WO2025243786A1 - 測距装置および測距方法 - Google Patents

測距装置および測距方法

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WO2025243786A1
WO2025243786A1 PCT/JP2025/016001 JP2025016001W WO2025243786A1 WO 2025243786 A1 WO2025243786 A1 WO 2025243786A1 JP 2025016001 W JP2025016001 W JP 2025016001W WO 2025243786 A1 WO2025243786 A1 WO 2025243786A1
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histogram
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minimum value
subtraction
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PCT/JP2025/016001
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保昭 加川
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
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    • G—PHYSICS
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    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection

Definitions

  • This disclosure relates to a distance measuring device and a distance measuring method.
  • distance measuring devices that measure distance using the ToF (Time-of-Flight) method have been attracting attention.
  • Examples of distance measuring devices include ToF sensors that measure the distance to an object using multiple light-receiving elements arranged on a plane.
  • SPADs Single Photon Avalanche Diodes
  • these ToF sensors generally set up multiple observation periods and integrate the histograms obtained during each observation. Peak signals caused by reflected light appear on the integrated histograms, and subsequent signal processing allows the time position of these peaks to be accurately estimated and used as the distance to the object.
  • photons incident on the ToF sensor also include those resulting from ambient light that is uncorrelated with time.
  • the main component of ambient light is thermal radiation from the sun. When sunlight is bright and the object has high reflectance, strong ambient light enters the sensor, increasing the overall count value (number of counts) of the resulting histogram. In extreme cases, the count value of the ambient light component may exceed the data range set in the histogram (potential for saturation).
  • One method for avoiding this saturation is to subtract a specific value from the histogram each time it is integrated. (See, for example, Patent Documents 1 and 2.)
  • the subtraction value which is the specific value mentioned above.
  • the average or minimum value of the histogram before integration is set as the subtraction value, false detection or failure to perform subtraction may occur, resulting in reduced distance measurement accuracy.
  • This disclosure therefore provides a distance measuring device and distance measuring method that can prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • the distance measuring device includes a determination unit that determines a first minimum value from a first integrated histogram, and a processing unit that performs an integration of the first integrated histogram and the first histogram and subtracts the first minimum value to generate a second integrated histogram.
  • the distance measurement method includes a computer determining a first minimum value from a first integrated histogram, integrating the first integrated histogram with the first histogram, and subtracting the first minimum value to generate a second integrated histogram.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a ToF sensor according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an optical system of a ToF sensor according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a light receiving unit according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a SPAD pixel according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a SPAD adder according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a calculation unit according to the embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining an example of histogram accumulation and subtraction processing according to the embodiment
  • 10A and 10B are diagrams for explaining an example of histogram accumulation and subtraction processing according to the embodiment
  • 10 is a flowchart illustrating an example of a process of accumulating and subtracting a histogram according to an embodiment.
  • 10 is a graph showing the relationship between time bins and count values according to an embodiment and a comparative example.
  • 10 is a graph showing the relationship between the amount of incident light and the average value of disturbance light components according to an embodiment and a comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a calculation unit according to a first modified example of the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a calculation unit according to a first modified example of the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a calculation unit according to a second modified example of the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of a calculation unit according to a third modified example of the embodiment.
  • 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the installation positions of an outside-vehicle information detection unit and an imaging unit.
  • Embodiment 1-1 Configuration example of ToF sensor 1-2.
  • Configuration example of optical system 1-3 Configuration example of light receiving unit 1-4.
  • Configuration example of calculation unit 1-7 Processing example of histogram accumulation and subtraction 1-8. Differences between this embodiment and comparative example 1-9.
  • Modifications 1-9-1 Modification 1 1-9-2.
  • Modification 2 1-9-3.
  • Modification 3 1-10. Actions and Effects 2.
  • Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a ToF sensor 1 according to this embodiment.
  • the ToF sensor 1 is an example of a distance measuring device.
  • the ToF sensor 1 includes a control unit 11, a light-emitting unit 12, a light-receiving unit 13, a calculation unit 14, and an external I/F (interface) 15.
  • the control unit 11 controls each part of the ToF sensor 1.
  • the control unit 11 is composed of an information processing device such as a CPU (Central Processing Unit), for example.
  • the external I/F 15 is, for example, a communications adapter that establishes communications with an external host 80 via a communications network.
  • the communications network may be, for example, a wireless LAN (Local Area Network), a wired LAN, or a communications network conforming to any standard, such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), or FlexRay (registered trademark).
  • the host 80 may be an ECU (Engine Control Unit) mounted on the moving object.
  • the ToF sensor 1 is mounted on an autonomous moving object such as a domestic pet robot, a robot vacuum cleaner, an unmanned aerial vehicle, or a follow-up transport robot, the host 80 may be a control device that controls the autonomous moving object.
  • the light-emitting unit 12 has one or more semiconductor laser diodes as a light source, and emits pulsed laser light (also called irradiation light) L1 of a predetermined duration at a predetermined cycle (also called emission cycle).
  • the light-emitting unit 12 also emits laser light L1 of a duration of 1 ns at a cycle of 1 MHz, for example. If an object (measurement target) 90 is present within the distance measurement range, the laser light L1 emitted from the light-emitting unit 12 is reflected by the object 90 and enters the light-receiving unit 13 as reflected light L2.
  • the light receiving unit 13 includes, for example, multiple SPAD (Single Photon Avalanche Diode) pixels arranged in a two-dimensional grid, and outputs information (e.g., equivalent to the number of detection signals described below) regarding the number of SPAD pixels that detect incident photons after light emission from the light emitting unit 12 (also referred to as the detection count). For example, the light receiving unit 13 detects incident photons at a predetermined sampling period for each light emission from the light emitting unit 12, and outputs the detection count.
  • SPAD Single Photon Avalanche Diode
  • the calculation unit 14 tally up the detection counts output from the light receiving unit 13 for multiple SPAD pixels (or multiple macro pixels), and based on the pixel values obtained from this tally, creates a histogram with flight time on the horizontal axis and cumulative pixel values on the vertical axis. Note that one macro pixel is made up of a predetermined number of SPAD pixels.
  • the calculation unit 14 calculates pixel values by tallying the number of detections at a predetermined sampling frequency for each light emission from the light-emitting unit 12, and repeats this process for multiple light emissions from the light-emitting unit 12. The calculation unit 14 then creates a histogram in which the horizontal axis (histogram bins) represents the sampling period corresponding to the flight time, and the vertical axis represents the cumulative pixel value obtained by accumulating the pixel values calculated at each sampling period.
  • the calculation unit 14 performs a predetermined filtering process on the created histogram, and then, for example, identifies the time of flight when the cumulative pixel value peaks from the filtered histogram. Then, based on the identified time of flight, the calculation unit 14 calculates the distance L from the ToF sensor 1 or a device equipped with the same to an object 90 present within the ranging range. Note that information on the distance L calculated by the calculation unit 14 may be output to the host 80, for example, via the external I/F 15.
  • the aforementioned calculation unit 14 and the like may be configured using hardware and/or software, and the configuration is not particularly limited.
  • the calculation unit 14 may be realized, for example, by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or CPLD (Complex Programmable Logic Device).
  • the calculation unit 14 may also be realized, for example, by a computer such as a CPU or MPU (Micro Control Unit) executing a program pre-stored in ROM (Read Only Memory) using RAM (Random Access Memory) as a working area.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the optical system of the ToF sensor 1 according to this embodiment.
  • the example in Figure 2 illustrates a so-called scanning optical system in which the angle of view of the light receiving unit 13 is scanned in the horizontal direction.
  • the ToF sensor 1 may also be, for example, a so-called flash-type ToF sensor in which the angle of view of the light receiving unit 13 is fixed.
  • the ToF sensor 1 includes an optical system including a light source 31, a collimator lens 32, a half mirror 33, a galvanometer mirror 35, a light-receiving lens 36, and a SPAD array 37.
  • the light source 31, collimator lens 32, half mirror 33, and galvanometer mirror 35 are included, for example, in the light-emitting unit 12 in FIG. 1.
  • the light-receiving lens 36 and SPAD array 37 are included, for example, in the light-receiving unit 13 in FIG. 1.
  • laser light L1 emitted from light source 31 is converted by collimator lens 32 into rectangular parallel light whose cross-sectional intensity spectrum is long in the vertical direction, and then enters half mirror 33.
  • Half mirror 33 reflects a portion of the incident laser light L1.
  • Laser light L1 reflected by half mirror 33 enters galvanometer mirror 35.
  • Galvanometer mirror 35 is vibrated horizontally around a predetermined rotation axis as the vibration center by driver 34, which operates, for example, based on control from control unit 11.
  • driver 34 operates, for example, based on control from control unit 11.
  • driver 34 operates, for example, based on control from control unit 11.
  • the laser light L1 reflected by the galvanometer mirror 35 is reflected by an object 90 present within the distance measurement range AR and enters the galvanometer mirror 35 as reflected light L2.
  • a portion of the reflected light L2 that enters the galvanometer mirror 35 passes through the half mirror 33 and enters the light-receiving lens 36, which then forms an image on the used SPAD array 37a in the SPAD array 37.
  • the used SPAD array 37a is, for example, the area that is used in the SPAD array 37, and may be a portion of the SPAD array 37 or the entire SPAD array 37.
  • Fig. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the light receiving unit 13 according to this embodiment.
  • the light receiving unit 13 includes a SPAD array 37, a timing control circuit 41, a drive circuit 42, and an output circuit 43.
  • the SPAD array 37 comprises a plurality of SPAD pixels 20 arranged in a two-dimensional grid.
  • a pixel drive line LD (vertical in FIG. 3) is connected to each column of the plurality of SPAD pixels 20, and an output signal line LS (horizontal in FIG. 3) is connected to each row of the SPAD pixels 20.
  • One end of the pixel drive line LD is connected to an output terminal of the drive circuit 42 corresponding to each column, and one end of the output signal line LS is connected to an input terminal of the output circuit 43 corresponding to each row.
  • the reflected light L2 is detected using part or all of the SPAD array 37.
  • the used SPAD array 37a which is the area used in the SPAD array 37, may be a rectangle that is long in the vertical direction, the same as the image of reflected light L2 that is formed on the SPAD array 37 when the entire laser light L1 is reflected as reflected light L2.
  • the area may be modified in various ways, such as being larger or smaller than the image of reflected light L2 that is formed on the SPAD array 37.
  • the timing control circuit 41 includes a timing generator that generates various timing signals. This timing control circuit 41 controls the drive circuit 42 and output circuit 43 based on the various timing signals generated by the timing generator.
  • the drive circuit 42 includes a shift register, an address decoder, etc., and drives each SPAD pixel 20 of the SPAD array 37, either all pixels at the same time or column by column.
  • the drive circuit 42 includes a circuit that applies a quench voltage V_QCH (described below) to each SPAD pixel 20 in a selected column in the SPAD array 37, and a circuit that applies a selection control voltage V_SEL (described below) to each SPAD pixel 20 in the selected column.
  • the drive circuit 42 then applies the selection control voltage V_SEL to the pixel drive line LD corresponding to the column to be read out, thereby selecting, column by column, the SPAD pixels 20 to be used to detect incident photons.
  • the signal (called the detection signal) V_OUT output from each SPAD pixel 20 in the column selected and scanned by this drive circuit 42 is input to the output circuit 43 through each output signal line LS.
  • the output circuit 43 outputs the detection signal V_OUT input from each SPAD pixel 20.
  • Fig. 4 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the SPAD pixel 20 according to this embodiment.
  • the SPAD pixel 20 includes a photodiode 21 as a light-receiving element, and a readout circuit 22 that detects when a photon is incident on the photodiode 21.
  • a photon is incident on the photodiode 21 while a reverse bias voltage V_SPAD equal to or greater than the breakdown voltage is applied between the anode and cathode, the photodiode 21 generates an avalanche current.
  • Photodiode 21 is a SPAD.
  • a SPAD is an avalanche photodiode that operates in Geiger mode when a reverse bias voltage equal to or greater than the breakdown voltage is applied between its anode and cathode, and is capable of detecting the incidence of a single photon.
  • the read circuit 22 includes a quench resistor 23, a selection transistor 24, a digital converter 25, an inverter 26, and a buffer 27.
  • the quench resistor 23 is composed of, for example, an N-type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), i.e., an NMOS transistor.
  • the drain of this NMOS transistor is connected to the anode of the photodiode 21, and its source is grounded via the selection transistor 24.
  • a preset quench voltage V_QCH is applied to the gate of the NMOS transistor that constitutes the quench resistor 23 from the drive circuit 42 via the pixel drive line LD to cause the NMOS transistor to function as a quench resistor.
  • the selection transistor 24 is, for example, an NMOS transistor, and its drain is connected to the source of the NMOS transistor that constitutes the quench resistor 23, and its source is grounded.
  • the selection transistor 24 is connected to the drive circuit 42, and when the selection control voltage V_SEL from the drive circuit 42 is applied to the gate of the selection transistor 24 via the pixel drive line LD, it changes from the off state to the on state.
  • the digital converter 25 includes a resistor 25a and an NMOS transistor 25b.
  • the drain of the NMOS transistor 25b is connected to the power supply voltage VDD via the resistor 25a, and the source is grounded.
  • the voltage at the connection point N1 between the anode of the photodiode 21 and the quench resistor 23 is applied to the gate of the NMOS transistor 25b.
  • Inverter 26 comprises P-type MOSFETs, namely PMOS transistor 26a and NMOS transistor 26b.
  • the drain of PMOS transistor 26a is connected to the power supply voltage VDD, and the source is connected to the drain of NMOS transistor 26b.
  • the drain of NMOS transistor 26b is connected to the source of PMOS transistor 26a, and its source is grounded.
  • the voltage at node N2 between resistor 25a and the drain of NMOS transistor 25b is applied to the gates of PMOS transistor 26a and NMOS transistor 26b, respectively.
  • the output of inverter 26 is input to buffer 27.
  • Buffer 27 is a circuit for impedance conversion. When it receives the output signal from inverter 26, it converts the impedance of the input output signal and outputs it as detection signal V_OUT.
  • (Example of general operation of SPAD pixel) 4 operates, for example, as follows: First, while the selection control voltage V_SEL is applied from the drive circuit 42 to the selection transistor 24 and the selection transistor 24 is in the on state, a reverse bias voltage V_SPAD equal to or greater than the breakdown voltage is applied to the photodiode 21. This allows the photodiode 21 to operate (for example, perform detection).
  • the selection control voltage V_SEL is not applied from the drive circuit 42 to the selection transistor 24 and the selection transistor 24 is in the off state
  • the reverse bias voltage V_SPAD is not applied to the photodiode 21, and therefore operation of the photodiode 21 is prohibited.
  • the readout circuit 22 outputs a high-level detection signal V_OUT during the period from the moment when a photon is incident on the photodiode 21, generating an avalanche current that turns the NMOS transistor 25b on, to the moment when the avalanche current stops and the NMOS transistor 25b turns off.
  • Fig. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the SPAD adder 44 according to this embodiment. Note that the SPAD adder 44 may be included in the light receiving unit 13 or the calculation unit 14.
  • the SPAD adder 44 includes, for example, a pulse shaping unit 44a and a light-receiving counting unit 44b.
  • This SPAD adder 44 is provided, for example, for each SPAD pixel 20 (or macro pixel).
  • the detection signal V_OUT output from the readout circuit 22 is input to the SPAD adder 44 via the output circuit 43.
  • the pulse shaping unit 44a shapes the pulse waveform of the detection signal V_OUT input from the SPAD pixel 20 (or macro pixel) of the SPAD array 37 via the output circuit 43 into a pulse waveform with a time width according to the operating clock of the SPAD addition unit 44.
  • the light reception count unit 44b counts the detection signals V_OUT input from the SPAD pixels 20 (or macro pixels) for each sampling period, thereby counting the number of SPAD pixels 20 (detection number) for which incident photons have been detected for each sampling period, and outputs this count value as the pixel value of the SPAD pixel 20 (or macro pixel).
  • sampling period is a period for measuring the time (time of flight) from when the light-emitting unit 12 emits the laser light L1 until the light-receiving unit 13 detects the incidence of a photon.
  • This sampling period is set to be shorter than the light-emitting period of the light-emitting unit 12. For example, by shortening the sampling period, it becomes possible to calculate the time of flight of a photon emitted from the light-emitting unit 12 and reflected by the object 90 with higher time resolution. This means that by increasing the sampling frequency, it becomes possible to calculate the distance L to the object 90 with higher ranging resolution.
  • Fig. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 14 according to this embodiment.
  • Fig. 7 and Fig. 8 are diagrams for explaining examples of the process of accumulating and subtracting histograms (e.g., histogram H i , integrated histogram H ' i-1 , integrated histogram H' i ) according to this embodiment.
  • the calculation unit 14 includes a memory 51, a processing unit 52, and a minimum value determination unit 53.
  • each SPAD adder 44 is connected to the processing unit 52.
  • These SPAD adders 44 function as a generation unit that generates a histogram H i .
  • the histogram H i is an acquired histogram that is generated based on the output signals from the light receiving unit 13 (each SPAD pixel 20).
  • the memory 51 stores data such as the past integrated histogram H ' i-1 .
  • the memory 51 may store other data as needed.
  • the memory 51 is connected to the processing unit 52 (e.g., the integration unit 52 a) and transmits the stored data to the processing unit 52.
  • the processing unit 52 has an accumulating unit 52a and a subtracting unit 52b.
  • the accumulating unit 52a accumulates the acquired histogram H i and a past accumulated histogram H' i-1 to generate a histogram.
  • the subtracting unit 52b subtracts a subtraction value B i-1 from the generated histogram to generate an accumulated histogram H' i .
  • This accumulated histogram H' i is stored in the memory 51 as a past accumulated histogram for the next accumulation. For example, after the aforementioned accumulation and subtraction are repeated a predetermined number of times, the accumulated histogram H' i is passed (output) to a subsequent distance measurement process.
  • the minimum value determination unit 53 searches for and determines the minimum value from the integrated histogram H'i and holds (stores) that minimum value. Thereafter, when subtraction is performed by the subtraction unit 52b, the minimum value determination unit 53 outputs the held minimum value to the subtraction unit 52b as the subtraction value B i-1 .
  • the determination of the minimum value may be performed every time an integration is performed, or may be performed once every multiple integrations. In the latter case, B i may be set to 0 during integration when a minimum value is not determined.
  • the integrated histogram H'i and the subtraction value (minimum value) Bi are expressed by the following equations (1) and (2).
  • the histogram Hi is the i-th histogram obtained.
  • the initial value B0 of Bi may be set to 0, for example.
  • the i-th acquired histogram H i is integrated into the previous integrated histogram H' i-1 stored in the memory 51. Specifically, the count values (count numbers) of each bin in the i-th acquired histogram H i are added to the count values of each bin in the (i-1)-th integrated histogram H ' i-1 to generate a new histogram.
  • the histogram H i is a histogram shaped with the horizontal axis representing bins and the vertical axis representing count values (cumulative pixel values).
  • the integrated histogram H ' i-1 is a histogram obtained by integrating multiple histograms.
  • a predetermined subtraction value B i-1 min(H ' i-1 ) is subtracted from the new histogram.
  • the predetermined subtraction value B i-1 is determined in advance from the past integrated histogram H ' i-1 by the minimum value determination unit 53.
  • the minimum value determination unit 53 determines and stores the minimum value min(H' i-1 ) from the past integrated histogram H ' i-1 , and sets it as the subtraction value B i-1 when subtracting from the histogram H i obtained the i-th time.
  • an integrated histogram H' i is generated, as shown in Fig. 8.
  • This integrated histogram H' i is stored in memory 51, and is passed to a minimum value determination unit 53 for searching for the minimum value.
  • the minimum value determination unit 53 determines and stores the minimum value min(H' i ) from the integrated histogram H' i , and sets it as the subtraction value B i when subtracting from the (i+1)th acquired histogram H i+1 .
  • the calculation unit 14 After obtaining the desired number N of histograms, the calculation unit 14 performs distance measurement processing based on the N histograms H'_N and calculates the distance L to the object 90 (or an estimated value of the distance L). For example, as part of the distance measurement processing, the calculation unit 14 identifies the bin number at which the count value (cumulative pixel value) reaches its peak value in the N histograms H'_N, and converts the identified bin number into a flight time to calculate the distance L to the object 90.
  • the calculation unit 14 detects mountain peaks by repeatedly comparing the magnitude of each count value of adjacent bin numbers in the histogram H'_N N times, and then selects multiple peaks with large peak values as candidates, determines the bin number of the rising edge of each peak, and calculates the distance L to the object 90 from the flight time of the reflected light L2. At this time, multiple peaks may be detected, but the host 80 calculates the final distance measurement value by referring to information from surrounding pixels, so information on the distance measurement values of multiple reflected light candidates is sent to the host 80 via the external I/F 15.
  • the conversion from bin number to flight time may be performed using a conversion table stored in advance in a specified memory, or a conversion formula for converting bin number to flight time may be stored in advance and the conversion may be performed using this conversion formula.
  • various methods can be used to identify the bin number at which the cumulative pixel value peaks, such as identifying the bin number of the bin with the largest value, or fitting a histogram and identifying the bin number at which the cumulative pixel value peaks from the resulting function curve.
  • the aforementioned histogram integration by accumulating pixel values obtained from multiple emissions, it is possible to increase the difference between the cumulative pixel value of pixel values that detect reflected light L2 and the cumulative pixel value caused by noise such as ambient light L0. This makes it possible to more reliably distinguish between reflected light L2 and noise, thereby making it possible to more accurately calculate (or estimate) the distance L to the object 90.
  • ambient light L0 In addition to the reflected light L2 that is reflected back by the object 90 and returned, ambient light L0 that is reflected and scattered by the object 90, the atmosphere, etc., is also incident on the light receiving unit 13.
  • the main component of ambient light L0 is thermal radiation from the sun.
  • strong ambient light L0 enters the light receiving unit 13, causing the overall count value (number of counts) of the resulting histogram to increase.
  • the count value of the ambient light component may exceed the data range set in the histogram (possibility of saturation).
  • One method for avoiding this saturation is to subtract a specific value from the histogram each time it is integrated.
  • the subtraction value is set too large, problems will occur when the count value of a histogram bin is smaller than the subtraction value. Therefore, the subtraction value is set based on the average value of the histogram before integration, or the minimum value of the histogram before integration.
  • the count value is treated as 0, resulting in an overestimation of the count value.
  • the peak count value caused by reflected light is small compared to the disturbance light component fluctuations, for example because the subject object 90 is located far away, false detection may occur.
  • the minimum value is used as the subtraction value, so in principle the above-mentioned overestimation does not occur.
  • a histogram has a data size of, for example, around 1000 bins (approximately 10 bits per bin). In order for a subtraction value of 1 or greater to be set, there must not be a single bin with a zero count among the 1000 bins of the acquired histogram before accumulation. The probability that a sufficient amount of subtraction will be performed when this condition is imposed is sufficiently small.
  • the minimum value is determined from the histogram after accumulation and subtraction, and this minimum value is used as the subtraction value.
  • the probability that the minimum value of the histogram after accumulation and subtraction will be 1 or greater increases, making it possible to avoid the above-mentioned situation in which no subtraction occurs at all. Note that it is also possible to predict situations in which almost no subtraction occurs even when accumulation is advanced, but in such cases the ambient light L0 is weak and there is no need to avoid saturation, so this does not pose a problem.
  • this embodiment makes it possible to avoid setting the subtraction value (subtraction amount) too high or too low, and to achieve sufficient subtraction of ambient light components in the histogram. This makes it possible to prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • Fig. 9 is a flowchart showing the flow of an example of histogram integration and subtraction processing according to this embodiment.
  • the processing unit 52 starts obtaining a histogram H i (step S11).
  • the following process is executed for each bin, for example, starting from the bin with the smallest number.
  • the processing unit 52 obtains the count value of the desired bin from the obtained histogram H i , and reads out the count value corresponding to the desired bin from the past integrated histogram H ' i-1 in the memory 51 (step S12).
  • the processing unit 52 accumulates the count value for each desired bin and subtracts a predetermined subtraction value B i-1 from it (step S13). For example, the accumulation unit 52a accumulates the count value of the acquired desired bin with the count value of the desired bin read from the memory, and the subtraction unit 52b subtracts a predetermined subtraction value B i-1 from the accumulated value of these count values.
  • the processing unit 52 stores the integrated value of the desired bin from which the predetermined subtraction value B i-1 has been subtracted in the memory 51 as the count value of the desired bin, and the minimum value determination unit 53 determines whether the stored count value of the desired bin is the minimum value among the count values of all the bins (step S14).
  • the processing unit 52 determines whether the count values for all bins have been acquired (step S15). If the processing unit 52 determines that the count values for all bins have not been acquired (step S15: No), the processing returns to step S12. If the processing unit 52 determines that the count values for all bins have been acquired (step S15: Yes), the processing proceeds to step S16.
  • the minimum value determination unit 53 sets the count value of the desired bin, which is the smallest among the count values of all the bins, as the subtraction value Bi (step S16). For example, the minimum value determination unit 53 checks the count value of each bin in turn and updates the smallest value.
  • the processing unit 52 determines whether the histogram has been calculated the desired number of times N (step S17). If the processing unit 52 determines that the histogram has not been calculated the desired number of times N (step S17: No), the processing returns to step S11. If the processing unit 52 determines that the histogram has been calculated the desired number of times N (step S17: Yes), the processing proceeds to step S18.
  • the processing unit 52 reads out from the memory 51 the histogram for which the desired number of times of accumulation N has been completed (step S18), subtracts the subtraction value BN from the read out histogram (step S19), and outputs the histogram after the subtraction to an external device (for example, a processing unit for distance measurement processing at a subsequent stage) (step S20).
  • an external device for example, a processing unit for distance measurement processing at a subsequent stage
  • step S13 the order of the accumulation and subtraction may be reversed, as long as the calculation result of H ' i-1 - B i-1 + H i is obtained.
  • the configuration in which the order of accumulation and subtraction is reversed will be described in detail later.
  • the minimum value search (minimum value determination) process does not have to be performed for each accumulation.
  • the subtraction value B i at the time of accumulation in which the minimum value search was not performed is set to 0, for example.
  • step S19 the subtraction value BN is subtracted from the read histogram to set the minimum value of the read histogram to 0, but this is not limitative. For example, if it is not necessary to set the minimum value of the read histogram to 0, step S19 may be omitted.
  • Fig. 10 is a graph showing the relationship between time bins and count values in this embodiment and the comparative example.
  • Fig. 11 is a graph showing the relationship between the amount of incident light and the average value of disturbance light components (final output) in this embodiment and the comparative example.
  • waveform A1 shows a histogram when subtraction of the minimum value according to this embodiment is performed.
  • waveform A2 shows a histogram when subtraction is not performed.
  • waveform A3 shows a histogram when subtraction of a specific value other than the minimum value is performed.
  • the histogram of waveform A1 has a lower count value than the histograms of waveforms A2 and A3.
  • the count value of the histogram of waveform A1 is approximately 1/9 of the count value of the histogram of waveform A2, and approximately 1/3 of the count value of the histogram of waveform A3. Therefore, by subtracting the minimum value in this embodiment, saturation can be suppressed compared to the comparative example.
  • waveform B1 shows the average value of disturbance light components versus the amount of incident light in a histogram after subtracting the minimum value.
  • waveform B2 shows the average value of disturbance light components versus the amount of incident light in a histogram after subtracting a specific value other than the minimum value.
  • the average value of the disturbance light components of waveform B1 is smaller than the average value of the disturbance light components of waveform B2.
  • the incident light amount is 8 (Counts/bin/pix/itr)
  • the average value of the disturbance light components of waveform B1 is approximately 1/7 of the average value of the disturbance light components of waveform B2. Therefore, by performing the subtraction according to this embodiment, the disturbance light components of the histogram after subtraction can be suppressed compared to the comparative example.
  • Fig. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 14 of the first modification.
  • the processing unit 52 performs subtraction followed by accumulation.
  • the positions of the accumulation unit 52a and the subtraction unit 52b are interchanged with those in Fig. 6, and the order of accumulation and subtraction is reversed compared to Fig. 6.
  • the accumulation unit 52a passes (outputs) the accumulated histogram H'i after a predetermined number of subtractions and accumulations to the distance measurement process, which is the subsequent process.
  • Modification 1 as described above, it is possible to suppress a decrease in distance measurement accuracy.
  • Fig. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 14 according to the second modification.
  • the processing unit 52 performs accumulation after subtraction, as in Modification 1.
  • the subtraction unit 52b passes (outputs) the accumulated histogram after a predetermined number of accumulations and subtractions to the subsequent distance measurement process.
  • this Modification 2 as in the above, it is possible to suppress a decrease in distance measurement accuracy.
  • Fig. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 14 according to the third modification.
  • the calculation unit 14 includes a calculation unit 62 in addition to the configuration shown in Fig. 6.
  • the calculation unit 62 holds (saves) the total subtraction value ( ⁇ Bi ) and adds the held total subtraction value to a histogram for output. In subsequent signal processing, the total subtraction amount is added to all bins of the histogram, thereby completely reproducing the histogram that would have been obtained without subtraction.
  • this third modification as described above, it is possible to suppress a decrease in ranging accuracy.
  • a distance measuring device e.g., ToF sensor 1
  • a determination unit e.g., minimum value determination unit 53
  • a first minimum value e.g., subtraction value B i-1
  • a first integrated histogram e.g., a past integrated histogram H ′ i-1
  • a processing unit 52 that integrates the first integrated histogram with the first histogram and subtracts the first minimum value to generate a second integrated histogram (e.g., integrated histogram H′ i ) (see, for example, FIGS. 6 to 8 ).
  • the processing unit 52 may also have an integrating unit 52a that integrates the first integrated histogram and the first histogram, and a subtracting unit 52b that subtracts the first minimum value from the histogram obtained by integrating the first integrated histogram and the first histogram (see Figure 6). This makes it possible to reliably prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • the subtraction unit 52b may pass the second integrated histogram to the subsequent distance measurement process (see Figure 6). This makes it possible to reliably prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • the processing unit 52 may also have a subtraction unit 52b that subtracts the first minimum value from the first integrated histogram, and an integration unit 52a that integrates the first integrated histogram from which the first minimum value has been subtracted and the first histogram (see Figures 12 and 13). This makes it possible to reliably prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • the integrating unit 52a may pass the second integrated histogram to the subsequent distance measurement process (see Figure 12). This makes it possible to reliably prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • the subtraction unit 52b may pass the first integrated histogram from which the first minimum value has been subtracted to the subsequent distance measurement process (see Figure 13). This makes it possible to reliably prevent a decrease in distance measurement accuracy.
  • the processing unit 52 may perform the integration of the first integrated histogram and the first histogram and the subtraction of the first minimum value for each bin (see Figures 6 to 8, etc.). This makes it possible to perform the integration and subtraction for each bin, thereby reliably minimizing any deterioration in distance measurement accuracy.
  • the determination unit e.g., minimum value determination unit 53
  • the determination unit may hold the first minimum value (see Figures 6 to 8, etc.). This makes it possible to hold the first minimum value, thereby reliably preventing a decrease in distance measurement accuracy.
  • the distance measuring device e.g., ToF sensor 1
  • a determination unit determines the nth minimum value from the nth integrated histogram
  • processing unit 52 performs integration of the nth integrated histogram and the nth histogram and subtraction of the nth minimum value to generate the n+1th integrated histogram, where n is a natural number and may increase by 1 (see Figures 6 to 8, etc.). This makes it possible to repeatedly perform integration and subtraction, thereby reliably minimizing degradation of ranging accuracy.
  • the distance measuring device may further include a calculation unit 62 that calculates the total sum (total subtraction) of the minimum values (see Figure 14). This makes it possible to add the total subtraction value, which is the total sum (total subtraction) of the minimum values, to all bins of the histogram in subsequent signal processing, etc., thereby reproducing the histogram that would have been obtained without subtraction.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving body, such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility device, an airplane, a drone, a ship, a robot, a construction machine, or an agricultural machine (tractor).
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on an endoscopic surgery system, a microsurgery system, or the like.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system 7000, which is an example of a mobile object control system to which the technology disclosed herein can be applied.
  • the vehicle control system 7000 includes multiple electronic control units connected via a communication network 7010.
  • the vehicle control system 7000 includes a drive system control unit 7100, a body system control unit 7200, a battery control unit 7300, an outside-vehicle information detection unit 7400, an inside-vehicle information detection unit 7500, and an integrated control unit 7600.
  • the communication network 7010 connecting these multiple control units may be an in-vehicle communication network that complies with any standard, such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN (Local Area Network), or FlexRay (registered trademark).
  • CAN Controller Area Network
  • LIN Local Interconnect Network
  • LAN Local Area Network
  • FlexRay registered trademark
  • Each control unit includes a microcomputer that performs arithmetic processing in accordance with various programs, a memory unit that stores the programs executed by the microcomputer or parameters used in various calculations, and a drive circuit that drives various controlled devices.
  • Each control unit includes a network I/F for communicating with other control units via the communication network 7010, as well as a communication I/F for communicating with devices or sensors inside and outside the vehicle via wired or wireless communication.
  • Figure 15 illustrates the functional configuration of the integrated control unit 7600, including a microcomputer 7610, a general-purpose communication I/F 7620, a dedicated communication I/F 7630, a positioning unit 7640, a beacon receiving unit 7650, an in-vehicle device I/F 7660, an audio/video output unit 7670, an in-vehicle network I/F 7680, and a memory unit 7690.
  • Other control units similarly include microcomputers, communication I/Fs, memory units, etc.
  • the drivetrain control unit 7100 controls the operation of devices related to the vehicle's drivetrain in accordance with various programs.
  • the drivetrain control unit 7100 functions as a control device for a driveforce generating device for generating vehicle driveforce, such as an internal combustion engine or drive motor, a driveforce transmission mechanism for transmitting driveforce to the wheels, a steering mechanism for adjusting the steering angle of the vehicle, and a braking device for generating vehicle braking force.
  • the drivetrain control unit 7100 may also function as a control device for an ABS (Antilock Brake System) or ESC (Electronic Stability Control), etc.
  • a vehicle state detection unit 7110 is connected to the drivetrain control unit 7100.
  • the vehicle state detection unit 7110 includes at least one of the following: a gyro sensor that detects the angular velocity of the axial rotational movement of the vehicle body; an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle; or a sensor for detecting the amount of accelerator pedal operation, the amount of brake pedal operation, the steering angle of the steering wheel, engine rotation speed, or wheel rotation speed.
  • the drivetrain control unit 7100 performs arithmetic processing using signals input from the vehicle state detection unit 7110, and controls the internal combustion engine, drive motor, electric power steering device, brake device, etc.
  • the body system control unit 7200 controls the operation of various devices installed in the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 7200 functions as a control device for a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or various lamps such as headlamps, backup lamps, brake lamps, turn signals, and fog lamps.
  • radio waves transmitted from a portable device that serves as a key or signals from various switches can be input to the body system control unit 7200.
  • the body system control unit 7200 accepts these radio waves or signal inputs and controls the vehicle's door lock device, power window device, lamps, etc.
  • the battery control unit 7300 controls the secondary battery 7310, which is the power supply source for the drive motor, in accordance with various programs. For example, information such as battery temperature, battery output voltage, or remaining battery capacity is input to the battery control unit 7300 from a battery device equipped with the secondary battery 7310. The battery control unit 7300 performs calculations using these signals, and controls the temperature regulation of the secondary battery 7310 or the cooling device or other components equipped in the battery device.
  • the outside vehicle information detection unit 7400 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 7000.
  • an imaging unit 7410 and an outside vehicle information detection unit 7420 is connected to the outside vehicle information detection unit 7400.
  • the imaging unit 7410 includes at least one of a ToF (Time Of Flight) camera, a stereo camera, a monocular camera, an infrared camera, and other cameras.
  • the outside vehicle information detection unit 7420 includes at least one of, for example, an environmental sensor for detecting the current weather or climate, or a surrounding information detection sensor for detecting other vehicles, obstacles, pedestrians, etc. around the vehicle equipped with the vehicle control system 7000.
  • the environmental sensor may be, for example, at least one of a raindrop sensor that detects rain, a fog sensor that detects fog, a sunshine sensor that detects the level of sunlight, and a snow sensor that detects snowfall.
  • the surrounding information detection sensor may be at least one of an ultrasonic sensor, a radar device, and a LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) device.
  • the imaging unit 7410 and the outside vehicle information detection unit 7420 may each be provided as an independent sensor or device, or may be provided as a device that integrates multiple sensors or devices.
  • Figure 16 shows an example of the installation locations of the imaging unit 7410 and the vehicle exterior information detection unit 7420.
  • the imaging units 7910, 7912, 7914, 7916, and 7918 are installed, for example, at least one of the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and the top of the windshield inside the vehicle cabin of the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7910 installed on the front nose and the imaging unit 7918 installed on the top of the windshield inside the vehicle cabin mainly capture images of the front of the vehicle 7900.
  • the imaging units 7912 and 7914 installed on the side mirrors mainly capture images of the sides of the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7916 installed on the rear bumper or back door mainly captures images of the rear of the vehicle 7900.
  • the imaging unit 7918 which is mounted above the windshield inside the vehicle, is primarily used to detect preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lane marks, etc.
  • Imaging range a indicates the imaging range of the imaging unit 7910 provided on the front nose
  • imaging ranges b and c indicate the imaging ranges of the imaging units 7912 and 7914 provided on the side mirrors, respectively
  • imaging range d indicates the imaging range of the imaging unit 7916 provided on the rear bumper or back door.
  • External vehicle information detection units 7920, 7922, 7924, 7926, 7928, and 7930 installed on the front, rear, sides, corners, and above the windshield inside the vehicle cabin of vehicle 7900 may be, for example, ultrasonic sensors or radar devices.
  • External vehicle information detection units 7920, 7926, and 7930 installed on the front nose, rear bumper, back door, and above the windshield inside the vehicle cabin of vehicle 7900 may be, for example, LIDAR devices.
  • These external vehicle information detection units 7920 to 7930 are primarily used to detect preceding vehicles, pedestrians, obstacles, etc.
  • the outside vehicle information detection unit 7400 causes the imaging unit 7410 to capture images outside the vehicle and receives the captured image data.
  • the outside vehicle information detection unit 7400 also receives detection information from the connected outside vehicle information detection unit 7420. If the outside vehicle information detection unit 7420 is an ultrasonic sensor, radar device, or LIDAR device, the outside vehicle information detection unit 7400 emits ultrasonic waves or electromagnetic waves, and receives information on the received reflected waves. Based on the received information, the outside vehicle information detection unit 7400 may perform object detection processing or distance detection processing for people, vehicles, obstacles, signs, text on the road, etc. Based on the received information, the outside vehicle information detection unit 7400 may also perform environmental recognition processing to recognize rainfall, fog, road conditions, etc. Based on the received information, the outside vehicle information detection unit 7400 may also calculate the distance to objects outside the vehicle.
  • the outside vehicle information detection unit 7400 may also perform image recognition processing or distance detection processing to recognize people, cars, obstacles, signs, or text on the road surface based on the received image data.
  • the outside vehicle information detection unit 7400 may also perform processing such as distortion correction or alignment on the received image data, and may also generate an overhead image or panoramic image by combining image data captured by different image capture units 7410.
  • the outside vehicle information detection unit 7400 may also perform viewpoint conversion processing using image data captured by different image capture units 7410.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 detects information inside the vehicle.
  • a driver state detection unit 7510 that detects the driver's state.
  • the driver state detection unit 7510 may include a camera that captures an image of the driver, a biosensor that detects the driver's biometric information, or a microphone that collects audio from within the vehicle cabin.
  • the biosensor is provided, for example, on the seat or steering wheel, and detects the biometric information of a passenger sitting in the seat or the driver gripping the steering wheel.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may calculate the driver's level of fatigue or concentration based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, or may determine whether the driver is dozing off.
  • the in-vehicle information detection unit 7500 may perform processing such as noise canceling on the collected audio signal.
  • the integrated control unit 7600 controls the overall operation of the vehicle control system 7000 in accordance with various programs.
  • An input unit 7800 is connected to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 is realized by a device that can be operated by the occupant for input, such as a touch panel, button, microphone, switch, or lever. Data obtained by voice recognition of voice input through a microphone may be input to the integrated control unit 7600.
  • the input unit 7800 may be, for example, a remote control device that uses infrared or other radio waves, or an externally connected device such as a mobile phone or PDA (Personal Digital Assistant) that is compatible with the operation of the vehicle control system 7000.
  • the input unit 7800 may be, for example, a camera, in which case the occupant can input information using gestures.
  • the input unit 7800 may include, for example, an input control circuit that generates an input signal based on information input by a passenger or the like using the input unit 7800 and outputs the signal to the integrated control unit 7600.
  • the passenger or the like inputs various data to the vehicle control system 7000 and instructs it to perform processing operations.
  • the memory unit 7690 may include a ROM (Read Only Memory) that stores various programs executed by the microcomputer, and a RAM (Random Access Memory) that stores various parameters, calculation results, sensor values, etc.
  • the memory unit 7690 may also be realized by a magnetic memory device such as an HDD (Hard Disc Drive), a semiconductor memory device, an optical memory device, or a magneto-optical memory device.
  • the general-purpose communication I/F 7620 is a general-purpose communication I/F that mediates communication between various devices present in the external environment 7750.
  • the general-purpose communication I/F 7620 may implement cellular communication protocols such as GSM (registered trademark) (Global System of Mobile communications), WiMAX (registered trademark), LTE (registered trademark) (Long Term Evolution) or LTE-Advanced (LTE-A), or other wireless communication protocols such as wireless LAN (also known as Wi-Fi (registered trademark)) and Bluetooth (registered trademark).
  • GSM Global System of Mobile communications
  • WiMAX registered trademark
  • LTE registered trademark
  • LTE-Advanced LTE-Advanced
  • wireless LAN also known as Wi-Fi (registered trademark)
  • Bluetooth registered trademark
  • the general-purpose communication I/F 7620 may connect to devices (e.g., application servers or control servers) present on an external network (e.g., the Internet, a cloud network, or an operator-specific network) via, for example, a base station or access point. Additionally, the general-purpose communication I/F 7620 may connect to a terminal located near the vehicle (for example, a terminal of a driver, pedestrian, or store, or an MTC (Machine Type Communication) terminal) using, for example, P2P (Peer To Peer) technology.
  • P2P Peer To Peer
  • the dedicated communication I/F 7630 is a communication I/F that supports communication protocols designed for use in vehicles.
  • the dedicated communication I/F 7630 may implement standard protocols such as WAVE (Wireless Access in Vehicle Environment), which is a combination of the lower layer IEEE 802.11p and the upper layer IEEE 1609, DSRC (Dedicated Short Range Communications), or a cellular communication protocol.
  • WAVE Wireless Access in Vehicle Environment
  • DSRC Dedicated Short Range Communications
  • the dedicated communication I/F 7630 typically performs V2X communication, a concept that includes one or more of vehicle-to-vehicle communication, vehicle-to-infrastructure communication, vehicle-to-home communication, and vehicle-to-pedestrian communication.
  • the positioning unit 7640 performs positioning by receiving, for example, GNSS signals from GNSS (Global Navigation Satellite System) satellites (e.g., GPS signals from GPS (Global Positioning System) satellites), and generates location information including the vehicle's latitude, longitude, and altitude.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • the positioning unit 7640 may determine the current location by exchanging signals with a wireless access point, or may obtain location information from a terminal with positioning capabilities, such as a mobile phone, PHS, or smartphone.
  • the beacon receiver 7650 receives, for example, radio waves or electromagnetic waves transmitted from radio stations installed on the road, and acquires information such as the current location, congestion, road closures, and travel time.
  • the functions of the beacon receiver 7650 may be included in the dedicated communication I/F 7630 described above.
  • the in-vehicle device I/F 7660 is a communication interface that mediates connections between the microcomputer 7610 and various in-vehicle devices 7760 present in the vehicle.
  • the in-vehicle device I/F 7660 may establish wireless connections using wireless communication protocols such as wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication), or WUSB (Wireless USB).
  • the in-vehicle device I/F 7660 may also establish a wired connection such as USB (Universal Serial Bus), HDMI (High-Definition Multimedia Interface), or MHL (Mobile High-Definition Link) via a connection terminal (and a cable, if necessary) not shown.
  • USB Universal Serial Bus
  • HDMI High-Definition Multimedia Interface
  • MHL Mobile High-Definition Link
  • the in-vehicle device 7760 may include, for example, at least one of a mobile device or wearable device owned by the passenger, or an information device carried into or attached to the vehicle.
  • the in-vehicle device 7760 may also include a navigation device that searches for a route to an arbitrary destination.
  • the in-vehicle device I/F 7660 exchanges control signals or data signals with these in-vehicle devices 7760.
  • the in-vehicle network I/F 7680 is an interface that mediates communication between the microcomputer 7610 and the communication network 7010.
  • the in-vehicle network I/F 7680 sends and receives signals in accordance with a specific protocol supported by the communication network 7010.
  • the microcomputer 7610 of the integrated control unit 7600 controls the vehicle control system 7000 in accordance with various programs based on information acquired via at least one of the general-purpose communication I/F 7620, dedicated communication I/F 7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle device I/F 7660, and in-vehicle network I/F 7680.
  • the microcomputer 7610 may calculate control target values for the driving force generating device, steering mechanism, or braking device based on acquired information from inside and outside the vehicle, and output control commands to the drivetrain control unit 7100.
  • the microcomputer 7610 may perform cooperative control aimed at realizing the functions of an Advanced Driver Assistance System (ADAS), including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, and vehicle lane departure warning.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 7610 may perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, which allows the vehicle to travel autonomously without relying on driver operation, by controlling the driving force generation device, steering mechanism, braking device, etc. based on the acquired information about the vehicle's surroundings.
  • the microcomputer 7610 may generate three-dimensional distance information between the vehicle and surrounding objects such as structures and people based on information acquired via at least one of the general-purpose communication I/F 7620, dedicated communication I/F 7630, positioning unit 7640, beacon receiving unit 7650, in-vehicle equipment I/F 7660, and in-vehicle network I/F 7680, and may create local map information including information about the area around the vehicle's current location. Furthermore, the microcomputer 7610 may predict dangers such as a vehicle collision, approaching pedestrians, or entering a closed road based on the acquired information, and generate a warning signal.
  • the warning signal may be, for example, a signal to generate a warning sound or turn on a warning lamp.
  • the audio/video output unit 7670 transmits at least one audio and/or image output signal to an output device capable of visually or audibly notifying vehicle occupants or the outside of the vehicle of information.
  • an audio speaker 7710, a display unit 7720, and an instrument panel 7730 are exemplified as output devices.
  • the display unit 7720 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • the display unit 7720 may have an AR (Augmented Reality) display function.
  • the output device may also be other devices such as headphones, wearable devices such as eyeglass-type displays worn by the occupants, projectors, or lamps.
  • the output device When the output device is a display device, the display device visually displays the results obtained by various processes performed by the microcomputer 7610 or information received from other control units in various formats such as text, images, tables, and graphs.
  • the output device is an audio output device, the audio output device converts audio signals consisting of reproduced audio data or acoustic data into analog signals and outputs them audibly.
  • At least two control units connected via the communication network 7010 may be integrated into a single control unit.
  • each control unit may be made up of multiple control units.
  • the vehicle control system 7000 may include another control unit not shown.
  • some or all of the functions performed by one of the control units may be carried out by another control unit. In other words, as long as information is sent and received via the communication network 7010, predetermined calculation processing may be performed by one of the control units.
  • a sensor or device connected to one of the control units may be connected to another control unit, and multiple control units may send and receive detection information to each other via the communication network 7010.
  • a computer program for realizing each function of the ToF sensor 1 according to this embodiment described with reference to FIG. 1 can be implemented in any control unit, etc.
  • a computer-readable recording medium on which such a computer program is stored can be provided. Examples of recording media include magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, and flash memory.
  • the above-mentioned computer program may be distributed, for example, via a network, without using a recording medium.
  • the ToF sensor 1 in the vehicle control system 7000 described above, can be applied to the integrated control unit 7600 of the application example shown in FIG. 15.
  • the control unit 11, calculation unit 14, and external I/F 15 of the ToF sensor 1 correspond to the microcomputer 7610, memory unit 7690, and in-vehicle network I/F 7680 of the integrated control unit 7600.
  • this is not limited to this, and the vehicle control system 7000 or the integrated control unit 7600 may correspond to the host 80 in FIG. 1.
  • At least some of the components of the ToF sensor 1 according to this embodiment described using FIG. 1 may be implemented in a module (e.g., an integrated circuit module configured on a single die) for the integrated control unit 7600 shown in FIG. 15.
  • a module e.g., an integrated circuit module configured on a single die
  • at least some of the components of the ToF sensor 1 according to this embodiment described using FIG. 1 may be implemented by multiple control units of the vehicle control system 7000 shown in FIG. 15.
  • the present technology can also be configured as follows.
  • a distance measuring device comprising: (2) The processing unit an integrating unit that integrates the first integrated histogram and the second histogram; a subtraction unit that subtracts the first minimum value from the first integrated histogram and a histogram obtained by integrating the first histogram; having A distance measuring device according to (1). (3) the subtraction unit passes the second integrated histogram to a distance measurement process, which is a subsequent process.
  • the processing unit a subtraction unit that subtracts the first minimum value from the first integrated histogram; an integrating unit that integrates the first integrated histogram from which the first minimum value has been subtracted and the first histogram; having A distance measuring device according to (1).
  • the integrating unit passes the second integrated histogram to a distance measurement process, which is a subsequent process.
  • the subtraction unit passes the first integrated histogram from which the first minimum value has been subtracted to a distance measurement process that is a subsequent process.
  • the processing unit performs, for each bin, an integration of the first integrated histogram and the first histogram and a subtraction of the first minimum value;
  • a distance measuring device according to any one of (1) to (6).
  • the determination unit holds the first minimum value.
  • a distance measuring device according to any one of (1) to (7).
  • (9) further comprising a memory that stores the first integrated histogram and the second integrated histogram;
  • a distance measuring device according to any one of (1) to (8).
  • the determination unit determines an n-th minimum value from the n-th integrated histogram; the processing unit generates an (n+1)th integrated histogram by integrating the nth integrated histogram and the nth histogram and subtracting the nth minimum value;
  • the n is a natural number that increases by one.
  • a distance measuring device according to any one of (1) to (9).
  • a calculation unit is further provided to calculate a total sum of the minimum values.
  • the computer determining a first minimum value from the first integrated histogram; generating a second integrated histogram by integrating the first integrated histogram with the first histogram and subtracting the first minimum value;
  • a ranging method including: (13) An electronic device comprising the distance measuring device according to any one of (1) to (11). (14) A moving body comprising the distance measuring device according to any one of (1) to (11). (15) A distance measuring method using the distance measuring device according to any one of (1) to (11).

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Abstract

実施形態に係る測距装置は、第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定する決定部と、前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成する処理部と、を備える。

Description

測距装置および測距方法
　本開示は、測距装置および測距方法に関する。
　近年、ＴｏＦ（Time-of-Flight）法により距離計測を行う測距装置が注目されている。測距装置としては、例えば、平面に配置された複数の受光素子を利用して対象物までの距離を計測するＴｏＦセンサが存在する。このＴｏＦセンサでは、受光素子としてＳＰＡＤ（Single　Photon　Avalanche　Diode）を用いる際、一般的に複数回の観測期間を設け、各観測時に得られるヒストグラムを都度積算する。得られる積算ヒストグラム上には反射光起因のピーク信号が表れるため、後段の信号処理にてその時間的位置を精度よく推定し、対象物までの距離とする。
　ＴｏＦセンサへ入射する光子には、対象物からの反射光以外に、時間に対して無相関な外乱光に起因するものも含まれる。外乱光の成分としては、主に太陽からの熱輻射がある。太陽光が明るく対象物の反射率が高いとき、強い外乱光がセンサに入射すると、得られるヒストグラム全体のカウント値（カウント数）が増大する。極端な場合、外乱光成分のカウント値が、ヒストグラムに設けられたデータ幅を超える可能性（飽和の可能性）がある。この飽和を回避する方法としては、ヒストグラムの積算の度にヒストグラムから特定の値を減算する手法が挙げられる。（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。
特開２０１８－１６９３８４号公報 国際公開第２０２１／１４５１３４号
　しかしながら、前述の特定の値である減算値を適切に設定することは困難である。例えば、積算前のヒストグラムの平均値や最小値などが減算値として設定された場合、誤検出や減算未実行などが起こることがあるため、測距精度が低下してしまう。
　そこで、本開示では、測距精度の低下を抑えることが可能な測距装置および測距方法を提供する。
　実施形態に係る測距装置は、第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定する決定部と、前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成する処理部と、を備える。
　実施形態に係る測距方法は、コンピュータが、第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定することと、前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成することと、を含む。
実施形態に係るＴｏＦセンサの構成例を示す図である。 実施形態に係るＴｏＦセンサの光学システムの構成例を示す図である。 実施形態に係る受光部の構成例を示す図である。 実施形態に係るＳＰＡＤ画素の構成例を示す回路図である。 実施形態に係るＳＰＡＤ加算部の構成例を示す図である。 実施形態に係る演算部の構成例を示す図である。 実施形態に係るヒストグラムの積算および減算の処理例を説明するための図である。 実施形態に係るヒストグラムの積算および減算の処理例を説明するための図である。 実施形態に係るヒストグラムの積算および減算の処理例の流れを示すフローチャートである。 実施形態および比較例に係る時間ビンおよびカウント値の関係を示すグラフである。 実施形態および比較例に係る入射光量および外乱光成分平均値の関係を示すグラフである。 実施形態に係る変形例１の演算部の構成例を示す図である。 実施形態に係る変形例２の演算部の構成例を示す図である。 実施形態に係る変形例３の演算部の構成例を示す図である。 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。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。実施形態は、実施例や変形例なども含む。なお、実施形態により本開示に係る技術が限定されるものではない。また、実施形態において、基本的に同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　１．実施形態
　１－１．ＴｏＦセンサの構成例
　１－２．光学システムの構成例
　１－３．受光部の構成例
　１－４．ＳＰＡＤ画素の構成例
　１－５．ＳＰＡＤ加算部の構成例
　１－６．演算部の構成例
　１－７．ヒストグラムの積算および減算の処理例
　１－８．本実施形態および比較例の相違点
　１－９．変形例
　１－９－１．変形例１
　１－９－２．変形例２
　１－９－３．変形例３
　１－１０．作用・効果
　２．他の実施形態
　３．応用例
　４．付記
　＜１．実施形態＞
　＜１－１．ＴｏＦセンサの構成例＞
　本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の構成例について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の構成例を示す図である。ＴｏＦセンサ１は、測距装置の一例である。
　図１に示すように、ＴｏＦセンサ１は、制御部１１と、発光部１２と、受光部１３と、演算部１４と、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１５とを備える。
　制御部１１は、ＴｏＦセンサ１の各部を制御する。制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などの情報処理装置で構成されている。
　外部Ｉ／Ｆ１５は、例えば、通信ネットワークを介して外部のホスト８０と通信を確立する通信アダプタである。通信ネットワークは、例えば、無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）や有線ＬＡＮの他、ＣＡＮ（Controller　Area　Network）、ＬＩＮ（Local　Interconnect　Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した通信ネットワークであってよい。
　例えば、ホスト８０は、ＴｏＦセンサ１が自動車等の移動体に実装される場合、移動体に搭載されているＥＣＵ（Engine　Control　Unit）などであってもよい。また、ホスト８０は、例えば、ＴｏＦセンサ１が家庭内ペットロボットなどの自律移動ロボット、ロボット掃除機、無人航空機、追従運搬ロボットなどの自律移動体に搭載されている場合、その自律移動体を制御する制御装置等であってもよい。
　発光部１２は、例えば、一つ又は複数の半導体レーザダイオードを光源として備えており、所定時間幅のパルス状のレーザ光（照射光ともいう）Ｌ１を所定周期（発光周期ともいう）で出射する。また、発光部１２は、例えば、１ＭＨｚの周期で、１ｎｓの時間幅のレーザ光Ｌ１を出射する。発光部１２から出射したレーザ光Ｌ１は、例えば、測距範囲内に物体（測定対象物）９０が存在する場合には、この物体９０で反射して、反射光Ｌ２として受光部１３に入射する。
　受光部１３は、例えば、二次元格子状に配列された複数のＳＰＡＤ（Single　Photon　Avalanche　Diode）画素を備えており、発光部１２の発光後にフォトンの入射を検出したＳＰＡＤ画素の数（検出数ともいう）に関する情報（例えば、後述における検出信号の数に相当）を出力する。受光部１３は、例えば、発光部１２の一回の発光に対し、所定のサンプリング周期でフォトンの入射を検出してその検出数を出力する。
　演算部１４は、受光部１３から出力された検出数を複数のＳＰＡＤ画素（または複数のマクロ画素）ごとに集計し、その集計により得られた画素値に基づいて、横軸を飛行時間とし、縦軸を累積画素値としたヒストグラムを作成する。なお、一つのマクロ画素は、所定数のＳＰＡＤ画素により構成される。
　例えば、演算部１４は、発光部１２の一回の発光に対して所定のサンプリング周波数で検出数を集計して画素値を求めることを、発光部１２の複数回の発光に対して繰返し実行する。そして、演算部１４は、横軸（ヒストグラムのビン）を飛行時間に相当するサンプリング周期とし、縦軸を各サンプリング周期で求められた画素値を累積することで得られた累積画素値としたヒストグラムを作成する。
　また、演算部１４は、作成したヒストグラムに対して所定のフィルタ処理を施した後、例えば、フィルタ処理後のヒストグラムから累積画素値がピークとなる際の飛行時間を特定する。そして、演算部１４は、特定した飛行時間に基づいて、ＴｏＦセンサ１又はこれを搭載するデバイスから測距範囲内に存在する物体９０までの距離Ｌを算出する。なお、演算部１４で算出された距離Ｌの情報は、例えば、外部Ｉ／Ｆ１５を介してホスト８０等に出力されてもよい。
　ここで、前述の演算部１４などはハードウェアおよびソフトウェアの両方または一方により構成されてもよく、その構成は特に限定されるものではない。演算部１４は、例えば、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、ＣＰＬＤ（Complex　Programmable　Logic　Device）などの集積回路により実現されてもよい。また、演算部１４は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro　Control　Unit）などのコンピュータによって、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）に予め記憶されたプログラムがＲＡＭ（Random　Access　Memory）などを作業領域として実行されることにより実現されてもよい。
　＜１－２．光学システムの構成例＞
　本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の光学システムの構成例について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の光学システムの構成例を示す図である。
　図２の例では、受光部１３の画角を水平方向に走査する、いわゆるスキャン型の光学システムが例示されている。なお、ＴｏＦセンサ１は、例えば、受光部１３の画角が固定された、いわゆるフラッシュ型のＴｏＦセンサであってもよい。
　図２に示すように、ＴｏＦセンサ１は、光学システムとして、光源３１と、コリメータレンズ３２と、ハーフミラー３３と、ガルバノミラー３５と、受光レンズ３６と、ＳＰＡＤアレイ３７とを備える。光源３１、コリメータレンズ３２、ハーフミラー３３およびガルバノミラー３５は、例えば、図１における発光部１２に含まれる。また、受光レンズ３６及びＳＰＡＤアレイ３７は、例えば、図１における受光部１３に含まれる。
　図２に示す構成において、光源３１から出射したレーザ光Ｌ１は、コリメータレンズ３２により、断面の強度スペクトルが垂直方向に長い矩形の平行光に変換され、その後、ハーフミラー３３に入射する。ハーフミラー３３は、入射したレーザ光Ｌ１の一部を反射する。ハーフミラー３３で反射したレーザ光Ｌ１は、ガルバノミラー３５に入射する。ガルバノミラー３５は、例えば、制御部１１からの制御に基づいて動作する駆動部３４により、所定の回転軸を振動中心として水平方向に振動する。これにより、ガルバノミラー３５で反射したレーザ光Ｌ１の画角ＳＲが測距範囲ＡＲを水平方向に往復走査するように、レーザ光Ｌ１が水平走査される。なお、駆動部３４には、ＭＥＭＳ（Micro　Electro　Mechanical　System）やマイクロモーターなどを用いることができる。
　ガルバノミラー３５で反射したレーザ光Ｌ１は、測距範囲ＡＲ内に存在する物体９０で反射し、反射光Ｌ２としてガルバノミラー３５に入射する。ガルバノミラー３５に入射した反射光Ｌ２の一部は、ハーフミラー３３を通過して受光レンズ３６に入射し、その受光レンズ３６により、ＳＰＡＤアレイ３７における使用ＳＰＡＤアレイ３７ａに結像される。使用ＳＰＡＤアレイ３７ａは、例えば、ＳＰＡＤアレイ３７において使用される領域であり、ＳＰＡＤアレイ３７の一部であってもよいし、ＳＰＡＤアレイ３７の全部であってもよい。
　＜１－３．受光部の構成例＞
　本実施形態に係る受光部１３の構成例について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る受光部１３の構成例を示す図である。
　図３に示すように、受光部１３は、ＳＰＡＤアレイ３７と、タイミング制御回路４１と、駆動回路４２と、出力回路４３とを備える。
　ＳＰＡＤアレイ３７は、二次元格子状に配列する複数のＳＰＡＤ画素２０を備える。複数のＳＰＡＤ画素２０に対しては、列ごとに画素駆動線ＬＤ（図３中の上下方向）が接続され、行ごとに出力信号線ＬＳ（図３中の左右方向）が接続される。画素駆動線ＬＤの一端は、駆動回路４２の各列に対応した出力端に接続され、出力信号線ＬＳの一端は、出力回路４３の各行に対応した入力端に接続される。
　本実施形態では、ＳＰＡＤアレイ３７の一部又は全部を使用して、反射光Ｌ２を検出する。ＳＰＡＤアレイ３７において使用される領域である使用ＳＰＡＤアレイ３７ａは、レーザ光Ｌ１全体が反射光Ｌ２として反射された場合にＳＰＡＤアレイ３７に結像される反射光Ｌ２の像と同じ、垂直方向に長い矩形であってよい。ただし、これに限定されず、その領域は、ＳＰＡＤアレイ３７に結像される反射光Ｌ２の像よりも大きな領域や小さな領域など、種々変形されてもよい。
　タイミング制御回路４１は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータなどを含む。このタイミング制御回路４１は、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、駆動回路４２および出力回路４３を制御する。
　駆動回路４２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、ＳＰＡＤアレイ３７の各ＳＰＡＤ画素２０を全画素同時や列単位などで駆動する。例えば、駆動回路４２は、ＳＰＡＤアレイ３７内の選択列における各ＳＰＡＤ画素２０に、後述するクエンチ電圧Ｖ＿ＱＣＨを印加する回路と、選択列における各ＳＰＡＤ画素２０に、後述する選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬを印加する回路とを含む。そして、駆動回路４２は、読み出し対象の列に対応する画素駆動線ＬＤに選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬを印加することで、フォトンの入射を検出するために用いるＳＰＡＤ画素２０を列単位で選択する。
　この駆動回路４２によって選択走査された列の各ＳＰＡＤ画素２０から出力される信号（検出信号という）Ｖ＿ＯＵＴは、出力信号線ＬＳの各々を通して出力回路４３に入力される。出力回路４３は、各ＳＰＡＤ画素２０から入力された検出信号Ｖ＿ＯＵＴを出力する。
　＜１－４．ＳＰＡＤ画素の構成例＞
　本実施形態に係るＳＰＡＤ画素２０の構成例について図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係るＳＰＡＤ画素２０の構成例を示す回路図である。
　図４に示すように、ＳＰＡＤ画素２０は、受光素子としてのフォトダイオード２１と、フォトダイオード２１にフォトンが入射したことを検出する読み出し回路２２とを備える。フォトダイオード２１は、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧Ｖ＿ＳＰＡＤが印加されている状態でフォトンが入射すると、アバランシェ電流を発生する。
　フォトダイオード２１は、ＳＰＡＤである。ＳＰＡＤは、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧が印加されるとガイガーモードで動作するアバランシェフォトダイオードであり、１つのフォトンの入射を検出可能である。
　読み出し回路２２は、クエンチ抵抗２３と、選択トランジスタ２４と、デジタル変換器２５と、インバータ２６と、バッファ２７とを備える。
　クエンチ抵抗２３は、例えば、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal　Oxide　Semiconductor　Field　Effect　Transistor）、すなわちＮＭＯＳトランジスタで構成されている。このＮＭＯＳトランジスタのドレインがフォトダイオード２１のアノードに接続され、そのソースが選択トランジスタ２４を介して接地されている。また、クエンチ抵抗２３を構成するＮＭＯＳトランジスタのゲートには、当該ＮＭＯＳトランジスタをクエンチ抵抗として作用させるために予め設定されているクエンチ電圧Ｖ＿ＱＣＨが、駆動回路４２から画素駆動線ＬＤを介して印加される。
　選択トランジスタ２４は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタであり、そのドレインがクエンチ抵抗２３を構成するＮＭＯＳトランジスタのソースに接続され、そのソースが接地されている。選択トランジスタ２４は、駆動回路４２に接続されており、選択トランジスタ２４のゲートに駆動回路４２からの選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬが画素駆動線ＬＤを介して印加されると、オフ状態からオン状態に変化する。
　デジタル変換器２５は、抵抗２５ａと、ＮＭＯＳトランジスタ２５ｂとを備える。ＮＭＯＳトランジスタ２５ｂは、そのドレインが抵抗２５ａを介して電源電圧ＶＤＤに接続され、そのソースが接地されている。また、ＮＭＯＳトランジスタ２５ｂのゲートには、フォトダイオード２１のアノードとクエンチ抵抗２３との接続点Ｎ１の電圧が印加される。
　インバータ２６は、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴ、すなわちＰＭＯＳトランジスタ２６ａと、ＮＭＯＳトランジスタ２６ｂとを備える。ＰＭＯＳトランジスタ２６ａは、そのドレインが電源電圧ＶＤＤに接続され、そのソースがＮＭＯＳトランジスタ２６ｂのドレインに接続されている。ＮＭＯＳトランジスタ２６ｂは、そのドレインがＰＭＯＳトランジスタ２６ａのソースに接続され、そのソースが接地されている。ＰＭＯＳトランジスタ２６ａのゲートおよびＮＭＯＳトランジスタ２６ｂのゲートには、それぞれ抵抗２５ａとＮＭＯＳトランジスタ２５ｂのドレインとの接続点Ｎ２の電圧が印加される。インバータ２６の出力は、バッファ２７に入力される。
　バッファ２７は、インピーダンス変換のための回路であり、インバータ２６から出力信号を入力すると、その入力した出力信号をインピーダンス変換し、検出信号Ｖ＿ＯＵＴとして出力する。
　（ＳＰＡＤ画素の概略動作例）
　図４に例示した読み出し回路２２は、例えば、以下のように動作する。まず、駆動回路４２から選択トランジスタ２４に選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬが印加されて選択トランジスタ２４がオン状態となっている期間、フォトダイオード２１には降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧Ｖ＿ＳＰＡＤが印加される。これにより、フォトダイオード２１の動作（例えば、検出動作）が許可される。
　一方、駆動回路４２から選択トランジスタ２４に選択制御電圧Ｖ＿ＳＥＬが印加されておらず、選択トランジスタ２４がオフ状態となっている期間、逆バイアス電圧Ｖ＿ＳＰＡＤがフォトダイオード２１に印加されないことから、フォトダイオード２１の動作が禁止される。
　選択トランジスタ２４がオン状態であるときにフォトダイオード２１にフォトンが入射すると、フォトダイオード２１においてアバランシェ電流が発生する。それにより、クエンチ抵抗２３にアバランシェ電流が流れ、接続点Ｎ１の電圧が上昇する。接続点Ｎ１の電圧がＮＭＯＳトランジスタ２５ｂのオン電圧よりも高くなると、ＮＭＯＳトランジスタ２５ｂがオン状態になり、接続点Ｎ２の電圧が電源電圧ＶＤＤから０Ｖに変化する。そして、接続点Ｎ２の電圧が電源電圧ＶＤＤから０Ｖに変化すると、ＰＭＯＳトランジスタ２６ａがオフ状態からオン状態に変化すると共にＮＭＯＳトランジスタ２６ｂがオン状態からオフ状態に変化し、接続点Ｎ３の電圧が０Ｖから電源電圧ＶＤＤに変化する。その結果、バッファ２７からハイレベルの検出信号Ｖ＿ＯＵＴが出力される。
　その後、接続点Ｎ１の電圧が上昇し続けると、フォトダイオード２１のアノードとカソードとの間に印加されている電圧が降伏電圧よりも小さくなり、それにより、アバランシェ電流が止まって、接続点Ｎ１の電圧が低下する。そして、接続点Ｎ１の電圧がＮＭＯＳトランジスタ２５ｂのオン電圧よりも低くなると、ＮＭＯＳトランジスタ２５ｂがオフ状態になり、バッファ２７からの検出信号Ｖ＿ＯＵＴの出力が停止する（ローレベル）。
　このように、読み出し回路２２は、フォトダイオード２１にフォトンが入射してアバランシェ電流が発生し、これによりＮＭＯＳトランジスタ２５ｂがオン状態になったタイミングから、アバランシェ電流が止まってＮＭＯＳトランジスタ２５ｂがオフ状態になるタイミングまでの期間、ハイレベルの検出信号Ｖ＿ＯＵＴを出力する。
　＜１－５．ＳＰＡＤ加算部の構成例＞
　本実施形態に係るＳＰＡＤ加算部４４の構成例について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係るＳＰＡＤ加算部４４の構成例を示す図である。なお、ＳＰＡＤ加算部４４は、受光部１３に含まれてもよく、また、演算部１４に含まれてもよい。
　図５に示すように、ＳＰＡＤ加算部４４は、例えば、パルス整形部４４ａと、受光数カウント部４４ｂとを備える。このＳＰＡＤ加算部４４は、例えば、ＳＰＡＤ画素２０（またはマクロ画素）ごとに設けられている。ＳＰＡＤ画素２０（またはマクロ画素）ごとに、前述の読み出し回路２２から出力された検出信号Ｖ＿ＯＵＴは、出力回路４３を介して、ＳＰＡＤ加算部４４に入力される。
　パルス整形部４４ａは、ＳＰＡＤアレイ３７のＳＰＡＤ画素２０（またはマクロ画素）から出力回路４３を介して入力した検出信号Ｖ＿ＯＵＴのパルス波形を、ＳＰＡＤ加算部４４の動作クロックに応じた時間幅のパルス波形に整形する。
　受光数カウント部４４ｂは、ＳＰＡＤ画素２０（またはマクロ画素）からサンプリング周期ごとに入力された検出信号Ｖ＿ＯＵＴをカウントすることで、フォトンの入射が検出されたＳＰＡＤ画素２０の個数（検出数）をサンプリング周期ごとに計数し、この計数値をＳＰＡＤ画素２０（またはマクロ画素）の画素値として出力する。
　（サンプリング周期）
　サンプリング周期は、発光部１２がレーザ光Ｌ１を出射してから受光部１３でフォトンの入射が検出されるまでの時間（飛行時間）を計測する周期である。このサンプリング周期には、発光部１２の発光周期よりも短い周期が設定される。例えば、サンプリング周期をより短くすることで、より高い時間分解能で、発光部１２から出射して物体９０で反射したフォトンの飛行時間を算出することが可能となる。これは、サンプリング周波数をより高くすることで、より高い測距分解能で物体９０までの距離Ｌを算出することが可能となることを意味している。
　例えば、発光部１２がレーザ光Ｌ１を出射して、このレーザ光Ｌ１が物体９０で反射し、この反射光Ｌ２が受光部１３に入射するまでの飛行時間をｔとすると、光速Ｃが一定（Ｃ≒３００，０００，０００ｍ／ｓであることから、物体９０までの距離Ｌを、Ｌ＝Ｃ×ｔ／２という式から算出することができる。サンプリング周波数を１ＧＨｚとすると、サンプリング周期は１ｎｓとなる。その場合、１つのサンプリング周期は、１５ｃｍに相当する。これは、サンプリング周波数を１ＧＨｚとした場合の測距分解能が１５ｃｍであることを示している。また、サンプリング周波数を２倍の２ＧＨｚとすると、サンプリング周期は０．５ｎｓとなるため、１つのサンプリング周期は、７．５ｃｍに相当する。これは、サンプリング周波数を２倍とした場合、測距分解能を１／２にすることができることを示している。このように、サンプリング周波数を高くしてサンプリング周期を短くすることで、より精度良く、物体９０までの距離Ｌを算出することが可能となる。
　＜１－６．演算部の構成例＞
　本実施形態に係る演算部１４の構成例について図６から図８を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る演算部１４の構成例を示す図である。図７および図８のそれぞれは、本実施形態に係るヒストグラム（例えば、ヒストグラムＨｉ、積算ヒストグラムＨ´ｉ－１、積算ヒストグラムＨ´ｉ）の積算および減算の処理例を説明するための図である。
　図６に示すように、演算部１４は、メモリ５１と、処理部５２と、最小値決定部５３とを備える。図６の例では、処理部５２には各ＳＰＡＤ加算部４４が接続されている。これらのＳＰＡＤ加算部４４は、ヒストグラムＨｉを生成する生成部として機能する。ヒストグラムＨｉは、受光部１３（各ＳＰＡＤ画素２０）からの出力信号に基づいて生成される取得ヒストグラムである。
　メモリ５１は、例えば、過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１などのデータを保存する。なお、メモリ５１は、必要に応じて他のデータを保存してもよい。このメモリ５１は、処理部５２（例えば、積算部５２ａ）に接続されており、保存したデータを処理部５２に送信する。
　処理部５２は、積算部５２ａと、減算部５２ｂとを有する。積算部５２ａは、取得したヒストグラムＨｉと過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１とを積算し、ヒストグラムを生成する。減算部５２ｂは、生成したヒストグラムから減算値Ｂｉ－１を減算し、積算ヒストグラムＨ´ｉを生成する。この積算ヒストグラムＨ´ｉは、次回積算時の過去の積算ヒストグラムとしてメモリ５１に保存される。例えば、前述の積算および減算が所定回数繰り返されると、積算ヒストグラムＨ´ｉは後の処理である測距処理に渡される（出力）。
　最小値決定部５３は、積算ヒストグラムＨ´ｉから最小値を探索して決定し、その最小値を保持（保存）する。その後、最小値決定部５３は、減算部５２ｂによる減算時に、保持した最小値を減算値Ｂｉ－１として減算部５２ｂに出力する。最小値の決定は、積算の度に実行されてもよく、複数回の積算に一回の頻度で実行されてもよい。後者の場合には、最小値決定を行わない積算時のＢｉは０に設定されてもよい。
　ここで、積算ヒストグラムＨ´ｉおよび減算値（最小値）Ｂｉは、下記の式（１）および（２）で示される。ヒストグラムＨｉは、ｉ番目に取得されたヒストグラムである。Ｂｉの初期値であるＢ０は、例えば、０に設定されてもよい。
　図７に示すように、ｉ番目に取得されたヒストグラムＨｉは、メモリ５１に保存された過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１に積算される。詳しくは、ｉ番目に取得されたヒストグラムＨｉの各ビンのそれぞれのカウント値（カウント数）は、ｉ－１番目の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１の各ビンのそれぞれのカウント値に加算され、新規のヒストグラムが生成される。なお、ヒストグラムＨｉは、横軸をビンとし、縦軸をカウント値（累積画素値）として整形されたヒストグラムである。積算ヒストグラムＨ´ｉ－１は、複数のヒストグラムが積算されたヒストグラムである。
　その後、新規のヒストグラムから所定の減算値Ｂｉ－１＝ｍｉｎ（Ｈ´ｉ－１）が減算される。所定の減算値Ｂｉ－１は、過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１から最小値決定部５３により予め決定されている。最小値決定部５３では、過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１から最小値ｍｉｎ（Ｈ´ｉ－１）が決定されて保持され、ｉ番目に取得されたヒストグラムＨｉに対する減算時の減算値Ｂｉ－１として設定される。
　そして、新規のヒストグラムから減算値Ｂｉ－１が減算されると、図８に示すように、積算ヒストグラムＨ´ｉが生成される。この積算ヒストグラムＨ´ｉは、メモリ５１に保存されるが、最小値の探索用に最小値決定部５３に渡される。最小値決定部５３では、積算ヒストグラムＨ´ｉから最小値ｍｉｎ（Ｈ´ｉ）が決定されて保持され、ｉ＋１番目に取得されたヒストグラムＨｉ＋１に対する減算時の減算値Ｂｉとして設定される。
　所望回数Ｎ回のヒストグラムの取得後、演算部１４は、Ｎ回のヒストグラムＨ´＿Ｎに基づいて測距処理を行い、物体９０までの距離Ｌ（または距離Ｌの推定値）を算出する。演算部１４は、例えば、測距処理として、Ｎ回のヒストグラムＨ´＿Ｎにおいてカウント値（累積画素値）がピーク値となるビン番号を特定し、特定したビン番号を飛行時間に換算することで、物体９０までの距離Ｌを算出する。
　例えば、演算部１４は、Ｎ回のヒストグラムＨ´＿Ｎにおける隣接する各ビン番号のそれぞれのカウント値の大小比較を繰り返すことによって山のピークを検出し、ピーク値の大きい複数の山を候補として、それぞれの山の立ち上がりのビン番号を求めて反射光Ｌ２の飛行時間から物体９０までの距離Ｌを算出する。このとき、複数の山が検出されることがあるが、ホスト８０は周辺画素の情報を参考にして最終的な測距値を算出するため、複数の反射光候補の測距値の情報を、外部Ｉ／Ｆ１５を介してホスト８０へ送信する。
　なお、ビン番号から飛行時間への換算は、予め所定のメモリ内に格納されている換算テーブルを用いて実行されてもよいし、ビン番号を飛行時間に変換する変換式を予め保持しておき、この変換式を用いて実行されてもよい。
　また、累積画素値のピークとなるビン番号の特定では、最も値が大きいビンのビン番号を特定する方法や、ヒストグラムに対してフィッティングを行い、それにより得られた関数曲線から累積画素値がピークとなるビン番号を特定する方法など、種々の方法を用いることが可能である。
　前述のヒストグラムの積算によれば、複数回の発光に対して得られた画素値を累積することで、反射光Ｌ２を検出した画素値の累積画素値と、外乱光Ｌ０などのノイズに起因した累積画素値との差を大きくすることが可能となる。これにより、反射光Ｌ２とノイズとの区別の信頼性を高めることが可能となるため、より正確に物体９０までの距離Ｌを算出（又は推定）することが可能となる。なお、受光部１３には、物体９０で反射されて戻ってくる反射光Ｌ２の他に、物体９０や大気などで反射・散乱された外乱光Ｌ０も入射する。
　外乱光Ｌ０の成分としては、主に太陽からの熱輻射がある。太陽光が明るく物体９０の反射率が高いとき、強い外乱光Ｌ０が受光部１３に入射すると、得られるヒストグラム全体のカウント値（カウント数）が増大する。極端な場合、外乱光成分のカウント値がヒストグラムに設けられたデータ幅を超える可能性（飽和の可能性）がある。この飽和を回避する方法としては、ヒストグラムの積算の度にヒストグラムから特定の値を減算する手法が挙げられる。ところが、減算値が過大に設定されると、ヒストグラムのビンのカウント値が減算値より小さいときに不具合が発生する。そこで、減算値は、積算前のヒストグラムの平均値に基づいて設定されたり、積算前のヒストグラムの最小値に基づいて設定されたりする。
　例えば、積算前の取得ヒストグラムの平均値が取得され、その平均値が減算値として用いられる場合、ヒストグラムのビンのカウント値が減算値未満であると、カウント値が０として処理され、結果的にカウント値が過大に見積もられる。これは、結果的に外乱光成分のカウント値に生じる揺らぎの下振れを除去してしまい、ヒストグラム上の外乱光成分のカウント値が大きく見積もられる。被写体である物体９０が離れた位置にあることなどにより、反射光起因のピークのカウント値が外乱光成分揺らぎに対して小さい場合には、誤検出が起こる可能性がある。一方で、本実施形態によれば、減算値として最小値が用いられるため、原理的に上記の過大見積もりが発生しない。
　また、例えば、積算前の取得ヒストグラムから最小値が抽出され、その最小値が減算値として用いられる場合、積算前の取得ヒストグラムの全ビンに渡り、０カウントのビンが一つ以上存在すると、減算値が０となるため、減算が実行されない。このため、本来の目的であるヒストグラム飽和対策が実現しない可能性がある。ヒストグラムは、例えば、１０００ビン（１ビン当たり約１０ｂｉｔ）程度のデータサイズをもっている。１以上の減算値が設定されるためには、積算前の取得ヒストグラムの１０００ビンにおいて０カウントのビンが１つもない状況でなければならない。この条件を課した上で十分な量の減算が行われる確率は、十分に小さい。
　一方で、本実施形態によれば、積算および減算後のヒストグラムから最小値が決定され、その最小値が減算値として用いられる。積算が進むことで、積算および減算後のヒストグラムの最小値が１以上になる確率は大きくなるため、上記のように減算が全く起こらない事象を回避することができる。なお、積算を進めても減算がほとんど起こらない事象も予想されるが、このような場合は外乱光Ｌ０が弱く、飽和を回避する必要が無いため、その事象は問題とならない。
　上記のような二つのポイントにより、本実施形態によれば、減算値（減算量）の過大・過小設定を回避するとともに、ヒストグラムにおける外乱光成分の十分な減算を実現することが可能になる。これにより、測距精度の低下を抑えることができる。
　＜１－７．ヒストグラムの積算および減算の処理例＞
　本実施形態に係るヒストグラムの積算および減算の処理例（累積処理の処理例）について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係るヒストグラムの積算および減算の処理例の流れを示すフローチャートである。
　図９に示すように、処理部５２は、ヒストグラムＨｉの取得を開始する（ステップＳ１１）。以下の処理はビンごとに実行されるが、例えば、小さい番号のビンから順次実行されていく。
　処理部５２は、取得したヒストグラムＨｉから所望ビンのカウント値を取得し、メモリ５１内の過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１から前述の所望ビンに対応するカウント値を読み出す（ステップＳ１２）。
　処理部５２は、所望ビンごとのカウント値の積算および所定の減算値Ｂｉ－１の減算を実行する（ステップＳ１３）。例えば、積算部５２ａは、取得した所望ビンのカウント値とメモリから読み出した所望ビンのカウント値を積算し、減算部５２ｂは、それらのカウント値の積算値から所定の減算値Ｂｉ－１を減算する。
　処理部５２は、所定の減算値Ｂｉ－１が減算された所望ビンの積算値をメモリ５１に所望ビンのカウント値として格納し、最小値決定部５３は、格納した所望ビンのカウント値が全ビンのカウント値において最小値であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
　処理部５２は、全ビンのカウント値を取得したか否かを判断する（ステップＳ１５）。処理部５２は、全ビンのカウント値を取得していないと判断した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、処理をステップＳ１２に戻し、全ビンのカウント値を取得したと判断した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１６に進める。
　最小値決定部５３は、全ビンのカウント値において最小値である所望ビンのカウント値を減算値Ｂｉとして設定する（ステップＳ１６）。例えば、最小値決定部５３は、各ビンのカウント値を順番に確認し、一番小さい値を更新していく。
　処理部５２は、所望回数Ｎだけヒストグラムの積算を実行したか否かを判断する（ステップＳ１７）。処理部５２は、所望回数Ｎだけヒストグラムの積算を実行していないと判断した場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、処理をステップＳ１１に戻し、所望回数Ｎだけヒストグラムの積算を実行したと判断した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１８に進める。
　処理部５２は、所望回数Ｎの積算が完了したヒストグラムをメモリ５１から読み出し（ステップＳ１８）、読み出したヒストグラムから減算値ＢＮを減算し（ステップＳ１９）、減算したヒストグラムを外部（例えば、後段の測距処理用の処理部）に出力する（ステップＳ２０）。
　なお、ステップＳ１３では、積算と減算の順序は逆になってもよく、Ｈ´ｉ－１－Ｂｉ－１＋Ｈｉの計算結果が得られればよい。その積算と減算の順序が逆になる構成について詳しくは後述する。また、最小値探索（最小値決定）の処理は、積算毎に実行されなくてもよい。最小値探索が実行されなかった積算時の減算値Ｂｉは、例えば０に設定される。
　また、ステップＳ１９では、読み出したヒストグラムの最小値を０にするため、読み出したヒストグラムから減算値ＢＮが減算されているが、これに限定されるものではない。例えば、読み出したヒストグラムの最小値を０にする必要がない場合には、ステップＳ１９が省略されてもよい。
　＜１－８．本実施形態および比較例の相違点＞
　本実施形態および比較例の相違点について図１０および図１１を参照して説明する。図１０は、本実施形態および比較例に係る時間ビンおよびカウント値の関係を示すグラフである。図１１は、本実施形態および比較例に係る入射光量および外乱光成分平均値（最終出力）の関係を示すグラフである。
　図１０に示すように、本実施形態に係る時間ビンおよびカウント値の関係は、波形Ａ１で示されており、比較例に係る時間ビンおよびカウント値の関係は、波形Ａ２および波形Ａ３で示されている。波形Ａ１は、本実施形態に係る最小値の減算が行われた場合のヒストグラムを示す。波形Ａ２は、減算が行われなかった場合のヒストグラムを示す。波形Ａ３は、最小値ではない特定値の減算が行われた場合のヒストグラムを示す。
　これらの波形Ａ１、波形Ａ２および波形Ａ３から、波形Ａ１のヒストグラムは、波形Ａ２および波形Ａ３のヒストグラムに比べて、カウント値が低いヒストグラムであることがわかる。波形Ａ１のヒストグラムのカウント値は、波形Ａ２のヒストグラムのカウント値に比べて１／９程度であり、波形Ａ３のヒストグラムのカウント値に比べて１／３程度である。したがって、本実施形態に係る最小値の減算を行うことで、比較例に比べ、飽和を抑えることができる。
　図１１に示すように、本実施形態に係る入射光量および外乱光成分平均値の関係は、波形Ｂ１で示されており、比較例に係る入射光量および外乱光成分平均値の関係は、波形Ｂ２で示されている。波形Ｂ１は、最小値の減算後のヒストグラムにおける入射光量に対する外乱光成分平均値を示す。波形Ｂ２は、最小値ではない特定値の減算後のヒストグラムにおける入射光量に対する外乱光成分平均値を示す。
　これらの波形Ｂ１および波形Ｂ２から、波形Ｂ１の外乱光成分平均値は、波形Ｂ２の外乱光成分平均値に比べて小さいことがわかる。入射光量が８（Counts/bin/pix/itr）である場合、波形Ｂ１の外乱光成分平均値は、波形Ｂ２の外乱光成分平均値に比べて１／７程度である。したがって、本実施形態に係る減算を行うことで、比較例に比べ、減算後のヒストグラムの外乱光成分を抑えることができる。
　＜１－９．変形例＞
　＜１－９－１．変形例１＞
　本実施形態に係る演算部１４の変形例１について図１２を参照して説明する。図１２は、変形例１の演算部１４の構成例を示す図である。
　図１２に示すように、変形例１に係る処理部５２は、減算後に積算を行う。図１２の例では、積算部５２ａおよび減算部５２ｂの位置が図６と入れ替わり、図６に比べて積算と減算の順序が逆になっている。例えば、積算部５２ａは、所定回数の減算および積算後の積算ヒストグラムＨ´ｉを後の処理である測距処理に渡す（出力）。このような変形例１においても、前述と同様、測距精度の低下を抑えることができる。
　＜１－９－２．変形例２＞
　本実施形態に係る演算部１４の変形例２について図１３を参照して説明する。図１３は、変形例２の演算部１４の構成例を示す図である。
　図１３に示すように、変形例２に係る処理部５２は、変形例１と同様、減算後に積算を行う。例えば、減算部５２ｂは、所定回数の積算および減算後の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す（出力）。このような変形例２においても、前述と同様、測距精度の低下を抑えることができる。
　＜１－９－３．変形例３＞
　本実施形態に係る演算部１４の変形例３について図１４を参照して説明する。図１４は、変形例３の演算部１４の構成例を示す図である。
　図１４に示すように、変形例３に係る演算部１４は、図６に示す構成に加え、算出部６２を備える。算出部６２は、総減算値（ΣＢｉ）を保持（保存）し、保持した総減算値をヒストグラムに付加して出力する。後の処理である信号処理などにおいて、総減算量をヒストグラムの全ビンに対して加算することで、減算を行わなかった場合のヒストグラムを完全に再現することができる。このような変形例３においても、前述と同様、測距精度の低下を抑えることができる。
　＜１－１０．作用・効果＞
　以上説明したように、実施形態に係る測距装置（例えば、ＴｏＦセンサ１）は、第１の積算ヒストグラム（例えば、過去の積算ヒストグラムＨ´ｉ－１）から第１の最小値（例えば、減算値Ｂｉ－１）を決定する決定部（例えば、最小値決定部５３）と、第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラム（例えば、積算ヒストグラムＨ´ｉ）を生成する処理部５２とを備える（図６から図８など参照）。これにより、第１の積算ヒストグラムの第１の最小値が減算値として用いられるので、カウント値の過大見積もりが生じず、誤検出の発生を抑制することが可能になる。また、減算値が０となり難く、減算が確実に実行されるので、ヒストグラムにおける外乱光成分の十分な減算を実現することが可能になる。これらのことから、測距精度の低下を抑えることができる。
　また、処理部５２は、第１の積算ヒストグラムおよび第１のヒストグラムを積算する積算部５２ａと、第１の積算ヒストグラムおよび第１のヒストグラムを積算したヒストグラムから第１の最小値を減算する減算部５２ｂとを有してもよい（図６参照）。これにより、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、減算部５２ｂは、第２の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡してもよい（図６参照）。これにより、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、処理部５２は、第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を減算する減算部５２ｂと、第１の最小値を減算した第１の積算ヒストグラムおよび第１のヒストグラムを積算する積算部５２ａとを有してもよい（図１２および図１３参照）。これにより、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、積算部５２ａは、第２の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡してもよい（図１２参照）。これにより、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、減算部５２ｂは、第１の最小値を減算した第１の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡してもよい（図１３参照）。これにより、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、処理部５２は、第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および第１の最小値の減算をビンごとに実行してもよい（図６から図８など参照）。これにより、積算および減算をビンごとに実行することが可能になるので、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、決定部（例えば、最小値決定部５３）は、第１の最小値を保持してもよい（図６から図８など参照）。これにより、第１の最小値を保持することが可能になるので、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、測距装置（例えば、ＴｏＦセンサ１）は、第１の積算ヒストグラムおよび第２の積算ヒストグラムを記憶するメモリ５１をさらに備えてもよい（図６参照）。これにより、第１の積算ヒストグラムおよび第２の積算ヒストグラムを保持することが可能になるので、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、決定部（例えば、最小値決定部５３）は、第ｎの積算ヒストグラムから第ｎの最小値を決定し、処理部５２は、第ｎの積算ヒストグラムと第ｎのヒストグラムとの積算および第ｎの最小値の減算を行い、第ｎ＋１の積算ヒストグラムを生成し、ｎは自然数であり、１ずつ増加してもよい（図６から図８など参照）。これにより、積算および減算を繰り返し実行することが可能になるので、測距精度の低下を確実に抑えることができる。
　また、測距装置（例えば、ＴｏＦセンサ１）は、最小値の総加算値（総減算値）を算出する算出部６２をさらに備えてもよい（図１４参照）。これにより、後の処理である信号処理などにおいて、最小値の総加算値である総減算値をヒストグラムの全ビンに対して加算することが可能になるので、減算を行わなかった場合のヒストグラムを再現することができる。
　＜２．他の実施形態＞
　上述した実施形態（実施例、変形例も含む）に係る各構成や各処理などは、上記の実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてもよい。例えば、各構成や各処理などは、上述した例に限らず、種々の態様であってもよい。また、例えば、上記文書中や図面中で示した構成、処理手順、具体的名称、あるいは、各種のデータやパラメータなどを含む情報は、特記する場合を除いて任意に変更されてもよい。
　また、上述した実施形態（実施例、変形例も含む）に係る各構成や各処理などは、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各構成や各処理などの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部は、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散あるいは統合されて構成されてもよい。
　また、上述した実施形態（実施例、変形例も含む）に係る各構成や各処理などは、適宜組み合わせされてもよい。例えば、実施形態の少なくとも一部が他の実施形態の少なくとも一部と適宜組み合わされてもよい。また、実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
　＜３．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。また、例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムや顕微鏡手術システムなどに搭載される装置として実現されてもよい。
　図１５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１５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１５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１６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１６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１５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１５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１５に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
　なお、図１を用いて説明した本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
　以上説明した車両制御システム７０００において、図１を用いて説明した本実施形態に係るＴｏＦセンサ１は、図１５に示した応用例の統合制御ユニット７６００に適用することができる。例えば、ＴｏＦセンサ１の制御部１１、演算部１４及び外部Ｉ／Ｆ１５は、統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０、記憶部７６９０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０に相当する。ただし、これに限定されず、車両制御システム７０００または統合制御ユニット７６００が図１におけるホスト８０に相当してもよい。
　また、図１を用いて説明した本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の少なくとも一部の構成要素は、図１５に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図１を用いて説明した本実施形態に係るＴｏＦセンサ１の少なくとも一部の構成要素は、図１５に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。
　＜４．付記＞
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定する決定部と、
　前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成する処理部と、
　を備える、測距装置。
（２）
　前記処理部は、
　前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第１のヒストグラムを積算する積算部と、
　前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第１のヒストグラムを積算したヒストグラムから前記第１の最小値を減算する減算部と、
　を有する、
　（１）に記載の測距装置。
（３）
　前記減算部は、前記第２の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す、
　（２）に記載の測距装置。
（４）
　前記処理部は、
　前記第１の積算ヒストグラムから前記第１の最小値を減算する減算部と、
　前記第１の最小値を減算した前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第１のヒストグラムを積算する積算部と、
　を有する、
　（１）に記載の測距装置。
（５）
　前記積算部は、前記第２の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す、
　（４）に記載の測距装置。
（６）
　前記減算部は、前記第１の最小値を減算した前記第１の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す、
　（４）に記載の測距装置。
（７）
　前記処理部は、前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算をビンごとに実行する、
　（１）から（６）のいずれか一つに記載の測距装置。
（８）
　前記決定部は、前記第１の最小値を保持する、
　（１）から（７）のいずれか一つに記載の測距装置。
（９）
　前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第２の積算ヒストグラムを記憶するメモリをさらに備える、
　（１）から（８）のいずれか一つに記載の測距装置。
（１０）
　前記決定部は、第ｎの積算ヒストグラムから第ｎの最小値を決定し、
　前記処理部は、第ｎの積算ヒストグラムと第ｎのヒストグラムとの積算および前記第ｎの最小値の減算を行い、第ｎ＋１の積算ヒストグラムを生成し、
　前記ｎは自然数であり、１ずつ増加する、
　（１）から（９）のいずれか一つに記載の測距装置。
（１１）
　前記最小値の総加算値を算出する算出部をさらに備える、
　（１０）に記載の測距装置。
（１２）
　コンピュータが、
　第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定することと、
　前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成することと、
　を含む、測距方法。
（１３）
　（１）から（１１）のいずれか一つに記載の測距装置を備える、電子機器。
（１４）
　（１）から（１１）のいずれか一つに記載の測距装置を備える、移動体。
（１５）
　（１）から（１１）のいずれか一つに記載の測距装置を用いる、測距方法。
　１　　　ＴｏＦセンサ
　１１　　制御部
　１２　　発光部
　１３　　受光部
　１４　　演算部
　１５　　外部Ｉ／Ｆ
　２０　　ＳＰＡＤ画素
　２１　　フォトダイオード
　２２　　読み出し回路
　２３　　クエンチ抵抗
　２４　　選択トランジスタ
　２５　　デジタル変換器
　２５ａ　抵抗
　２５ｂ　ＮＭＯＳトランジスタ
　２６　　インバータ
　２６ａ　ＰＭＯＳトランジスタ
　２６ｂ　ＮＭＯＳトランジスタ
　２７　　バッファ
　３１　　光源
　３２　　コリメータレンズ
　３３　　ハーフミラー
　３４　　駆動部
　３５　　ガルバノミラー
　３６　　受光レンズ
　３７　　ＳＰＡＤアレイ
　３７ａ　使用ＳＰＡＤアレイ
　４１　　タイミング制御回路
　４２　　駆動回路
　４３　　出力回路
　４４　　ＳＰＡＤ加算部
　４４ａ　パルス整形部
　４４ｂ　受光数カウント部
　５１　　メモリ
　５２　　処理部
　５２ａ　積算部
　５２ｂ　減算部
　５３　　最小値決定部
　６２　　算出部
　８０　　ホスト
　９０　　物体
　Ｂｉ　　減算値
　Ｈｉ　　ヒストグラム
　Ｈ´ｉ　積算ヒストグラム

Claims (12)

  1. 　第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定する決定部と、
    　前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成する処理部と、
    　を備える、測距装置。
  2. 　前記処理部は、
    　前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第１のヒストグラムを積算する積算部と、
    　前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第１のヒストグラムを積算したヒストグラムから前記第１の最小値を減算する減算部と、
    　を有する、
    　請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記減算部は、前記第２の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す、
    　請求項２に記載の測距装置。
  4. 　前記処理部は、
    　前記第１の積算ヒストグラムから前記第１の最小値を減算する減算部と、
    　前記第１の最小値を減算した前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第１のヒストグラムを積算する積算部と、
    　を有する、
    　請求項１に記載の測距装置。
  5. 　前記積算部は、前記第２の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す、
    　請求項４に記載の測距装置。
  6. 　前記減算部は、前記第１の最小値を減算した前記第１の積算ヒストグラムを後の処理である測距処理に渡す、
    　請求項４に記載の測距装置。
  7. 　前記処理部は、前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算をビンごとに実行する、
    　請求項１に記載の測距装置。
  8. 　前記決定部は、前記第１の最小値を保持する、
    　請求項１に記載の測距装置。
  9. 　前記第１の積算ヒストグラムおよび前記第２の積算ヒストグラムを記憶するメモリをさらに備える、
    　請求項１に記載の測距装置。
  10. 　前記決定部は、第ｎの積算ヒストグラムから第ｎの最小値を決定し、
    　前記処理部は、第ｎの積算ヒストグラムと第ｎのヒストグラムとの積算および前記第ｎの最小値の減算を行い、第ｎ＋１の積算ヒストグラムを生成し、
    　前記ｎは自然数であり、１ずつ増加する、
    　請求項１に記載の測距装置。
  11. 　前記最小値の総加算値を算出する算出部をさらに備える、
    　請求項１０に記載の測距装置。
  12. 　コンピュータが、
    　第１の積算ヒストグラムから第１の最小値を決定することと、
    　前記第１の積算ヒストグラムと第１のヒストグラムとの積算および前記第１の最小値の減算を行い、第２の積算ヒストグラムを生成することと、
    　を含む、測距方法。
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