２以上の時間間隔の最小公倍数に応じた数のビン数を持つ前記２以上の複製ヒストグラムを記憶する記憶部を備える、
（３）乃至（１５）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（１７）前記２以上の時間間隔のうち最大の時間間隔に対応する前記ヒストグラムのビン数に応じた記憶容量を有する記憶部を備える、
（３）乃至（１５）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（１８）前記最大の時間間隔に対応する前記ヒストグラムを１単位として前記記憶部に記憶するとともに、前記最大の時間間隔を除く前記２以上の時間間隔に対応する前記ヒストグラムを前記１単位に拡張して前記記憶部に記憶するビン拡張部と、
　前記２以上の時間間隔に対応する前記２以上のヒストグラムを前記１単位ずつ含む前記記憶部の記憶領域内で、前記２以上のヒストグラムのピークの受光時刻が一致する場所を検出する処理を複数の前記１単位ごとに繰り返すピーク検出部と、
　前記複数の１単位の中から前記ピークの最大値を検出する最大ピーク検出部と、
　前記ピークの最大値が、対応する前記記憶領域内の中央にシフトさせるシフト部と、
　前記シフト部でシフトされた前記記憶領域内で重心演算を行う重心演算部と、を備える、（１７）に記載の光検出装置。
　（１９）前記ヒストグラム生成器は、前記２以上の時間間隔のそれぞれで、繰り返し前記光パルス信号を発光させたときに繰り返し得られる前記２以上の反射光パルス信号に基づいて前記２以上のヒストグラムを生成し、前記２以上のヒストグラムを生成する際の開始時刻を周期的にずらすことにより、前記２以上のヒストグラムのピーク以外の頻度数を平坦化する、
（３）乃至（１８）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（２０）未知の光パルス信号による干渉の有無を検出する干渉検出部を備え、
　前記測距部は、前記干渉検出部により前記干渉がないことが検出された場合に、前記再構成ヒストグラムに基づいて前記物体の距離を計測する、
（７）乃至（９）のいずれか一項に記載の光検出装置。
　（２１）前記干渉検出部にて前記干渉が検出されると、前記未知の光パルス信号の周期切替に同期させることが可能か否かを判定する同期判定部を備え、
　前記ヒストグラム生成器は、前記同期判定部にて同期させることが可能と判定されると、前記未知の光パルス信号に同期させて、前記２以上のヒストグラムを生成する、
（２０）に記載の光検出装置。
　（２２）前記未知の光パルス信号の周期の切替順序を検出する周期検出部を備え、
　前記ヒストグラム生成器は、前記周期検出部で検出された周期の切替順序を時間的にずらした切替順序、又は前記周期検出部で検出された周期の切替順序とは異なる切替順序で、前記２以上のヒストグラムを生成する、
（２１）に記載の光検出装置。
　（２３）前記同期判定部にて同期させることが不可能と判定されると、前記未知の光パルス信号との干渉が緩和されるように前記第１光パルス信号及び前記第２光パルス信号を含む光パルス信号の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部を備える、
（２１）又は（２２）に記載の光検出装置。
　（２４）前記発光タイミング制御部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれに含まれる複数のヒストグラムのそれぞれを生成するのに用いられる２以上の光パルス信号の発光期間をランダム化する、
（２３）に記載の光検出装置。
　（２５）前記発光タイミング制御部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれごとに、前記複数のヒストグラムを生成するのに用いられる光パルス信号の総数が等しくなるように、前記２以上の光パルス信号の発光期間をランダム化する、
（２４）に記載の光検出装置。
　（２６）発光装置と、
　（３）乃至（２５）のいずれか一項に記載の光検出装置と、を備える測距システムであって、
　前記発光装置は、
　前記第１時間間隔で複数の前記第１光パルス信号を発光する第１発光部と、
　前記第２時間間隔で複数の前記第２光パルス信号を発光する第２発光部と、を有し、
　前記光検出装置は、前記第１発光部が前記第１時間間隔で前記第１時間範囲に応じた数の前記第１光パルス信号を発光した後、前記第１発光部が前記第２時間間隔で前記第２時間範囲に応じた数の前記第２光パルス信号を発光するように、前記第１発光部及び前記第２発光部を制御する発光タイミング制御部を有する、
測距システム。
　（２７）前記発光装置は、前記２以上の時間間隔で、前記２以上の光パルス信号のそれぞれを、対応する前記時間範囲に応じた数だけ発光し、
　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の光パルス信号を順繰りに発光させる制御を行う、
（２６）に記載の測距システム。
　（２８）前記光検出装置は、未知の光パルス信号を検出する干渉検出部を備え、
　前記発光タイミング制御部は、前記干渉検出部で検出された前記未知の光パルス信号を発光させる前記２以上の時間間隔の並びとは異なる並びで、又は前記２以上の時間間隔とは異なる時間間隔で、前記発光装置を繰り返し発光させる、
（２６）又は（２７）に記載の測距システム。
　（２９）前記ヒストグラム生成器は、前記発光装置を発光させない状態で前記未知の光パルス信号に基づいて前記２以上のヒストグラムを生成し、
　前記干渉検出部は、前記２以上のヒストグラムに基づいて前記未知の光パルス信号による干渉の有無を検出する、
（２８）に記載の測距システム。
　（３０）第１時間間隔で複数の第１光パルス信号を発光する第１発光部と、
　前第２時間間隔で複数の第２光パルス信号を発光する第２発光部と、を有する発光装置と、
　前記第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、
　前記第１反射光パルス信号に基づいて生成された第1ヒストグラム及び前記第２反射光パルス信号に基づいて生成された第２ヒストグラムを含む２以上のヒストグラムを有する測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器と、
を備える測距システムであって、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記第１時間間隔及び前記第２時間間隔を含む２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、前記２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数を含むヘッダと、対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
測距システム。

　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　測距システム、２　全体制御部、３　発光装置、４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ　光検出装置、５、５ａ　ＡＰ、１１　第１発光部、１２　第２発光部、２１　クロック生成部、２２　制御部、２３　発光タイミング制御部、２４、２４ａ、２４ｂ　駆動回路、２５　受光部、２６　測距制御部、２７　測距処理部、２８　インタフェース部、３０　画素、４１、４１ａ　時間デジタル変換器、４２、４２ａ　ヒストグラム生成器、４４、４４ａ、４４ｂ、７７　測距部、４５　複製ヒストグラム生成器、５０、５０ａ、５０ｂ　画素アレイ部、５１　第１画素群、５２、５２ａ　第２画素群、６１　信号線、６２　列選択回路、６３　列選択線、６４　行選択回路、６５　行選択線、７１　ビン拡張部、７２　ピーク検出部、７３　最大ピーク検出部、７４　シフト部、７５　重心演算部、７６　パケット生成部、８０、９０　測距データ、８１、９１　スタート部、８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅ、８２ｆ、８２ｇ、９２　パケット、８３、９３　エンド部、８４、９４　ヘッダ、８５、８５ａ、８５ｂ、９５　ヒストグラムデータ、８６、９６　フッタ、８７、９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄ　ヒストグラム、８８　パディング部、１０１　グレイコードカウンタ、１０２　ラッチ部、１０３　ＧＴ変換部、１０４　ビンカウンタ、１０５　光電変換素子、１１１　最小探索部、１１２　重み付け部、１１３、１１４　メモリ部、１２０　干渉抑制部、１２１　干渉検出部、１２２　同期判定部、１２３　周期検出部

Claims

　第１時間間隔で発光された第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、
　前記第１時間範囲内に受光された前記第１反射光パルス信号の受光頻度を予め定めた固定の単位期間ごとに分類した第１ヒストグラムを生成するとともに、前記第２時間範囲内に受光された前記第２反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した第２ヒストグラムを生成するヒストグラム生成器と、を備える、
光検出装置。
　前記第１ヒストグラムを前記第１時間間隔に応じた第１個数分複製した第１複製ヒストグラムを生成するとともに、前記第２ヒストグラムを前記第２時間間隔に応じた第２個数分複製した第２複製ヒストグラムを生成する複製ヒストグラム生成器を備える、
請求項１に記載の光検出装置。
　前記受光部は、それぞれ異なる前記第１時間間隔及び前記第２時間間隔を含む２以上の時間間隔で発光された２以上の光パルス信号が前記物体で反射された２以上の反射光パルス信号を、それぞれ異なる２以上の時間範囲内に受光し、
　前記ヒストグラム生成器は、前記２以上の時間範囲内に受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光頻度を前記単位期間ごとに分類した２以上のヒストグラムを生成し、
　前記複製ヒストグラム生成器は、前記２以上のヒストグラムのそれぞれを、対応する前記時間間隔に応じた個数分複製した２以上の複製ヒストグラムを生成し、
　前記ヒストグラム生成器が生成する前記２以上のヒストグラムは、前記第１ヒストグラム及び前記第２ヒストグラムを含み、
　前記複製ヒストグラム生成器が生成する前記２以上の複製ヒストグラムは、前記第１複製ヒストグラム及び前記第２複製ヒストグラムを含む、
請求項２に記載の光検出装置。
　前記受光部は、第１方向及び第２方向に２以上ずつ配置される複数の画素を有し、
　前記複数の画素のそれぞれは、前記２以上の時間範囲内に前記２以上の反射光パルス信号を受光する、
請求項３に記載の光検出装置。
　前記２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器を備え、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、前記２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数及び前記複数の画素の数を含むヘッダと、対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
請求項４に記載の光検出装置。
　前記２以上のヒストグラムを含む測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器を備え、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記複数の画素の数及び前記２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、画素位置を示す情報を含むヘッダと、前記２以上のヒストグラムのうち対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
請求項４に記載の光検出装置。
　前記第１複製ヒストグラム及び前記第２複製ヒストグラムを含む前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれのピーク位置に対応する受光時刻が一致する場合の前記受光時刻、又は前記２以上の複製ヒストグラムのビン数を揃えて合成した再構成ヒストグラムの最大ピーク位置に対応する受光時刻に基づいて前記物体の距離を計測する測距部を備える、
請求項４に記載の光検出装置。
　前記測距部は、前記２以上の複製ヒストグラムをビンごとに合算して、前記再構成ヒストグラムを生成する、
請求項７に記載の光検出装置。
　前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれは、同じ数のビンを有し、
　前記測距部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれが受光頻度のピーク値を持つ同一のビンを検索し、検索されたビンにおける最小のピーク値に基づいて、前記再構成ヒストグラムを生成する、
請求項７に記載の光検出装置。
　前記第１方向に配置される２以上の前記画素からなる第１画素群ごとに配置される複数の時間デジタル変換器及び複数の前記ヒストグラム生成器を備え、
　前記複数の時間デジタル変換器のそれぞれは、対応する前記第１画素群内の各画素で受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を順に生成し、
　前記複数のヒストグラム生成器のそれぞれは、対応する前記時間デジタル変換器で順に生成された前記デジタル信号に基づいて、前記２以上のヒストグラムを生成する、
請求項４に記載の光検出装置。
　前記第２方向に配置される２以上の前記画素からなる第２画素群が、前記第１方向に複数配置されており、
　複数の前記第２画素群が順に選択されて、選択された前記第２画素群内の各画素は、前記２以上の反射光パルス信号に応じた受光信号を並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力する、
請求項１０に記載の光検出装置。
　前記選択された前記第２画素群内の各画素は、１フレーム期間に前記２以上の反射光パルス信号に応じた２以上の受光信号を順に出力し、出力された前記第２画素群内の各画素の受光信号は並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力される、
請求項１１に記載の光検出装置。
　前記画素ごとに配置される複数の時間デジタル変換器及び複数の前記ヒストグラム生成器を備え、
　前記複数の時間デジタル変換器のそれぞれは、対応する画素で受光された前記２以上の反射光パルス信号の受光時刻に応じたデジタル信号を生成し、
　前記複数のヒストグラム生成器のそれぞれは、対応する前記時間デジタル変換器で生成された前記デジタル信号に基づいて、前記２以上のヒストグラムを生成する、
請求項４に記載の光検出装置。
　前記複数の画素のそれぞれは、１フレーム期間に前記２以上の反射光パルス信号に応じた２以上の受光信号を順に出力し、出力された各画素の受光信号は並行して前記複数の時間デジタル変換器に入力される、
請求項１３に記載の光検出装置。
　前記時間デジタル変換器は、受光時刻に応じたグレイコードを出力し、
　前記ヒストグラム生成器は、前記グレイコードを受光時刻データに変換する変換テーブルを有する、
請求項１０に記載の光検出装置。
　前記２以上の時間間隔の最小公倍数に応じた数のビン数を持つ前記２以上の複製ヒストグラムを記憶する記憶部を備える、
請求項３に記載の光検出装置。
　前記２以上の時間間隔のうち最大の時間間隔に対応する前記ヒストグラムのビン数に応じた記憶容量を有する記憶部を備える、
請求項３に記載の光検出装置。
　前記最大の時間間隔に対応する前記ヒストグラムを１単位として前記記憶部に記憶するとともに、前記最大の時間間隔を除く前記２以上の時間間隔に対応する前記ヒストグラムを前記１単位に拡張して前記記憶部に記憶するビン拡張部と、
　前記２以上の時間間隔に対応する前記２以上のヒストグラムを前記１単位ずつ含む前記記憶部の記憶領域内で、前記２以上のヒストグラムのピークの受光時刻が一致する場所を検出する処理を複数の前記１単位ごとに繰り返すピーク検出部と、
　前記複数の１単位の中から前記ピークの最大値を検出する最大ピーク検出部と、
　前記ピークの最大値が、対応する前記記憶領域内の中央にシフトさせるシフト部と、
　前記シフト部でシフトされた前記記憶領域内で重心演算を行う重心演算部と、を備える、
請求項１７に記載の光検出装置。
　前記ヒストグラム生成器は、前記２以上の時間間隔のそれぞれで、繰り返し前記光パルス信号を発光させたときに繰り返し得られる前記２以上の反射光パルス信号に基づいて前記２以上のヒストグラムを生成し、前記２以上のヒストグラムを生成する際の開始時刻を周期的にずらすことにより、前記２以上のヒストグラムのピーク以外の頻度数を平坦化する、
請求項３に記載の光検出装置。
　未知の光パルス信号による干渉の有無を検出する干渉検出部を備え、
　前記測距部は、前記干渉検出部により前記干渉がないことが検出された場合に、前記再構成ヒストグラムに基づいて前記物体の距離を計測する、
　請求項７に記載の光検出装置。
　前記干渉検出部にて前記干渉が検出されると、前記未知の光パルス信号の周期切替に同期させることが可能か否かを判定する同期判定部を備え、
　前記ヒストグラム生成器は、前記同期判定部にて同期させることが可能と判定されると、前記未知の光パルス信号に同期させて、前記２以上のヒストグラムを生成する、
　請求項２０に記載の光検出装置。
　前記未知の光パルス信号の周期の切替順序を検出する周期検出部を備え、
　前記ヒストグラム生成器は、前記周期検出部で検出された周期の切替順序を時間的にずらした切替順序、又は前記周期検出部で検出された周期の切替順序とは異なる切替順序で、前記２以上のヒストグラムを生成する、
　請求項２１に記載の光検出装置。
　前記同期判定部にて同期させることが不可能と判定されると、前記未知の光パルス信号との干渉が緩和されるように前記第１光パルス信号及び前記第２光パルス信号を含む光パルス信号の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部を備える、
　請求項２１に記載の光検出装置。
　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれに含まれる複数のヒストグラムのそれぞれを生成するのに用いられる２以上の光パルス信号の発光期間をランダム化する、
　請求項２３に記載の光検出装置。
　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の複製ヒストグラムのそれぞれごとに、前記複数のヒストグラムを生成するのに用いられる光パルス信号の総数が等しくなるように、前記２以上の光パルス信号の発光期間をランダム化する、
　請求項２４に記載の光検出装置。
　発光装置と、
　請求項３に記載の光検出装置と、を備える測距システムであって、
　前記発光装置は、
　前記第１時間間隔で複数の前記第１光パルス信号を発光する第１発光部と、
　前記第２時間間隔で複数の前記第２光パルス信号を発光する第２発光部と、を有し、
　前記光検出装置は、前記第１発光部が前記第１時間間隔で前記第１時間範囲に応じた数の前記第１光パルス信号を発光した後、前記第１発光部が前記第２時間間隔で前記第２時間範囲に応じた数の前記第２光パルス信号を発光するように、前記第１発光部及び前記第２発光部を制御する発光タイミング制御部を有する、
測距システム。
　前記発光装置は、前記２以上の時間間隔で、前記２以上の光パルス信号のそれぞれを、対応する前記時間範囲に応じた数だけ発光し、
　前記発光タイミング制御部は、前記２以上の光パルス信号を順繰りに発光させる制御を行う、
請求項２６に記載の測距システム。
　前記光検出装置は、未知の光パルス信号を検出する干渉検出部を備え、
　前記発光タイミング制御部は、前記干渉検出部で検出された前記未知の光パルス信号を発光させる前記２以上の時間間隔の並びとは異なる並びで、又は前記２以上の時間間隔とは異なる時間間隔で、前記発光装置を繰り返し発光させる、
　請求項２６に記載の測距システム。
　前記ヒストグラム生成器は、前記発光装置を発光させない状態で前記未知の光パルス信号に基づいて前記２以上のヒストグラムを生成し、
　前記干渉検出部は、前記２以上のヒストグラムに基づいて前記未知の光パルス信号による干渉の有無を検出する、
　請求項２８に記載の測距システム。
　第１時間間隔で複数の第１光パルス信号を発光する第１発光部と、
　前第２時間間隔で複数の第２光パルス信号を発光する第２発光部と、を有する発光装置と、
　前記第１光パルス信号が物体で反射された第１反射光パルス信号を第１時間範囲内に受光するとともに、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で発光された第２光パルス信号が前記物体で反射された第２反射光パルス信号を前記第１時間範囲とは異なる第２時間範囲内に受光する受光部と、
　前記第１反射光パルス信号に基づいて生成された第1ヒストグラム及び前記第２反射光パルス信号に基づいて生成された第２ヒストグラムを含む２以上のヒストグラムを有する測距データをフレーム単位で生成するパケット生成器と、
を備える測距システムであって、
　前記測距データは、スタート部と、複数のパケットと、エンド部とを有し、
　前記スタート部は、フレームの先頭を示す識別子と、前記第１時間間隔及び前記第２時間間隔を含む２以上の時間間隔の数とを含み、
　前記パケットは、前記２以上のヒストグラムのうち対応するヒストグラムのビン数を含むヘッダと、対応する前記ヒストグラムを構成するヒストグラムデータと、対応する前記ヒストグラムの終了情報を含むフッタと、を有し、
　前記エンド部は、フレームの終了を示す識別子を含む、
測距システム。