(57)【要約】【課題】測距装置の使用環境に応じて、距離画像および背景光画像の解像度を適切に設定する。【解決手段】測距装置１０は、照射部２０と、複数の受光要素３１が面状に配列された受光面Ｓ１を有し、画素範囲内の受光要素の集まりを一画素として、各画素に含まれる受光要素の受光状態に応じた受光信号を出力する受光部３０と、受光信号を利用して各画素における照射光の照射範囲内の物体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像取得部５０と、受光信号を利用して背景光画像を取得する背景光画像取得部６０と、背景光の強度に関連する強度関連情報を取得する情報取得部８１と、強度関連情報に関連する背景光の強度に応じて、距離画像と背景光画像とに対してそれぞれ独立して画素範囲の大きさを設定して解像度を制御する解像度制御部８２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物（ＯＢ）までの距離を測定する測距装置（１０）であって、
照射光を照射する照射部（２０）と、
複数の受光要素（３１）が面状に配列された受光面（Ｓ１）を有し、変更可能に設定されている大きさの画素範囲内の前記受光要素の集まりを一画素として、各画素（Ｇ）に含まれる前記受光要素の受光状態に応じた受光信号を出力する受光部（３０）と、
出力された前記受光信号を利用して、各画素における前記対象物を含む前記照射光の照射範囲内の物体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像取得部（５０）と、
出力された前記受光信号を利用して、各画素における背景光の受光強度を示す背景光画像を取得する背景光画像取得部（６０）と、
前記背景光の強度に関連する強度関連情報を取得する情報取得部（８１）と、
取得された前記強度関連情報に関連する前記背景光の強度に応じて、前記距離画像と前記背景光画像とに対してそれぞれ独立して前記画素範囲の大きさを設定して、前記距離画像の解像度と前記背景光画像の解像度とを制御する解像度制御部（８２）と、
を備える、測距装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測距装置において、
前記解像度制御部は、前記強度関連情報に関連する前記背景光の強度が高い場合には、該強度が低い場合に比べて、前記背景光画像の少なくとも一部について前記画素範囲の大きさを小さく設定する、
測距装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測距装置において、
前記解像度制御部は、前記背景光画像において前記背景光の強度が予め定められている閾値以上の部分である明部における前記画素範囲の大きさを、前記背景光画像において前記明部を除く他の部分における前記画素範囲の大きさよりも小さく設定する、測距装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の測距装置において、
前記解像度制御部は、前記強度関連情報に関連する前記背景光の強度が高い場合には、該強度が低い場合に比べて、前記距離画像の少なくとも一部について前記画素範囲の大きさを大きく設定する、
測距装置。
【請求項５】
請求項３に従属する請求項４に記載の測距装置において、
前記解像度制御部は、前記距離画像において前記明部に対応する部分である明部対応部の前記画素範囲の大きさを、前記距離画像における前記明部対応部を除く他の部分における前記画素範囲の大きさよりも大きく設定する、測距装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の測距装置において、
前記強度関連情報は、
前記背景光の強度を示す情報と、
前記測距装置が搭載された車両（５００）が備えるライト（５１１）の点灯状態を示す情報と、
前記車両が備える日射センサ（５１２）であって日光の照射量を検出する日射センサの検出結果を示す情報と、
前記車両が備えるワイパ装置（５１３）の動作状態を示す情報と、
のうちの少なくとも一つを含む、測距装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の測距装置において、
前記受光要素は、前記受光信号として光の入射を示す出力信号を出力するＳＰＡＤ（シングルフォトンアバランシェダイオード）を有する、測距装置。
【請求項８】
請求項６に従属する請求項７に従属する請求項５に記載の測距装置において、
前記背景光画像取得部は、
前記照射期間を、互いに等しい時間的長さの単位期間に区分して、各単位期間における前記出力信号を出力した前記ＳＰＡＤの数の合計値を求め、
求められた前記ＳＰＡＤの数の合計値が前記判定閾値に対応する予め定められた閾値以上となる前記単位期間の有無を特定し、
求められた前記ＳＰＡＤの数の合計値が前記閾値以上となる前記単位期間が有ると特定された場合には、特定された該単位期間を除く他の前記単位期間における前記出力信号を出力した前記ＳＰＡＤの数の合計値を利用して、前記背景光画像を取得し、
求められた前記ＳＰＡＤの数の合計値が前記閾値以上となる前記単位期間が無いと特定された場合には、全ての前記単位期間における前記出力信号を出力した前記ＳＰＡＤの数の合計値を利用して、前記背景光画像を取得する、測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象物までの距離を測定する測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、測距装置として、光を照射し、かかる照射光が対象物で反射した反射光を受光し、照射光を照射してから受光するまでの時間（ＴｏＦ：Time of Flight）を算出し、得られた時間を利用して対象物までの距離を測定する測距装置が種々提案されている（特許文献１参照）。このような測距装置では、反射光を含む画像であって各方位で測定した距離の値を各画素の値として持った画像である距離画像に加え、日光や街灯の明かりなどにより対象物に反射した光を測距装置が受光した値を背景光（環境光とも呼ぶ）とし、その強度を各画素の値として持った画像である背景光画像が取得される。そして、特定された背景光の強度に基づき閾値強度が決定され、距離画像内の反射光は、かかる強度閾値以上の光として検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の測距装置などの従来の測距装置では、距離画像も背景光画像もいずれも同じ解像度（分解能）で取得されていた。このため、例えば、晴れた昼間に高解像度で距離画像を撮像すると、ノイズが大きくなり距離を精度良く取得することが困難になるという問題がある。また、これとは逆に、夕方や夜やトンネル内といった比較的暗い環境ではノイズの影響が少ないために、より高解像度な距離画像を、測定精度を維持しつつ得られるにも関わらず、低解像度の距離画像しか得ることができない。加えて、例えば、比較的暗い環境において高解像度で背景光画像が取得された場合、各画素においてほとんど光を検出できず背景光の強度が極端に低く特定されてしまう。この場合、反射光以外の明かりも対象物からの反射光であると誤検出されるおそれがある。このようなことから、測距装置の使用環境に応じて、距離画像および背景光画像の解像度を適切に設定可能な技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態として、対象物（ＯＢ）までの距離を測定する測距装置（１０）が提供される。この測距装置は、照射光を照射する照射部（２０）と、照射された前記照射光の反射光を受光可能な複数の受光要素（３１）が面状に配列された受光面（Ｓ１）を有し、変更可能に設定されている大きさの画素範囲内の前記受光要素の集まりを一
画素として、各画素（Ｇ）に含まれる前記受光要素の受光状態に応じた受光信号を出力する受光部（３０）と、出力された前記受光信号を利用して、各画素における前記対象物を含む前記照射光の照射範囲内の物体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像取得部（５０）と、出力された前記受光信号を利用して、各画素における背景光の受光強度を示す背景光画像を取得する背景光画像取得部（６０）と、前記背景光の強度に関連する強度関連情報を取得する情報取得部（８１）と、取得された前記強度関連情報に関連する前記背景光の強度に応じて、前記距離画像と前記背景光画像とに対してそれぞれ独立して前記画素範囲の大きさを設定して、前記距離画像の解像度と前記背景光画像の解像度とを制御する解像度制御部（８２）とを備える。
【０００７】
上記形態の測距装置によれば、取得された強度関連情報に関連する背景光の強度に応じて、距離画像と背景光画像とに対してそれぞれ独立して画素範囲の大きさを設定して、距離画像の解像度と背景光画像の解像度とを制御するので、測距装置の使用環境に応じて、距離画像および背景光画像の解像度を適切に設定できる。
【０００８】
本開示は、測距装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、測距装置を備える車両、測距方法、これらの装置や方法を実現するためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態としての測距装置を搭載した車両と照射光の照射範囲を示す説明図である。
【図２】第１実施形態の測距装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＭＰ用加算器から出力される受光数の合算値の推移の一例を示す説明図である。
【図４】第１実施形態の測距処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態における明環境での距離画像および背景光画像の一例を示す説明図である。
【図６】第１実施形態における暗環境での距離画像および背景光画像の一例を示す説明図である。
【図７】第３実施形態の測距処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態における測距処理が実行される際の車両の周囲環境の一例を示す説明図である。
【図９】第３実施形態における距離画像および背景光画像の一例を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態における測距処理が実行される際の車両の周囲環境の他の例を示す説明図である。
【図１１】第３実施形態における距離画像および背景光画像の他の例を示す説明図である。
【図１２】第４実施形態の測距装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第４実施形態の測距処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１に示すように、本実施形態の測距装置１０は、車両５００に搭載され、車両５００の前方の周囲に存在する物体（以下、「対象物」とも呼ぶ）、例えば、他の車両や歩行者や建物等までの距離を測定する。測距装置１０は、照射光Ｌｚを照射して、対象物からの反射光を受光する。図１では、照射光Ｌｚの射出中心位置を原点とし、車両５００の前方方向をＹ軸とし、原点を通り車両５００の幅方向左から右の方向をＸ軸とし、原点を通り鉛直上方をＺ軸として表わしている。図１に示すように、照射光Ｌｚは、Ｚ軸方向に縦長の光であり、Ｘ−Ｙ平面と平行な方向の一次元走査により照射される。測距装置１０は、対象物からの照射光Ｌｚの反射光に加えて、背景光を受光する。背景光とは、照射光Ｌｚとは異なる光（直接光）、または、かかる光が対象物に反射して測距装置１０にて受光された光を意味する。照射光Ｌｚとは異なる光とは、例えば、日光や街灯の光などが該当する。測距装置１０は、所定範囲Ａｒからそれぞれ受光した光の強度に関連する情報を利用して背景光の強度を特定し、かかる強度に基づき閾値を設定する。そして、各所定範囲Ａｒから受光した光のうち設定された閾値以上の強度の光を対象物からの反射光として特定し、照射光Ｌｚを照射してから反射光を受光するまでの時間、すなわち、光の飛行時間ＴＯＦ（Time of Flight）を特定する。そして、かかる飛行時間ＴＯＦを、車両５００と対象物との間を光が往復する時間であるものとして、対象物までの距離を算出する。上述の所定範囲Ａｒは、後述の画素Ｇに対応する範囲である。
【００１１】
図２に示すように、測距装置１０は、照射部２０と、受光部３０と、４つのマクロピクセル（ＭＰ）用加算器４１、４２、４３、４４と、画素用加算器４５と、距離画像取得部５０と、情報取得部８１と、解像度制御部８２と、を備える。
【００１２】
照射部２０は、照射光Ｌｚを照射する。照射部２０は、レーザ光源２１と、照射制御部２２と、走査部２３とを備える。レーザ光源２１は半導体レーザダイオードにより構成されており、パルスレーザ光を照射光Ｌｚとして所定周期ごとに照射する。例えば、所定周期は、照射光Ｌｚが照射されて所定範囲内の対象物からの反射光が測距装置１０において受光されるまでに要する期間以上の期間として予め実験等により求めて設定されている。なお、レーザ光源２１から射出された照射光Ｌｚは、図示しない光学系により図１に示すような縦長の照射光Ｌｚに形成される。照射制御部２２は、レーザ光源２１からのパルレーザ光の照射、およびミラー２３２の回動を制御する。走査部２３は、回転軸２３１を中心にミラー２３２を回動させることによって照射光Ｌｚの一次元走査を所定測定範囲に亘って行う。ミラー２３２は、例えば、ＭＥＭＳミラーによって構成される。ミラー２３２の回動は、照射制御部２２によって制御される。走査部２３によって照射光Ｌｚの一次元走査が行われることにより、照射部２０は、測定範囲に対して照射光Ｌｚを照射する方位を変更しながら照射光Ｌｚを照射する。なお、レーザ光源２１として、レーザダイオード素子に代えて、固体レーザ等の他の任意の種類のレーザ光源を用いてもよい。また、照射光Ｌｚは横長でも良く、走査は二次元走査でも良い。
【００１３】
照射部２０により照射された照射光Ｌｚは、測定範囲内の対象物ＯＢにより反射される。対象物ＯＢにより反射された反射光は、受光部３０により受光される。本実施形態では、受光部３０は、受光面Ｓ１における反射光の大きさが、受光面Ｓ１の大きさよりも小さくなるように構成された図示しない光学系を通じて反射光を受光する。なお、反射光は、その一部（例えば、長手方向の端部）が、受光面Ｓ１からはみ出すように受光部３０によって受光されてもよい。
【００１４】
受光部３０は、受光面Ｓ１に複数の画素Ｇを二次元配列状に備える。図２では、図示の便宜上、１つの画素Ｇのみ記載している。図１の例では、各画素Ｇは、縦２個×横２個の計４個のマクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４を備える。各マクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４は、縦５個×横５個の計２５個の受光要素３１を有する。したがって、図１の例では、各画素Ｇは、縦１０個×横１０個の計１００個の受光要素３１を備える。本実施形態において、受光要素３１は、ＳＰＡＤ（シングルフォトンアバランシェダイオード）を備える。ＳＰＡＤは、光（フォトン）を入力すると、一定の確率で、光の入射を示すパルス状の出力信号（以下、「受光信号」とも呼ぶ）を出力する。したがって、図２の例では、各マクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４は、それぞれ受光した光の強度に応じて０〜２５個の受光信号を出力する。また、画素Ｇ全体として、受光した光の強度に応じて０〜１００個の受光信号を出力する。図２に示す画素Ｇの画素範囲、すなわち、縦２個×横２個のマクロピクセルからなり、縦１０個×横１０個の受光要素３１からなる大きさを、本実施形態では、基準画素範囲と呼ぶ。ただし、画素Ｇの大きさ（画素範囲）は、基準画素範囲から可変であり、後述の測距処理において、背景光の強度に応じて設定される。
【００１５】
ＭＰ用加算器４１は、マクロピクセルＭＰ１を構成する各受光要素３１に接続されており、マクロピクセルＭＰ１内の受光要素３１から出力される受光信号の数を加算する。同様に、他のＭＰ用加算器４２〜４４は、マクロピクセルＭＰ２〜ＭＰ４を構成する各受光要素３１に接続されており、マクロピクセルＭＰ２〜ＭＰ４内の受光要素３１から出力される受光信号の数（以下、「受光数」とも呼ぶ）を、それぞれ加算する。なお、図２では、１つの画素Ｇを構成する４つのマクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４に対応する４つのＭＰ用加算器４１〜４４のみを表しているが、測距装置１０は、その他の画素Ｇを構成するマクロピクセル用のＭＰ用加算器を複数備えている。
【００１６】
画素用加算器４５は、１つの画素Ｇの受光数、すなわち１つの画素に含まれる受光要素３１から出力される受光信号の数を加算する。具体的には、画素用加算器４５は、４つのＭＰ用加算器４１〜４４に接続されており、各ＭＰ用加算器４１〜４４から加算結果、すなわち、各マクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４内の受光数の合算値を入力して、これらを合算する。なお、画素用加算器４５は、各画素Ｇに対して設けられているが、図２では、１つの画素Ｇに対応する画素用加算器４５のみを表している。また、画素用加算器４５は、画素範囲が変更された場合には、変更後の画素範囲内の各マクロピクセルから入力する合算値を合算する。
【００１７】
距離画像取得部５０は、距離画像を取得する。距離画像とは、各画素Ｇの受光強度に基づき算出された各画素Ｇにおける対象物までの距離を示す画像を意味する。距離画像取得部５０は、測距ヒストグラム用メモリ５１と、ピーク検出部５２と、閾値決定部５３と、距離演算部５４とを備える。
【００１８】
測距ヒストグラム用メモリ５１は、各画素Ｇの受光強度、すなわち、各画素Ｇにおける受光数を単位期間ごとに並べたヒストグラム（以下、「測距ヒストグラム」と呼ぶ）を記憶する。測距ヒストグラム用メモリ５１は、画素用加算器４５から受信する画素Ｇの合算値、すなわち、画素Ｇの受光数を受信して記憶する。なお、測距ヒストグラム用メモリ５１は、各画素Ｇに設けられている。測距ヒストグラム用メモリ５１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの書き換え可能な不揮発性メモリにより構成してもよい。
【００１９】
ピーク検出部５２は、測距ヒストグラム用メモリ５１に記憶されている測距ヒストグラム（受光数）に基づき各画素Ｇについての各照射周期Ｔにおいて閾値決定部７２により決定された判定閾値以上の受光数のピークを検出し、そのときの時刻を特定する。図３の例では、上述の時刻ｔ１１のピークおよび時刻ｔ２１のピークが検出される。
【００２０】
閾値決定部５３は、ピーク検出部７１により検出された測距ヒストグラム（受光数）のピークが照射光Ｌｚの反射光によるピークであるか否かを判定する際に用いられる閾値（以下、「判定閾値」とも呼ぶ）を決定する。閾値決定部７２は、背景光画像に基づき決定される。判定閾値の決定方法の詳細については、後述する。
【００２１】
距離演算部５４は、対象物までの距離を算出する。具体的には、照射光Ｌｚの照射時刻からピーク検出部７１により検出されたピークの時刻までの期間を飛行時間ＴＯＦとして、対象物までの距離を算出する。図３の例では、ピーク検出部７１により判定閾値Ｔｈｒが決定されており、距離演算部７３は、時刻ｔ１１において受光数が判定閾値Ｔｈｒ以上であるため、時刻ｔ０から時刻ｔ１１までの期間Δｔ１を飛行時間ＴＯＦとして、対象物までの距離を算出する。同様に、距離演算部７３は、時刻ｔ２１において受光数が判定閾値Ｔｈｒ以上であるため、時刻ｔ２から時刻ｔ２１までの期間Δｔ２を飛行時間ＴＯＦとして、対象物までの距離を算出する。
【００２２】
背景光画像取得部６０は、各画素Ｇにおける背景光の受光強度を示す画像である背景光画像を取得する。背景光画像取得部６０は、第１カウンタ６１と、第２カウンタ６２とを備える。各カウンタ６１、６２は、それぞれ４つのＭＰ用加算器４１〜４４に接続されている。第１カウンタ６１は、照射光Ｌｚの照射周期のうち、前半期間における４つのＭＰ用加算器４１〜４４から出力される受光数を加算する。第２カウンタ６２は、照射光Ｌｚの照射周期のうち、後半期間における４つのＭＰ用加算器４１〜４４から出力される受光数を加算する。
【００２３】
図３において、横軸は時刻を示し、縦軸は、４つのＭＰ用加算器４１〜４４から出力される受光数の合算値を示す。時刻ｔ０から時刻ｔ２までの期間、および時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間は、それぞれ照射光Ｌｚの照射周期Ｔを示している。時刻ｔ１は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの期間の１／２の時刻であり、時刻ｔ３は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間の１／２の時刻である。第１カウンタ６１は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの照射周期Ｔのうちの前半期間Ｔａ（時刻ｔ０〜ｔ１）における受光数を加算する。同様に、第１カウンタ６１は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの照射周期Ｔのうちの前半期間Ｔａ（時刻ｔ２〜ｔ３）における受光数を加算する。また、第２カウンタ６２は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの照射周期Ｔのうちの後半期間Ｔｂ（時刻ｔ１〜ｔ２）における受光数を加算する。同様に、第２カウンタ６２は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの照射周期Ｔのうちの後半期間Ｔｂ（時刻ｔ３〜ｔ４）における受光数を加算する。
【００２４】
図３の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの照射周期Ｔにおいて時刻ｔ１１に受光数のピークが生じている。このピークは、反射光を受光してことにより生じたピークである。このときの時刻ｔ１〜ｔ１１までの期間Δｔ１は、飛行時間ＴＯＦに相当する。同様に、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの照射周期Ｔにおいて時刻ｔ２１に受光数のピークが生じている。このピークは、反射光を受光してことにより生じたピークである。このときの時刻ｔ２〜ｔ２１までの期間Δｔ２は、飛行時間ＴＯＦに相当する。本実施形態では、受光数のピークの時刻、図３の例では、時刻ｔ１１および時刻ｔ２１をピーク時刻とも呼ぶ。なお、各照射周期Ｔでは、ピーク以外の時刻においても、０（ゼロ）ではない受光数が計測されている。これは、背景光によるものである。
【００２５】
背景光画像取得部６０は、ピーク検出部７１によりピークが検出された場合、前半期間Ｔａと後半期間Ｔｂとのうち、ピークが検出された時刻を含まない期間の受光数を利用して背景光画像を取得する。かかる背景光画像の取得の詳細については、後述する。なお、背景光画像取得部６０は、第１カウンタ６１および第２カウンタ６２の組を、画素Ｇごとに備えているが、図２では図示の便宜上、１つの画素Ｇに対応するカウンタ６１、６２の組のみを表している。
【００２６】
図２に示す情報取得部８１は、背景光の強度に関連する情報（以下、「強度関連情報」と呼ぶ）を取得する。本実施形態において、強度関連情報は、下記（ｉ）〜（ｉｖ）が該当する。
（ｉ）背景光画像の強度を示す受光数の情報。
（ｉｉ）車両５００が備える図１に示すライト５１１の点灯状態を示す情報。
（ｉｉｉ）車両５００が備える図１に示す日射センサ５１２の検出結果を示す情報。
（ｉｖ）車両５００が備える図１に示すワイパ装置５１３の動作状態を示す情報。
【００２７】
上記情報（ｉ）は、背景光画像取得部６０から取得する。背景光画像取得部６０では、閾値決定部７２と同様に、背景光画像の平均受光数を求め、かかる平均受光数についての情報を、背景光画像の強度を示す情報として情報取得部８１に送信する。上記情報（ｉｉ）は、ライト５１１が点灯しているか消灯しているかを示す情報を意味し、ライト５１１を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）から取得される。上記情報（ｉｉｉ）は、日射センサ５１２により検出された日射量を意味し、日射センサ５１２を制御するＥＣＵから取得される。上記情報（ｉｖ）は、ワイパ装置５１３が動作しているか否かを示す情報を意味し、ワイパ装置５１３を制御するＥＣＵから取得される。
【００２８】
解像度制御部８２は、情報取得部８１により取得された強度関連情報に関連する背景光の強度に応じて、距離画像と背景光画像とに対してそれぞれ独立して画素範囲の大きさを設定して、距離画像の解像度と、背景光画像の解像度とを制御する。画素用加算器４５は、解像度制御部８２により設定された画素範囲に応じて、１つの画素に含まれるすべてのＭＰ用加算器から受光数を取得して合算する。また、背景光画像取得部６０は、解像度制御部８２により設定された画素範囲に応じて、１つの画素に含まれるすべてのＭＰ用加算器から受光数を取得して第１カウンタ６１または第２カウンタ６２により合算する。なお、解像度制御部８２が実行する処理の詳細については、後述する。
【００２９】
Ａ２．測距処理：
図４に示す測距処理は、対象物までの距離を測定するための処理である。かかる測距処理は、車両５００のイグニッションがオンすると実行される。なお、車両５００において、予め測距処理の開始および終了のユーザによる指示を受け付けるインターフェイス、例えば、インストルメントパネルに設けられた物理的なボタンや、モニタに表示されるメニュー画面において、ユーザによる開始指示を受け付けた場合に、測距処理が開始されてもよい。測距処理に含まれる後述のステップＳ１０５〜Ｓ１５０は、照射周期Ｔごとに繰り返し実行される。
【００３０】
情報取得部８１は、背景光の強度関連情報を取得する（ステップＳ１０５）。具体的には、上述の情報（ｉ）〜（ｉｖ）をすべて取得する。情報（ｉ）については、前回周期で求められた背景光画像全体での平均受光数が取得される。
【００３１】
解像度制御部８２は、ステップＳ１０５で得られた強度関連情報に基づき、照射光Ｌｚの照射範囲の明るさ環境を特定する（ステップＳ１１０）。本実施形態において、明るさ環境とは、明るい環境（以下、「明環境」と呼ぶ）と、明環境よりも暗い環境（以下、「暗環境」と呼ぶ）とのいずれかを意味する。解像度制御部８２は、背景光の平均受光数が閾値以上である場合に明環境であり、閾値未満である場合に暗環境であると判断する。ステップＳ１１０では、上記情報（ｉ）に関して、背景光画像の平均受光数が閾値以上であり、上記情報（ｉｉ）がライト５１１は消灯状態であることを示し、上記情報（ｉｉｉ）が日射センサ１２の検出結果は所定の日射量閾値以上であることを示し、上記（ｉｖ）がワイパ装置５１３は動作していないことを示す場合に、明環境であると特定し、それ以外の場合に暗環境であると特定する。一般的には、晴れた日の昼間に建物の陰やトンネル内等とは異なる場所を車両５００が走行中である場合に明環境であると特定される。これに対して、夜間である場合や、建物の陰やトンネル内を走行中である場合などには、暗環境であると特定される。
【００３２】
解像度制御部８２は、ステップＳ１１０で特定された明るさ環境に応じて、距離画像と、背景光画像と、についてそれぞれ独立して解像度を決定する（ステップＳ１１５）。
【００３３】
ステップＳ１１５において、解像度制御部８２は、明環境においては、距離画像Ｆｄ１については、画素範囲を基準画素範囲よりも大きくすることにより解像度を下げ、背景光画像Ｆｂ１については、画素範囲を基準画素範囲とする。図５に示すように、明環境の距離画像Ｆｄ１の画素Ｇｄ１の大きさは、背景光画像Ｆｂ１の画素Ｇｂ１、すなわち、画素Ｇの大きさよりも大きい。つまり、距離画像は、背景光画像よりも低分解能になる。本実施形態では、画素Ｇａ１の横は、画素Ｇの横の３倍であり、画素Ｇａ１の縦は、画素Ｇの縦の４倍である。なお、画素Ｇａ１の具体的な大きさは、本実施形態の大きさに限らず、画素Ｇよりも大きな任意の大きさにしてもよい。
【００３４】
また、ステップＳ１１５において、解像度制御部８２は、暗環境においては、距離画像Ｆｄ２の画素範囲を基準画素範囲とし、背景光画像Ｆｂ２については、画素範囲を大きくすることにより解像度を下げる。図６に示す暗環境の背景光画像Ｆｂ２の画素範囲は、図５に示す明環境の距離画像Ｆｄ１の画素範囲と同じである。なお、暗環境の背景光画像Ｆｂ２の画素範囲を、明環境の距離画像Ｆｄ１の画素範囲と異ならせてもよい。但し、基準画素範囲（画素Ｇ）の大きさよりも大きくする。つまり、背景光画像は、距離画像よりも低分解能になる。ステップＳ１１５におけるこのような解像度の設定理由については、後述する。なお、図５、６では、各画素（画素範囲）の大きさのみを示し、各画素における受光強度は省略されている。
【００３５】
図４に示すように、解像度制御部８２は、ステップＳ１１５で決定された距離画像の解像度、すなわち、距離画像の画素範囲に応じて、ＭＰ用加算器と画素用加算器４５との対応付けを行い、背景光画像取得部６０は、ステップＳ１１５で決定された距離画像の解像度、すなわち、距離画像の画素範囲に応じて、ＭＰ用加算器と２つのカウンタ６１、６２との対応付けを行う（ステップＳ１２０）。例えば、図５に示す明環境の距離画像については、図２に示す基準画素範囲（画素Ｇ）に比べて、横に３倍の数のＭＰ用加算器と、縦に４倍の数のＭＰ用加算器とを、１つの画素用加算器４５に対応付ける。また、例えば、図５に示す明環境の背景光画像については、図２のように、４つのＭＰ用加算器４１〜４４を、２つのカウンタ６１、６２にそれぞれ対応付ける。
【００３６】
図４に示すように、照射部２０は、照射光Ｌｚを照射する（ステップＳ１２５）。対象物ＯＢが存在する場合には、対象物ＯＢからの反射光が受光要素３１により受光されて受光信号が出力される。そして、ステップＳ１２０においてＭＰ用加算器に対応付けられた画素用加算器４５に受光数が加算されると共に、２つのカウンタ６１、６２に受光数が加算される。
【００３７】
距離画像取得部５０は、距離画像、すなわち、各画素の受光数を示す情報を取得する（ステップＳ１３０）。背景光画像取得部６０は、背景光画像を取得する（ステップＳ１３５）。背景光画像の取得方法について説明する。まず、背景光画像取得部６０は、画素Ｇごとに前回の照射周期Ｔの前半期間Ｔａと後半期間Ｔｂとのうち、いずれかでピークが検出されたかを特定する。次に、ピークが検出された期間として特定された期間に対応する今回の照射周期Ｔにおける期間の受光数を、第１カウンタ６１および第２カウンタ６２を用いて特定する。例えば、図３に示すように、図２に示す画素Ｇについては、時刻ｔ０〜ｔ２の照射周期Ｔでは、前半期間Ｔａにおいてピークが検出されるので、次の時刻ｔ２〜ｔ４までの照射周期Ｔでは、後半期間Ｔｂにおける受光数、すなわち、第２カウンタ６２の値が背景光画像の受光数として特定される。そして、背景光画像取得部６０は、各画素Ｇについて、今回の照射周期Ｔにおいて特定された受光数を、照射周期Ｔの全体に亘る受光数に換算して特定する。例えば、上述のように、後半期間Ｔｂにおける受光数、すなわち、第２カウンタ６２の値が特定された場合には、かかる値を２倍することにより、照射周期Ｔの全体に亘る受光数を特定する。これとは逆に、前半期間Ｔａにおける受光数、すなわち、第１カウンタ６１の値が特定された場合も同様に、かかる値を２倍することにより、照射周期Ｔの全体に亘る受光数が特定される。さらに、仮に、前半期間Ｔａと後半期間Ｔｂとのいずれにおいてもピークが検出されない場合には、第１カウンタ６１の値と、第２カウンタ６２の値とを合算した値が、照射周期Ｔの全体に亘る受光数として特定される。なお、背景光は合算した値でなく、平均した値を使用しても良い。また、照射周期Ｔの１／２の期間、すなわち、前半期間Ｔａおよび後半期間Ｔｂは、本開示における単位期間の下位概念に相当する。
【００３８】
図４に示すように、閾値決定部７２は、ステップＳ１３５において取得された背景光画像を利用して判定閾値を決定する（ステップＳ１４０）。このとき、距離画像の解像度に合わせて、画素Ｇごとに判定閾値が決定される。例えば、図５に示す距離画像Ｆｄ１の１つの画素Ｇｄ１に対して、背景光画像において対応する位置に存在する合計１２個の画素Ｇｂ１の背景光画像の受光数の平均値が求められ、かかる平均値よりも大きな値として判定閾値が決定される。
【００３９】
ピーク検出部７１は、ステップＳ１４０において決定された判定閾値をステップＳ１３０で取得された距離画像に適用して、ピーク時刻を特定する（ステップＳ１４５）。上述のように、図３の例では、時刻ｔ１１、ｔ２１がピーク時刻として特定される。
【００４０】
距離演算部７３は、ステップＳ１４５で特定されたピーク時刻を利用して、対象物ＯＢまでの距離を算出する（ステップＳ１５０）。
【００４１】
ここで、上述のステップＳ１１５において、明環境における距離画像の画素範囲と、暗環境における背景光画像の画素範囲とを基準画素範囲よりも大きくすることにより解像度を下げる理由について、説明する。明環境においては、背景光は強いため、少ないＳＰＡＤで１画素を構成した場合、各画素において検出される反射光と背景光との強度比が小さくなり、換言すると、Ｓ／Ｎ比が劣化し、反射光（対象物ＯＢ）を正確に特定できなくなる。このため、本実施形態では、明環境の距離画像については、画素範囲を基準画素範囲よりも大きくすることにより解像度を下げ、これにより、多くのＳＰＡＤで１画素を構成して、ノイズ（背景光）の影響を抑えて反射光（対象物ＯＢ）を正確に特定するようにしている。
【００４２】
また、暗環境においては、背景光の明るさが弱いため、少ないＳＰＡＤで１画素を構成した場合、背景光をほとんど検出できなくなるおそれがある。このため、本実施形態では、暗環境の背景光画像については、画素範囲を基準画素範囲よりも大きくすることにより解像度を下げ、これにより、多くのＳＰＡＤで１画素を構成して、背景光を正確に特定するようにしている。
【００４３】
以上説明した第１実施形態の測距装置１０によれば、取得された強度関連情報に関連する背景光の強度に応じて、距離画像と背景光画像とに対してそれぞれ独立して画素範囲の大きさを設定して、距離画像の解像度と背景光画像の解像度とを制御するので、測距装置の使用環境に応じて、距離画像および背景光画像の解像度を適切に設定できる。
【００４４】
また、明環境である場合、すなわち、背景光の強度が高い場合には、該強度が低い場合に比べて、距離画像の画素範囲の大きさを大きく設定して解像度を下げるので、ノイズ（背景光）の影響を抑えて反射光（対象物ＯＢ）を正確に特定するようにしている。したがって、対象物ＯＢが車両５００から遠距離に存在する場合にも、対象物ＯＢまでの距離を正確に測定できる。
【００４５】
また、暗環境である場合、すなわち、背景光の強度が低い場合には、該強度が高い場合に比べて、背景光画像の画素範囲の大きさを大きく設定して解像度を下げるので、背景光を正確に特定できる。このため、判定閾値として適切な値を設定でき、対象物ＯＢからの反射光（ピーク）を正確に検出できる。
【００４６】
また、明るさ環境、すなわち、背景光の強度の高低を、上述の４つの情報（ｉ）〜（ｉｖ）を利用して特定するので、かかる明るさ環境を正確に特定できる。
【００４７】
また、受光要素３１としてＳＰＡＤを備えるので、各画素Ｇにおける受光の有無を精度良く特定できる。
【００４８】
また、判定閾値を決定する際に用いる背景光画像は、照射周期Ｔを構成する２つの前半期間Ｔａ、後半期間Ｔｂのうち、ピークが検出されない期間の受光数を利用して取得されるので、反射光の影響を受けずに背景光の強さを精度良く特定できる。また、背景光画像を取得するために、例えば、照射光Ｌｚの照射前の期間といった、照射周期Ｔとは別の期間を要しないので、背景光画像を効率よく取得できる。また、照射周期Ｔごとに背景光画像を取得するので、明るさ環境が照射範囲内において部分的に変化した場合にも判定閾値を適切な値に設定できる。
【００４９】
Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態の測距装置１０の装置構成は、第１実施形態の測距装置１０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第２実施形態の測距処理の手順は、図４に示す第１実施形態の測距処理の手順と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
第２実施形態の測距装置１０では、測距処理のステップＳ１１５の詳細な手順が第１実施形態と異なる。具体的には、解像度制御部８２は、明環境においては、距離画像の画素範囲を基準画素範囲とし、背景光画像については、画素範囲を小さくすることにより解像度を上げる。また、解像度制御部８２は、暗環境においては、距離画像については、画素範囲を基準画素範囲よりも小さくすることにより解像度を上げ、背景光画像については、画素範囲を基準画素範囲とする。
【００５１】
明環境においては、背景光は強いため、少ないＳＰＡＤでも十分に背景光の強さを検出できる。このため、画素範囲を小さくすることにより、背景光の強度を高い分解能で取得できる。
【００５２】
また、暗環境においては、ノイズとしての背景光が弱いため、対象物からの反射光を識別し易い。このため、画素範囲を小さくしても反射光を正確に特定でき、また、高い精度且つ高い分解能の距離画像を取得できる。したがって、遠距離に存在する対象物ＯＢを正確に特定でき、また、近距離に存在する小さな対象物ＯＢを正確に特定できる。
【００５３】
以上説明した第２実施形態の測距装置１０は、第１実施形態の測距装置１０と同様な効果を有する。加えて、明環境においては、背景光画像について画素範囲を小さくすることにより解像度を上げるので、背景光の強度を高い分解能で取得できる。また、暗環境においては、距離画像について画素範囲を基準画素範囲よりも小さくすることにより解像度を上げるので、高い分解能で距離画像を取得できる。このため、遠距離に存在する対象物ＯＢを正確に特定でき、また、近距離に存在する小さな対象物ＯＢを正確に特定できる。
【００５４】
Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態の測距装置１０の装置構成は、第１実施形態の測距装置１０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図７に示す第３実施形態の測距処理は、ステップＳ１０５、Ｓ１１０、Ｓ１１５、Ｓ１４０、Ｓ１４５、Ｓ１５０に代えて、ステップＳ１０５ａ、Ｓ１１０ａ、Ｓ１１５ａ、Ｓ１４０ａ、Ｓ１４５ａ、Ｓ１５０ａを実行する点において、第１実施形態の測距処理と異なる。第３実施形態の測距処理の他の手順は、第１実施形態の測距処理の手順と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５５】
情報取得部８１は、背景光の強度関連情報を、所定領域ごとに取得する（ステップＳ１０５ａ）。本実施形態において、所定領域は、縦が画素Ｇ（基準画素範囲）の４倍、横が画素Ｇ（基準画素範囲）の３倍の矩形領域である。なお、ステップＳ１０５ａでは、上記情報（ｉ）〜（ｉｖ）のうちの上記（ｉ）についてのみ所定領域ごとに取得し、他の３つの情報（ｉｉ）〜（ｉｖ）については、第１実施形態と同様にして取得する。情報（ｉ）については、所定領域に含まれる各画素Ｇの背景光の画素値（前回の照射周期Ｔでピークが検出されなかった期間の受光数の合算値）が取得される。
【００５６】
解像度制御部８２は、ステップＳ１０５ａで得られた強度関連情報に基づき、照射光Ｌｚの照射範囲の明るさ環境（明環境または暗環境）を、所定領域ごとに特定する（ステップＳ１１０ａ）。本実施形態では、明るさ環境として、３つの段階の環境に区分されて特定される点において、第１実施形態と異なる。すなわち、背景光の平均受光数が第１閾値よりも高い明環境と、背景光の平均受光数が第１閾値以下であり、かつ、第２閾値よりも大きな中環境と、第２閾値以下である暗環境の合計３つの段階の環境に区分されて特定される。なお、第２閾値は、第１閾値よりも低い値である。
【００５７】
解像度制御部８２は、ステップＳ１１０で特定された明るさ環境に応じて、距離画像と、背景光画像と、についてそれぞれ独立して解像度を所定領域ごとに決定する（ステップＳ１１５ａ）。
【００５８】
図８に示す画像Ｆｇ０は、測距処理が実行される際の車両５００の前方の周辺環境の一例を表している。この例では、車両５００の前方には、太陽ＳＮと、道路ＲＤの反対車線を走行する対向車両ＣＡとが存在する。
【００５９】
車両５００から見て太陽ＳＮが存在する領域では、背景光は強い。このため、かかる領域に含まれる所定領域については、明環境であると特定される。したがって、図９の上段に示すように、距離画像Ｆｇ１においては、太陽ＳＮに対応する領域Ｐ１１に含まれる所定領域については、大きな画素範囲が１つの画素Ｇｄ３として特定される。これに対して、距離画像Ｆｇ１において領域Ｐ１１を除く他の領域Ｐ１２に含まれる所定領域については、中環境であると特定され、中程度の大きさの画素範囲が１つの画素Ｇｄ４として特定される。本実施形態では、距離画像において明環境であると特定された所定領域の画素範囲は、所定領域と同じであり、縦が画素Ｇ（基準画素範囲）の４倍、横が画素Ｇ（基準画素範囲）の３倍の矩形領域である。また、距離画像において、中環境であると特定された所定領域の画素範囲は、縦が画素Ｇ（基準画素範囲）の２倍、横が画素Ｇ（基準画素範囲）の１倍の矩形領域である。
【００６０】
図９の下段に示すように、背景光画像Ｆｇ２においては、明環境であると特定された領域Ｐ１１に含まれる所定領域については、小さな画素範囲が１つの画素Ｇｂ３として特定される。これに対して、背景光画像Ｆｇ２において領域Ｐ１１を除く他の領域Ｐ１２に含まれる所定領域については、中程度の画素範囲が１つの画素Ｇｂ４として特定される。本実施形態では、背景光画像において明環境であると特定された所定領域の画素範囲は、基準画素範囲と同じである。また、背景光画像において中環境であると特定された所定領域の画素範囲は、縦が画素Ｇ（基準画素範囲）の２倍、横が画素Ｇ（基準画素範囲）の１倍の矩形領域である。なお、背景光画像Ｆｇ２における領域Ｐ１１は、本開示における明部の下位概念に相当する。また、背景光画像Ｆｇ２における領域Ｐ１２は、本開示における明部を除く他の部分の下位概念に相当する。また、距離画像Ｆｇ１における領域Ｐ１１は、本開示における明部対応部の下位概念に相当する。また、距離画像Ｆｇ１における領域Ｐ１２は、本開示における明部対応部を除く他の部分の下位概念に相当する。
【００６１】
図１０に示す画像Ｆｇ３は、測距処理が実行される際の車両５００の前方の周辺環境の他の例を表している。この例では、車両５００の前方には、建物ＢＤと、道路ＲＤの反対車線を走行する対向車両ＣＡとが存在する。建物ＢＤの陰ＳＤが道路ＲＤに延びている。
【００６２】
車両５００から見て、陰ＳＤが存在する領域では、背景光は弱い。このため、かかる領域に含まれる所定領域については、暗環境であると特定される。したがって、図１１の上段に示すように、距離画像Ｆｇ４においては、陰ＳＤに対応する領域Ｐ４１に含まれる所定領域については、小さな画素範囲が１つの画素Ｇｄ５として特定される。これに対して、距離画像Ｆｇ４において領域Ｐ４１を除く他の領域Ｐ４２に含まれる所定領域については、中環境であると特定され、中程度の大きさの画素範囲が１つの画素Ｇｄ６として特定される。本実施形態では、距離画像において暗環境であると特定された処理領域の画素範囲は、基準画素範囲と同じである。
【００６３】
図１１の下段に示すように、背景光画像Ｆｇ５においては、暗環境であると特定された領域Ｐ４１に含まれる所定領域については、大きな画素範囲が１つの画素Ｇｂ５として特定される。これに対して、背景光画像Ｆｇ５において領域Ｐ４１を除く他の領域Ｐ４２に含まれる所定領域については、中環境であると判定され、中程度の大きさの画素範囲が１つの画素Ｇｂ６として特定される。なお、背景光画像Ｆｇ５における領域Ｐ４２は、本開示における明部の下位概念に相当する。また、背景光画像Ｆｇ５における領域Ｐ４１は、本開示における明部を除く他の部分の下位概念に相当する。また、距離画像Ｆｇ４における領域Ｐ４２は、本開示における明部対応部の下位概念に相当する。また、距離画像Ｆｇ４における領域Ｐ４１は、本開示における明部対応部を除く他の部分の下位概念に相当する。
【００６４】
図７に示すように、ステップＳ１１５ａの実行後、上述のステップ１２０〜Ｓ１５０が実行される。
【００６５】
以上説明した第３実施形態の測距装置１０は、第１実施形態の測距装置１０と同様な効果を有する。加えて、所定領域ごとに明るさ環境を判定し、距離画像の解像度を設定するので、背景光（ノイズ）が弱い領域では、高い分解能にて距離や反射光を測定でき、また、背景光が強い領域であっても距離や反射光を精度良く特定できる。また、所定領域ごとに明るさ環境を判定し、背景光画像の解像度を設定するので、背景光（ノイズ）が弱い領域であっても背景光を精度良く特定でき、また、背景光（ノイズ）が強い領域では、判定閾値としてより適切な値を設定できる。
【００６６】
Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態の測距装置１０ａは、図１２に示すように、ＭＰ用加算器４１〜４４に代えて測距ヒストグラム用メモリ９１、９２、９３、９４を備える点と、距離画像取得部５０に代えて距離画像取得部５０ａを備える点とにおいて、第１実施形態の測距装置１０と異なる。第４実施形態の測距装置１０ａにおけるその他の構成は、第１実施形態の測距装置１０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
測距ヒストグラム用メモリ９１は、マクロピクセルＭＰ１を構成する各受光要素３１に接続されており、マクロピクセルＭＰ１についてのヒストグラム、つまり、マクロピクセルＭＰ１内の受光要素３１から出力される受光信号の数を単位期間ごとに並べたヒストグラムを記憶する。同様に、測距ヒストグラム用メモリ９２は、他の測距ヒストグラム用メモリ９１〜９４は、マクロピクセルＭＰ２〜ＭＰ４についてのヒストグラム、つまり、マクロピクセルＭＰ２〜ＭＰ４内の受光要素３１から出力される受光信号の数を単位期間ごとに並べたヒストグラムを記憶する。
【００６８】
距離画像取得部５０ａは、測距ヒストグラム用メモリ５１を備えない点と、画素用加算器４５を備える点とにおいて、第１実施形態の距離画像取得部５０と異なる。第４実施形態の距離画像取得部５０ａにおけるその他の構成は、第１実施形態の距離画像取得部５０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
第４実施形態では、画素用加算器４５は、上述の各測距ヒストグラム用メモリ９１〜９４に接続されている。画素用加算器４５は、解像度制御部８２により設定された画素範囲に応じて、測距ヒストグラム用メモリ９１〜９４のうちから選択される測距ヒストグラム用メモリからヒストグラムを取得し、これらのヒストグラムを加算（合算）して測距ヒストグラムを生成する。例えば、明環境の場合には、距離画像については、４つのマクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４のヒストグラムをすべて加算して１つの画素の測距ヒストグラムとしてもよい。他方、明環境の背景光画像については、マクロピクセルＭＰ１のヒストグラムとマクロピクセルＭＰ４のヒストグラムとを加算して１つの画素の測距ヒストグラムとし、同様に、マクロピクセルＭＰ２のヒストグラムとマクロピクセルＭＰ３のヒストグラムとを加算して１つの画素の測距ヒストグラムとしてもよい。
【００７０】
図１３に示す第４実施形態の測距処理は、ステップＳ１２０に代えてステップＳ１２０ａを実行する点と、ステップＳ１２５〜Ｓ１３５を省略する点と、ステップＳ１２６およびＳ１２８を追加実行する点とにおいて、第１実施形態の測距処理と異なる。第４実施形態の測距処理におけるその他の手順は、第１実施形態の測距処理と同じであるので、同一の手順には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
ステップＳ１１５の完了後、解像度制御部８２は、ステップＳ１１５で決定された距離画像の解像度、すなわち、距離画像の画素範囲に応じて、測距ヒストグラム用メモリと画素用加算器４５との対応付けを行い、背景光画像取得部６０は、ステップＳ１１５で決定された距離画像の解像度、すなわち、距離画像の画素範囲に応じて、測距ヒストグラム用メモリと２つのカウンタ６１、６２との対応付けを行う（ステップＳ１２０ａ）。かかるステップＳ１２０ａの後、照射光Ｌｚの照射（ステップＳ１２５）は省略されて、ステップＳ１１５で設定された解像度に従い、選択されたマクロピクセルＭＰの背景光を合算して背景光画像を取得する（ステップＳ１２６）。同様に、ステップＳ１１５で設定された解像度に従い、画素用加算器４５で加算して生成したヒストグラムにより、距離画像を取得する（ステップＳ１２８）上述のように、第４実施形態の測距装置１０ａでは、各マクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４に対して測距ヒストグラム用メモリ９１〜９４が設けられているので、各マクロピクセルＭＰ１〜ＭＰ４における受光数の情報は既に得られている。このため、ステップＳ１１５において距離画像と背景光画像についてそれぞれ解像度が決定された後、改めて照射光Ｌｚを照射しなくても、測距ヒストグラム用メモリ９１〜９４に記憶されているデータ（測距ヒストグラム）に基づき、判定閾値を決定し、ピーク時刻を特定し、距離を算出できる。ステップＳ１２８の完了後、上述のステップＳ１４０〜Ｓ１５０が実行される。
【００７２】
以上説明した第４実施形態の測距装置１０ａは、第１実施形態の測距装置１０と同様の効果を有する。
【００７３】
Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ１）各実施形態では、ステップＳ１４０において判定閾値を決定する際に、画素Ｇごとに判定閾値が決定されていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、画像全体で１つの判定閾値が決定されてもよい。かかる構成では、例えば、全ての画素Ｇの画素値（受光数）の平均値を求め、かかる平均値よりも大きな値として決定されてもよい。また、各実施形態では、判定閾値は、距離画像の１つの画素に対して、背景光画像において対応する位置に存在する全ての画素の受光数の平均値であったが、本開示はこれに限定されない。例えば、距離画像の１つの画素に対して、背景光画像において対応する位置に存在する全ての画素の分散または中央値等の統計値であってもよい。
【００７４】
（Ｅ２）各実施形態では、明るさ環境を特定する際に用いる強度関連情報のうち、情報（ｉ）については、前回の照射周期Ｔにおける背景光画像の強度を示す受光数であったが、本開示はこれに限定されない。例えば、前々回の照射周期Ｔにおける背景光画像の強度を示す受光数を用いてもよい。また、例えば、前回以前の複数の照射周期Ｔにおける背景光画像の強度の平均値、合算値、中央値、分散等の統計値を用いてもよい。
【００７５】
（Ｅ３）各実施形態では、明るさ環境を特定する際に用いる強度関連情報は、情報（ｉ）〜（ｉｖ）の合計４つであったが、本開示はこれに限定されない。例えば、ユーザが視認等で明るさ環境を判断し、その判断結果を所定のユーザインターフェイスから車両５００に入力する構成としてもよい。かかる構成においては、所定のユーザインターフェイスから入力される明るさ環境を示す情報が、強度関連情報に該当する。また、例えば、情報（ｉ）〜（ｉｖ）の一部を省略してもよい。また、例えば、車両５００に搭載されたマイクにより取得された音の大きさや高低などを、強度関連情報として用いてもよい。かかる構成においては、例えば、音が閾値強度よりも大きい場合には、昼間であるものと推定して明環境であると特定し、閾値強度以下の場合には、夜間であるものと推定して暗環境であると特定してもよい。
【００７６】
（Ｅ４）各実施形態では、測距処理の中で、距離画像の解像度と背景光画像の解像度とを決定していたが、かかる解像度の決定を、測距処理とは別の処理として実行してもよい。具体的には、解像度決定処理として、まず、照射光Ｌｚの照射および反射光の受光を行い、その後、上述のステップＳ１０５〜Ｓ１２０と、Ｓ１４０とを実行する。測距処理では、ステップＳ１２５、Ｓ１３０、Ｓ１３５、Ｓ１４５、Ｓ１５０を実行する。このような構成においても、各実施形態と同様な効果を奏する。
【００７７】
（Ｅ５）各実施形態では、測距処理において取得される画像は、距離画像と背景光画像の２種類であったが、これらの画像に加えて、各画素における対象物ＯＢからの反射率を示す画像（以下、「反射強度画像」と呼ぶ）が取得されてもよい。なお、かかる反射強度画像においては、距離画像と同じ解像度が決定されてもよい。
【００７８】
（Ｅ６）各実施形態の測距装置１０は、例えば、以下のような装置に適用可能である。例えば、車両５００の走行経路を生成する経路生成装置に適用できる。かかる構成においては、走行中の道路において障害物を避けるような経路を生成する際に、測距装置１０により検出された対象物ＯＢまでの距離を利用してもよい。また、例えば、自動運転制御装置に適用できる。かかる構成においては、測距装置１０により検出された対象物ＯＢまでの距離を利用して、車両５００の速度や操舵量を決定してもよい。また、例えば、対象物ＯＢまでの距離を車両５００の乗員に表示するための検出結果表示装置に適用できる。かかる構成においては、車両５００の乗員は、車両５００の前方に存在する物体までの距離を視覚的に確認できる。また、例えば、遠隔操作制御装置に対して車両５００の周囲の状況を通知する遠隔情報取得装置に適用できる。かかる構成においては、車両５００を遠隔操作するオペレータ側の遠隔操作制御装置（例えば、サーバ装置）に対して、対象物ＯＢまでの距離の情報の他、距離画像や背景光画像を送信してもよい。また、例えば、測距装置１０を、車両５００に搭載することに代えて、固定設置してもよい。例えば、監視カメラ（定点カメラ）に測距装置１０を搭載し、画像を取得するとともに、対象物ＯＢまでの距離を測定してもよい。
【００７９】
（Ｅ７）各実施形態では、判定閾値を決定する際に用いる背景光画像は、照射周期Ｔを構成する２つの前半期間Ｔａ、後半期間Ｔｂのうち、ピークが検出されない期間の受光数を利用して取得されていたが、本開示は、これに限定されない。例えば、ピークの有無に関わらず、照射周期Ｔのすべての期間の合計受光数を利用して取得されてもよい。かかる構成においては、例えば、照射周期Ｔのすべての期間の合計受光数に対して、所定割合を掛け合わせて得られた値を、判定閾値として設定してもよい。また、各実施形態では、前半期間Ｔａと後半期間Ｔｂとを均一に２等分していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、１０等分し、前半期間Ｔａを９／１０、後半期間Ｔｂを残り（１／１０）としてもよい。また、このようにすることで、後半期間Ｔｂにおける受光を、対象物がほぼ確実に存在しない非常に遠距離からの反射光の受光、つまりは、非照射期間に取得された受光に限定できる。このため、背景光画像取得部６０によるピーク判定を省略し、後半期間Ｔｂの合計受光数を背景光強度としてもよい。また、背景光としては、合計受光数に代えて、受光数の平均値、中央値、標準偏差、分散等の任意の種類の統計値を用いてもよい。
【００８０】
（Ｅ８）各実施形態における測距装置１０の構成は、あくまでも一例であり、様々に変更可能である。例えば、第１、２実施形態において明るさ環境は２段階であり、第３実施形態において明るさ環境は３段階であったが、任意の数の段階であってもよい。また、各明るさ環境における各画像（距離画像および背景光画像）の解像度（画素範囲の大きさ）は、任意の値に設定してもよい。また、第３実施形態の所定領域の大きさは任意の大きさであってもよい。例えば、距離画像および背景光画像の全体を等分に４分割した１つを所定領域としてもよい。また、受光要素３１として、ＳＰＡＤ以外の任意の受光素子を用いてもよい。
【００８１】
（Ｅ９）本開示に記載の測距装置１０及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の測距装置１０及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の測距装置１０及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
【００８２】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  測距装置、２０  照射部、３０  受光部、３１  受光要素、５０  距離画像取得部、６０  背景光画像取得部、７３  距離演算部、８１  情報取得部、８２  解像度制御部、Ｇ  画素、ＯＢ  対象物、Ｓ１  受光面
【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８】
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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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