WO2024154429A1

WO2024154429A1 - 測距装置

Info

Publication number: WO2024154429A1
Application number: PCT/JP2023/041827
Authority: WO
Inventors: 久美子馬原; 晴子宮地; 昇崎村; 晋松本; 佑紀岩永; 敬弘猪田; 光晴大木; 宗宮本
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2023-01-16
Filing date: 2023-11-21
Publication date: 2024-07-25
Anticipated expiration: 2025-07-16
Also published as: CN120530340A

Abstract

測距光の受光タイミングと干渉光の受光タイミングの乖離を減少させる。　測距装置は、測距光を出射する発光部と、測距光が反射された反射光の受光の有無を切り替えて受光可能な複数の受光領域を有する受光部とを備える。受光領域は、反射光の受光の有無が互いに排他的に切り替えられる第１受光領域および第２受光領域を備え、反射光が第１受光領域で受光されるときに、反射光が第２受光領域で受光されないように、第１受光領域と第２受光領域との位置が設定され、反射光が第２受光領域で受光されるときに、反射光が第１受光領域で受光されないように、第１受光領域と第２受光領域との位置が設定されてもよい。

Description

測距装置

　本技術は、測距装置に関する。詳しくは、本技術は、干渉光を検知可能な測距装置に関する。

　測距装置は、車載機器、搬送機器およびモバイル機器などの様々な用途に用いられる。このとき、測距装置には、突発的な干渉光、永続的な干渉光および意図的な干渉光などの多様な干渉光が入射することがあり、干渉対策がとられることがある。例えば、第１受光期間に発光素子を発光させて受光素子に戻り光を受光させ、第２受光期間に発光素子を発光させずに受光素子に光を受光させて外乱情報を取得する測距センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２２－２４２５２号公報

　しかしながら、上述の従来技術では、発光素子が発光される第１受光期間と発光素子が発光されない第２受光期間が周期的に分割される。このため、戻り光の受光タイミングと干渉光の受光タイミングの乖離が増大し、突発的な干渉光の入射に対応できないおそれがあった。

　本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、測距光の受光タイミングと干渉光の受光タイミングの乖離を減少させることを目的とする。

　本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、測距光を出射する発光部と、前記測距光が反射された反射光の受光の有無を切り替えて受光可能な複数の受光領域を有する受光部とを備える測距装置である。これにより、複数の受光領域での受光に基づく測距を可能としつつ、測距に用いられる受光と干渉検知に用いられる受光とが同時に実施されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記受光領域は、前記反射光の受光の有無が互いに排他的に切り替えられる第１受光領域および第２受光領域を備え、前記反射光が前記第１受光領域で受光されるときに、前記反射光が前記第２受光領域で受光されないように、前記第１受光領域と第２受光領域との位置が設定され、前記反射光が前記第２受光領域で受光されるときに、前記反射光が前記第１受光領域で受光されないように、前記第１受光領域と第２受光領域との位置が設定されてもよい。これにより、反射光の受光と、干渉検知に用いられる受光とが同時に実施されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記発光部は、前記第１受光領域に対応した第１レーザ素子と、前記第２受光領域に対応した第２レーザ素子とを備え、前記反射光が前記第１受光領域で受光されるときは、前記第１レーザ素子はオンされるとともに、前記第２レーザ素子はオフされ、前記反射光が前記第２受光領域で受光されるときは、前記第１レーザ素子はオフされるとともに、前記第２レーザ素子はオンされてもよい。これにより、測距時の測距光の出射と、干渉検知時の測距光の非出射とが同時に実施されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記反射光の受光に基づく測距動作と、前記反射光に干渉する干渉光の受光に基づく干渉検知動作を制御する制御部をさらに備えてもよい。これにより、測距動作と干渉検知動作とが協働して実施されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記制御部は、前記測距動作と前記干渉検知動作とをサブフレーム単位で繰り返してもよい。これにより、第１受光領域および第２受光領域のそれぞれにおいて、反射光の受光と干渉検知に用いられる受光とがサブフレームごとに実施されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔を変更してもよい。これにより、干渉光による干渉作用が低減されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔をランダムに変更してもよい。これにより、干渉光による干渉作用が不規則的に低減されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記制御部は、前記受光領域での受光頻度と距離との関係を示すヒストグラムのピークの有無または干渉評価指標に基づいて前記干渉光を検知してもよい。これにより、反射光の非受光に基づいて、干渉光が検知されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、干渉の有無を示す干渉フラグを発行してもよい。これにより、干渉光の検知が通知されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記第１受光領域および前記第２受光領域はそれぞれ複数設けられ、前記第１受光領域および前記第２受光領域は、フレームごとに切り替えられて測距および干渉検知に用いられてもよい。これにより、第１受光領域および第２受光領域がフレームごとに変更されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記第１受光領域および前記第２受光領域はそれぞれ複数設けられ、前記第１受光領域および前記第２受光領域のうちの少なくとも一部が選択されて測距および干渉検知に用いられてもよい。これにより、第１受光領域および第２受光領域の選択に基づいて、解像度および露光時間が変更されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記測距および前記干渉検知に用いられる前記第１受光領域および前記第２受光領域のうちの少なくとも一部はランダムに選択されてもよい。これにより、第１受光領域および第２受光領域の選択が不規則化されるという作用をもたらす。

　また、第１の側面において、前記制御部は、第１フレームでの前記干渉光の検知結果を第２フレームのノイズの除去に用いてもよい。これにより、干渉検知がノイズの除去に流用されるという作用をもたらす。

　また、第２の側面は、測距光を出射する発光部と、前記測距光が反射された反射光を受光する受光部と、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔をランダムに変更する制御部とを備える測距装置である。これにより、干渉検知を実施することなく、干渉作用が中断されるという作用をもたらす。

　また、第３の側面は、発光トリガに基づいて測距光を出射する発光部と、前記測距光が反射された反射光を受光する受光部と、前記発光トリガに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて、前記受光部で受光される光の検知を制御する制御部とを備える測距装置である。これにより、発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングにおける受光に基づいて、干渉検知が実施されるという作用をもたらす。

　また、第３の側面において、前記制御部は、前記発光タイミングを含む発光期間および前記非発光タイミングを含む非発光期間の設定を制御してもよい。これにより、測距および干渉検知のタイミングが変更可能となるという作用をもたらす。

　また、第３の側面において、前記発光期間は、前記発光部から出射される１つの発光パルスの出射単位または前記受光部での受光回数のヒストグラムで生成単位であるスロット単位に基づいて設定されてもよい。これにより、測距および干渉検知がフレームごとに複数回実施されるという作用をもたらす。

　また、第３の側面において、前記制御部は、前記測距光に干渉する干渉光の検知結果を通知してもよい。これにより、干渉光の検知結果が外部で確認可能となるという作用をもたらす。

　また、第３の側面において、前記制御部は、前記発光タイミングでの発光に対する受光に基づいて測距データを算出し、前記非発光タイミングに基づいて検知された干渉光の検知結果に基づいて前記測距データを補正してもよい。これにより、測距光に対する干渉光の影響が低減されるという作用をもたらす。

　また、第３の側面において、前記制御部は、前記非発光タイミングに基づく信号のサンプリング精度を前記発光タイミングに基づく信号のサンプリング精度より低くしてもよい。これにより、測距精度の低下を抑制しつつ、低消費電力化が達成されるという作用をもたらす。

第１の実施の形態に係る測距装置の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る光検出部の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態に係るバンクの切替例を示す図である。第１の実施の形態に係る測距動作と干渉検知動作を示すタイミングチャートである。第１の実施の形態に係る測距データと干渉検知データの生成処理を示す図である。第１の実施の形態に係る測距および干渉検知に伴うデータ出力例を示すタイミングチャートである。第１の実施の形態に係るバンクの切替時の発光パターンの一例を示す図である。第１の実施の形態に係るバンクの切替時の受光パターンの一例を示す図である。第１の実施の形態に係る干渉検知処理の一例を示すフローチャートである。第２の実施の形態に係るバンクの切替例を示す図である。第２の実施の形態に係る測距動作と干渉検知動作を示すタイミングチャートである。第３の実施の形態に係る測距動作と干渉検知動作を示すタイミングチャートである。第３の実施の形態に係るヒストグラム演算部の構成例を示すブロック図である。第４の実施の形態に係るレーザ間隔の変更方法の一例を示すタイミングチャートである。第５の実施の形態に係るバンクの切替方法の一例を示すタイミングチャートである。第５の実施の形態に係るバンクの切替方法の第１の例を示す図である。第５の実施の形態に係るバンク切替部の第１の例を示すブロック図である。第５の実施の形態に係るバンク遷移テーブルの第２の例を示す図である。第５の実施の形態に係るバンク遷移方法の第２の例を示すタイミングチャートである。第５の実施の形態に係るバンク切替部の第２の例を示すブロック図である。第５の実施の形態に係るバンク遷移方法を示すフローチャートである。第６の実施の形態に係るバンク選択方法の一例を示す図である。第６の実施の形態に係るバンク選択に参照される干渉フラグの遷移例を示すタイミングチャートである。第６の実施の形態に係る干渉フラグの遷移に基づくバンク選択方法を示す図である。第７の実施の形態に係る測距動作を示すタイミングチャートである。第７の実施の形態に係る測距動作を示すフローチャートである。第８の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。第８の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくヒストグラム生成方法を示す図である。第８の実施の形態に係る干渉補正方法を示す図である。第９の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。第１０の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。第１１の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。第１２の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。第１３の実施の形態に係る干渉データのサンプリング方法の一例を示す図である。第１４の実施の形態に係る干渉データのサンプリング方法の一例を示す図である。第１５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。第１６の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。第１７の実施の形態に係る固体撮像装置の積層例を示す斜視図である。第１８の実施の形態に係る画素アレイ部の積層例を示す斜視図である。第１９の実施の形態に係る画素アレイ部の積層例を示す斜視図である。車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

　以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
　１．第１の実施の形態（測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをサブフレームごとに切り替え、反射光に基づく測距と、干渉光に基づく干渉検知を同時に実施する例）
　２．第２の実施の形態（測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ切り替える例）
　３．第３の実施の形態（干渉検知された干渉光を測距におけるノイズ減算に用いる例）
　４．第４の実施の形態（干渉光の有無とは無関係に測距光のＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）をランダムに変更する例）
　５．第５の実施の形態（測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをランダムに切り替える例）
　６．第６の実施の形態（測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとを選択可能とした例）
　７．第７の実施の形態（干渉検知を実施せずに、測距光のＰＲＩをランダムに変更する例）
　８．第８の実施の形態（発光トリガの間に挿入された非発光トリガに基づいて、干渉検知を実施する例）
　９．第９の実施の形態（非発光トリガの間に複数の発光トリガを生成する例）
　１０．第１０の実施の形態（発光トリガおよび非発光トリガをランダムに生成する例）
　１１．第１１の実施の形態（ヒストグラム生成単位に基づいて、発光トリガおよび非発光トリガの系列を生成する例）
　１２．第１２の実施の形態（ヒストグラム生成単位ごとに発光トリガの系列および非発光トリガの系列を切り替える例）
　１３．第１３の実施の形態（測距可能な距離を分割して、発光トリガに基づくヒストグラムと、非発光トリガに基づくヒストグラムを生成する例）
　１４．第１４の実施の形態（発光トリガに基づくサンプリング精度よりも非発光トリガに基づくサンプリング精度を低くした例）
　１５．第１５の実施の形態（干渉補正を外部で実施する例）
　１６．第１６の実施の形態（干渉光の検知結果を通知する例）
　１７．第１７の実施の形態（画素アレイ部を上層チップに設け、回路部を下層チップに設けた例）
　１８．第１８の実施の形態（受光アレイ部を上層チップに設け、回路アレイ部を下層チップに設けた例）
　１９．第１９の実施の形態（複数の受光部が設けられた画素が配列された受光アレイ部を上層チップに設け、回路アレイ部を下層チップに設けた例）
　２０．移動体への応用例

　＜１．第１の実施の形態＞
　図１は、第１の実施の形態に係る測距装置の構成例を示すブロック図である。

　同図において、測距装置１００は、例えば、ＴｏＦ（Time of Flight）に基づいて距離画像を撮像する。距離画像は、測距装置１００から対象物１０１までの奥行き方向について、画素ごとの距離に基づく距離画素信号から生成することができる。ここで、測距装置１００は、測距光ＬＭＬを対象物１０１に出射し、測距光ＬＭＬが反射された反射光ＬＲＦの受光に基づいて、測距を実施することができる。このとき、測距装置１００には、反射光ＬＲＦの受光時に、干渉源１０２から出射された干渉光ＬＩＦが入射することがある。このため、測距装置１００は、干渉光ＬＩＦの干渉検知を実施し、干渉光ＬＩＦが検知された場合は、測距光ＬＭＬに干渉する干渉光ＬＩＦの影響を低減するように動作することができる。

　測距装置１００は、駆動部１１１、発光部１１２、光検出部１２３、光学系１１３、１２１および光学フィルタ１２２を備える。

　駆動部１１１は、光検出部１２３からの指示に従って、発光部１１２を駆動する。このとき、駆動部１１１は、光検出部１２３からの発光トリガＴＲＧに従って、発光部１１２の駆動タイミングを設定する。また、駆動部１１１は、バンク選択信号ＢＳＬに従って、発光部１１２の発光領域をバンクごとに設定する。バンク選択信号ＢＳＬは、フレームが分割されたサブフレームごとにバンクを切り替えてもよい。

　発光部１１２は、駆動部１１１の駆動に従って、所定の波長域の光を出射する。所定の波長域は、赤外域でもよい。発光部１１２の発光領域は、バンクごとに設けることができる。発光部１１２には、レーザダイオードを用いることができる。レーザダイオードは、バンクごとに設けることができる。

　光学系１１３は、測距光ＬＭＬを対象物１０１に結像させる。なお、光学系１１３は、レンズおよび光学フィルタなどを備えてもよい。

　光学系１２１は、反射光ＬＲＦを光検出部１２３の受光面に結像させる。なお、光学系１２１は、レンズおよび絞りなどを備えてもよい。

　光学フィルタ１２２は、反射光ＬＲＦおよび干渉光ＬＩＦから不要な波長帯の光を除去する。

　光検出部１２３は、対象物１０１から反射された反射光ＬＲＦを受光する。受光部は、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）でもよいし、フォトダイオードでもよい。光検出部１２３は、発光トリガＴＲＧに従って発光部１１２が測距光ＬＭＬを出射してから、受光部１２３が受光するまでの時間をカウントしたカウント値に基づいて、ヒストグラムを画素ごとに生成することができる。ヒストグラムは、受光部の反応数（受光頻度とも言う）と対象物１０１までの距離の関係を示すことができる。対象物１０１までの距離は、発光部１１２が測距光ＬＭＬを出射してから、受光部１２３が受光するまでの時間をカウントしたカウント値に基づいて換算することができる。そして、光検出部１２３は、そのヒストグラムのピークから対象物１０１までの距離を画素ごとに求めることができる。

　光検出部１２３は、反射光ＬＲＦの受光の有無を切り替えて受光可能な複数のバンクを備える。このとき、光検出部１２３は、受光領域として、反射光ＬＲＦの受光の有無が互いに排他的に切り替えられる第１バンクおよび第２バンクを備えることができる。そして、光検出部１２３は、反射光ＬＲＦが第１バンクで受光されるときに、反射光ＬＲＦが第２バンクで受光されないように、第１バンクと第２バンクとの位置を設定することができる。また、光検出部１２３は、反射光ＬＲＦが第２バンクで受光されるときに、反射光ＬＲＦが第１バンクで受光されないように、第１バンクと第２バンクとの位置を設定することができる。なお、バンクは、特許請求の範囲に記載の受光領域の一例である。

　このとき、発光部１１２には、第１バンクに反射光ＬＲＦが入射し、第２バンクに反射光ＬＲＦが入射しないように構成された第１発光領域が設けられる。また、発光部１１２には、第２バンクに反射光ＬＲＦが入射し、第１バンクに反射光ＬＲＦが入射しないように構成された第２発光領域とが設けられる。このとき、第１発光領域に第１レーザ素子を設け、第２発光領域に第２レーザ素子を設けてもよい。

　光検出部１２３は、第１バンクに入射する反射光ＬＲＦに基づいて測距を実施するとともに、第２バンクに反射光ＬＲＦが入射しない時に干渉検知を実施する。そして、光検出部１２３は、第２バンクに反射光ＬＲＦが入射しない時に干渉光ＬＩＦを検知すると、その干渉検知に基づいて干渉を抑制する動作および測距データ補正を行う。

　また、光検出部１２３は、第２バンクに入射する反射光ＬＲＦに基づいて測距を実施するとともに、第１バンクに反射光ＬＲＦが入射しない時に干渉検知を実施する。そして、光検出部１２３は、第１バンクに反射光ＬＲＦが入射しない時に干渉光ＬＩＦを検知すると、その干渉検知に基づいて干渉を抑制する動作および測距データ補正を行う。ここで、干渉光ＬＩＦには、突発的な干渉光、永続的な干渉光および意図的な干渉光などの多様な干渉光がある。

　このとき、光検出部１２３は、測距に用いられるバンクを第１バンク第２バンクとサブフレームごとに切り替えることにより、測距を中断することなく、測距光ＬＭＬの影響がない干渉検知を実施することができる。このため、光検出部１２３は、干渉光ＬＩＦの多様性に対応しつつ、干渉光ＬＩＦが測距に及ぼす影響を軽減することができる。

　プロセッサ１０３は、駆動部１１１および光検出部１２３を制御したり、通信したりする。プロセッサ１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を備えてもよい。また、プロセッサ１０３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェア回路を備えてもよい。

　図２は、第１の実施の形態に係る光検出部の構成例を示すブロック図である。

　同図において、光検出部１２３は、画素アレイ部１３１、読出し回路１３２、ＴＤＣ（Time to Digital Converter）１３３、ヒストグラム生成部１３４、内部クロック生成部１３５、制御部１３６および外部インタフェース１３７を備える。

　画素アレイ部１３１には、ロウ方向およびカラム方向に画素がマトリックス状に配置される。画素アレイ部１３１には、画素が配列された複数のバンクが設けられる。各バンクは、反射光ＬＲＦの受光の有無を切り替えて受光可能である。このとき、画素アレイ部１３１は、第１バンクでの測距用受光および第２バンクでの干渉検知用受光の同時実施と、第１バンクでの干渉検知用受光および第２バンクでの測距用受光の同時実施とを交互に切り替えることができる。

　読出し回路１３２は、画素アレイ部１３１の各画素からバンクごとに画素データを読出す。

　ＴＤＣ１３３は、発光から受光までの時間差をバンクごとに測定し、その値をデジタル値に変換する。このとき、デジタル値は、発光トリガＴＲＧの出力タイミングとＳＰＡＤパルスの出力タイミングの時間差を示すことができる。マルチヒットＴＤＣの場合、発光トリガＴＲＧの出力後に順次検出される複数のＳＰＡＤパルスについて、それぞれの時間差を求めることができる。

　ヒストグラム生成部１３４は、発光から受光までの時間差と発光部１１２の反応数との関係を示すヒストグラムをバンクごとに生成することができる。このとき、ヒストグラム生成部１３４は、測距用に割り当てられたバンクでは、反射光ＬＲＦについてのヒストグラムを生成する。干渉光ＬＩＦがある場合には、干渉光ＬＩＦに基づく反応数が反射光ＬＲＦについてのヒストグラムに加算される。また、ヒストグラム生成部１３４は、干渉検知用に割り当てられたバンクでは、干渉光ＬＩＦについてのヒストグラムを生成する。干渉検知用に割り当てられたバンクには、反射光ＬＲＦは入射しないので、反射光ＬＲＦに基づく反応数は干渉光ＬＩＦについてのヒストグラムに加算されない。

　内部クロック生成部１３５は、外部クロックＣＫＯに基づいて内部クロックＣＫＩを生成し、制御部１３６に供給する。また、内部クロック生成部１３５は、制御部１３６からの制御に基づいて、内部クロックＣＫＩの周波数を変更することができる。

　制御部１３６は、読出し回路１３２、ＴＤＣ１３３およびヒストグラム生成部１３４を制御する。制御部１３６は、発光トリガＴＲＧおよびバンク選択信号ＢＳＬを駆動部１１１に出力する。このとき、制御部１３６は、測距用に割り当てられたバンクに対応した発光領域から発光され、干渉検知用に割り当てられたバンクに対応した発光領域からは発光されないように、発光トリガＴＲＧおよびバンク選択信号ＢＳＬを設定することができる。例えば、制御部１３６は、バンク選択信号ＢＳＬに基づいて測距用として第１バンクを選択するときは、第１バンクに対応した第１発光領域から発光され、第２バンクに対応した第２発光領域から発光されないように発光トリガＴＲＧを設定する。また、制御部１３６は、バンク選択信号ＢＳＬに基づいて測距用として第２バンクを選択するときは、第２バンクに対応した第２発光領域から発光され、第１バンクに対応した第１発光領域から発光されないように発光トリガＴＲＧを設定する。また、制御部１３６は、干渉検知用のヒストグラムに基づいて、干渉検知を実施することができる。また、制御部１３６は、干渉光ＬＩＦの有無に基づいて、内部クロックＣＫＩの周波数を変更することができる。このとき、制御部１３６は、内部クロックＣＫＩの周波数に基づいて、測距光ＬＭＬのＰＲＩを変更することができる。また、制御部１３６は、外部インタフェース１３７を介して外部Ｉ／Ｏとデータをやり取りすることができる。制御部１３６は、レジスタを含んでもよい。

　図３は、第１の実施の形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。

　同図において、干渉検知部１７１、乱数発生器１７２および内部クロック周波数レジスタ１７３を備える。

　干渉検知部１７１は、干渉検知用に割り当てられたバンクでの受光結果に基づいて干渉検知を実施する。干渉検知部１７１には、バンク選択信号ＢＳＬおよびヒストグラムデータＨＩＳ１、ＨＩＳ２が入力される。ヒストグラムデータＨＩＳ１は、第１バンクでの受光に基づくヒストグラムを示す。ヒストグラムデータＨＩＳ２は、第２バンクでの受光に基づくヒストグラムを示す。干渉検知部１７１は、バンク選択信号ＢＳＬにて第１バンクが測距用に割り当てられ、第２バンクが干渉検知用に割り当てられた際にはＨＩＳ２のピークを検出し、バンク選択信号ＢＳＬにて第２バンクが測距用に割り当てられ、第１バンクが干渉検知用に割り当てられた際にはＨＩＳ１のピークを検出することにより、サブフレームごとに干渉光ＬＩＦを検知することができる。干渉検知部１７１は、干渉光ＬＩＦを検知すると、干渉フラグＦＧＩを出力することができる。

　乱数発生器１７２は、干渉検知部１７１から干渉フラグＦＧＩが出力されると、乱数を発生させ、内部クロック周波数レジスタ１７３に出力する。

　内部クロック周波数レジスタ１７３は、乱数発生器１７２で発生された乱数に基づいて生成された内部クロック周波数を保持し、内部クロック生成部１３５に出力する。このとき、内部クロック生成部１３５は、内部クロック周波数レジスタ１７３に保持された内部クロック周波数に基づいて、内部クロックＣＫＩの周波数を変更することができる。内部クロックＣＫＩの周波数を変更することにより、測距光ＬＭＬのＰＲＩを変更することができ、干渉光ＬＩＦを分散化させて干渉光ＬＩＦの影響を抑制することができる。

　図４は、第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。

　同図において、撮像装置１４０は、図２の光検出部１２３に用いることができる。撮像装置１４０は、光学系１４１、固体撮像装置１４２、撮像制御部１４３、画像処理部１４４、記憶部１４５、表示部１４６および操作部１４７を備える。撮像制御部１４３、画像処理部１４４、記憶部１４５、表示部１４６および操作部１４７は、バス１４８を介して互いに接続されている。なお、撮像装置１４０は、単体として用いられてもよいし、スマートフォンなどの携帯端末に組み込まれてもよいし、認証装置や監視装置に組み込まれてもよい。

　光学系１４１は、対象物１０１および干渉源１０２からの光を固体撮像装置１４２に入射させ、被写体像を固体撮像装置１４２の受光面に結像させる。このとき、光学系１４１は、測距光ＬＭＬが反射された反射光ＬＲＦをバンクごとに固体撮像装置１４２に入射させることができる。光学系１４１は、例えば、フォーカスレンズ、ズームレンズ、光学フィルタおよび絞りなどを備えることができる。光学系１４１は、広角レンズ、標準レンズおよび望遠レンズなどの複数のレンズを備えてもよい。

　固体撮像装置１４２は、対象物１０１および干渉源１０２からの光を各バンクについて画素ごとに電気信号に変換し、その電気信号をデジタル化して出力する。固体撮像装置１４２は、例えば、イベントベースビジョンセンサでもよい。固体撮像装置１４２で受光される光は、可視光であってもよいし、近赤外光（ＮＩＲ：Near InfraRed）、短波赤外光（ＳＷＩＲ：Short Wavelength InfraRed）、紫外光またはＸ線などでもよい。

　撮像制御部１４３は、操作部１４７からの指令に基づいて固体撮像装置１４２による撮像を制御する。このとき、撮像制御部１４３は、固体撮像装置１４２の露光条件および撮像タイミングなどを制御することができる。

　画像処理部１４４は、固体撮像装置１４２からの出力に基づいて画像処理を実施する。画像処理部１４４は、ソフトウェアに基づいて処理を実行するアプリケーションプロセッサを備えてもよい。

　記憶部１４５は、固体撮像装置１４２で撮像された撮像画像を記憶したり、固体撮像装置１４２の撮像パラメータなどを記憶したりする。また、記憶部１４５は、ソフトウェアに基づいて撮像装置１４０を動作させるプログラムを記憶することができる。記憶部１４５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびメモリカードを含んでもよい。

　表示部１４６は、撮像画像を表示したり、撮像操作をサポートする各種情報を表示したりする。表示部１４６は、液晶ディスプレイでもよいし、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイでもよい。

　操作部１４７は、撮像装置１４０を操作するユーザインターフェースを提供する。操作部１４７は、例えば、撮像装置１４０に設けられたボタン、ダイヤルおよびスイッチを含んでもよい。操作部１４７は、表示部１４６とともにタッチパネルで構成してもよい。

　図５は、第１の実施の形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。

　同図において、固体撮像装置１４２は、画素アレイ部１３１、水平制御部１５２および信号処理部１５３を備える。これらの回路は、単一の半導体基板に配置してもよいし、積層基板に配置してもよい。

　画素アレイ部１３１には、画素１６０がロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。各画素１６０は、カラムごとに垂直信号線１６１に接続され、ロウごとに水平制御線１６２に接続される。画素アレイ部１３１では、水平制御線１６２を介して出力される制御信号に従って、各画素１６０がバンクごとに駆動される。また、各画素１６０でバンクごとに生成された画素データが垂直信号線１６１に出力される。

　水平制御部１５２は、垂直同期信号に同期してロウをバンクごとに順に選択する。このとき、水平制御部１５２は、水平制御線１６２を介して画素１６０を選択することができる。信号処理部１５３は、画素データを配列した画像データに対して、各種の信号処理を実行する。信号処理部１５３は、カラムをスキャンするラインスキャナを含んでもよい。

　図６は、第１の実施の形態に係るバンクの切替例を示す図である。同図におけるａは、干渉光ＬＩＦがないときに、第１バンクＢＫ１が測距に用いられ、第２バンクＢＫ２が干渉検知に用いられる例を示す。同図におけるｂは、干渉光ＬＩＦがあるときに、第１バンクＢＫ１が干渉検知に用いられ、第２バンクＢＫ２が測距に用いられる例を示す。

　同図におけるａにおいて、第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２には、複数のマクロピクセルＰＩＸがそれぞれ設けられる。そして、第１バンクＢＫ１が測距に用いられ、第２バンクＢＫ２が干渉検知に用いられる場合、第１バンクＢＫ１の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射し、第２バンクＢＫ２の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射しない。このとき、光検出部１２３は、第１バンクＢＫ１について、反射光ＬＲＦの受光頻度に応じたヒストグラムＨＲＳ１を生成することができる。第２バンクＢＫ２については、反射光ＬＲＦも干渉光ＬＩＦも入射しないので、ヒストグラムは生成されない。

　同図におけるｂにおいて、第１バンクＢＫ１が干渉検知に用いられ、第２バンクＢＫ２が測距に用いられる場合、第２バンクＢＫ２の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射し、第１バンクＢＫ１の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射しない。このとき、光検出部１２３は、第１バンクＢＫ１について、干渉光ＬＩＦの受光頻度に応じたヒストグラムＨＳＩを生成することができる。また、光検出部１２３は、第２バンクＢＫ２について、反射光ＬＲＦおよび干渉光ＬＩＦの受光頻度に応じたヒストグラムＨＲＳ２を生成することができる。

　図７は、第１の実施の形態に係る測距動作と干渉検知動作を示すタイミングチャートである。

　同図において、各フレームＦＭは、２つのサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２に分割される。また、発光部１１２として、第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２のそれぞれに対応してレーザ素子が設けられる。このとき、サブフレームＳＦＭ１では、第１バンクＢＫ１で測距が実施され、第２バンクＢＫ２で干渉検知が実施される。サブフレームＳＦＭ２では、第１バンクＢＫ１で干渉検知が実施され、第２バンクＢＫ２で測距が実施される。第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２のそれぞれにおいて、測距ではレーザ素子がオンされ、干渉検知ではレーザ素子がオフされる。このとき、光検出部１２３は、干渉がないときは、レーザ素子の出射間隔をＰＲＩ１に設定することができる。そして、光検出部１２３は、干渉を検知すると、レーザ素子の出射間隔をＰＲＩ１からＰＲＩ２に変更し、干渉ノイズを低減することができる。

　図８は、第１の実施の形態に係る測距データと干渉検知データの生成処理を示す図である。同図におけるａは、干渉光ＬＩＦがないときに、第１バンクＢＫ１が測距に用いられ、第２バンクＢＫ２が干渉検知に用いられる例を示す。同図におけるｂは、干渉光ＬＩＦがあるときに、第１バンクＢＫ１が干渉検知に用いられ、第２バンクＢＫ２が測距に用いられる例を示す。

　同図におけるａにおいて、ＴＤＣ１３３には、第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２のそれぞれに対応してＴＤＣ１３３－１、１３３－２が設けられる。ヒストグラム生成部１３４には、第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２のそれぞれに対応してヒストグラム生成部１３４－１、１３４－２が設けられる。各マクロピクセルＰＩＸには、複数の画素１６０が設けられる。各マクロピクセルＰＩＸにおいて、画素１６０は２×２の配列でもよい。

　第１バンクＢＫ１の各マクロピクセルＰＩＸで反射光ＬＲＦが検出されたものとする。このとき、ＴＤＣ１３３－１において、その反射光ＬＲＦに対応した測距光ＬＭＬの発光タイミングと、その反射光ＬＲＦの受光タイミングとの時間差が算出される。そして、ヒストグラム生成部１３４－１において、ＴＤＣ１３３－１での算出結果に基づいて、反射光ＬＲＦの受光頻度に応じたヒストグラムＨＲＳ１が生成される。

　第２バンクＢＫ２の各マクロピクセルＰＩＸでは、反射光ＬＲＦも干渉光ＬＩＦも検出されないので、反射光ＬＲＦおよび干渉光ＬＩＦの受光頻度に応じたヒストグラムは生成されない。

　同図におけるｂにおいて、第１バンクＢＫ１の各マクロピクセルＰＩＸで干渉光ＬＩＦが検出されたものとする。このとき、ＴＤＣ１３３－１において、第２バンクＢＫ２に対応した測距光ＬＭＬの発光タイミングと、その干渉光ＬＩＦの受光タイミングとの時間差が算出される。そして、ヒストグラム生成部１３４－１において、ＴＤＣ１３３－１での算出結果に基づいて、干渉光ＬＩＦの受光頻度に応じたヒストグラムＨＲＩが生成される。

　第２バンクＢＫ２の各マクロピクセルＰＩＸで反射光ＬＲＦおよび干渉光ＬＩＦが検出されたものとする。このとき、ＴＤＣ１３３－２において、その反射光ＬＲＦに対応した測距光ＬＭＬの発光タイミングと、その反射光ＬＲＦおよび干渉光ＬＩＦのそれぞれの受光タイミングとの時間差が算出される。そして、ヒストグラム生成部１３４－２において、ＴＤＣ１３３－２での算出結果に基づいて、反射光ＬＲＦおよび干渉光ＬＩＦのそれぞれの受光頻度に応じたヒストグラムＨＲＳ２が生成される。

　図９は、第１の実施の形態に係る測距および干渉検知に伴うデータ出力例を示すタイミングチャートである。

　同図において、バンク選択信号ＢＳＬは、測距に用いられるバンクを指定する。例えば、第１バンクＢＫ１が測距に用いられる場合、バンク選択信号ＢＳＬにて第１バンクＢＫ１が指定され、第２バンクＢＫ２が測距に用いられる場合、バンク選択信号ＢＳＬにて第２バンクＢＫ２が指定される。バンク選択信号ＢＳＬにて指定されないバンクは、干渉検出に用いられる。

　また、測距に用いられるバンクでは、ＰＲＩで指定される時間間隔で発光トリガＴＲＧが光検出部１２３から発光部１１２に出力される。第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２でそれぞれ排他的に検出された測距データおよび干渉検知データは、サブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに交互に出力される。

　図１０は、第１の実施の形態に係るバンクの切替時の発光パターンの一例を示す図である。同図におけるａは、第１バンクＢＫ１が測距に用いられるときの発光パターンの一例を示す。同図におけるｂは、第２バンクＢＫ２が測距に用いられるときの発光パターンの一例を示す。

　同図におけるａにおいて、第１バンクＢＫ１が測距に用いられる場合、第１バンクＢＫ１の受光位置に対応する対象物１０１上には、測距光ＬＭＬの発光パターンが形成される。このとき、第２バンクＢＫ２の受光位置に対応する対象物１０１上には、非発光パターンＮＭＬが形成される。この非発光パターンＮＭＬには、干渉光ＬＩＦが含まれてもよい。

　同図におけるｂにおいて、第２バンクＢＫ２が測距に用いられる場合、第２バンクＢＫ２の受光位置に対応する対象物１０１上には、測距光ＬＭＬの発光パターンが形成される。このとき、第１バンクＢＫ１の受光位置に対応する対象物１０１上には、非発光パターンＮＭＬが形成される。この非発光パターンＮＭＬには、干渉光ＬＩＦが含まれてもよい。

　図１１は、第１の実施の形態に係るバンクの切替時の受光パターンの一例を示す図である。同図におけるａは、第１バンクＢＫ１が測距に用いられるときの受光パターンの一例を示す。同図におけるｂは、第２バンクＢＫ２が測距に用いられるときの受光パターンの一例を示す。

　同図におけるａにおいて、画素アレイ部１３１には、第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２が設けられる。第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２には、複数のマクロピクセルＰＩＸがそれぞれ設けられる。そして、第１バンクＢＫ１が測距に用いられる場合、第１バンクＢＫ１の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射し、第２バンクＢＫ２の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射しない。同図におけるｂにおいて、第２バンクＢＫ２が測距に用いられる場合、第２バンクＢＫ２の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射し、第１バンクＢＫ１の各マクロピクセルＰＩＸには、反射光ＬＲＦが入射しない。

　図１２は、第１の実施の形態に係る干渉検知処理を示すフローチャートである。

　同図において、制御部１３６は、干渉検知期間に取得したヒストグラムのピークを検出する（Ｓ１０１）。干渉検知期間は、例えば、第１バンクＢＫ１および第２バンクＢＫ２について、サブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに交互に設定することができる。

　次に、制御部１３６は、干渉検知期間に取得したヒストグラムにピークがあるかどうかを判断する（Ｓ１０２）。制御部１３６は、干渉検知期間に取得したヒストグラムにピークがある場合、干渉フラグを発行する（Ｓ１０３）。

　一方、制御部１３６は、干渉検知期間に取得したヒストグラムにピークがない場合、干渉評価指標が閾値以上かどうかを判断する（Ｓ１０４）。制御部１３６は、干渉評価指標が閾値以上の場合、干渉フラグを発行する（Ｓ１０３）。一方、制御部１３６は、干渉評価指標が閾値より小さい場合、干渉なしと判断する（Ｓ１０５）。

　なお、干渉評価指標は、信号雑音比（signal-noise ratio）でもよいし、干渉ノイズの標準偏差と平均値との比でもよいし、ヒストグラムの各ビンのカウント値の最大値でもよい。

　このように、上述の第１の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに切り替え、反射光ＬＲＦに基づく測距と、干渉光ＬＩＦに基づく干渉検知を同時に実施する。これにより、測距時においても干渉検知を実施することができ、干渉検知期間の欠落を防止することができる。このため、突発的な干渉光、永続的な干渉光および意図的な干渉光などの多様な干渉光の影響を軽減しつつ、測距を実施することが可能となり、測距精度を向上させることができる。

　また、測距に用いられるバンクと、干渉検知に用いられるバンクとで発光タイミングを分けることができ、レーザ出射に必要なビークカレントを抑制することができる。

　＜２．第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに切り替え、反射光ＬＲＦに基づく測距と、干渉光ＬＩＦに基づく干渉検知を同時に実施した。この第２の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ切り替える。

　図１３は、第２の実施の形態に係るバンクの切替例を示す図である。同図では、画素アレイ部１３１に６個のバンクが設けられた例を示す。

　同図において、画素アレイ部１３１には、バンクＢＫ１からＢＫ６が設けられている。バンクＢＫ１からＢＫ６は、２×３の配列を単位ＵＮＴとして、ロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置してもよい。

　バンクＢＫ１からＢＫ６は、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとでペアを構成することができ、これらのペア間でインターリーブ動作することができる。例えば、バンクＢＫ１、ＢＫ２がペアとなり、バンクＢＫ３、ＢＫ４がペアとなり、バンクＢＫ５、ＢＫ６がペアとなってもよい。そして、例えば、バンクＢＫ３、ＢＫ４では、バンクＢＫ３が測距に用いられるときは、バンクＢＫ４が干渉検知に用いるようにし、バンクＢＫ３が干渉検知に用いられるときは、バンクＢＫ４が測距に用いられようにしてもよい。このとき、バンクＢＫ３が測距に用いられる場合、測距用バンクＭＢＫと干渉検知用バンクＩＢＫとはそれぞれロウ方向に1つおきに選択され、カラム方向に２つおきに選択される。

　ペアの作成方法としては、互いに隣接するバンク同士をペアとしてもよいし、クロストークが起きにくくするため、互いに離れたバンク同士をペアとしてもよい。

　図１４は、第２の実施の形態に係る測距動作と干渉検知動作を示すタイミングチャートである。

　同図において、画素アレイ部１３１に６個のバンクＢＫ１からＢＫ６を設けた場合、フレームＦＭを６個のサブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６に分割することができる。このとき、測距用バンクＭＢＫと干渉検知用バンクＩＢＫとをサブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６ごとに1バンクずつ割り当てることができる。

　例えば、サブフレームＳＦＭ１では、バンクＢＫ１を測距に使用し、バンクＢＫ２を干渉検知に使用し、バンクＢＫ３からＢＫ６を休止させることができる。サブフレームＳＦＭ２では、バンクＢＫ１を干渉検知に使用し、バンクＢＫ２を測距に使用し、バンクＢＫ３からＢＫ６を休止させることができる。

　サブフレームＳＦＭ３では、バンクＢＫ３を測距に使用し、バンクＢＫ４を干渉検知に使用し、バンクＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ５、ＢＫ６を休止させることができる。サブフレームＳＦＭ４では、バンクＢＫ３を干渉検知に使用し、バンクＢＫ４を測距に使用し、バンクＫ１、ＢＫ２、ＢＫ５、ＢＫ６を休止させることができる。

　サブフレームＳＦＭ５では、バンクＢＫ５を測距に使用し、バンクＢＫ６を干渉検知に使用し、バンクＢＫ１からＢＫ４を休止させることができる。サブフレームＳＦＭ６では、バンクＢＫ５を干渉検知に使用し、バンクＢＫ６を測距に使用し、バンクＢＫ１からＢＫ４を休止させることができる。

　このように、上述の第２の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距用バンクＭＢＫと干渉検知用バンクＩＢＫとをそれぞれ切り替える。これにより、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６ごとに一部のバンクを動作させつつ、測距および干渉検知を同時に実施することが可能となり、低消費電力化を図ることができる。

　また、バンク数の増大に従って、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６ごとのヒストグラムの生成にかかる負荷を低減することができ、回路面積を低減することが可能となるとともに、クロストークを低減することができる。さらに、バンク数の増大に従って、干渉時間が重なる確率を低下させることができ、干渉を抑制することができる。

　＜３．第３の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに切り替え、反射光ＬＲＦに基づく測距と、干渉光ＬＩＦに基づく干渉検知を同時に実施した。この第３の実施の形態では、あるサブフレームの干渉検知で取得したヒストグラムに基づいて、別のサブフレームの測距用のヒストグラムからノイズを除去する。

　図１５は、第３の実施の形態に係る測距動作と干渉検知動作を示すタイミングチャートである。

　同図において、例えば、バンクＢＫ１は、サブフレームＳＦＭ１では測距に使用され、サブフレームＳＦＭ２では干渉検知に使用される。このとき、サブフレームＳＦＭ１では、バンクＢＫ１での測距に基づいてヒストグラムＨＳＲが生成され、サブフレームＳＦＭ２では、バンクＢＫ１での干渉検知に基づいてヒストグラムＨＳＩが生成される。サブフレームＳＦＭ１において、ヒストグラムＨＳＲにはヒストグラムＨＳＩが加算される。このとき、制御部１３６は、サブフレームＳＦＭ２におけるヒストグラムＨＳＩに基づいて、サブフレームＳＦＭ１におけるヒストグラムＨＳＲに加算されたヒストグラムＨＳＩを減算する。

　図１６は、第３の実施の形態に係るヒストグラム演算部の構成例を示すブロック図である。

　同図において、制御部１３６は、ヒストグラム演算部１８０を備える。ヒストグラム演算部１８０は、第１バンクノイズ除去部１８１および第２バンクノイズ除去部１８２を備える。第１バンクノイズ除去部１８１には、サブフレームＳＦＭ１で測距に使用されたバンクＢＫ１の受光に基づくヒストグラムデータＨＩＳ１１が入力される。また、第１バンクノイズ除去部１８１には、サブフレームＳＦＭ２で干渉検知に使用されたバンクＢＫ１の受光に基づくヒストグラムデータＨＩＳ１２が入力される。第１バンクノイズ除去部１８１は、ヒストグラムデータＨＩＳ１１からヒストグラムデータＨＩＳ１２を減算したヒストグラムデータＨＩＳ１を生成して出力する。

　第２バンクノイズ除去部１８２には、サブフレームＳＦＭ１で干渉検知に使用されたバンクＢＫ２の受光に基づくヒストグラムデータＨＩＳ２１が入力される。また、第２バンクノイズ除去部１８２には、サブフレームＳＦＭ２で測距に使用されたバンクＢＫ２の受光に基づくヒストグラムデータＨＩＳ２２が入力される。第２バンクノイズ除去部１８２は、ヒストグラムデータＨＩＳ２２からヒストグラムデータＨＩＳ２１を減算したヒストグラムデータＨＩＳ２を生成して出力する。

　このとき、ヒストグラム演算部１８０は、ノイズ除去イネーブル信号ＥＮＢに基づいて、各バンクＢＫ１、ＢＫ２におけるノイズの除去を有効化することができる。

　このように、上述の第３の実施の形態では、あるサブフレームの干渉検知で取得したヒストグラムに基づいて、別のサブフレームの測距用のヒストグラムからノイズを除去する。これにより、サブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに計測された測距データから干渉データを含むノイズを除去することができ、測距の時間間隔の増大を抑制しつつ、測距精度を向上させることが可能となる。

　＜４．第４の実施の形態＞
　上述の第３の実施の形態では、あるサブフレームの干渉検知で取得したヒストグラムに基づいて、別のサブフレームの測距用のヒストグラムからノイズを除去した。この第４の実施の形態では、干渉光ＬＩＦの有無とは無関係に測距光ＬＭＬのＰＲＩをランダムに変更し、干渉光ＬＩＦの影響を低減する。

　図１７は、第４の実施の形態に係るレーザ間隔の変更方法の一例を示すタイミングチャートである。

　同図において、各バンクは、サブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに測距と干渉検知に交互に用いられる。このとき、干渉光ＬＩＦの入射に基づいて、干渉が検知されると、干渉フラグがオンにされる。制御部１３６は、干渉フラグのオン／オフとは無関係に測距光ＬＭＬのＰＲＩをフレームＦＭごとにランダムに変更する。このとき、制御部１３６は、あるフレームＦＭで干渉を検知した場合、そのフレームＦＭの測距データの信頼性は低いということを通知してもよい。

　このように、上述の第４の実施の形態では、干渉フラグのオン／オフとは無関係に測距光ＬＭＬのＰＲＩをフレームＦＭごとにランダムに変更する。これにより、測距データから干渉データを減算する処理を実施することなく、干渉光ＬＩＦの影響を低減することができる。

　＜５．第５の実施の形態＞
　上述の第２の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ切り替えた。この第５の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをランダムに切り替える。

　図１８は、第５の実施の形態に係るバンクの切替方法の一例を示すタイミングチャートである。同図では、画素アレイ部１３１に６個のバンクが設けられた例を示す。

　同図において、画素アレイ部１３１には、バンクＢＫ１からＢＫ６が設けられている。バンクＢＫ１からＢＫ６は、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとでペアを構成することができ、これらのペア間でインターリーブ動作することができる。例えば、バンクＢＫ１、ＢＫ２がペアＰＡ１となり、バンクＢＫ３、ＢＫ４がペアＰＡ２となり、バンクＢＫ５、ＢＫ６がペアＰＡ３となってもよい。このとき、制御部１３６は、各フレームＦＭ1からＦＭ３ごとにペアＰＡ１からＰＡ３の遷移順をランダムに変更することができる。

　例えば、制御部１３６は、フレームＦＭ1では、ＰＡ１→ＰＡ３→ＰＡ２という遷移順で各ペアＰＡ１からＰＡ３を遷移させることができる。また、制御部１３６は、フレームＦＭ２では、ＰＡ２→ＰＡ１→ＰＡ３という遷移順で各ペアＰＡ１からＰＡ３を遷移させることができる。また、制御部１３６は、フレームＦＭ３では、ＰＡ２→ＰＡ３→ＰＡ１という遷移順で各ペアＰＡ１からＰＡ３を遷移させることができる。

　図１９は、第５の実施の形態に係るバンクの切替方法の第１の例を示す図である。なお、同図におけるａは、ランダム遷移なしの例、同図におけるｂは、ランダム遷移ありの例を示す。

　同図におけるａにおいて、各ペアＰＡ１からＰＡ３をランダムに遷移させるために、バンク遷移テーブル１９１が設けられる。デフォルトでは、バンク遷移テーブル１９１は、ランダム遷移なしに設定される。バンク遷移テーブル１９１は、各フレームＦＭ1からＦＭ３ごとのサブフレームのペアにバンクインデックスＢＩＸを付与する。バンクインデックスＢＩＸは、バンクＢＫ１からＢＫ６のペアＰＡ１からＰＡ３の指定に用いることができる。ランダム遷移なしでは、サブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２にＢＩＸ＝１が割り当てられ、サブフレームＳＦＭ３、ＳＦＭ４にＢＩＸ＝２が割り当てられ、サブフレームＳＦＭ５、ＳＦＭ６にＢＩＸ＝３が割り当てられる。

　同図におけるｂにおいて、ランダム遷移ありでは、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６のペアにバンクインデックスＢＩＸがランダムに割り当てられる。例えば、サブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２にＢＩＸ＝３が割り当てられ、サブフレームＳＦＭ３、ＳＦＭ４にＢＩＸ＝１が割り当てられ、サブフレームＳＦＭ５、ＳＦＭ６にＢＩＸ＝２が割り当てられる。このとき、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６のペアの間では、バンクインデックスＢＩＸは重複されないように設定することができる。

　ランダム遷移ありでは、バンク遷移テーブル１９１で指定されるバンクインデックスＢＩＸに基づいて、バンクアサインテーブル１９２が設定される。バンクアサインテーブル１９２には、奇数番目のサブフレームのバンク番号と偶数番目のサブフレームのバンク番号とが、バンクインデックスＢＩＸごとに設定される。そして、バンク遷移テーブル１９１で指定されるバンクインデックスＢＩＸに従って、バンクアサインテーブル１９２で指定されるバンク番号のバンクに遷移される。

　図２０は、第５の実施の形態に係るバンク切替部の第１の例を示すブロック図である。

　同図において、制御部１３６は、乱数発生器１９０、バンク遷移テーブル１９１およびバンクアサインテーブル１９２を備える。バンク遷移テーブル１９１およびバンクアサインテーブル１９２は、レジスタを備えてもよい。

　乱数発生器１９０は、乱数を発生させ、バンク遷移テーブル１９１に出力する。

　バンク遷移テーブル１９１は、乱数発生器１９０で発生された乱数に基づいて、バンクインデックスＢＩＸをバンクアサインテーブル１９２に出力する。このとき、バンク遷移テーブル１９１は、ランダム遷移イネーブル信号ＥＢＴに基づいて、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６のペアにバンクインデックスＢＩＸをランダムに割り当てることができる。また、バンク遷移テーブル１９１は、リセット信号ＲＳＴに基づいて、バンクインデックスＢＩＸをデフォルトに戻すことができる。

　バンクアサインテーブル１９２は、バンクインデックスＢＩＸに従ってサブフレーム番号ＮＳＦで指定されるバンクを選択し、そのバンクの選択信号ＢＳＬを出力する。

　図２１は、第５の実施の形態に係るバンク遷移テーブルの第２の例を示す図である。

　同図において、各ペアＰＡ１からＰＡ３をランダムに遷移させるために、バンク遷移テーブル１９６を設けてもよい。バンク遷移テーブル１９６には、ペアＰＡ１からＰＡ３の遷移順が設定され、ペアＰＡ１からＰＡ３の遷移順ごとにバンク遷移テーブルインデックスＴＩＸが付与される。例えば、ＴＩＸ＝１には、ＰＡ１→ＰＡ２→ＰＡ３という遷移順が割り当てられる。ＴＩＸ＝２には、ＰＡ１→ＰＡ３→ＰＡ２という遷移順が割り当てられる。

　図２２は、第５の実施の形態に係るバンク遷移方法の第２の例を示すタイミングチャートである。

　同図において、バンク遷移テーブルインデックスＴＩＸとして１が指定された場合、ＰＡ１→ＰＡ２→ＰＡ３という遷移順で各サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６にバンクＢＫ１からＢＫ６が割り当てられる。このとき、バンク遷移テーブルインデックスＴＩＸをフレームＦＭごとにランダムに指定することにより、ペアＰＡ１からＰＡ３の遷移順をフレームＦＭごとにランダムに変更することができる。

　図２３は、第５の実施の形態に係るバンク切替部の第２の例を示すブロック図である。

　同図において、制御部１３６は、乱数発生器１９４、セレクタ１９５およびバンク遷移テーブル１９６を備える。

　乱数発生器１９４は、乱数を発生させ、セレクタ１９５に出力する。

　セレクタ１９５は、前フレームのバンク遷移テーブルインデックスＴＩＸ１および乱数発生器１９４から出力された乱数のいずれかを選択し、その選択結果を次フレームのバンク遷移テーブルインデックスＴＩＸ２としてバンク遷移テーブル１９６に出力する。このとき、セレクタ１９５は、ランダム遷移イネーブル信号ＥＢＴに基づいて、乱数発生器１９４から出力された乱数を選択することができる。

　バンク遷移テーブル１９６は、セレクタ１９５から出力された次フレームのバンク遷移テーブルインデックスＴＩＸ２に基づいて、ペアＰＡ１からＰＡ３の遷移順を選択し、その選択結果をバンクの選択信号ＢＳＬとして出力する。

　図２４は、第５の実施の形態に係るバンク遷移方法を示すフローチャートである。

　同図において、制御部１３６は、現在のバンク遷移テーブルインデックスＴＩＸを取得する（Ｓ２０１）。

　次に、制御部１３６は、バンクランダム遷移は有効かどうかをランダム遷移イネーブル信号ＥＢＴに基づいて判断する（Ｓ２０２）。制御部１３６は、バンクランダム遷移が有効の場合、バンク遷移テーブルインデックスＴＩＸをランダムに生成する（Ｓ２０３）。

　次に、制御部１３６は、バンク遷移テーブルインデックスＴＩＸで示される遷移順でバンクを動作させる（Ｓ２０４）。一方、制御部１３６は、バンクランダム遷移が有効でない場合、バンク遷移テーブルインデックスＴＩＸを変更することなく、Ｓ２０４に進む（Ｓ２０５）。

　このように、上述の第５の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをランダムに切り替える。これにより、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６ごとに一部のバンクを動作させつつ、測距および干渉検知を同時に実施することが可能となり、低消費電力化を図ることができる。

　＜６．第６の実施の形態＞
　上述の第５の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをランダムに切り替えた。この第６の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとを選択可能とする。

　図２５は、第６の実施の形態に係るバンク選択方法の一例を示す図である。なお、同図におけるａは、全面測距または全面スパース測距の例、同図におけるｂは、ＲＯＩ（Region Of Interest）測距の例を示す。

　同図におけるａにおいて、画素アレイ部１３１には、バンクＢＫ１からＢＫ１６が設けられている。各バンクＢＫ１からＢＫ１６は、画素アレイ部１３１の全面に渡って離散的に配置してもよい。このとき、制御部１３６は、バンクＢＫ１からＢＫ１６を遷移させることにより、干渉検知と同時に全面測距を実施することができる。また、制御部１３６は、例えば、バンクＢＫ１からＢＫ４を遷移させることにより、干渉検知と同時に全面スパース測距を実施することができる。ここで、制御部１３６は、干渉検知に応じて全面測距と全面スパース測距とを切り替えてもよい。このとき、制御部１３６は、干渉の有無を検出するために、全面スパース測距に基づいて干渉検知の高速化を図ってもよいし、干渉がない場合は、全面測距に基づいて解像度を向上させてもよい。

　同図におけるｂにおいて、画素アレイ部１３１には、バンクＢＫ１からＢＫ３２が設けられている。画素アレイ部１３１は、複数のブロックに分割することができる。例えば、画素アレイ部１３１は、４個のブロックに分割してもよい。このとき、第１ブロック３００には、バンクＢＫ１からＢＫ８を配置し、第２ブロックには、バンクＢＫ９からＢＫ１６を配置し、第３ブロックには、バンクＢＫ１７からＢＫ２４を配置し、第４ブロックには、バンクＢＫ２５からＢＫ３２を配置してもよい。ここで、制御部１３６は、例えば、第１ブロック３００をＲＯＩとして指定することができる。このとき、ＲＯＩとして指定された第１ブロック３００のバンクＢＫ１からＢＫ８を遷移させることにより、干渉検知と同時にＲＯＩ測距を実施することができる。

　図２６は、第６の実施の形態に係るバンク選択に参照される干渉フラグの遷移例を示すタイミングチャート、図２７は、第６の実施の形態に係る干渉フラグの遷移に基づくバンク選択方法を示す図である。

　図２６および図２７において、制御部１３６は、測距と干渉検知に交互に用いられるバンクの個数をフレームＦＭ１からＦＭ３ごとに変更可能である。ここで、制御部１３６は、測距と干渉検知に交互に用いられるバンクの個数に応じて各フレームＦＭ１からＦＭ３を分割するサブフレームの個数を設定することができる。このとき、制御部１３６は、干渉の有無に応じて測距と干渉検知に交互に用いられるバンクの個数を変更してもよい。

　例えば、フレームＦＭ１において、干渉の有無の検出を高速化したい場合には、画素アレイ部１３１をバンクＢＫ１、ＢＫ２の２つのバンクに振り分けることで全面の測距と干渉検知とを２個のサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２で完了することができる。フレームＦＭ１で干渉がないことが分かった場合、次のフレームＦＭ２では、バンクＢＫ１からＢＫ６を用いて一部のバンクを動作させつつ、測距と干渉検知とを同時に実施し、低消費電力化を図ることができる。このとき、フレームＦＭ２には、サブフレームＳＦＭ１からＳＦＭ６が設けられる。

　ここで、フレームＦＭ２において、干渉があるものとすると、次のフレームＦＭ３では、画素アレイ部１３１をバンクＢＫ１、ＢＫ２の２つのバンクに振り分け測距と干渉検知とを同時に実施することで干渉の低減動作が効果的に働いたかどうかを全面で高速に確認することができる。　

　このように、上述の第６の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをそれぞれ複数設け、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとを選択可能とする。これにより、干渉の有無に応じて、干渉検知を高速化したり、低消費電力化したりすることができる。

　＜７．第７の実施の形態＞
　上述の第4の実施の形態では、干渉光ＬＩＦの有無とは無関係に測距光ＬＭＬのＰＲＩをランダムに変更し、干渉光ＬＩＦの影響を低減した。この第７の実施の形態では、干渉検知を実施することなく、測距光ＬＭＬのＰＲＩをランダムに変更し、干渉光ＬＩＦの影響を低減する。

　図２８は、第７の実施の形態に係る測距動作を示すタイミングチャートである。

　同図において、画素アレイ部１３１には、測距用のバンクが設けられる。画素アレイ部１３１には、干渉検知のバンクはあってもなくてもよい。画素アレイ部１３１に干渉検知のバンクがある場合、干渉検知機能はオフされる。

　各バンクは、フレームＦＭごとに測距に用いられる。各フレームＦＭでは、レーザはオンされる。このとき、干渉光ＬＩＦが入射しても、干渉検知は実施されない。制御部１３６は、干渉検知を実施することなく、測距光ＬＭＬのＰＲＩをフレームＦＭごとにランダムに変更する。測距光ＬＭＬのＰＲＩは、ランダムパターンまたは固定パターンに応じてランダムに変更されてもよい。全バンク遷移では、干渉検知機能をオフし、高フレームレートが選択可能でもよい。

　図２９は、第７の実施の形態に係る測距動作を示すフローチャートの一例である。なお、同図では、画素アレイ部１３１には、測距用のバンクおよび干渉検知のバンクが設けられ、バンク遷移モードに基づいて干渉検知機能がオン／オフされる例を示した。また、同図において、第１フレームレート＞第２フレームレート＞第３フレームレートである。また、同図において、遷移対象となるバンク数は、全バンク遷移モード＞第１部分バンク遷移モード＞第２部分バンク遷移モードである。

　同図において、制御部１３６は、全バンク遷移モードを選択するかどうか判断する（Ｓ３０１）。制御部１３６は、全バンク遷移モードを選択した場合、干渉検知機能をオフする（Ｓ３０２）。

　次に、制御部１３６は、高フレームレートを選択するかどうか判断する（Ｓ３０３）。制御部１３６は、高フレームレートを選択した場合、第１フレームレート選択する（Ｓ３０４）。

　一方、制御部１３６は、全バンク遷移モードを選択しないと判断した場合（Ｓ３０１）、第１部分遷移モードを選択するかどうか判断する（Ｓ３０５）。制御部１３６は、第１部分遷移モードを選択した場合、干渉検知機能をオンするかどうか判断する（Ｓ３０６）。制御部１３６は、干渉検知機能をオンすると判断した場合、干渉検知機能をオンし（Ｓ３０７）、干渉検知機能をオンしないと判断した場合、干渉検知機能をオフする（Ｓ３０８）。

　次に、制御部１３６は、高フレームレートを選択するかどうか判断する（Ｓ３０９）。制御部１３６は、高フレームレートを選択した場合、第２フレームレート選択する（Ｓ３１０）。

　一方、制御部１３６は、第１部分遷移モードを選択しないと判断した場合（Ｓ３０５）、第２部分遷移モードを選択するかどうか判断する（Ｓ３１１）。制御部１３６は、第２部分遷移モードを選択した場合、干渉検知機能をオンするかどうか判断する（Ｓ３１２）。制御部１３６は、干渉検知機能をオンすると判断した場合、干渉検知機能をオンし（Ｓ３１３）、干渉検知機能をオンしないと判断した場合、干渉検知機能をオフする（Ｓ３１４）。次に、制御部１３６は、第３フレームレート選択する（Ｓ３１５）。

　このように、上述の第７の実施の形態では、干渉検知を実施することなく、測距光ＬＭＬのＰＲＩをランダムに変更する。これにより、干渉検知にかかる負荷をなくしつつ、干渉光ＬＩＦの影響を中断させることができ、測距精度の低下を抑制しつつ、全面測距を高速化することができる。

　＜８．第８の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに切り替え、反射光ＬＲＦに基づく測距と、干渉光ＬＩＦに基づく干渉検知を同時に実施した。この第８の実施の形態では、発光トリガに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングにおける受光に基づいて、干渉検知を実施する。

　図３０は、第８の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。

　同図において、撮像装置５００は、ＴｏＦに基づいて距離画像を撮像する。このとき、撮像装置５００は、干渉検知を実施するため、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に非発光タイミングを設ける。発光タイミングと非発光タイミングとは交互に設定されてもよい。非発光タイミングの間の発光タイミングは、１つでもよいし複数でもよい。このとき、撮像装置５００は、発光タイミングを含む発光期間および非発光タイミングを含む非発光期間の設定を制御することができる。発光トリガＴＲＧは、測距光を出射する発光部の発光タイミングを指定する。そして、撮像装置５００は、非発光タイミングで受光された光の検知結果に基づいて干渉検知を実施する。このとき、撮像装置５００は、測距光に干渉する干渉光の検知結果を外部に通知してもよい。また、撮像装置５００は、発光タイミングでの発光に対する受光に基づいて測距データを算出し、非発光タイミングに基づいて検知された干渉光の検知結果に基づいて測距データを補正してもよい。

　撮像装置５００は、画素アレイ部５５１、サンプリング回路５５２、受光制御部５５３、全体制御部５５４、発光制御部５５５、タイミング制御部５５６および測距処理部５６０を備える。また、撮像装置５００は、出力インタフェース５７０、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５８１およびクロック生成部５８２を備える。これらの回路は、単一の半導体基板に配置してもよいし、積層基板に配置してもよい。

　画素アレイ部５５１には、画素５５７がロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。画素５５７には、受光部が設けられる。受光部は、発光部から出射された測距光が反射された反射光を受光する。受光部は、ＳＰＡＤでもよい。このとき、画素５５７には、クエンチ抵抗およびリチャージ回路などの回路部を画素５５７ごとに設けてもよい。

　サンプリング回路５５２は、発光タイミングに基づいて各画素５５７での受光信号をサンプリングし、非発光タイミングに基づいて各画素５５７での受光信号をサンプリングする。サンプリングは、発光タイミングおよび非発光タイミングごとに複数回実施されてもよい。発光タイミングおよび非発光タイミングは、１フレーム内に複数設定されてもよい。サンプリング回路５５２は、サンプリングするロウを順に選択してもよい。

　受光制御部５５３は、各画素５５７での受光部の動作を制御する。このとき、受光制御部５５３は、ＳＰＡＤのクエンチやリチャージを制御してもよい。

　全体制御部５５４は、受光制御部５５３、発光制御部５５５、タイミング制御部５５６および測距処理部５６０を制御する。このとき、全体制御部５５４は、受光制御部５５３、発光制御部５５５、タイミング制御部５５６および測距処理部５６０を協調動作させることができる。全体制御部５５４は、タイミング制御部５５６に発光タイミングを通知することができる。全体制御部５５４は、外部に接続されるホストとの間で通信制御を実施してもよい。外部との通信は、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）を用いた方式でもよいし、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）を用いた方式でもよい。

　発光制御部５５５は、測距光を出射する発光部の発光を制御する。このとき、発光制御部５５５は、ヒストグラムの生成のみのトリガと発光トリガＴＲＧの選択を指示することができる。

　タイミング制御部５５６は、発光制御部５５５からの制御に従って、発光トリガＴＲＧを発光ヒストグラム生成部５６１に出力し、非発光トリガＮＲＧを非発光ヒストグラム生成部５６２に出力する。また、タイミング制御部５５６は、測距光を出射する発光部に発光トリガＴＲＧを出力する。非発光トリガＮＲＧは、非発光時のヒストグラムの生成タイミングを指定することができる。

　測距処理部５６０は、発光トリガＴＲＧで規定される発光タイミングでの発光に対する受光に基づいて測距データを算出する。例えば、測距処理部５６０は、発光トリガＴＲＧに基づいてレーザが複数回発光されたとき、各発光に対してサンプリング時刻ごとのＳＰＡＤの反応数を加算してヒストグラムを生成し、そのヒストグラムから測距データを算出してもよい。このとき、サンプリングを高速化するために、例えば、３×３の９個のＳＰＡＤを１画素に設け、同じタイミングで反応したＳＰＡＤの個数を加算してヒストグラムを生成してもよい。測距処理部５６０は、出力インタフェース５７０を介して測距データを外部に出力してもよい。

　また、測距処理部５６０は、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に設けた非発光タイミングにおけるＳＰＡＤの反応数を加算してヒストグラムを生成し、そのヒストグラムから干渉光を検知することができる。そして、測距処理部５６０は、非発光タイミングに基づいて検知された干渉光の検知結果に基づいて測距データを補正してもよい。

　測距処理部５６０は、発光ヒストグラム生成部５６１、非発光ヒストグラム生成部５６２、干渉補正部５６３および距離算出部５６４を備える。

　発光ヒストグラム生成部５６１は、発光トリガＴＲＧに基づく発光に対する受光のサンプリング時刻ごとのＳＰＡＤの反応数を加算してヒストグラムを生成する。発光ヒストグラム生成部５６１は、スロット単位でヒストグラムを生成する。スロット単位は、ヒストグラム生成単位である。スロットは、１フレーム内に複数設けることができる。

　非発光ヒストグラム生成部５６２は、非発光トリガＮＲＧに基づく受光のサンプリング時刻ごとのＳＰＡＤの反応数を加算してヒストグラムを生成する。発光ヒストグラム生成部５６１は、スロット単位でヒストグラムを生成する。

　干渉補正部５６３は、非発光ヒストグラム生成部５６２で生成されたヒストグラムに基づいて、発光ヒストグラム生成部５６１で生成されたヒストグラムを補正する。このとき、干渉補正部５６３は、発光ヒストグラム生成部５６１で生成されたヒストグラムから非発光ヒストグラム生成部５６２で生成されたヒストグラムを減算し、干渉光が除去された反射光についてのヒストグラムを生成してもよい。

　距離算出部５６４は、干渉補正部５６３で補正されたヒストグラムに基づいて、被写体までの距離を算出する。距離算出部５６４は、被写体までの距離を示す測距データを出力インタフェース５７０に出力してもよい。距離算出部５６４は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを備えてもよい。距離算出部５６４は、被写体までの距離を算出するために、エコー判定およびヒストグラムのピークを実施してもよい。

　クロック生成部５８２は、ＰＬＬ回路５８１を介して入力された外部クロックＣＫＯに基づいて内部クロックＣＫＩを生成する。

　図３１は、第８の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくヒストグラム生成方法を示す図である。

　同図において、発光トリガＴＲＧに基づくサンプリング開始タイミングおよび非発光トリガＮＲＧに基づくサンプリング開始タイミングは交互に設定される。このとき、サンプリング開始間隔ＴＩＶは、数百ｎｓｅｃから数μｓｅｃの間に設定することができる。

　発光ヒストグラム生成部５６１は、各発光トリガＴＲＧに基づくサンプリング時刻ごとのＳＰＡＤの反応数を加算してヒストグラム６０１－１、６０１－２を生成する。そして、発光ヒストグラム生成部５６１は、複数の発光トリガＴＲＧに基づくヒストグラム６０１－１、６０１－２を加算したヒストグラム６０１を生成する。

　非発光ヒストグラム生成部５６２は、各非発光トリガＮＲＧに基づくサンプリング時刻ごとのＳＰＡＤの反応数を加算してヒストグラム６０２－１、６０２－２を生成する。そして、非発光ヒストグラム生成部５６２は、複数の非発光トリガＮＲＧに基づくヒストグラム６０２－１、６０２－２を加算したヒストグラム６０２を生成する。

　図３２は、第８の実施の形態に係る干渉補正方法を示す図である。

　同図において、発光ヒストグラム生成部５６１は、発光トリガＴＲＧに基づいてヒストグラム６００を生成する。ヒストグラム６００は、干渉光がないときの反射光のヒストグラム６０１に干渉光のヒストグラム６０２が加算されて生成される。非発光ヒストグラム生成部５６２は、非発光トリガＮＲＧに基づいてヒストグラム６０２を生成する。ヒストグラム６０２は、干渉光の受光のサンプリング時刻ごとのＳＰＡＤの反応数が加算されて生成される。

　このとき、干渉補正部５６３は、発光ヒストグラム生成部５６１で生成されたヒストグラム６００から非発光ヒストグラム生成部５６２で生成されたヒストグラム６０１を減算する。これにより、干渉補正部５６３は、発光ヒストグラム生成部５６１で生成されたヒストグラム６００から干渉光が除去された反射光についてのヒストグラム６０１を抽出することができる。

　このように、上述の第８の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて干渉検知を実施する。これにより、発光タイミングと重複しないようにしつつ、干渉検知に使用される受光信号のサンプリング間隔を短くすることができる。このため、突発的な干渉光、永続的な干渉光および意図的な干渉光などの多様な干渉光の影響を軽減しつつ、測距を実施することが可能となり、測距精度を向上させることができる。

　＜９．第９の実施の形態＞
　上述の第８の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて干渉検知を実施した。この第９の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングを非発光タイミングの間に複数設ける。

　図３３は、第９の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。

　同図において、非発光トリガＮＲＧの間に複数の発光トリガＴＲＧが設けられる。非発光トリガＮＲＧの間に設けられる発光トリガＴＲＧは、２以上であればよい。非発光トリガＮＲＧの間に設けられる発光トリガＴＲＧの個数は変化してもよい。発光トリガＴＲＧの間に複数の非発光トリガＮＲＧが設けられてもよい。

　このとき、干渉補正部５６３は、測距データから干渉光の影響を除去するために、今回の発光トリガＴＲＧに対して２つ以上前または後にある非発光トリガＮＲＧに基づくヒストグラムを用いてもよい。

　このように、上述の第９の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングを非発光タイミングの間に複数設ける。これにより、発光トリガＴＲＧに基づく受光信号のサンプリング数を増大させることができ、測距精度の低下を抑制しつつ、突発的な干渉光、永続的な干渉光および意図的な干渉光などの多様な干渉光の影響を軽減することができる。

　＜１０．第１０の実施の形態＞
　上述の第９の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングを非発光タイミングの間に複数設けた。この第１０の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に非発光タイミングをランダムに設ける。

　図３４は、第１０の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。

　同図において、発光トリガＴＲＧの間に非発光トリガＮＲＧがランダムに設けられる。発光トリガＴＲＧの間に複数の非発光トリガをランダムに設けてもよい。

　このとき、干渉補正部５６３は、測距データから干渉光の影響を除去するために、今回の発光トリガＴＲＧに対して最も近い非発光トリガＮＲＧに基づくヒストグラムを用いてもよい。

　このように、上述の第１０の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に非発光タイミングをランダムに設ける。これにより、過去の発光タイミングから今回の発光タイミングを予測しにくくすることができ、意図的な干渉光を用いた攻撃などに対するセキュリティを強化することができる。

　＜１１．第１１の実施の形態＞
　上述の第８の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて干渉検知を実施した。この第１１の実施の形態では、ヒストグラム生成単位に基づいて、発光トリガの系列および非発光トリガの系列を生成する。

　図３５は、第１１の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。

　同図において、各ヒストグラム生成単位では、発光トリガＴＲＧおよび非発光トリガＮＲＧが交互に設けられる。各ヒストグラム生成単位において、非発光トリガＮＲＧは、発光トリガＴＲＧの間にランダムに設けられてもよい。このとき、干渉が混在した測距用のヒストグラム６００と干渉検知用のヒストグラム６０２は、ヒストグラム生成単位ごとに生成される。

　干渉検知に用いられる信号のサンプリング精度は、測距に用いられる信号のサンプリング精度より低くてもよい。このとき、干渉検知画像の解像度は、測距画像の解像度より低くてもよい。干渉検知に用いられる信号のサンプリング精度を測距に用いられる信号のサンプリング精度より低くすることにより、発光トリガＴＲＧと非発光トリガＮＲＧとを１：１に設定する必要がなくなり、非発光トリガＮＲＧのランダム化を容易化することができる。例えば、発光トリガＴＲＧに対して２０％の確率で非発光トリガＮＲＧをランダムに挿入すると、発光トリガＴＲＧと非発光トリガＮＲＧとが厳密に４：１に設定されることはなく、非発光トリガＮＲＧが２０％の確率よりも数回増減することがある。

　このとき、撮像装置５００は、ヒストグラムの蓄積回数を記録し、干渉光を除去するためのヒストグラムの減算処理にその蓄積回数を反映させてもよい。撮像装置５００の外部で干渉光を除去する処理を実施する場合、撮像装置５００は、ヒストグラムデータとともに、その蓄積回数を外部に通知してもよい。このとき、撮像装置５００は、ヒストグラムデータのＥＢＤ(Embedded Data)にヒストグラムの蓄積回数を付加してもよい。

　このように、上述の第１１の実施の形態では、ヒストグラム生成単位に基づいて、発光トリガおよび非発光トリガの系列を生成する。これにより、非発光トリガＮＲＧのランダム化に対応しつつ、干渉光を除去するためのヒストグラムの減算処理にヒストグラムの蓄積回数を反映させることができる。このため、意図的な干渉光を用いた攻撃などに対するセキュリティを強化しつつ、測距制度を向上させることが可能となる。

　＜１２．第１２の実施の形態＞
　上述の第１１の実施の形態では、各ヒストグラム生成単位において発光トリガＴＲＧおよび非発光トリガＮＲＧが交互に設けた。この第１２の実施の形態では、発光トリガＴＲＧの系列および非発光トリガＮＲＧの系列をヒストグラム生成単位ごとに交互に設ける。

　図３６は、第１２の実施の形態に係る発光トリガおよび非発光トリガに基づくサンプリング方法を示すタイミングチャートである。

　同図において、発光トリガＴＲＧの系列および非発光トリガＮＲＧの系列がヒストグラム生成単位ごとに交互に設けられる。干渉が混在した測距用のヒストグラム６００と干渉検知用のヒストグラム６０２は、ヒストグラム生成単位ごとに交互に生成される。このため、撮像装置５００は、干渉が混在した測距用のヒストグラム６００と干渉検知用のヒストグラム６０２とを交互に記憶すればよく、２種類のヒストグラム６００、６０２を同一のメモリに時分割で記憶することができる。このため、２種類のヒストグラム６００、６０２を記憶するための記憶容量を削減することができ、撮像装置５００を小型化することができる。なお、測距データおよび干渉検知データは、ヒストグラムデータとして保持してもよいし、ヒストグラムのピーク位置や半値幅などの波形を再現可能な情報またはピーク周辺情報などに圧縮して保持してもよい。

　このように、上述の第１２の実施の形態では、発光トリガＴＲＧの系列および非発光トリガＮＲＧの系列をヒストグラム生成単位ごとに設ける。これにより、干渉が混在した測距用のヒストグラム６００と干渉検知用のヒストグラム６０２とをヒストグラム生成単位ごとに生成することができ、２種類のヒストグラム６００、６０２を同一のメモリに時分割で記憶することができる。

　＜１３．第１３の実施の形態＞
　上述の第８の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて干渉検知を実施した。この第１３の実施の形態では、測距可能な距離を分割して、発光トリガＴＲＧに基づくヒストグラムと、非発光トリガＮＲＧに基づくヒストグラムを生成する。

　図３７は、第１３の実施の形態に係る干渉データのサンプリング方法の一例を示す図である。

　同図において、撮像装置５００は、例えば、干渉検知を伴わない１００ｍまでの測距が可能であるものとする。このとき、撮像装置５００は、干渉検知を伴う測距を実施する場合、５０ｍまでの測距に切り替える。

　例えば、同図におけるａにおいて、干渉がない１００ｍまでの測距では、ヒストグラム７０１が作成され、干渉がある１００ｍまでの干渉検知では、ヒストグラム７０２が作成されるものとする。このとき、干渉検知を伴わない１００ｍまでの測距では、ヒストグラム７０１を記憶する記憶容量があればよい。一方、干渉検知を伴う１００ｍまでの測距では、ヒストグラム７０１、７０２を記憶する記憶容量が必要となり、ヒストグラム７０２を記憶する記憶容量を増設する必要がある。

　このとき、同図におけるｂに示すように、撮像装置５００は、干渉検知を伴う測距を実施する場合、５０ｍまでの測距に切り替える。これにより、撮像装置５００は、５０ｍから１００ｍまでのヒストグラム７０１の記憶容量を５０ｍまでのヒストグラム７０２の記憶容量に割り当てることができる。このため、撮像装置５００は、ヒストグラム７０２の記憶容量を増設することなく、被写体までの距離が近い干渉検知を伴う測距を実施することが可能となる。被写体までの距離が近い干渉検知を伴う測距を実施することにより、緊急性の高い測距の測距精度を向上させることが可能となる。

　ここで、干渉検知を伴う測距では、５０ｍまでのヒストグラム７０１、７０２が加算されたヒストグラムが生成される。一方、干渉検知では、同図におけるｃに示すように、５０ｍまでのヒストグラム７０１が加算されていないヒストグラム７０２が生成される。このため、同図におけるｂの５０ｍまでのヒストグラム７０１、７０２が加算されたヒストグラムから同図におけるｃの５０ｍまでのヒストグラム７０２を減算することにより、干渉が除去された５０ｍまでのヒストグラム７０１を生成することができる。

　なお、１００ｍまでの測距において、５０ｍより遠い位置での干渉検知を実施する場合、５０ｍより遠い位置でのピークに基づいて、干渉の有無を判断してもよい。例えば、測距光が反射された反射光は、距離が遠くなると減衰が増大するので、距離が遠い位置でのピークは発生しない。これに対して、干渉光では、距離が遠くても、ピークが発生することがある。このため、干渉光のヒストグラム７０２では、５０ｍより遠い位置においても、ピーク７０３が発生することがある。このため、５０ｍより遠い位置において、ヒストグラム７０２のピーク７０３が１００ｍまでのヒストグラム７０１に加算されているかどうかを判断することにより、干渉の有無を判断することができる。また、被写体までの距離が遠い位置においては、複数のフレーム間で干渉検知を実施してもよい。

　このように、上述の第１３の実施の形態では、測距可能な距離を分割して、発光トリガＴＲＧに基づくヒストグラムと、非発光トリガＮＲＧに基づくヒストグラムを生成する。これにより、被写体までの距離に応じて干渉検知を伴う測距と、干渉検知を伴わない測距とを切り替えることができ、干渉検知を伴わない測距に対応したメモリ容量に基づいて、干渉検知を伴う測距を実施することが可能となる。

　＜１４．第１４の実施の形態＞
　上述の第８の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて干渉検知を実施した。この第１４の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づくサンプリング精度よりも非発光トリガＮＲＧに基づくサンプリング精度を低くする。

　図３８は、第１４の実施の形態に係る干渉データのサンプリング方法の一例を示す図である。

　同図におけるａにおいて、撮像装置５００は、例えば、１００ｍまでの測距が可能であるものとする。このとき、撮像装置５００は、例えば、５ｃｍのサンプリング精度で１００ｍかつ１００回の発光トリガＴＲＧに基づくサンプリングデータを加算してヒストグラム８０１を生成する。これに対し、撮像装置５００は、例えば、１０ｃｍのサンプリング精度で１００ｍかつ２５回の非発光トリガＮＲＧに基づくサンプリングデータを加算してヒストグラム８０２を生成する。このとき、干渉検知のサンプリング精度を測距のサンプリング精度より低くすることができ、ヒストグラム８０２の記憶容量を削減することができる。

　また、同図におけるｂに示すように、撮像装置５００は、例えば、１００ｍ分のヒストグラム８０１の記憶容量のうち７０ｍ分をヒストグラム８０１の記憶容量に割り当ててもよい。このとき、撮像装置５００は、１００ｍ分のヒストグラム８０１の記憶容量のうち３０ｍ分をヒストグラム８０２の記憶容量に割り当てることができる。

　ここで、撮像装置５００は、同図におけるｃに示すように、ヒストグラム８０２のサンプリング精度や加算数を削減し、７０ｍ分のヒストグラム８０２を３０ｍ分のヒストグラム８０１の記憶容量に記憶する。これにより、ヒストグラム８０２の記憶容量を増設することなく、測距と重複しないタイミングに基づいて干渉検知を実施することが可能となる。

　このように、上述の第１４の実施の形態では、発光トリガＴＲＧに基づくサンプリング精度よりも非発光トリガＮＲＧに基づくサンプリング精度を低くする。これにより、干渉検知用のヒストグラム６０２をデータ圧縮することが可能となり、干渉検知用のヒストグラム６０２の記憶容量を削減することができる。

　＜１５．第１５の実施の形態＞
　上述の第８の実施の形態では、撮像装置５００の干渉検知に基づいて、撮像装置５００内で干渉補正を実施した。この第１５の実施の形態では、撮像装置の干渉検知に基づいて、撮像装置外で干渉補正を実施する。

　図３９は、第１５の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。

　同図において、撮像装置８００は、上述の第８の実施の形態の撮像装置５００の測距処理部５６０に代えて、測距処理部８６０を備える。撮像装置８００のそれ以外の構成は、上述の第８の実施の形態の撮像装置５００の構成と同様である。

　測距処理部８６０は、上述の第８の実施の形態の測距処理部５６０の干渉補正部５６３および距離算出部５６４に代えて、セレクタ８６１および前処理部８６２を備える。測距処理部８６０のそれ以外の構成は、上述の第８の実施の形態の測距処理部５６０の構成と同様である。

　セレクタ８６１は、発光ヒストグラム生成部５６１の出力と非発光ヒストグラム生成部５６２の出力とを選択的に前処理部８６２に出力する。

　前処理部８６２は、発光ヒストグラム生成部５６１の出力および非発光ヒストグラム生成部５６２の出力について、干渉補正の前処理を実施する。前処理部８６２は、ＦＩＲフィルタを備えてもよい。前処理部８６２は、エコー判定を実施してもよい。

　ホスト８１１は、撮像装置８００に接続される。ホスト８１１は、撮像装置８００の出力を処理する。ホスト８１１は、入力インタフェース８１２および干渉補正部８１３を備える。

　干渉補正部８１３には、入力インタフェース８１２を介し、撮像装置８００の出力が入力される。干渉補正部８１３は、非発光ヒストグラム生成部５６２で生成されたヒストグラムに基づいて、発光ヒストグラム生成部５６１で生成されたヒストグラムを補正する。このとき、干渉補正部８１３は、発光ヒストグラム生成部５６１で生成されたヒストグラムから非発光ヒストグラム生成部５６２で生成されたヒストグラムを減算し、干渉光が除去された反射光についてのヒストグラムを生成してもよい。

　このように、上述の第１５の実施の形態では、撮像装置８００の干渉検知に基づいて、撮像装置８００外で干渉補正を実施する。これにより、撮像装置８００の干渉補正にかかる負荷を低減することができる。

　＜１６．第１６の実施の形態＞
　上述の第１５の実施の形態では、撮像装置８００の干渉検知に基づいて、撮像装置８００外で干渉補正を実施した。この第１６の実施の形態では、撮像装置は、干渉光の検知結果を外部に通知する。

　図４０は、第１６の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。

　同図において、撮像装置８５０は、上述の第８の実施の形態の撮像装置５００にピーク検出部８５１が追加されている。撮像装置８５０のそれ以外の構成は、上述の第８の実施の形態の撮像装置５００の構成と同様である。

　ピーク検出部８５１は、非発光ヒストグラム生成部５６２で生成されたヒストグラムのピークを検出し、ワーニング情報として撮像装置８５０の外部に通知する。ワーニング情報は、端子を介して外部に通知してもよいし、出力インタフェース５７０を介して外部に通知してもよい。ワーニング情報は、ＥＢＤなどに挿入されて外部に通知されてもよい。

　このように、上述の第１６の実施の形態では、撮像装置８５０は、干渉光の検知結果を外部に通知する。これにより、撮像装置８５０での測距時の干渉を外部で確認することができる。

　＜１７．第１７の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、測距を行うバンクと干渉検知を行うバンクとをサブフレームＳＦＭ１、ＳＦＭ２ごとに切り替え、反射光ＬＲＦに基づく測距と、干渉光ＬＩＦに基づく干渉検知を同時に実施した。この第１７の実施の形態では、受光素子が設けられた画素が配列された画素アレイ部を上層チップに設け、回路部を下層チップに設ける。

　図４１は、第１７の実施の形態に係る固体撮像装置の積層例を示す斜視図である。

　同図において、この固体撮像装置は、画素アレイ部９１０および回路部９２０を備える。画素アレイ部９１０は、回路部９２０上に積層することができる。画素アレイ部９１０は、画素９１１を備える。画素９１１は、ロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。画素９１１には、ＳＰＡＤなどの受光部、クエンチ抵抗、リチャージ回路、カウンタおよびラッチなどを設けることができる。

　回路部９２０は、画素アレイ部９１０に接続される。回路部９２０には、読出し回路９２１および制御回路９２２を設けることができる。読出し回路９２１は、画素アレイ部９１０の各画素９１１から画素データを読出す。制御回路９２２は、発光部の発光タイミングを制御したり、受光部で生成された受光信号のサンプリングタイミングを制御したりすることができる。また、受光信号のサンプリングに基づいて、距離ごとの受光頻度を示すヒストグラムを生成し、そのヒストグラムに基づいて被写体までの距離を算出することができる。このとき、制御回路９２２は、干渉検知を実施し、干渉検知データに基づいて測距データを補正することができる。

　画素アレイ部９１０は上層チップに形成し、回路部９２０は下層チップに形成することができる。このとき、上層チップおよび下層チップは、直接接合してもよい。上層チップおよび下層チップの直接接合では、ハイブリッドボンディングを用いることができる。このとき、上層チップおよび下層チップは、Ｃｕ－Ｃｕ接続に基づいて電気的に接続してもよい。上層チップおよび下層チップに用いられる半導体基板の材料は、Ｓｉでもよいし、ＩｎＧａＡｓでもよいし、ＩｎＰでもよい。

　このように、上述の第１７の実施の形態では、受光素子が設けられた画素９１１が配列された画素アレイ部９１０を上層チップに設け、回路部９２０を下層チップに設ける。これにより、チップサイズの増大を抑制しつつ、受光素子の面積を増大させることができ、固体撮像装置の小型化を図りつつ、感度を向上させることができる。

　＜１８．第１８の実施の形態＞
　上述の第１７の実施の形態では、画素９１１が配列された画素アレイ部９１０を回路部９２０上に積層した。この第１８の実施の形態では、受光部が配列された受光アレイ部を上層チップに設け、回路アレイ部を下層チップに設ける。

　図４２は、第１８の実施の形態に係る画素アレイ部の積層例を示す斜視図である。

　同図において、この画素アレイ部は、受光アレイ部９３０および回路アレイ部９４０を備える。受光アレイ部９３０は、回路アレイ部９４０上に積層することができる。受光アレイ部９３０は、受光部９３１を備える。受光部９３１は、ロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。各受光部９３１には、ＳＰＡＤを設けることができる。

　回路アレイ部９４０は、回路部９４１を備える。回路部９４１は、ロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。回路部９４１は、受光部９３１ごとに設けることができる。各回路部９４１には、クエンチ抵抗、リチャージ回路、カウンタおよびラッチなどを設けることができる。

　このように、上述の第１８の実施の形態では、受光部９３１が配列された受光アレイ部９３０を回路部９４１が配列された回路アレイ部９４０上に積層する。これにより、チップサイズの増大を抑制しつつ、受光部９３１の面積を増大させることができ、固体撮像装置の小型化を図りつつ、感度を向上させることができる。

　＜１９．第１９の実施の形態＞
　上述の第１８の実施の形態では、受光部９３１が配列された受光アレイ部９３０を回路部９４１が配列された回路アレイ部９４０上に積層した。この第１９の実施の形態では、複数の受光素子が設けられた受光部が配列された受光アレイ部を上層チップに設け、回路アレイ部を下層チップに設ける。

　図４３は、第１９の実施の形態に係る画素アレイ部の積層例を示す斜視図である。

　同図において、画素アレイ部は、受光アレイ部９５０および回路アレイ部９６０を備える。受光アレイ部９５０は、回路アレイ部９６０上に積層することができる。受光アレイ部９５０は、受光部９５１を備える。受光部９５１は、ロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。各受光部９５１には、複数の受光素子９５２が設けられる。受光素子９５２は、ＳＰＡＤでもよい。各受光部９５１において、受光素子９５２は、２×２の配列でもよいし、３×３の配列でもよい。

　回路アレイ部９６０は、回路部９６１を備える。回路部９６１は、ロウ方向およびカラム方向にマリトックス状に配置される。回路部９６１は、受光部９５１ごとに設けることができる。各回路部９６１には、クエンチ抵抗、リチャージ回路、カウンタおよびラッチなどを設けることができる。

　このように、上述の第１８の実施の形態では、複数の受光素子９５２が設けられた受光部９５１が配列された受光アレイ部９５０を、回路部９６１が配列された回路アレイ部９６０上に積層する。これにより、チップサイズの増大を抑制しつつ、各受光素子９５２の面積を増大させることが可能となるとともに、受光頻度を増大させることができる。このため、固体撮像装置の小型化を図りつつ、感度を向上させることが可能となるとともに、測距の高速化を図ることができる。

　＜２０．移動体への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）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、ロボット等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４４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１２０００は、通信ネットワーク１２００１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４４に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ(interface)１２０５３が図示されている。

　駆動系制御ユニット１２０１０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１２０１０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。

　ボディ系制御ユニット１２０２０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１２０２０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１２０２０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１２０２０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。

　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００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１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、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。

　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であってもよいし、赤外線等の非可視光であってもよい。

　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１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。

　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で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１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１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うことができる。

　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で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うことができる。

　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。

　音声画像出力部１２０５２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４４の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２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。

　図４５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

　図４５では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。

　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００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等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１２１０１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１２１０５は、主として車両１２１００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１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００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１２１０４は、主として車両１２１００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１２１０５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４５には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。

　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように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うことができる。

　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。

　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、上述の測距装置は、撮像部１２０３１に適用することができる。車両制御システム１２０００に本開示に係る技術を適用することにより、干渉光が入射する場合においても。測距精度の低下を抑制することが可能となる。

　なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）測距光を出射する発光部と、
　前記測距光が反射された反射光の受光の有無を切り替えて受光可能な複数の受光領域を有する受光部と
を備える測距装置。
（２）前記受光領域は、前記反射光の受光の有無が互いに排他的に切り替えられる第１受光領域および第２受光領域を備え、
　前記反射光が前記第１受光領域で受光されるときに、前記反射光が前記第２受光領域で受光されないように、前記第１受光領域と第２受光領域との位置が設定され、
　前記反射光が前記第２受光領域で受光されるときに、前記反射光が前記第１受光領域で受光されないように、前記第１受光領域と第２受光領域との位置が設定される
前記（１）に記載の測距装置。
（３）前記発光部は、
　前記第１受光領域に対応した第１レーザ素子と、
　前記第２受光領域に対応した第２レーザ素子とを備え、
　前記反射光が前記第１受光領域で受光されるときは、前記第１レーザ素子はオンされるとともに、前記第２レーザ素子はオフされ、
　前記反射光が前記第２受光領域で受光されるときは、前記第１レーザ素子はオフされるとともに、前記第２レーザ素子はオンされる
前記（２）に記載の測距装置。
（４）前記反射光の受光に基づく測距動作と、前記反射光に干渉する干渉光の受光に基づく干渉検知動作を制御する制御部を
さらに備える前記（２）または（３）に記載の測距装置。
（５）前記制御部は、前記測距動作と前記干渉検知動作とをサブフレーム単位で繰り返す
前記（４）に記載の測距装置。
（６）前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔を変更する
前記（４）または（５）に記載の測距装置。
（７）前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔をランダムに変更する
前記（６）に記載の測距装置。
（８）前記制御部は、前記受光領域での受光頻度と距離との関係を示すヒストグラムのピークの有無または干渉評価指標に基づいて前記干渉光を検知する
前記（４）から（７）のいずれかに記載の測距装置。
（９）前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、干渉の有無を示す干渉フラグを発行する
前記（４）から（８）のいずれかに記載の測距装置。
（１０）前記第１受光領域および前記第２受光領域はそれぞれ複数設けられ、
　前記第１受光領域および前記第２受光領域は、フレームごとに切り替えられて測距および干渉検知に用いられる
前記（２）から（９）のいずれかに記載の測距装置。
（１１）前記第１受光領域および前記第２受光領域はそれぞれ複数設けられ、
　前記第１受光領域および前記第２受光領域のうちの少なくとも一部が選択されて測距および干渉検知に用いられる
前記（２）から（１０）のいずれかに記載の測距装置。
（１２）前記測距および前記干渉検知に用いられる前記第１受光領域および前記第２受光領域のうちの少なくとも一部はランダムに選択される
前記（１１）に記載の測距装置。
（１３）前記制御部は、第１フレームでの前記干渉光の検知結果を第２フレームのノイズの除去に用いる
前記（４）に記載の測距装置。
（１４）測距光を出射する発光部と、
　前記測距光が反射された反射光を受光する受光部と、
　前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔をランダムに変更する制御部と
を備える測距装置。
（１５）発光トリガに基づいて測距光を出射する発光部と、
　前記測距光が反射された反射光を受光する受光部と、
　前記発光トリガに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて、前記受光部で受光される光の検知を制御する制御部と
を備える測距装置。
（１６）前記制御部は、前記発光タイミングを含む発光期間および前記非発光タイミングを含む非発光期間の設定を制御する
前記（１５）に記載の測距装置。
（１７）前記発光期間は、前記発光部から出射される１つの発光パルスの出射単位または前記受光部での受光回数のヒストグラムで生成単位であるスロット単位に基づいて設定される
前記（１６）に記載の測距装置。
（１８）前記制御部は、前記測距光に干渉する干渉光の検知結果を通知する
前記（１５）から（１７）のいずれかに記載の測距装置。
（１９）前記制御部は、前記発光タイミングでの発光に対する受光に基づいて測距データを算出し、前記非発光タイミングに基づいて検知された干渉光の検知結果に基づいて前記測距データを補正する
前記（１５）から（１８）のいずれかに記載の測距装置。
（２０）前記制御部は、前記非発光タイミングに基づく信号のサンプリング精度を前記発光タイミングに基づく信号のサンプリング精度より低くする
前記（１５）から（１９）のいずれかに記載の測距装置。

　１００　測距装置
　１０１　対象物
　１０２　干渉源
　１０３　プロセッサ
　１１１　駆動部
　１１２　発光部
　１１３、１２１、１４１　光学系
　１２２　光学フィルタ
　１２３　光検出部
　１３１　画素アレイ部
　１３２　読出し回路
　１３３　ＴＤＣ
　１３４　ヒストグラム生成部
　１３５　内部クロック生成部
　１３６　制御部
　１３７　外部インタフェース
　１７１　干渉検知部
　１７２　乱数発生器
　１７３　内部クロック周波数レジスタ
　１４０　撮像装置
　１４２　固体撮像装置
　１４３　撮像制御部
　１４４　画像処理部
　１４５　記憶部
　１４６　表示部
　１４７　操作部
　１４８　バス
　１６０　画素
　１５２　水平制御部
　１５３　信号処理部
　１６１　垂直信号線
　１６２　水平制御線

Claims

　測距光を出射する発光部と、
　前記測距光が反射された反射光の受光の有無を切り替えて受光可能な複数の受光領域を有する受光部と
を備える測距装置。
　前記受光領域は、前記反射光の受光の有無が互いに排他的に切り替えられる第１受光領域および第２受光領域を備え、
　前記反射光が前記第１受光領域で受光されるときに、前記反射光が前記第２受光領域で受光されないように、前記第１受光領域と第２受光領域との位置が設定され、
　前記反射光が前記第２受光領域で受光されるときに、前記反射光が前記第１受光領域で受光されないように、前記第１受光領域と第２受光領域との位置が設定される
請求項１に記載の測距装置。
　前記発光部は、
　前記第１受光領域に対応した第１レーザ素子と、
　前記第２受光領域に対応した第２レーザ素子とを備え、
　前記反射光が前記第１受光領域で受光されるときは、前記第１レーザ素子はオンされるとともに、前記第２レーザ素子はオフされ、
　前記反射光が前記第２受光領域で受光されるときは、前記第１レーザ素子はオフされるとともに、前記第２レーザ素子はオンされる
請求項２に記載の測距装置。
　前記反射光の受光に基づく測距動作と、前記反射光に干渉する干渉光の受光に基づく干渉検知動作を制御する制御部を
さらに備える請求項１に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記測距動作と前記干渉検知動作とをサブフレーム単位で繰り返す
請求項４に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔を変更する
請求項４に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔をランダムに変更する
請求項６に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記受光領域での受光頻度と距離との関係を示すヒストグラムのピークの有無または干渉評価指標に基づいて前記干渉光を検知する
請求項４に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記干渉光の検知結果に基づいて、干渉の有無を示す干渉フラグを発行する
請求項４に記載の測距装置。
　前記第１受光領域および前記第２受光領域はそれぞれ複数設けられ、
　前記第１受光領域および前記第２受光領域は、フレームごとに切り替えられて測距および干渉検知に用いられる
請求項２に記載の測距装置。
　前記第１受光領域および前記第２受光領域はそれぞれ複数設けられ、
　前記第１受光領域および前記第２受光領域のうちの少なくとも一部が選択されて測距および干渉検知に用いられる
請求項２に記載の測距装置。
　前記測距および前記干渉検知に用いられる前記第１受光領域および前記第２受光領域のうちの少なくとも一部はランダムに選択される
請求項１１に記載の測距装置。
　前記制御部は、第１フレームでの前記干渉光の検知結果を第２フレームのノイズの除去に用いる
請求項４に記載の測距装置。
　測距光を出射する発光部と、
　前記測距光が反射された反射光を受光する受光部と、
　前記干渉光の検知結果に基づいて、前記測距光の出射間隔をランダムに変更する制御部と
を備える測距装置。
　発光トリガに基づいて測距光を出射する発光部と、
　前記測距光が反射された反射光を受光する受光部と、
　前記発光トリガに基づく発光タイミングの間に設けられた非発光タイミングに基づいて、前記受光部で受光される光の検知を制御する制御部と
を備える測距装置。
　前記制御部は、前記発光タイミングを含む発光期間および前記非発光タイミングを含む非発光期間の設定を制御する
請求項１５に記載の測距装置。
　前記発光期間は、前記発光部から出射される１つの発光パルスの出射単位または前記受光部での受光回数のヒストグラムで生成単位であるスロット単位に基づいて設定される
を備える
請求項１６に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記測距光に干渉する干渉光の検知結果を通知する
請求項１５に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記発光タイミングでの発光に対する受光に基づいて測距データを算出し、前記非発光タイミングに基づいて検知された干渉光の検知結果に基づいて前記測距データを補正する
請求項１５に記載の測距装置。
　前記制御部は、前記非発光タイミングに基づく信号のサンプリング精度を前記発光タイミングに基づく信号のサンプリング精度より低くする
請求項１５に記載の測距装置。