(57)【要約】【課題】画素アレイからの検出信号の読み出をより効率的に実行可能な測定装置および測距装置を提供する。【解決手段】測定装置は、対象領域に行列状の配列で配置される複数の画素を含む受光部と、複数の画素のうち信号の読み出しを行う対象となる１以上の対象画素の指定を行う制御部と、配列の行方向に所定の幅を有し、列方向の高さが可変のブロックに含まれる１以上の対象画素から読み出された信号に基づき信号処理を行う信号処理部と、を備える。制御部は、指示に応じて、複数の画素に対して間引きを行い１以上の対象画素を指定する第１のモードと、間引きを行わずに１以上の対象画素を指定する第２のモードと、を切り替える。【選択図】図１２
2020118571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象領域に行列状の配列で配置される複数の画素を含む受光部と、
前記複数の画素のうち信号の読み出しを行う対象となる１以上の対象画素の指定を行う制御部と、
前記配列の行方向に所定の幅を有し、列方向の高さが可変のブロックに含まれる前記１以上の対象画素から読み出された前記信号に基づき信号処理を行う信号処理部と、
を備え、
前記制御部は、
指示に応じて、前記複数の画素に対して間引きを行い前記１以上の対象画素を指定する第１のモードと、該間引きを行わずに前記１以上の対象画素を指定する第２のモードと、を切り替える
計測装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ブロックを単位として前記１以上の対象画素の指定を行い、前記第１のモードと前記第２のモードとで該ブロックに含まれる前記１以上の対象画素の数が略同数になるように前記間引きを制御する
請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記ブロック単位で前記１以上の対象画素を指定する
請求項１に記載の計測装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向に対して前記間引きを行う
請求項１に記載の計測装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の行方向に対して前記間引きを行う
請求項１に記載の計測装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向および行方向に対して前記間引きを行う
請求項１に記載の計測装置。
【請求項７】
前記受光部に前記配列の列方向に沿って設けられる、前記複数の画素から読み出しを行った各信号を伝送する複数の信号線のそれぞれは、
前記複数の画素のうち前記配列の列方向に沿って配置される２以上の画素に、該配列の該列方向に沿って（ｖ−１）個（ｖは２以上の整数）おきに接続され、
前記制御部は、
前記２以上の画素から同時に前記読み出しが行われない間隔で、前記間引きを指定する
請求項１に記載の計測装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記複数の画素のうち、前記１以上の対象画素に指定しない画素に対する電源の供給を停止する
請求項１に記載の計測装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１のモードと前記第２のモードと、を外部からの前記指示に応じて切り替える
請求項１に記載の計測装置。
【請求項１０】
対象領域に行列状の配列で配置される複数の画素を含む受光部と、
前記複数の画素のうち信号の読み出しを行う対象となる１以上の対象画素の指定を行う制御部と、
光源が発光した発光タイミングから、前記配列の行方向に所定の幅を有し、列方向の高さが可変のブロックに含まれる前記画素が受光した受光タイミングまで、の時間を計測して計測値を取得する時間取得部と、
前記計測値の数を、該計測値に基づき所定の時間範囲毎に加算して、前記ブロックに係るヒストグラムを生成する生成部と、
前記ヒストグラムに基づき被測定物までの距離を演算する演算部と、
を備え、
前記制御部は、
指示に応じて、前記複数の画素に対して間引きを行い前記１以上の対象画素を指定する第１のモードと、該間引きを行わずに前記１以上の対象画素を指定する第２のモードと、を切り替える
測距装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記ブロックを単位として前記１以上の対象画素の指定を行い、前記第１のモードと前記第２のモードとで該ブロックに含まれる前記１以上の対象画素の数が略同数になるように前記間引きを制御する
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記ブロック単位で前記１以上の対象画素を指定する
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向に対して前記間引きを行う
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の行方向に対して前記間引きを行う
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向および行方向に対して前記間引きを行う
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１６】
前記受光部に前記配列の列方向に沿って設けられる、前記複数の画素から読み出しを行った各信号を伝送する複数の信号線のそれぞれは、
前記複数の画素のうち前記配列の列方向に沿って配置される２以上の画素に、該配列の該列方向に沿って（ｖ−１）個（ｖは２以上の整数）おきに接続され、
前記制御部は、
前記２以上の画素から同時に前記読み出しが行われない間隔で、前記間引きを指定する
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１７】
前記制御部は、
前記複数の画素のうち、前記１以上の対象画素に指定しない画素に対する電源の供給を停止する
請求項１０に記載の測距装置。
【請求項１８】
前記制御部は、
前記第１のモードと前記第２のモードと、を外部からの前記指示に応じて切り替える
請求項１０に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置および測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いて被測定物までの距離を測定する測距方式の一つとして、直接ＴｏＦ(Time  of  Flight)方式と呼ばれる測距手法が知られている。直接ＴｏＦ方式による測距処理では、光源から射出された光が被測定物により反射された反射光を受光素子により受光する。この反射光の受光に応じて受光素子から読み出された検出信号に基づき、光が射出されてから反射光として受光されるまでの時間を計測する。計測された時間に基づきヒストグラムを作成し、このヒストグラムに基づき対象までの距離を求める。また、直接ＴｏＦ方式において、受光素子を２次元格子状に配列した画素アレイを用いて測距を行う構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０４４９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した画素アレイを用いた測距において、複数の受光素子からの読み出しを同時（同期間）に行ってヒストグラムを作成する方法が知られている。この場合、複数の受光素子の読み出しを同時に実行可能な領域は、受光素子を駆動するための消費電力や回路規模などの点から、制限がある。この制限を緩和するため、当該領域からの検出信号の読み出しをより効率的に実行可能な技術が求められている。
【０００５】
本開示は、画素アレイからの検出信号の読み出をより効率的に実行可能な測定装置および測距装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を解決するために、本開示の計測装置は、対象領域に行列状の配列で配置される複数の画素を含む受光部と、複数の画素のうち信号の読み出しを行う対象となる１以上の対象画素の指定を行う制御部と、配列の行方向に所定の幅を有し、列方向の高さが可変のブロックに含まれる１以上の対象画素から読み出された信号に基づき信号処理を行う信号処理部と、を備え、制御部は、指示に応じて、複数の画素に対して間引きを行い１以上の対象画素を指定する第１のモードと、間引きを行わずに１以上の対象画素を指定する第２のモードと、を切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に適用可能な直接ＴｏＦ方式による測距を模式的に示す図である。
【図２】実施形態に適用可能な、受光した時刻に基づく一例のヒストグラムを示す図である。
【図３】実施形態に係る測距装置を用いた電子機器の一例の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態に適用可能な測距装置の一例の構成をより詳細に示すブロック図である。
【図５】実施形態に適用可能な画素回路の基本的な構成例を示す図である。
【図６】実施形態に係る測距装置に適用可能なデバイスの構成の例を示す模式図である。
【図７】実施形態に係る画素アレイ部の構成例をより具体的に示す図である。
【図８Ａ】実施形態に係る画素アレイ部の細部の構成の例を示す図である。
【図８Ｂ】実施形態に係る画素アレイ部の細部の構成の例を示す図である。
【図９】実施形態に係る、各画素回路から信号Ｖｐｌｓを読み出すための構成の例を示す図である。
【図１０】既存技術による画素アレイ部の走査方法を説明するための図である。
【図１１】第１の実施形態に係る画素アレイ部の走査方法を説明するための図である。
【図１２】第１の実施形態に係る走査方法により指定される対象画素と、既存技術による走査方法により指定される対象画素と、を対比させて示す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る、対象画素の間引きによる隣接ブロックからの影響の緩和について説明するための図である。
【図１４Ａ】第１の実施形態に係る、読み出し線の共有化に対応した間引きについて説明するための図である。
【図１４Ｂ】第１の実施形態に係る、読み出し線の共有化に対応した間引きについて説明するための図である。
【図１５】第１の実施形態の第１の変形例に係る間引きの例を模式的に示す図である。
【図１６】第１の実施形態の第２の変形例に係る間引きの例を模式的に示す図である。
【図１７】第２の実施形態に係る画素アレイ部の走査方法を説明するための図である。
【図１８】図１８は、第２の実施形態に係る、読み出し線の共有化に対応した間引きについて説明するための図である。
【図１９】第２の実施形態の変形例に係る間引きの例を模式的に示す図である。
【図２０】第３の実施形態による、第１の実施形態およびその各変形例、ならびに、第２の実施形態およびその変形例に係る測距装置を使用する使用例を示す図である。
【図２１】本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図２２】撮像部の設置位置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、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。なお、以下の実施形態において、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。
【０００９】
（各実施形態に適用可能な技術）
本開示は、光を用いて測距を行う技術に関するものである。本開示の各実施形態の説明に先んじて、理解を容易とするために、各実施形態に適用可能な技術について説明する。各実施形態では、測距方式として、直接ＴｏＦ(Time  Of  Flight)方式を適用する。直接ＴｏＦ方式は、光源から射出された光が被測定物により反射した反射光を受光素子により受光し、光の射出タイミングと受光タイミングとの差分の時間に基づき測距を行う方式である。
【００１０】
図１および図２を用いて、直接ＴｏＦ方式による測距について、概略的に説明する。図１は、各実施形態に適用可能な直接ＴｏＦ方式による測距を模式的に示す図である。測距装置３００は、光源部３０１と受光部３０２とを含む。光源部３０１は、例えばレーザダイオードであって、レーザ光をパルス状に発光するように駆動される。光源部３０１から射出された光は、被測定物３０３により反射され、反射光として受光部３０２に受光される。受光部３０２は、光電変換により光を電気信号に変換する受光素子を含み、受光した光に応じた信号を出力する。
【００１１】
ここで、光源部３０１が発光した時刻（発光タイミング）を時間ｔ0、光源部３０１から射出された光が被測定物３０３により反射された反射光を受光部３０２が受光した時刻（受光タイミング）を時間ｔ1とする。定数ｃを光速度（２．９９７９×１０8［ｍ／ｓｅｃ］）とすると、測距装置３００と被測定物３０３との間の距離Ｄは、次式（１）により計算される。
Ｄ＝(ｃ／２)×(ｔ1−ｔ0)    …（１）
【００１２】
測距装置３００は、上述の処理を、複数回繰り返して実行する。受光部３０２が複数の受光素子を含み、各受光素子に反射光が受光された各受光タイミングに基づき距離Ｄをそれぞれ算出してもよい。測距装置３００は、発光タイミングの時間ｔ0から受光部３０２に光が受光された受光タイミングまでの時間ｔm（受光時間ｔmと呼ぶ）を階級（ビン(bins)）に基づき分類し、ヒストグラムを生成する。
【００１３】
なお、受光部３０２が受光時間ｔmに受光した光は、光源部３０１が発光した光が被測定物により反射された反射光に限られない。例えば、測距装置３００（受光部３０２）の周囲の環境光も、受光部３０２に受光される。
【００１４】
図２は、各実施形態に適用可能な、受光部３０２が受光した時刻に基づく一例のヒストグラムを示す図である。図２において、横軸はビン、縦軸は、ビン毎の頻度を示す。ビンは、受光時間ｔmを所定の単位時間ｄ毎に分類したものである。具体的には、ビン＃０が０≦ｔm＜ｄ、ビン＃１がｄ≦ｔm＜２×ｄ、ビン＃２が２×ｄ≦ｔm＜３×ｄ、…、ビン＃（Ｎ−２）が(Ｎ−２)×ｄ≦ｔm＜(Ｎ−１)×ｄとなる。受光部３０２の露光時間を時間ｔepとした場合、ｔep＝Ｎ×ｄである。
【００１５】
測距装置３００は、受光時間ｔmを取得した回数をビンに基づき計数してビン毎の頻度３１０を求め、ヒストグラムを生成する。ここで、受光部３０２は、光源部３０１から射出された光が反射された反射光以外の光も受光する。このような、対象となる反射光以外の光の例として、上述した環境光がある。ヒストグラムにおいて範囲３１１で示される部分は、環境光による環境光成分を含む。環境光は、受光部３０２にランダムに入射される光であって、対象となる反射光に対するノイズとなる。
【００１６】
一方、対象となる反射光は、特定の距離に応じて受光される光であって、ヒストグラムにおいてアクティブ光成分３１２として現れる。このアクティブ光成分３１２内のピークの頻度に対応するビンが、被測定物３０３の距離Ｄに対応するビンとなる。測距装置３００は、そのビンの代表時間（例えばビンの中央の時間）を上述した時間ｔ1として取得することで、上述した式（１）に従い、被測定物３０３までの距離Ｄを算出することができる。このように、複数の受光結果を用いることで、ランダムなノイズに対して適切な測距を実行可能となる。
【００１７】
図３は、各実施形態に係る測距装置を用いた電子機器の一例の構成を示すブロック図である。図３において、電子機器６は、測距装置１と、光源部２と、記憶部３と、制御部４と、光学系５と、を含む。
【００１８】
光源部２は、上述した光源部３０１に対応し、レーザダイオードであって、例えばレーザ光をパルス状に発光するように駆動される。光源部２は、面光源としてレーザ光を射出するＶＣＳＥＬ(Vertical  Cavity  Surface  Emitting  LASER)を適用することができる。これに限らず、光源部２として、レーザダイオードをライン上に配列したアレイを用い、レーザダイオードアレイから射出されるレーザ光をラインに垂直の方向にスキャンする構成を適用してもよい。さらにまた、単光源としてのレーザダイオードを用い、レーザダイオードから射出されるレーザ光を水平および垂直方向にスキャンする構成を適用することもできる。
【００１９】
測距装置１は、上述した受光部３０２に対応して、複数の受光素子を含む。複数の受光素子は、例えば２次元格子状に配列されて受光面を形成する。光学系５は、外部から入射する光を、測距装置１が含む受光面に導く。
【００２０】
制御部４は、電子機器６の全体の動作を制御する。例えば、制御部４は、測距装置１に対して、光源部２を発光させるためのトリガである発光トリガを供給する。測距装置１は、この発光トリガに基づくタイミングで光源部２を発光させると共に、発光タイミングを示す時間ｔ0を記憶する。また、制御部４は、例えば外部からの指示に応じて、測距装置１に対して、測距の際のパターンの設定を行う。
【００２１】
測距装置１は、受光面に光が受光されたタイミングを示す時間情報（受光時間ｔm）を取得した回数を所定の時間範囲内で計数し、ビン毎の頻度を求めて上述したヒストグラムを生成する。測距装置１は、さらに、生成したヒストグラムに基づき、被測定物までの距離Ｄを算出する。算出された距離Ｄを示す情報は、記憶部３に記憶される。
【００２２】
図４は、各実施形態に適用可能な測距装置１の一例の構成をより詳細に示すブロック図である。図４において、測距装置１は、画素アレイ部１００と、測距処理部１０１と、画素制御部１０２と、全体制御部１０３と、クロック生成部１０４と、発光タイミング制御部１０５と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６と、を含む。これら画素アレイ部１００、測距処理部１０１、画素制御部１０２、全体制御部１０３、クロック生成部１０４、発光タイミング制御部１０５およびインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６は、例えば１つの半導体チップ上に配置される。
【００２３】
図４において、全体制御部１０３は、例えば予め組み込まれるプログラムに従い、この測距装置１の全体の動作を制御する。また、全体制御部１０３は、外部から供給される外部制御信号に応じた制御を実行することもできる。クロック生成部１０４は、外部から供給される基準クロック信号に基づき、測距装置１内で用いられる１以上のクロック信号を生成する。発光タイミング制御部１０５は、外部から供給される発光トリガ信号に従い発光タイミングを示す発光制御信号を生成する。発光制御信号は、光源部２に供給されると共に、測距処理部１０１に供給される。
【００２４】
画素アレイ部１００は、２次元格子状に配列される、それぞれ受光素子を含む複数の画素１０、１０、…を含む。各画素１０の動作は、全体制御部１０３の指示に従った画素制御部１０２により制御される。例えば、画素制御部１０２は、各画素１０からの画素信号の読み出しを、行方向にｐ個、列方向にｑ個の、（ｐ×ｑ）個の画素１０を含むブロック毎に制御することができる。また、画素制御部１０２は、当該ブロックを単位として、各画素１０に対する行方向の走査を行い、さらに列方向の走査を行い、各画素１０から画素信号を読み出すことができる。これに限らず、画素制御部１０２は、各画素１０をそれぞれ単独で制御することもできる。さらに、画素制御部１０２は、画素アレイ部１００の所定領域を対象領域として、対象領域に含まれる画素１０を、画素信号を読み出す対象の画素１０とすることができる。さらにまた、画素制御部１０２は、複数行（複数ライン）に対して纏めて走査を行い、それを列方向にさらに走査して、各画素１０から画素信号を読み出すこともできる。
【００２５】
なお、以下では、走査は、光源部２（図４参照）を発光させ、画素１０からの受光に応じた信号Ｖｐｌｓの読み出しを、１つの走査領域内において走査対象として指定した各画素１０について連続的に行う処理をいうものとする。１回の走査において複数回の発光と読み出しとを実行することができる。
【００２６】
各画素１０から読み出された画素信号は、測距処理部１０１に供給される。測距処理部１０１は、変換部１１０と、生成部１１１と、信号処理部１１２と、を含む。
【００２７】
各画素１０から読み出され、画素アレイ部１００から出力された画素信号は、変換部１１０に供給される。ここで、画素信号は、各画素１０から非同期で読み出され、変換部１１０に供給される。すなわち、画素信号は、各画素１０において光が受光されたタイミングに応じて受光素子から読み出され、出力される。
【００２８】
変換部１１０は、画素アレイ部１００から供給された画素信号を、デジタル情報に変換する。すなわち、画素アレイ部１００から供給される画素信号は、当該画素信号が対応する画素１０に含まれる受光素子に光が受光されたタイミングに対応して出力される。変換部１１０は、供給された画素信号を、当該タイミングを示す時間情報に変換する。
【００２９】
生成部１１１は、変換部１１０により画素信号が変換された時間情報に基づきヒストグラムを生成する。ここで、生成部１１１は、時間情報を、設定部１１３により設定された単位時間ｄに基づき計数し、ヒストグラムを生成する。生成部１１１によるヒストグラム生成処理の詳細については、後述する。
【００３０】
信号処理部１１２は、生成部１１１により生成されたヒストグラムのデータに基づき所定の演算処理を行い、例えば距離情報を算出する。信号処理部１１２は、例えば、生成部１１１により生成されたヒストグラムのデータに基づき、当該ヒストグラムの曲線近似を作成する。信号処理部１１２は、このヒストグラムが近似された曲線のピークを検出し、検出されたピークに基づき距離Ｄを求めることができる。
【００３１】
信号処理部１１２は、ヒストグラムの曲線近似を行う際に、ヒストグラムが近似された曲線に対してフィルタ処理を施すことができる。例えば、信号処理部１１２は、ヒストグラムが近似された曲線に対してローパスフィルタ処理を施すことで、ノイズ成分を抑制することが可能である。
【００３２】
信号処理部１１２で求められた距離情報は、インタフェース１０６に供給される。インタフェース１０６は、信号処理部１１２から供給された距離情報を、出力データとして外部に出力する。インタフェース１０６としては、例えばＭＩＰＩ(Mobile  Industry  Processor  Interface)を適用することができる。
【００３３】
なお、上述では、信号処理部１１２で求められた距離情報を、インタフェース１０６を介して外部に出力しているが、これはこの例に限定されない。すなわち、生成部１１１により生成されたヒストグラムのデータであるヒストグラムデータを、インタフェース１０６から外部に出力する構成としてもよい。この場合、設定部１１３が設定する測距条件情報は、フィルタ係数を示す情報を省略することができる。インタフェース１０６から出力されたヒストグラムデータは、例えば外部の情報処理装置に供給され、適宜、処理される。
【００３４】
図５は、各実施形態に適用可能な画素１０の基本的な構成例を示す図である。図５において、画素１０は、受光素子１０００と、トランジスタ１１００、１１０２および１１０３と、インバータ１１０４と、スイッチ部１１０１と、ＡＮＤ回路１１１０と、を含む。
【００３５】
受光素子１０００は、入射された光を光電変換により電気信号に変換して出力する。各実施形態においては、受光素子１０００は、入射された光子（光子）を光電変換により電気信号に変換し、光子の入射に応じたパルスを出力する。各実施形態では、受光素子１０００として、単一光子アバランシェダイオードを用いる。以下、単一光子アバランシェダイオードを、ＳＰＡＤ(Single  Photon  Avalanche  Diode)と呼ぶ。ＳＰＡＤは、カソードにアバランシェ増倍が発生する大きな負電圧を加えておくと、１光子の入射に応じて発生した電子がアバランシェ増倍を生じ、大電流が流れる特性を有する。ＳＰＡＤのこの特性を利用することで、１光子の入射を高感度で検知することができる。
【００３６】
図５において、ＳＰＡＤである受光素子１０００は、カソードが結合部１１２０に接続され、アノードが電圧（−Ｖｂｄ）の電圧源に接続される。電圧（−Ｖｂｄ）は、ＳＰＡＤに対してアバランシェ増倍を発生させるための大きな負電圧である。結合部１１２０は、信号ＥＮ＿ＰＲに応じてオン（閉）、オフ（開）が制御されるスイッチ部１１０１の一端に接続される。スイッチ部１１０１の他端は、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴ(Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor)であるトランジスタ１１００のドレインに接続される。トランジスタ１１００のソースは、電源電圧Ｖｄｄに接続される。また、トランジスタ１１００のゲートに、基準電圧Ｖｒｅｆが供給される結合部１１２１が接続される。
【００３７】
トランジスタ１１００は、電源電圧Ｖｄｄおよび基準電圧Ｖｒｅｆに応じた電流をドレインから出力する電流源である。このような構成により、受光素子１０００には、逆バイアスが印加される。スイッチ部１１０１がオンの状態で受光素子１０００に光子が入射されると、アバランシェ増倍が開始され、受光素子１０００のカソードからアノードに向けて電流が流れる。
【００３８】
トランジスタ１１００のドレイン（スイッチ部１１０１の一端）と受光素子１０００のカソードとの接続点から取り出された信号が、インバータ１１０４に入力される。インバータ１１０４は、入力された信号に対して例えば閾値判定を行い、当該信号が閾値を正方向または負方向に超える毎に当該信号を反転し、パルス状の出力信号である信号Ｖｐｌｓとして出力する。
【００３９】
インバータ１１０４から出力された信号Ｖｐｌｓは、ＡＮＤ回路１１１０の第１の入力端に入力される。ＡＮＤ回路１１１０の第２の入力端には、信号ＥＮ＿Ｆが入力される。ＡＮＤ回路１１１０は、信号Ｖｐｌｓと信号ＥＮ＿Ｆとが共にハイ（Ｈｉｇｈ）状態の場合に、信号Ｖｐｌｓを、端子１１２２を介して画素１０から出力する。
【００４０】
図５において、結合部１１２０は、さらに、それぞれＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであるトランジスタ１１０２および１１０３のドレインが接続される。トランジスタ１１０２および１１０３のソースは、例えば接地電位に接続される。トランジスタ１１０２のゲートは、信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖが入力される。また、トランジスタ１１０３のゲートは、信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈが入力される。これらトランジスタ１１０２および１１０３の少なくとも一方がオフ状態の場合、受光素子１０００のカソードが強制的に接地電位とされ、信号Ｖｐｌｓがロー（Ｌｏｗ）状態に固定される。
【００４１】
信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを、それぞれ、画素アレイ部１００において各画素１０が配置される２次元格子状の垂直および水平方向の制御信号として用いる。これにより、画素アレイ部１００に含まれる各画素１０のオン状態／オフ状態を、画素１０毎に制御可能となる。なお、画素１０のオン状態は、信号Ｖｐｌｓを出力可能な状態であり、画素１０のオフ状態は、信号Ｖｐｌｓを出力不可の状態である。
【００４２】
例えば、画素アレイ部１００において２次元格子の連続するｑ列に対して、信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈをトランジスタ１１０３がオンとなる状態とし、連続するｐ行に対して、信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖをトランジスタ１１０２がオンとなる状態とする。これにより、ｐ行×ｑ列のブロック状に、各受光素子１０００の出力を有効にできる。また、信号Ｖｐｌｓは、ＡＮＤ回路１１１０により、信号ＥＮ＿Ｆとの論理積により画素１０から出力されるため、例えば信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈにより有効とされた各受光素子１０００の出力に対して、より詳細に有効／無効を制御可能である。
【００４３】
さらに、例えば出力が無効とされる受光素子１０００が含まれる画素１０に対して、スイッチ部１１０１をオフ状態とする信号ＥＮ＿ＰＲを供給することで、当該受光素子１０００に対する電源電圧Ｖｄｄの供給を停止させ、当該画素１０をオフ状態とすることができる。これにより、画素アレイ部１００における消費電力を削減することが可能である。
【００４４】
これら信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ、ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ、ＥＮ＿ＰＲおよびＥＮ＿Ｆは、例えば、全体制御部１０３が有するレジスタなどに記憶されるパラメータに基づき全体制御部１０３により生成される。パラメータは、当該レジスタに予め記憶させておいてもよいし、外部入力に従い当該レジスタに記憶させてもよい。全体制御部１０３により生成された各信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ、ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ、ＥＮ＿ＰＲおよびＥＮ＿Ｆは、画素制御部１０２により画素アレイ部１００に供給される。
【００４５】
なお、上述した、スイッチ部１１０１、ならびに、トランジスタ１１０２および１１０３を用いた、信号ＥＮ＿ＰＲ、ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈによる制御は、アナログ電圧による制御となる。一方、ＡＮＤ回路１１１０を用いた信号ＥＮ＿Ｆによる制御は、ロジック電圧による制御となる。そのため、信号ＥＮ＿Ｆによる制御は、信号ＥＮ＿ＰＲ、ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈによる制御と比較して低電圧にて可能であり、取り扱いが容易である。
【００４６】
図６は、各実施形態に係る測距装置１に適用可能なデバイスの構成の例を示す模式図である。図６において、測距装置１は、それぞれ半導体チップからなる受光チップ２０と、ロジックチップ２１とが積層されて構成される。なお、図５では、説明のため、受光チップ２０とロジックチップ２１とを分離した状態で示している。
【００４７】
受光チップ２０は、画素アレイ部１００の領域において、複数の画素１０それぞれに含まれる受光素子１０００が２次元格子状（行列状）に配列される。また、画素１０において、トランジスタ１１００、１１０２および１１０３、スイッチ部１１０１、インバータ１１０４、ならびに、ＡＮＤ回路１１１０は、ロジックチップ２１上に形成される。受光素子１０００のカソードは、例えばＣＣＣ(Copper-Copper  Connection)などによる結合部１１２０を介して、受光チップ２０とロジックチップ２１との間で接続される。
【００４８】
ロジックチップ２１は、受光素子１０００によって取得された信号を処理する信号処理部を含むロジックアレイ部２００が設けられる。ロジックチップ２１に対して、さらに、当該ロジックアレイ部２００と近接して、受光素子１０００によって取得された信号の処理を行う信号処理回路部２０１と、測距装置１としての動作を制御する素子制御部２０３と、を設けることができる。
【００４９】
例えば、信号処理回路部２０１は、上述した測距処理部１０１を含むことができる。また、素子制御部２０３は、上述した画素制御部１０２、全体制御部１０３、クロック生成部１０４、発光タイミング制御部１０５およびインタフェース１０６を含むことができる。
【００５０】
なお、受光チップ２０およびロジックチップ２１上の構成は、この例に限定されない。また、素子制御部２０３は、ロジックアレイ部２００の制御以外にも、例えば受光素子１０００の近傍に、他の駆動や制御の目的で配置することができる。素子制御部２０３は、図６に示した配置以外にも、受光チップ２０およびロジックチップ２１の任意の領域に、任意の機能を有するように設けることができる。
【００５１】
図７は、各実施形態に係る画素アレイ部１００の構成例をより具体的に示す図である。図４を用いて説明した画素制御部１０２は、図７においては、水平制御部１０２ａと垂直制御部１０２ｂとに分離して示されている。
【００５２】
図７において、画素アレイ部１００は、水平方向にｘ列、垂直方向ｙ行の、計（ｘ×ｙ）個の画素１０を含む。なお、図７および以降の同様な図において、画素１０は、画素１０に含まれる、受光面が矩形とされる受光素子１０００により示されている。すなわち、画素アレイ部１００は、画素１０としての受光素子１０００の受光面が行列上に配置された構成を含む。
【００５３】
また、各実施形態では、画素アレイ部１００に含まれる各画素１０は、水平方向に３個、垂直方向に３個の計９個の画素１０を含むエレメント１１毎に制御される。例えば、行方向（水平方向）、すなわち列単位で各画素１０を制御するための、上述の信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈに対応する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈは、エレメント１１を単位とする３ビット信号（［２：０］として示す）により全体制御部１０３から出力され、水平制御部１０２ａに供給される。すなわち、この１つの３ビット信号により、水平方向に連続して配置される３つの画素１０に対する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ［０］、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ［１］およびＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ［２］がマージされて伝送される。
【００５４】
図７の例では、画素アレイ部１００の左端のエレメント１１から順に、信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ＃０［２：０］、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ＃１［２：０］、…、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ＃（ｘ／３）［２：０］が、全体制御部１０３により生成され、水平制御部１０２ａに供給される。水平制御部１０２ａは、各信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ＃０［２：０］、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ＃１［２：０］、…、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ＃（ｘ／３）［２：０］の３ビットの値（［０］、［１］、［２］として示す）に従い、それぞれ対応するエレメント１１の各列を制御する。
【００５５】
同様に、例えば、列方向（垂直方向）、すなわち行単位で各画素１０を制御するための、上述の信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖに対応する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖは、エレメント１１を単位とする３ビット信号で全体制御部１０３から出力され、垂直制御部１０２ｂに供給される。すなわち、この１つの３ビット信号により、垂直方向に連続して配置される３つの画素１０に対する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ［０］、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ［１］およびＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ［２］がマージされて伝送される。
【００５６】
図７の例では、画素アレイ部１００の下端のエレメント１１から順に、信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ＃０［２：０］、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ＃１［２：０］、…、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ＃（ｙ／３）［２：０］が、全体制御部１０３により生成され、垂直制御部１０２ｂに供給される。垂直制御部１０２ｂは、各信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ＃０［２：０］、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ＃１［２：０］、…、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖ＃（ｙ／３）［２：０］の３ビットの値に従い、それぞれ対応するエレメント１１の各行を制御する。
【００５７】
なお、図示は省略するが、信号ＥＮ＿ＰＲは、例えば、上述の信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖと同様に、エレメント１１を単位とする３ビットの信号として全体制御部１０３から出力され、垂直制御部１０２ｂに供給される。垂直制御部１０２ｂは、各信号ＥＮ＿ＰＲの３ビットの値に従い、それぞれ対応するエレメントの各行を制御する。
【００５８】
図８Ａおよび図８Ｂは、各実施形態に係る画素アレイ部１００の細部の構成の例を示す図である。より具体的には、図８Ａおよび図８Ｂでは、信号ＥＮ＿Ｆによる制御について示されている。
【００５９】
図８Ａに示されるように、信号ＥＮ＿Ｆは、画素アレイ部１００の隣接する複数列を含む制御対象１３０毎に供給される信号である。ここでは、エレメント１１のサイズに合わせて、制御対象１３０が３列を含むものとして示されている。また、信号ＥＮ＿Ｆは、当該制御対象１３０に含まれる各行に対し、所定周期の行毎に同一の信号が供給される。すなわち、制御対象１３０が３列を含むこの例では、同一行の３個の画素１０に対して、同一の信号ＥＮ＿Ｆが供給される。図８Ａでは、一例として、信号ＥＮ＿Ｆが４２ビット（［４１：０］として示す）の信号とされ、４２行（７行×６）毎に同一の信号が供給されるものとして示されている。図８Ａの例では、画素アレイ部１００の左端から、３列毎に、信号ＥＮ＿Ｆ＃０［４１：０］、ＥＮ＿Ｆ＃１［４１：０］、…、ＥＮ＿Ｆ＃（ｘ／３）［４１：０］、が全体制御部１０３から出力され、水平制御部１０２ａに供給される。
【００６０】
水平制御部１０２ａは、各信号ＥＮ＿Ｆ＃０［４１：０］、ＥＮ＿Ｆ＃１［４１：０］、…、ＥＮ＿Ｆ＃（ｘ／３）［４１：０］の各ビットを、それぞれ対応する制御対象１３０の各行に供給する。図８Ｂに示されるように、水平制御部１０２ａは、例えば画素アレイ部１００の左端の制御対象１３０に対し、信号ＥＮ＿Ｆ＃０［０］を、第１行目、第４２（ｍ＋１）行目（ｍは１以上の整数）、…、第４２（ｎ＋１）行目、…と、４２行毎に供給する。水平制御部１０２ａは、信号ＥＮ＿Ｆ＃０［２］についても同様に、第２行目、第４２（ｍ＋２）行目、…と、４２行毎に供給する。なお、図８Ｂにおいて、制御対象１３０の上端の行は、４２行単位の前半となっていて、信号ＥＮ＿Ｆ＃０［２０］が供給される。
【００６１】
すなわち、この４２ビットの信号ＥＮ＿Ｆ［４１：０］により、水平方向に連続して配置される３つの画素１０による組が、垂直方向に連続して配置される４２組に対する信号ＥＮ＿Ｆ［０］、ＥＮ＿Ｆ［１］、…、ＥＮ＿Ｆ［４１］がマージされて伝送される。
【００６２】
このように、画素アレイ部１００は、信号ＥＮ＿Ｆにより、複数列毎に異なる制御が可能とされる。さらに、画素アレイ部１００は、当該複数列内において、複数行毎に同一の信号ＥＮ＿Ｆが供給される。したがって、画素アレイ部１００に含まれる各画素１０に対して、当該複数列を幅方向の最小単位として、当該複数行を周期とした制御が可能である。
【００６３】
図９は、各実施形態に係る、各画素１０から信号Ｖｐｌｓを読み出すための構成の例を示す図である。なお、図９では、図中に矢印で示すように、図の横方向が列方向となっている。
【００６４】
各実施形態では、列方向の所定数の画素１０毎に、信号Ｖｐｌｓを読み出す読み出し線を共有化する。図９の例では、ｖ個の画素１０毎に、読み出し線を共有化している。例えば、１列に配置される各画素１０をｖ個ずつ含むグループ１２u、１２u+1、１２u+2、…にを考える。グループ１２uは、画素１０11〜１０1vを、グループ１２u+1は、画素１０21〜１０2vを、グループ１２u+2は、１０31〜１０3v、…を、それぞれ含む。
【００６５】
各グループ１２u、１２u+1、１２u+2、…において、グループ内での位置が対応する画素１０の読み出し線を共有化する。図９の例では、図の右側を位置の先頭側として、グループ１２uの第１番目の画素１０11、グループ１２u+1の第１番目の画素１０21、グループ１２u+2の第１番目の画素１０31、…の読み出し線を共有化する。図９の例では、各画素１０11、１０21、１０31、…の読み出し線を、順次、ＯＲ回路４１11、４１21、４１31、…を介して接続することで、複数の読み出し線の共有化を行っている。
【００６６】
例えば、グループ１２uに対して、グループ１２uに含まれる画素１０11〜１０1vそれぞれに対して、ＯＲ回路４１11、４１12、…、４１1vを設け、それぞれの第１の入力端に、画素１０11〜１０1vの読み出し線を接続する。また、グループ１２u+1に対しても同様に、グループ１２u+1に含まれる画素１０21〜１０2vに対してそれぞれＯＲ回路４１21〜４１2vを設ける。さらに同様に、グループ１２u+2についても、グループ１２u+2に含まれる画素１０31〜１０3vに対してそれぞれＯＲ回路４１31〜４１3vを設ける。
【００６７】
なお、各ＯＲ回路４１11〜４１1vの出力は、例えば測距処理部１０１に入力される。
【００６８】
画素１０11、１０21および１０31を例に取ると、ＯＲ回路４１11は、第１の入力端に画素１０11の読み出し線が接続され、第２の入力端にＯＲ回路４１21の出力が接続される。ＯＲ回路４１21は、第１の入力端に画素１０21の読み出し線が接続され、第２の入力端にＯＲ回路４１31の出力が接続される。ＯＲ回路４１31以降についても同様である。
【００６９】
この図９に示す構成に対して、例えば垂直制御部１０２ｂは、信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖにより、各グループ１２u、１２u+1、１２u+2、…において位置が対応する各画素１０から、同時に読み出しを行わないように制御する。換言すれば、垂直制御部１０２ｂは、列に、（ｖ−１）個おきに配置される複数の画素１０のうち１の画素１０のみ、読み出しを行うように制御する。図９の例では、垂直制御部１０２ｂは、例えば、画素１０11と、画素１０21と、画素１０31と、から同時に読み出しを行わないように制御する。これに限らず、この列方向の同時読み出しの制御は、水平制御部１０２ａが信号ＥＮ＿Ｆを用いて行うことも可能である。
【００７０】
一方、この図９に示す構成では、垂直制御部１０２ｂは、列に連続して配置されるｖ個の画素１０からの同時読み出しを指定することができる。このとき、垂直制御部１０２ｂは、同時に読み出しを行う画素１０を、グループ１２u、１２n+1、１２u+2、…を跨いで指定することができる。すなわち、図９に示す構成では、列方向に連続するｖ個の画素１０が同時読み出し可能である。例えば、グループ１２uに含まれる先頭から３番目の画素１０13から、グループ１２u+1に含まれる先頭から２番目の画素１０22までの、連続して配置されるｖ個の画素１０に対して、同時読み出しを指定することが可能である。
【００７１】
また、垂直制御部１０２ｂは、列において連続して配置されるｖ個の画素１０からの同時読み出しを指定する場合、当該列の他の画素１０からの読み出しを行わないように制御する。そのため、例えばＯＲ回路４１11の出力は、画素１０11、１０21、１０31、…の何れか１つの画素１０から読み出された信号Ｖｐｌｓとなる。
【００７２】
このように、各画素１０の読み出し線の接続と、各画素１０に対する読み出し制御を行うことで、列単位での読み出し線の数を削減することが可能となる。
【００７３】
（既存技術による画素アレイの走査方法の例）
次に、本開示の説明に先立って、既存技術による画素アレイ部１００の走査方法について、概略的に説明する。図１０は、既存技術による画素アレイ部１００の走査方法を説明するための図である。
【００７４】
図１０の例では、画素アレイ部１００において、各ブロック５１ａ1、５１ａ2、５１ａ3および５１ａ4は、列方向にｉ個（高さｉとする）、行方向にｊ個（幅ｊとする）の、合計（ｉ×ｊ）個の画素１０を含む。画素アレイ部１００の行方向に整列するこれらブロック５１ａ1、５１ａ2、５１ａ3および５１ａ4を含んで、走査を行う走査領域５０ａとされている。
【００７５】
図４を参照し、測距処理部１０１は、変換部１１０により例えばブロック５１ａ1に含まれる各画素１０から出力された各信号Ｖｐｌｓを受光タイミングの各時間に変換する。生成部１１１は、変換部１１０により信号Ｖｐｌｓが変換された時間情報を所定の時間範囲毎に加算して、ヒストグラムを生成する。すなわち、ブロック５１ａ1は、ヒストグラムを生成する際の時間情報の加算を行う加算単位である。このヒストグラムに基づき、ブロック５１ａ1における代表位置（例えばブロック５１ａ1の中心位置）での距離情報を取得することができる。
【００７６】
例えば全体制御部１０３は、このブロック５１ａ1における処理を、画素アレイ部１００における対象領域の行方向に整列するブロック５１ａ1、…、５１ａ4に対してそれぞれ実行する。なお、対象領域は、例えば、画素アレイ部１００において有効な画素１０が配置される領域である。このように、列方向の高さがブロック５１ａ1の列方向の高さと一致し、行方向の幅が当該対象領域の幅と一致する走査領域の走査を実行する。これにより、各ブロック５１ａ1、…、５１ａ4の各代表位置における距離情報を求めることができる。この走査を、走査領域５０ａの位置を対象領域の列方向に、走査領域単位で変更しながら繰り返して実行し、画素アレイ部１００における対象領域内における各代表位置での距離情報をそれぞれ取得する。
【００７７】
画素１０の受光素子１０００にＳＰＡＤを用いた場合、ＳＰＡＤは駆動に比較的高い電圧を必要とするため、消費電力や回路規模の点から、一度に読み出しを行う走査領域５０ａの大きさに上限がある。また、１つの走査領域５０ａにおける走査を終了し、走査領域５０ａを列方向に移動させて次の走査を行う場合、当該走査が、直前に走査を行った走査領域における各受光素子１０００の熱などの影響を受ける可能性がある。さらに、対象領域の全域のより高速な走査も求められる場合がある。
【００７８】
［第１の実施形態］
次に、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、画素アレイ部１００の対象領域に含まれる各画素１０のうち、画素信号を読み出す対象となる画素１０である対象画素を、画素１０を単位として間引きして指定する。間引きして指定された各対象画素を、走査領域内でブロック毎に走査して、距離情報を求める。
【００７９】
図１１は、第１の実施形態に係る画素アレイ部１００の走査方法を説明するための図である。図１１において、走査領域５０ｂは、４つのブロック５１ｂ1、５１ｂ2、５１ｂ3および５１ｂ4を含む。この例では、各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4は、画素アレイ部１００における各画素１０の配列の（ｉ×２）行分を含み、列方向に高さ（ｉ×２）となっている。各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4は、行方向については、上述した図１０と同様に、画素１０のｊ個分の幅ｊを有するものとする。
【００８０】
ここで、各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4は、画素信号の読み出しを行う対象画素を、１行の間引きを行って指定されている。より具体的には、各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4が列方向に８個の画素１０を含む（高さ（ｉ×２）＝４×２）ものとし、第ｃ行目、第（ｃ＋２）行目、第（ｃ＋４）行目および第（ｃ＋６）行目、に配置される各画素１０が、読み出しを行う対象画素に指定されているものとする。一方、第（ｃ＋１）行目、第（ｃ＋３）行目、第（ｃ＋５）行目および第（ｃ＋７）行目、に配置される各画素１０は、当該対象画素には指定されない。
【００８１】
図４および図７を参照し、例えば、全体制御部１０３は、走査領域５０ｂに含まれる各行のオン（読み出し）／オフ（非読み出し）を、１行おきに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを生成すると共に、各列をオンに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを生成する。全体制御部１０３は、生成した信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを、それぞれ垂直制御部１０２ｂおよび水平制御部１０２ａに渡す。
【００８２】
垂直制御部１０２ｂは、渡された信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖに基づき、１行おきに行をオンおよびオフに制御する信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを、各行に対して生成し、画素アレイ部１００に供給する。水平制御部１０２ａは、渡された信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈに基づき、対象領域に含まれる各列をオンに制御する信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを各列に対して生成し、画素アレイ部１００に供給する。
【００８３】
図１２は、第１の実施形態に係る走査方法により指定される対象画素と、図１０を用いて説明した既存技術による走査方法により指定される対象画素と、を対比させて示す図である。図１２の左側に、既存技術による走査方法により指定される対象画素の例を示す。また、図１２の右側に、第１の実施形態に係る走査方法により指定される対象画素の例を示す。
【００８４】
ここで、図１２の左側の既存技術に係る図において、走査領域５０ａは、４行を含む（高さｉ＝４）ものとする。すなわち、走査領域５０ａに含まれる各ブロック５１ａ1〜５１ａ4は、それぞれ行方向に所定の幅ｊを有し、列方向に４行を含む。したがって、各ブロック５１ａ1〜５１ａ4は、それぞれ（ｉ×ｊ）個の対象画素を含む。
【００８５】
一方、図１２の右側の第１の実施形態に係る図において、走査領域５０ｂは、８行を含んでいる（高さ（ｉ×２））。すなわち、走査領域５０ｂに含まれる各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4は、それぞれ行方向に所定の幅ｗを有し、列方向に８行を含む。ここで、各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4は、１行ずつ間引きが行われている。そのため、各ブロック５１ｂ1〜５１ｂ4は、それぞれ、既存技術に係る走査方法による各ブロック５１ａ1〜５１ａ4と同一の、（ｉ×ｊ）個の対象画素を含む。
【００８６】
このように、ヒストグラム生成のための加算単位に含まれる対象画素の数を、間引きを行う場合と、間引きを行わない場合とで等しくする。これにより、例えば測距処理部１０１の各部（変換部１１０、生成部１１１および信号処理部１１２）における処理を、当該間引きを行う場合と行わない場合とで、共通化できる。
【００８７】
図１１および図１２の右側に示す第１の実施形態に係る走査方法の例では、対象画素を、１行ずつ間引きを行い指定している。そのため、第１の実施形態に係る例えばブロック５１ｂ1は、間引きを行わない場合の例えばブロック５１ａ1と比較して、含まれる対象画素の数が同一である一方で、走査を行う列方向の高さ（行数）が２倍となっている。
【００８８】
したがって、第１の実施形態に係る走査方法による間引きを行うことで、画素アレイ部１００における対象領域を、間引きを行わない場合と比較してより高速に実行できる。また、当該間引きを行うことで、間引きを行わない場合より広い範囲、あるいは、同範囲の距離情報を、より少ない消費電力で取得可能となる。
【００８９】
第１の実施形態に係る測距装置１では、間引きを行って指定した対象画素による走査を実行する第１のモードと、間引きを行わずに指定した対象画素による走査を実行する第２のモードと、を切り替えて実行することが可能である。
【００９０】
例えば、全体制御部１０３は、外部からの、第１のモードおよび第２のモードの何れを実行するかの指示に応じて、信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＥＮ＿ＰＲなどを、第１および第２のモードのうち指示されたモードに応じて適宜に設定し、水平制御部１０２ａおよび垂直制御部１０２ｂに渡す。水平制御部１０２ａおよび垂直制御部１０２ｂは、これら信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈ、ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＥＮ＿ＰＲなどに応じて、走査領域を指定すると共に、走査領域内における対象画素を指定する。
【００９１】
ここで、間引きを行った場合、間引きを行わない場合と比較して、面積当りの対象画素数が少なくなると共に、距離情報が取得される代表位置の間隔が大きくなり、距離情報の解像度が下がる。したがって、間引きを行った場合の走査の速度や消費電力と、解像度とは、トレードオフの関係となる。したがって、測距の目的などに応じて、第１のモードおよび第２のモードを適宜、切り替えるようにすると好ましい。
【００９２】
なお、間引きを行う場合の各ブロックの対象画素の数と、間引きを行わない場合の各ブロックの対象画素の数と、は、必ずしも同数でなくてもよい。この場合、間引きを行う場合の測距と、間引きを行わない場合の測距と、における測距結果の整合性を保つためには、間引きを行う場合の各ブロックの対象画素の数と、間引きを行わない場合の各ブロック対象画素の数と、が略同数であると好ましい。例えば、間引きを行った場合の各ブロックの対象画素数は、間引きを行った場合の測距の測距結果が間引きを行わない場合の測距結果に対して許容の誤差範囲内に入るような数であってよい。
【００９３】
（第１の実施形態に係る、間引きによる隣接ブロックからの影響の緩和）
第１の実施形態に係る対象画素の間引きにより、隣接するブロックから受ける熱などの影響を緩和することが可能である。図１３は、第１の実施形態に係る、対象画素の間引きによる隣接ブロックからの影響の緩和について説明するための図である。
【００９４】
図１３に示す走査領域５０ｂの走査後に、当該走査領域５０ｂに含まれるブロック５１ｂ4に列方向に隣接するブロック５１ｂ4’を含む走査領域に対する走査を行う場合について考える。ブロック５１ｂ4および５１ｂ4’は、それぞれ、下端側から第１行目、第３行目、第５行目および第７行目に配置される各画素１０が対象画素として指定される。一方、下端側から第２行目、第４行目、第６行目および第８行目に配置される各画素１０は、対象画素として指定されない。この、対象画素として指定されない各画素１０は、例えば信号ＥＮ＿ＰＲの制御により受光素子１０００に対する電源電圧Ｖｄｄの供給が停止されているものとする。
【００９５】
この場合、ブロック５１ｂ4’の下端の行である、配置される第１行目は、配置される各画素１０が対象画素に指定される。一方、当該第１行目に隣接する、直前に操作が終了した走査領域５０ｂに含まれるブロック５１ｂ4の上端の行である第８行目は、配置される各画素１０が対象画素に指定されておらず、電源電圧Ｖｄｄの供給が停止されている。
【００９６】
このように、行単位での間引きを行うことで、現在の走査の対象となっているブロック５１ｂ4’と、直前に走査が行われたブロック５１ｂ4と、の境界部分に対して、例えば対象画素として指定されず電源電圧Ｖｄｄの供給が停止された各画素１０が配置される行を挟むことができる。したがって、走査の対象となっている例えばブロック５１ｂ4’における、直前の走査による、ブロック５１ｂ4の各画素１０による熱などの影響を緩和することが可能となる。
【００９７】
（第１の実施形態に係る各画素１０からの信号Ｖｐｌｓの読み出し）
次に、第１の実施形態に係る、各画素１０からの信号Ｖｐｌｓの読み出し処理について説明する。第１の実施形態では、図９を用いて説明したように、列に沿って配置される画素１０の（ｖ−１）個おきに信号Ｖｐｌｓを読み出す読み出し線が共有化され、列方向に連続して配置されるｖ個の画素１０が同時読み出し可能とされている。この読み出し線の共有化に対応した間引きについて説明する。
【００９８】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、上述した図９と対応する図であって、第１の実施形態に係る、読み出し線の共有化に対応した間引きについて説明するための図である。なお、図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、黒四角は、垂直制御部１０２ｂにより読み出しを行わない、あるいはオフ状態となるように制御された画素１０を示し、白四角は、読み出しを行うように制御された画素１０を示している。
【００９９】
図１４Ａは、例えば上述のブロック５１ｂ1〜５１ｂ4のように、１行おきの間引きを行う場合の例を示している。ここで、ｖ＝７とし、画素１０の６（＝ｖ−１）個おきに読み出し線が共有化され、７個の画素１０が同時読み出し可能とされているものとする。また、この１行おきの間引きを行った例えばブロック５１ｂ1が列方向に８個の画素１０を含む（高さ（ｉ×２）＝８）ものとする。この場合、ブロック５１ｂ1に含まれるある列の画素１０は、例えば図１４Ａにおける画素１０11〜１０1v、および、画素１０21に対応し、グループ１２uとグループ１２u+1と、を跨ぐことになる。
【０１００】
ここで、図１４Ａの例では、グループ１２uに奇数個の画素１０11〜１０1vが含まれている。そのため、１行おきの間引きにおいては、図１４Ａにおいて図の右側を位置の先頭側として、グループ１２uの先頭の画素１０11を読み出しが指定された対象画素とする場合、左に隣接する画素１０が読み出しが指定されない非対象画素、その左に隣接する画素１０が対象画素、…と、対象画素と非対象画素とが交互に並び、後端の画素１０1vが対象画素となっている。一方、グループ１２uに隣接するグループ１２u+1では、対象画素とおよび非対象画素の順序が、グループ１２uに対して逆転している。
【０１０１】
この１行ずつ間引く例の場合、列方向に２画素を周期として対象画素が指定される。したがって、列方向に連続して配置される７画素×２画素周期の１４個の画素１０、すなわち、隣接する２つのグループ１２uおよび１２u+1において、読み出し線が共有化される画素１０の組（例えば画素１０11および画素１０21の組、画素１０1vおよび画素１０2vの組、…）は、何れか一方の画素のみから、読み出しが行われる。これは、グループ１２u、グループ１２u+1、…に含まれる他の画素１０についても同様である。
【０１０２】
このように間引きする行と、同時読み出し可能とされる画素１０とを指定することで、読み出し線を共有化しつつ、間引き読み出しを実行することが可能である。
【０１０３】
上述では、１行ずつ間引きを行う場合について説明したが、これはこの例に限定されず、さらに多くの行を間引くことも可能である。図１４Ｂは、間引きを行わないブロック（例えばブロック５１ａ1）に対して２行ずつ間引きを行う例について示している。この場合は、列方向に３画素を周期として対象画素が指定される。したがって、列方向に連続して配置される７画素×３画素周期の２１個の画素１０、すなわち、隣接する３つのグループ１２u、１２u+1および１２u+2において、読み出し線が共有化される画素１０の組（例えば画素１０11、１０21および１０31の組、画素１０1v、１０2vおよび１０3vの組、…）は、何れか１つの画素のみから、読み出しが行われる。これは、グループ１２u、グループ１２u+1、グループ１２u+2、…に含まれる他の画素１０についても同様である。
【０１０４】
上述では、間引き無し、１行ずつの間引き、２行ずつの間引きについて説明したが、間引きの間隔については、これらの例に限定されない。すなわち、間引きの間隔は、間引かれて読み出される行数が、読み出し線を共有する画素１０の間隔と一致しない条件で、他の値としてもよい。例えば、列方向に（ｖ−１）個の間隔で読み出し線が共有される場合、間引きの間隔は、（ｖ−１）行を除いた間隔とすることができる。
【０１０５】
ここで、列に連続して配置される各画素１０について、読み出し線の共有化による同時読み出しが可能な画素数を、画素数（ｗ＋１）とする。また、ある行（画素１０）を読み出した次の読み出しを、当該行を基点としたｇ行目の行に対して実行する際の当該値ｇを、間引き数ｇとする。例えば、間引きを行わず各行を連続的に読み出す場合は、間引き数ｇ＝１である。また、図１４Ａに示したような、１行ずつ間引きを行う場合は、間引き数ｇ＝２である。
【０１０６】
このように同時読み出し可能な画素数（ｗ＋１）と、間引き数ｇと、を定義した場合、同時読み出しが可能な最大読み出し領域の画素数ＳMAXは、次式（２）にて求められる。
ＳMAX＝ｇ×（ｗ＋１）    …（２）
【０１０７】
すなわち、同時読み出し可能な画素数（ｗ＋１）＝７とした場合、間引き数ｇ＝１（間引きを行わない）の場合には、最大読み出し領域の画素数ＳMAX＝１×７＝７（画素）となる。また、間引き数ｇ＝２（１行ずつ間引き）の場合には、最大読み出し領域の画素数ＳMAX＝２×７＝１４（画素）となる。
【０１０８】
さらに、各画素１０から読み出された信号Ｖｐｌｓを列方向の各読み出し線に供給する行読み出し線の数ＲCLMは、次式（３）にて求められる。
ＲCLM＝（ｇ×ｗ）＋１    …（３）
【０１０９】
すなわち、同時読み出し可能な画素数（ｗ＋１）＝７とした場合、間引き数ｇ＝１（間引きを行わない）の場合には、行読み出し線の数ＲCLM＝（１×６）＋１＝７（本）となる。また、間引き数ｇ＝２（１行ずつ間引き）の場合には、行読み出し線の数ＲCLM＝（２×６）＋１＝１３（本）となる。この読み出し線の数ＲCLMは、間引きを行う場合において、ブロックの上端または下端の所定数の行において、非対象画素が配置されることを示している。
【０１１０】
（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。上述では、間引きを行単位、すなわち、画素アレイ部１００における対象領域の、列方向で実行しているが、これはこの例に限定されない。図１５は、第１の実施形態の第１の変形例に係る間引きの例を模式的に示す図である。
【０１１１】
第１の実施形態の第１の変形例は、図１５に示されるように、行方向に、列の間引きを行う例である。より具体的には、図１５の例では、例えば図１０に示した、それぞれ高さｉ、幅ｊのブロック５１ａ1〜５１ａ4に対して１列ずつの間引きを行い、それぞれ各ブロック５１ａ1〜５１ａ4に対応する、高さ（ｉ×２）、幅ｊのブロック５１ｃ1、５１ｃ2、５１ｃ3および５１ｃ4を生成する。走査領域５０ｃは、これらブロック５１ｃ1〜５１ｃ4を含む。
【０１１２】
より具体的に説明する。一例として、各ブロック５１ｃ1〜５１ｃ4が行方向に９個の画素１０を含む（幅ｊ＝９）ものとする。第ｒ列目、第（ｒ＋２）列目、第（ｒ＋４）列目、第（ｒ＋６）行目および第（ｒ＋８）行目に配置される各画素１０が対象画素に指定され、第（ｒ＋１）列目、第（ｒ＋３）列目、第（ｒ＋５）列目および第（ｒ＋７）列目、に配置される各画素１０は、当該対象画素には指定されない。
【０１１３】
図４および図７を参照し、例えば、全体制御部１０３は、走査領域５０ｃに含まれる各行をオンに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを生成すると共に、各列のオン（読み出し）／オフ（非読み出し）を、１列おきに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを生成する。全体制御部１０３は、生成した信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを、それぞれ垂直制御部１０２ｂおよび水平制御部１０２ａに渡す。
【０１１４】
垂直制御部１０２ｂは、渡された信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖに基づき、対象領域に含まれる各行をオンに制御する信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを、各行に対して生成し、画素アレイ部１００に供給する。水平制御部１０２ａは、渡された信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈに基づき、対象領域に含まれる各列を１列毎にオンおよびオフに制御する信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを各列に対して生成し、画素アレイ部１００に供給する。
【０１１５】
なお、この例の場合、各受光素子１０００に対する電源電圧Ｖｄｄの供給を制御する信号ＥＮ＿ＰＲは、水平制御部１０２ａが生成して各列に対して供給することが考えられる。
【０１１６】
なお、第１の実施形態の第１の変形例の場合、図９を用いて説明した読み出し線の共有化を考慮して、例えば同時読み出しが可能な画素１０の数（行数）毎に列方向に分割して走査を行うなどの方法を採ることが考えられる。
【０１１７】
ここで、図１５の例では、各ブロック５１ｃ1〜５１ｃ4の列数が奇数のため、各ブロック５１ｃ1〜５１ｃ4において対象画素に指定される画素１０の数が、例えば図１０の各ブロック５１ａ1〜５１ａ4に対象画素として含まれる画素１０の数に対してｉ個分多い。この、間引きを行わない場合と、間引きを行う場合とで発生する、対象画素として指定される画素１０の数の差分を許容するか否かは、システムの仕様などに応じたものになる。
【０１１８】
（第１の実施形態の第２の変形例）
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。上述では、間引きを行単位、あるいは、列単位で実行しているが、これはこの例に限定されない。図１６は、第１の実施形態の第２の変形例に係る間引きの例を模式的に示す図である。
【０１１９】
第１の実施形態の第２の変形例は、図１６に示されるように、行方向および列方向にそれぞれ間引きを行う例である。より具体的には、例えば図１０に示した、それぞれ高さｉ、幅ｊのブロック５１ａ1〜５１ａ4に対して、行方向および列方向それぞれに対して１個の画素１０ずつの間引きを行い、それぞれ各ブロック５１ａ1〜５１ａ4に対応する、高さ（ｉ×２）、幅ｊのブロック５１ｄ1、５１ｄ2、５１ｄ3および５１ｄ4を生成する。走査領域５０ｄは、これらブロック５１ｄ1〜５１ｄ4を含む。
【０１２０】
図１６の例では、各ブロック５１ｄ1〜５１ｄ4において、斜線を付して示す対象画素と、白抜きで示す非対象画素とが、市松模様状に配置された様子が示されている。この間引き方法によれは、各対象画素が互いに列方向および行方向に隣接しない配置となる。
【０１２１】
より具体的に説明する。一例として、例えばブロック５１ｄ1が行方向に９個の画素１０を含む（幅ｊ＝９）ものとする。第ｒ列目、第（ｒ＋２）列目、第（ｒ＋４）列目、第（ｒ＋６）行目および第（ｒ＋８）行目では、第（ｃ＋１）行目、第（ｃ＋３）行目、第（ｃ＋５）行目および第（ｃ＋７）行目、がそれぞれ対象画素に指定される。また、第（ｒ＋１）列目、第（ｒ＋３）列目、第（ｒ＋５）列目および第（ｒ＋７）行目では、第ｃ行目、第（ｃ＋２）行目、第（ｃ＋４）行目、第（ｃ＋６）行目および第（ｃ＋８）行目、がそれぞれ対象画素に指定される。
【０１２２】
ブロック５１ｄ3は、ブロック５１ｄ1と同様の間引きとされ、ブロック５１ｄ2および５１ｄ4は、ブロック５１ｄ1および５１ｄ3と、指定される対象画素の位置が反転した間引きとされる。
【０１２３】
この第１の実施形態の第２の変形例では、例えば同じ走査領域５０ｄに対して、指定する対象画素を異ならせて２回、走査を行う制御が考えられる。図４および図７を参照し、例えば、全体制御部１０３は、走査領域５０ｄに含まれる各行１行おきにオンに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを生成すると共に、走査領域５０ｄに含まれる各列を１列おきにオンに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを生成する。
【０１２４】
より具体的には、例えば、全体制御部１０３は、第（ｃ＋１）行目、第（ｃ＋３）行目、第（ｃ＋５）行目および第（ｃ＋７）行目をオンに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを生成する。また、全体制御部１０３は、各ブロック５１ｄ1〜５１ｄ4に対し、第ｒ列目、第（ｒ＋２）列目、第（ｒ＋４）列目、第（ｒ＋６）行目および第（ｒ＋８）行目をオンに指定する信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを生成する。全体制御部１０３は、生成した信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿ＶおよびＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを、それぞれ垂直制御部１０２ｂおよび水平制御部１０２ａに渡す。
【０１２５】
垂直制御部１０２ｂは、渡された信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖに基づき、対象領域に含まれる各行のうち第（ｃ＋１）行目、第（ｃ＋３）行目、第（ｃ＋５）行目および第（ｃ＋７）行目をオンに制御し、第ｃ行目、第（ｃ＋２）行目、第（ｃ＋４）行目、第（ｃ＋６）行目および第（ｃ＋８）行目をオフに制御する信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｖを画素アレイ部１００に供給する。また、水平制御部１０２ａは、渡された信号ＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈに基づき、対象領域に含まれる各列のうち第ｒ列目、第（ｒ＋２）列目、第（ｒ＋４）列目、第（ｒ＋６）行目および第（ｒ＋８）行目をオンに制御し、第（ｒ＋１）列目、第（ｒ＋３）列目、第（ｒ＋５）列目、第（ｒ＋７）行目および第（ｒ＋８）行目をオフに制御する信号ＸＥＮ＿ＳＰＡＤ＿Ｈを画素アレイ部１００に供給する。
【０１２６】
さらに、垂直制御部１０２ｂは、各受光素子１０００に対する電源電圧Ｖｄｄの供給を制御する信号ＥＮ＿ＰＲを、第ｃ行目、第（ｃ＋２）行目、第（ｃ＋４）行目、第（ｃ＋６）行目および第（ｃ＋８）行目に供給する。
【０１２７】
全体制御部１０３は、上述のように、１行おきに間引きを行い、さらに１列おきに間引きを行った走査領域５０ｄに対して走査を実行するように制御する。全体制御部１０３は、この走査の後、当該走査領域５０ｄ内で対象画素の指定位置を反転させた、すなわち、全体制御部１０３は、当該走査領域５０ｄ内において、直前の走査における対象画素を非対象画素とし、当該直前の走査における非対称画素を対象画素として、再度、当該走査領域５０ｄに対する操作を実行する。
【０１２８】
この第１の実施形態の第２の変形例においても、上述の第１の変形例と同様に、各ブロック５１ｄ1〜５１ｄ4において対象画素に指定される画素１０の数が、例えば図１０の各ブロック５１ａ1〜５１ａ4に対象画素として含まれる画素１０の数と異なる場合がある。この、間引きを行わない場合と、間引きを行う場合とで発生する、対象画素として指定される画素１０の数の差分を許容するか否かは、システムの仕様などに応じたものになる。
【０１２９】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態およびその各変形例では、走査の対象とされる対象画素を、画素１０を単位として指定していた。第２の実施形態では、対象画素を、ブロック毎に指定し、ブロック間で間引きを行う。
【０１３０】
図１７は、第２の実施形態に係る画素アレイ部１００の走査方法を説明するための図である。図１７において、走査領域５０ｅ1は、４つのブロック５１ｅ11、５１ｅ12、５１ｅ13および５１ｅ14を含む。この例では、各ブロック５１ｅ11〜５１ｅ14は、画素アレイ部１００における各画素１０の配列のｖ行分を含み、列方向に高さｖとなっている。各ブロック５１ｅ11〜５１ｅ14は、行方向については、上述した図１０と同様に、画素１０がｊ個分の幅ｊを有するものとする。また、各ブロック５１ｅ11〜５１ｅ14に含まれる画素１０は、全て対象画素に指定されている。
【０１３１】
全体制御部１０３は、この走査領域５０ｅ1に対する走査を行った後、列方向に所定の行数を飛ばして、次の走査領域５０ｅ2の走査を行う。走査領域５０ｅ2は、走査領域５０ｅ１と同様に、それぞれ高さｖ、幅ｊの４つのブロック５１ｅ21、５１ｅ22、５１ｅ23および５１ｅ24を含む。このように、図１７の例では、全体制御部１０３は、走査領域５０ｅ1に対する走査の後、所定の行数分を間引いて、次の走査領域５０ｅ2の走査を行う。なお、間引く行数は、特に限定されない。図１７の例では、走査領域５０ｅ1および５０ｅ2と同一の行数（ｖ行）による間引きが行われている。
【０１３２】
図１８は、上述した図９と対応する図であって、第２の実施形態に係る、読み出し線の共有化に対応した間引きについて説明するための図である。なお、図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、黒四角は、垂直制御部１０２ｂにより読み出しを行わない、あるいはオフ状態となるように制御された画素１０を示し、白四角は、読み出しを行うように制御された画素１０を示している。
【０１３３】
上述したように、列方向のｖ個の画素１０毎に、信号Ｖｐｌｓを読み出す読み出し線を共有化していると共に、列方向に連続して配置されるｖ個の画素１０の同時読み出しが可能とされている。図１８では、ｖ個の画素１０11〜１０1vが同時に読み出しを指定されていることが示されている。したがって、走査領域５０ｅ1、５０ｅ2、…の高さも、この同時読み出し可能な、画素１０のｖ個分の高さ、若しくは、ｖ個未満分の高さとすることが好ましい。
【０１３４】
この第２の実施形態によれば、各ブロック５１ｅ11〜５１ｅ14、…に含まれる対象画素の数が、間引きを行わない場合のブロック（例えばブロック５１ａ1）に含まれる対象画素の数と等しい。そのため、各ブロック５１ｅ11〜５１ｅ14、…における測距の精度は、間引きを行わない場合と比べて変わらない。なお、第２の実施形態に係る走査方法は、間引きがブロック単位で行われるため、解像度の点では、上述した第１の実施形態に対して不利である。
【０１３５】
（第２の実施形態の変形例）
次に、第２の実施形態の変形例について説明する。図１９は、第２の実施形態の変形例に係る間引きの例を模式的に示す図である。第２の実施形態の変形例は、図１９に示されるように、対象画素をブロック毎に指定し、ブロック間で間引きを行う場合において、画素アレイ部１００の対象領域を、ブロック単位で、行方向および列方向にそれぞれ間引きを行う例である。
【０１３６】
図１９において、例えば走査領域５０ｆ1は、それぞれ高さｖ、幅ｊの４つのブロック５１ｆ1、５１ｆ2、５１ｆ3および５１ｆ4を含む。これらのうち、ブロック５１ｆ1および５１ｆ3は、含まれる画素１０が全て対象画素に指定されている。一方、ブロック５１ｆ2および５１ｆ4は、含まれる画素１０が全て非対象画素とされている。
【０１３７】
走査領域５０ｆ1の直上の走査領域５０ｆ2は、走査領域５０ｆ1のブロック５１ｆ1および５１ｆ3に対応するブロックが、含まれる画素１０の全てが非対象画素とされ、ブロック５１ｆ2および５１ｆ4に対応するブロックが、含まれる画素１０の全てが対象画素とされている。また、当該走査領域５０ｆ2の直上の走査領域５０ｆ3は、走査領域５０ｆ1と同様の構成とされ、走査領域５０ｆ3の直上の走査領域５０ｆ4は、走査領域５０ｆ2と同様の構成とされる。
【０１３８】
この第２の実施形態の変形例においても、各ブロック５１ｆ1〜５１ｆ4、…に含まれる対象画素の数が、間引きを行わない場合のブロック（例えばブロック５１ａ1）に含まれる対象画素の数と等しい。そのため、各ブロック５１ｆ1〜５１ｆ4、…における測距の精度は、間引きを行わない場合と比べて変わらない。なお、第２の実施形態の変形例に係る走査方法は、間引きがブロック単位で行われるため、解像度の点では、上述した第１の実施形態に対して不利である。
【０１３９】
［第３の実施形態］
次に、本開示の第３の実施形態として、本開示の第１の実施形態およびその各変形例、ならびに、第２の実施形態の変形例の適用例について説明する。図２０は、第２の実施形態による、上述の第１の実施形態および第１の実施形態の各変形例に係る測距装置１を使用する使用例を示す図である。
【０１４０】
上述した測距装置１は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【０１４１】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、ＴＶや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置。
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置。
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置。
【０１４２】
［本開示に係る技術のさらなる適用例］
（移動体への適用例）
本開示に係る技術は、さらに、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、ロボットといった各種の移動体に搭載される装置に対して適用されてもよい。
【０１４３】
図２１は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１４４】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２１に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、および統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、および車載ネットワークＩ／Ｆ（インタフェース）１２０５３が図示されている。
【０１４５】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、および、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。
【０１４６】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１４７】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット１２０３０は、例えば、受信した画像に対して画像処理を施し、画像処理の結果に基づき物体検出処理や距離検出処理を行う。
【０１４８】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１４９】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１５０】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ(Advanced  Driver  Assistance  System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５２】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５３】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声およ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２１の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２およびインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイおよ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。
【０１５４】
図２２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。図２２では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４および１２１０５を有する。
【０１５５】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４および１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドアおよび車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１および車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１および１２１０５で取得される前方の画像は、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。
【０１５６】
なお、図１８には、撮像部１２１０１〜１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２および１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２および１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１〜１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１５７】
撮像部１２１０１〜１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１〜１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１５８】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１〜１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１〜１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１〜１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１６０】
撮像部１２１０１〜１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１〜１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１〜１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１〜１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１６１】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、上述した本開示の第１の実施形態に係る測距装置１を撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、走行する車両からの測距を行う測距装置１の測距速度の高速化および省電力化が可能である。
【０１６２】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０１６３】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
対象領域に行列状の配列で配置される複数の画素を含む受光部と、
前記複数の画素のうち信号の読み出しを行う対象となる１以上の対象画素の指定を行う制御部と、
前記配列の行方向に所定の幅を有し、列方向の高さが可変のブロックに含まれる前記１以上の対象画素から読み出された前記信号に基づき信号処理を行う信号処理部と、
を備え、
前記制御部は、
指示に応じて、前記複数の画素に対して間引きを行い前記１以上の対象画素を指定する第１のモードと、該間引きを行わずに前記１以上の対象画素を指定する第２のモードと、を切り替える
計測装置。
（２）
前記制御部は、
前記ブロックを単位として前記１以上の対象画素の指定を行い、前記第１のモードと前記第２のモードとで該ブロックに含まれる前記１以上の対象画素の数が略同数になるように前記間引きを制御する
前記（１）に記載の計測装置。
（３）
前記制御部は、
前記ブロックを単位として前記１以上の対象画素を指定する
前記（１）または（２）に記載の計測装置。
（４）
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向に対して前記間引きを行う
前記（１）乃至（３）の何れかに記載の計測装置。
（５）
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の行方向に対して前記間引きを行う
前記（１）乃至（３）の何れかに記載の計測装置。
（６）
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向および行方向に対して前記間引きを行う
前記（１）乃至（３）の何れかに記載の計測装置。
（７）
前記受光部に前記配列の列方向に沿って設けられる、前記複数の画素から読み出しを行った各信号を伝送する複数の信号線のそれぞれは、
前記複数の画素のうち前記配列の列方向に沿って配置される２以上の画素に、該配列の該列方向に沿って（ｖ−１）個（ｖは２以上の整数）おきに接続され、
前記制御部は、
前記２以上の画素から同時に前記読み出しが行われない間隔で、前記間引きを指定する
前記（１）乃至（６）の何れかに記載の計測装置。
（８）
前記制御部は、
前記複数の画素のうち、前記１以上の対象画素に指定しない画素に対する電源の供給を停止する
前記（１）乃至（７）の何れかに記載の計測装置。
（９）
前記制御部は、
前記第１のモードと前記第２のモードと、を外部からの前記指示に応じて切り替える
前記（１）乃至（８）の何れかに記載の計測装置。
（１０）
対象領域に行列状の配列で配置される複数の画素を含む受光部と、
前記複数の画素のうち信号の読み出しを行う対象となる１以上の対象画素の指定を行う制御部と、
光源が発光した発光タイミングから、前記配列の行方向に所定の幅を有し、列方向の高さが可変のブロックに含まれる前記画素が受光した受光タイミングまで、の時間を計測して計測値を取得する時間取得部と、
前記計測値の数を、該計測値に基づき所定の時間範囲毎に加算して、前記ブロックに係るヒストグラムを生成する生成部と、
前記ヒストグラムに基づき被測定物までの距離を演算する演算部と、
を備え、
前記制御部は、
指示に応じて、前記複数の画素に対して間引きを行い前記１以上の対象画素を指定する第１のモードと、該間引きを行わずに前記１以上の対象画素を指定する第２のモードと、を切り替える
測距装置。
（１１）
前記制御部は、
前記ブロックを単位として前記１以上の対象画素の指定を行い、前記第１のモードと前記第２のモードとで該ブロックに含まれる前記１以上の対象画素の数が略同数になるように前記間引きを制御する
前記（１０）に記載の測距装置。
（１２）
前記制御部は、
前記ブロックを単位として前記１以上の対象画素を指定する
前記（１０）または（１１）に記載の測距装置。
（１３）
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向に対して前記間引きを行う
前記（１０）乃至（１２）の何れかに記載の測距装置。
（１４）
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の行方向に対して前記間引きを行う
前記（１０）乃至（１２）の何れかに記載の測距装置。
（１５）
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記配列の列方向および行方向に対して前記間引きを行う
前記（１０）乃至（１２）の何れかに記載の測距装置。
（１６）
前記受光部に前記配列の列方向に沿って設けられる、前記複数の画素から読み出しを行った各信号を伝送する複数の信号線のそれぞれは、
前記複数の画素のうち前記配列の列方向に沿って配置される２以上の画素に、該配列の該列方向に沿って（ｖ−１）個（ｖは２以上の整数）おきに接続され、
前記制御部は、
前記２以上の画素から同時に前記読み出しが行われない間隔で、前記間引きを指定する
前記（１０）乃至（１５）の何れかに記載の測距装置。
（１７）
前記制御部は、
前記複数の画素のうち、前記１以上の対象画素に指定しない画素に対する電源の供給を停止する
前記（１０）乃至（１６）の何れかに記載の測距装置。
（１８）
前記制御部は、
前記第１のモードと前記第２のモードと、を外部からの前記指示に応じて切り替える
前記（１０）乃至（１７）の何れかに記載の測距装置。
【符号の説明】
【０１６４】
１  測距装置
２  光源部
３  記憶部
４  制御部
６  電子機器
１０，１０11，１０13，１０1v，１０21，１０22，１０2v，１０31，１０3v  画素
１１  エレメント
４１11，４１1v，４１21，４１2v，４１31，４１3v  ＯＲ回路
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ1，５０ｅ2，５０ｆ1，５０ｆ2，５０ｆ3，５０ｆ4  走査領域
５１ａ1，５１ａ2，５１ａ3，５１ａ4，５１ｂ1，５１ｂ2，５１ｂ3，５１ｂ4，５１ｂ4’，５１ｃ1，５１ｃ2，５１ｃ3，５１ｃ4，５１ｄ1，５１ｄ2，５１ｄ3，５１ｄ4，５１ｅ11，５１ｅ12，５１ｅ13，５１ｅ14，５１ｅ21，５１ｅ22，５１ｅ23，５１ｅ24，５１ｆ1，５１ｆ2，５１ｆ3，５１ｆ4  ブロック
１００  画素アレイ部
１０２  画素制御部
１０２ａ  水平制御部
１０２ｂ  垂直制御部
１０３  全体制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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