(57)【要約】【課題】混信の影響を低減し、精度良く測距を行えるようにする。【解決手段】照射光を発光する発光部と、照射光が対象物において反射した反射光を受光する受光部と、照射光の発光から反射光の受光までの時間に基づいて、対象物までの距離を算出する算出部と、発光部を制御する発光制御部とを備え、発光制御部は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光部の発光を制御する。本技術は、例えば測距を行う測距装置に適用できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光を発光する発光部と、
前記照射光が対象物において反射した反射光を受光する受光部と、
前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、
前記発光部を制御する発光制御部と
を備え、
前記発光制御部は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて前記発光部の発光を制御する
測距装置。
【請求項２】
前記発光制御部は、前記第１の発光モードと前記第２の発光モードをランダムに切り替える
請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記所定のフレームは、第１のサブフレームと第２のサブフレームを有し、
前記発光制御部は、前記第１のサブフレームにおいて前記第１の発光モードを適用し、前記第２のサブフレームにおいて前記第２の発光モードを適用する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
前記発光部は、パルス光を発光し、
前記第１の発光モードと前記第２の発光モードは、前記パルス光の位相が異なる
請求項１に記載の測距装置。
【請求項５】
前記位相は、離散的、または連続的に設定されている
請求項４に記載の測距装置。
【請求項６】
前記位相は、０度、９０度、１８０度、２７０度のいずれかである
請求項４に記載の測距装置。
【請求項７】
前記発光部は、パルス光を発光し、
前記第１の発光モードと前記第２の発光モードは、前記パルス光の発光開始のタイミングが異なる
請求項１に記載の測距装置。
【請求項８】
前記第１のサブフレームの期間と前記第２のサブフレームの期間は、異なる長さに設定される
請求項３に記載の測距装置。
【請求項９】
前記発光制御部は、記憶されている発光モードの順に関する情報に基づき、前記第１の発光モードと前記第２の発光モードを切り替える
請求項１に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記所定のフレームにおいて、前記受光部で前記反射光が受光されることにより発生した電荷を、第１のタップと第２のタップに振り分け、前記第１のタップに蓄積された電荷に応じた第１の検出信号と、前記第２のタップに蓄積された電荷に応じた第２の検出信号を検出し、
前記所定のフレームの次のフレームにおいて、前記受光部で前記反射光が受光されることにより発生した電荷を、前記第１のタップと前記第２のタップに振り分け、前記第１のタップに蓄積された電荷に応じた第３の検出信号と、前記第２のタップに蓄積された電荷に応じた第４の検出信号を検出し、
前記算出部は、前記第１乃至第４の検出信号を用いて前記対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項１１】
前記所定のフレームにおいて、前記受光部で前記反射光が受光されることにより発生した電荷を、第１乃至第４のタップに振り分け、前記第１のタップに蓄積された電荷に応じた第１の検出信号、前記第２のタップに蓄積された電荷に応じた第２の検出信号、前記第３のタップに蓄積された電荷に応じた第３の検出信号、前記第４のタップに蓄積された電荷に応じた第４の検出信号を検出し、
前記算出部は、前記第１乃至第４の検出信号を用いて前記対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項１２】
間接型のＴＯＦ（Time Of Flight)センサである
請求項１に記載の測距装置。
【請求項１３】
直接型のＴＯＦ（Time Of Flight)センサである
請求項１に記載の測距装置。
【請求項１４】
前記発光制御部は、前記所定のフレーム内において、前記第１の発光モードと、前記第２の発光モードと、前記第１および第２の発光モードとは異なる第３の発光モードと、前記第１乃至第３の発光モードとは異なる第４の発光モードと、を切り替えて前記発光部の発光を制御する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項１５】
前記第２の発光モードは、前記第１の発光モードに対して９０度位相が異なり、
前記第３の発光モードは、前記第１の発光モードに対して１８０度位相が異なり、
前記第４の発光モードは、前記第１の発光モードに対して２７０度位相が異なる
請求項１４に記載の測距装置。
【請求項１６】
測距処理を行う測距装置が、
照射光を発光することと、
前記照射光が対象物において反射した反射光を受光することと、
前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出することと、
前記照射光の発光を制御することと
を含み、
前記発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光を制御する
測距方法。
【請求項１７】
測距処理を行う測距装置のコンピュータに、
照射光を発光することと、
前記照射光が対象物において反射した反射光を受光することと、
前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出することと、
前記照射光の発光を制御することと
を含み、
前記発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光を制御する
処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、測距装置、測距方法、並びにプログラムに関し、特に、例えば、混信を抑制することができるようにする測距装置、測距方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の進歩により、物体までの距離を測定する測距装置の小型化が進んでいる。これにより、例えば、通信機能を備えた小型の情報処理装置である、いわゆるスマートフォンなどのモバイル端末に測距装置を搭載することが実現されている。
【０００３】
対象物までの距離を測定する測距を行う測距装置（センサ）としては、例えば、ＴＯＦ（Time Of Flight)センサがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ＴＯＦセンサでは、対象物に照射する光である照射光を発光し、その照射光が対象物において反射した反射光を受光することで、照射光の発光から反射光の受光までの時間、すなわち、照射光が対象物で反射されて戻ってくるまでの時間Δtが求められる。そして、その時間Δtと、光速c[m/s]とを用いて、式L=c×Δt／2に従って、対象物までの距離Lが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2016-090268号公報
【特許文献２】特開2017-191042号公報
【特許文献３】特開2013-076645号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、自動運転の実用化が要請されているが、自動運転では、車両の周囲に存在する物体までの距離を測定する測距が必須である。かかる測距に、ＴＯＦセンサを用いる場合には、車両の各方向に存在する物体までの距離を測定するために、複数のＴＯＦセンサが、車両に搭載されることが予想される。
【０００７】
この場合、車両に搭載された複数のＴＯＦセンサにおいて、あるＴＯＦセンサが発光する照射光（照射光そのものや、照射光の反射光）が、他のＴＯＦセンサで受光される混信が生じることが予想される。
【０００８】
また、自動運転を行う車両が増加すれば、ある車両に搭載されたＴＯＦセンサが発光する照射光が、他の車両に搭載されたＴＯＦセンサで受光される混信が生じることが予想される。
【０００９】
ＴＯＦセンサにおいて混信が生じると、測距の精度が低下する。
【００１０】
混信を抑制するために特許文献２では、照射光のパルスパターンの照射時間を、機種毎に疑似乱数によって算出される時間分だけ遅延させることにより、機種間での発光タイミングが重ならないようにすることが提案されている。また特許文献３では、疑似乱数で算出される時間分だけ、照射光のパルス幅を延ばす手法が提案されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２や特許文献３によると、各機種の測距動作に着目すると、非発光時間が長くなるため、トータルでの受光量が減少し、距離の計測感度は劣化する可能性があった。
【００１２】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、混信を抑制し、測距の精度を維持することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本技術の一側面の測距装置は、照射光を発光する発光部と、前記照射光が対象物において反射した反射光を受光する受光部と、前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、前記発光部を制御する発光制御部とを備え、前記発光制御部は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて前記発光部の発光を制御する。
【００１４】
本技術の一側面の測距方法は、測距処理を行う測距装置が、照射光を発光することと、前記照射光が対象物において反射した反射光を受光することと、前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出することと、前記照射光の発光を制御することとを含み、前記発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光を制御する。
【００１５】
本技術の一側面のプログラムは、測距処理を行う測距装置のコンピュータに、照射光を発光することと、前記照射光が対象物において反射した反射光を受光することと、前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出することと、前記照射光の発光を制御することとを含み、前記発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光を制御する処理を実行させる。
【００１６】
本技術の一側面の測距装置、測距方法、並びにプログラムにおいては、照射光が発光され、照射光が対象物において反射した反射光が受光され、照射光の発光から反射光の受光までの時間に基づいて、対象物までの距離が算出される。照射光の発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、第１の発光モードとは異なる第２の発光モードとが切り替えられることで制御される。
【００１７】
なお、測距装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
【００１８】
また、プログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、または、記録媒体に記録して、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本技術を適用した測距装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】受光部の構成例を示す図である。
【図３】画素の構成例を示す図である。
【図４】画素における電荷の振り分けを説明する図である。
【図５】従来の発光について説明するための図である。
【図６】干渉光について説明するための図である。
【図７】発光パターンについて説明するための図である。
【図８】発光パターンについて説明するための図である。
【図９】干渉光による影響について説明するための図である。
【図１０】他の発光パターンについて説明するための図である。
【図１１】他の読み出し方法について説明するための図である。
【図１２】記録媒体について説明するための図である。
【図１３】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。
【図１４】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。
【００２１】
本技術は、例えば間接ＴＯＦ方式により測距を行う測距システムを構成する受光素子や、そのような受光素子を有する撮像装置などに適用することが可能である。
【００２２】
例えば測距システムは、車両に搭載され、車外にある対象物までの距離を測定する車載用のシステムや、ユーザの手等の対象物までの距離を測定し、その測定結果に基づいてユーザのジェスチャを認識するジェスチャ認識用のシステムなどに適用することができる。この場合、ジェスチャ認識の結果は、例えばカーナビゲーションシステムの操作等に用いることができる。
【００２３】
＜測距装置の構成例＞
図１は、本技術を適用した測距装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００２４】
測距装置１０は、レンズ１１、受光部１２、信号処理部１３、発光部１４、および発光制御部１５を備える。信号処理部１３は、パターン切替部２１と距離画像生成部２２を備える。図１の測距装置１０は、物体に対して光を照射し、その光（照射光）が物体で反射した光（反射光）を受光して、物体までの距離を測定する。
【００２５】
測距装置１０の発光系は、発光部１４と発光制御部１５から成る。発光系においては、発光制御部１５が、信号処理部１３からの制御に従い、発光部１４により赤外光（ＩＲ）を照射させる。レンズ１１と受光部１２の間にＩＲバンドフィルタを設け、ＩＲバンドパスフィルタの透過波長帯に対応する赤外光を発光部１４が発光する構成とするようにしても良い。
【００２６】
発光部１４は、測距装置１０の筐体内に配置してもよいし、測距装置１０の筐体外部に配置してもよい。発光制御部１５は、後述するように、発光部１４を、所定のパターンで発光させる。このパターンは、パターン切替部２１により設定され、所定のタイミングで切り替えられるように構成されている。
【００２７】
信号処理部１３は、例えば、受光部１２から供給される画像信号に基づいて、測距装置１０から物体までの距離を算出する算出部として機能する。算出された距離を画像として出力する場合、信号処理部１３の距離画像生成部２２は、物体までの距離が画素毎に表された距離画像を生成し、出力する。
【００２８】
＜撮像素子の構成＞
図２は、受光部１２の構成例を示すブロック図である。受光部１２は、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサとすることができる。
【００２９】
受光部１２は、画素アレイ部４１、垂直駆動部４２、カラム処理部４３、水平駆動部４４、およびシステム制御部４５を含んで構成される。画素アレイ部４１、垂直駆動部４２、カラム処理部４３、水平駆動部４４、およびシステム制御部４５は、図示しない半導体基板（チップ）上に形成されている。
【００３０】
画素アレイ部４１には、入射光量に応じた電荷量の光電荷を発生して内部に蓄積する光電変換素子を有する単位画素（例えば、図３の画素５０）が行列状に２次元配置されている。なお、以下では、入射光量に応じた電荷量の光電荷を、単に「電荷」と記述し、単位画素を、単に「画素」と記述する場合もある。
【００３１】
画素アレイ部４１にはさらに、行列状の画素配列に対して行毎に画素駆動線４６が図の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って形成され、列毎に垂直信号線４７が図の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って形成されている。画素駆動線４６の一端は、垂直駆動部４２の各行に対応した出力端に接続されている。
【００３２】
垂直駆動部４２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部４１の各画素を、全画素同時あるいは行単位等で駆動する画素駆動部である。垂直駆動部４２によって選択走査された画素行の各単位画素から出力される画素信号は、垂直信号線４７の各々を通してカラム処理部４３に供給される。カラム処理部４３は、画素アレイ部４１の画素列毎に、選択行の各単位画素から垂直信号線４７を通して出力される画素信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。
【００３３】
具体的には、カラム処理部４３は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、例えばCDS（Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング）処理を行う。このカラム処理部４３による相関二重サンプリングにより、リセットノイズや増幅トランジスタの閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。なお、カラム処理部４３にノイズ除去処理以外に、例えば、AD（アナログデジタル）変換機能を持たせ、信号レベルをデジタル信号で出力することも可能である。
【００３４】
水平駆動部４４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部４３の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部４４による選択走査により、カラム処理部４３で信号処理された画素信号が順番に信号処理部４８に出力される。
【００３５】
システム制御部４５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等によって構成され、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垂直駆動部４２、カラム処理部４３、および水平駆動部４４などの駆動制御を行う。
【００３６】
画素アレイ部４１において、行列状の画素配列に対して、画素行毎に画素駆動線４６が行方向に沿って配線され、各画素列に２つの垂直信号線４７が列方向に沿って配線されている。例えば画素駆動線４６は、画素から信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。なお、図１では、画素駆動線４６について１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。画素駆動線４６の一端は、垂直駆動部４２の各行に対応した出力端に接続されている。
【００３７】
＜単位画素の構造＞
次に、画素アレイ部４１に行列状に配置されている単位画素５０の具体的な構造について説明する。
【００３８】
画素５０は、１つのフォトダイオード６１で発生した電荷がタップ５１−１およびタップ５１−２に振り分けられるように構成されている。そして、フォトダイオード６１で発生した電荷のうち、タップ５１−１に振り分けられた電荷が垂直信号線４７−１から読み出されて検出信号ＳＩＧ１として出力される。また、タップ５１−２に振り分けられた電荷が垂直信号線４７−２から読み出されて検出信号ＳＩＧ２として出力される。
【００３９】
タップ５１−１は、転送トランジスタ６２−１、ＦＤ（Floating Diffusion）部６３−１、選択トランジスタ６４−１、およびリセットトランジスタ６５−１により構成される。同様に、タップ５１−２は、転送トランジスタ６２−２、ＦＤ部６３−２、選択トランジスタ６４−２、およびリセットトランジスタ６５−２により構成される。
【００４０】
図４を参照して、画素５０における電荷の振り分けについて説明する。ここで、振り分けとは、画素５０（フォトダイオード３１）に蓄積された電荷を異なるタイミングで読み出すことで、タップ毎に読み出しを行うことを意味する。
【００４１】
図４に示すように、照射時間Ｔで照射のオン／オフを繰り返すように変調（１周期＝Ｔｐ）された照射光が発光部１４から出力され、物体までの距離に応じた遅延時間Ｔｄだけ遅れて、フォトダイオード６１において反射光が受光される。また、転送制御信号ＴＲＴ１は、転送トランジスタ６２−１のオン／オフを制御し、転送制御信号ＴＲＴ２は、転送トランジスタ６２−２のオン／オフを制御する。図示するように、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と同一の位相である一方で、転送制御信号ＴＲＴ２は、転送制御信号ＴＲＴ１を反転した位相となっている。
【００４２】
従って、フォトダイオード６１が反射光を受光することにより発生する電荷は、転送制御信号ＴＲＴ１に従って転送トランジスタ６２−１がオンとなっている間ではＦＤ部６３−１に転送される。また転送制御信号ＴＲＴ２に従って転送トランジスタ６２−２のオンとなっている間ではＦＤ部６３−２に転送される。これにより、照射時間Ｔの照射光の照射が周期的に行われる所定の期間において、転送トランジスタ６２−１を介して転送された電荷はＦＤ部６３−１に順次蓄積され、転送トランジスタ６２−２を介して転送された電荷はＦＤ部６３−２に順次蓄積される。
【００４３】
そして、電荷を蓄積する期間の終了後、選択信号ＳＥＬｍ１に従って選択トランジスタ６４−１がオンとなると、ＦＤ部６３−１に蓄積されている電荷が垂直信号線４７−１を介して読み出され、その電荷量に応じた検出信号ＳＩＧ１が受光部１２から出力される。同様に、選択信号ＳＥＬｍ２に従って選択トランジスタ６４−２がオンとなると、ＦＤ部６３−２に蓄積されている電荷が垂直信号線４７−２を介して読み出され、その電荷量に応じた検出信号ＳＩＧ２が受光部１２から出力される。
【００４４】
ＦＤ部６３−１に蓄積されている電荷は、リセット信号RST_Aに従ってリセットトランジスタ６５−１がオンになると排出される。ＦＤ部６３−２に蓄積されている電荷は、リセット信号RST_Bに従ってリセットトランジスタ６５−２がオンになると排出される。
【００４５】
このように、画素５０は、フォトダイオード６１が受光した反射光により発生する電荷を、遅延時間Ｔｄに応じてタップ５１−１およびタップ５１−２に振り分けて、検出信号ＳＩＧ１および検出信号ＳＩＧ２を出力することができる。そして、遅延時間Ｔｄは、発光部１４で発光した光が物体まで飛行し、物体で反射した後に受光部１２まで飛行する時間に応じたもの、即ち、物体までの距離に応じたものである。従って、測距装置１０は、検出信号ＳＩＧ１および検出信号ＳＩＧ２に基づき、遅延時間Ｔｄに従って物体までの距離（デプス）を求めることができる。
【００４６】
＜間接ＴＯＦ方式の測距方法＞
上記したように、１つのフォトダイオード６１に蓄積された電荷を２つのタップ５１を用いて読み出す２タップ方式における間接ＴＯＦ方式による距離の算出について、図５を参照して説明する。図６以降を参照して後述する本技術を適用した測距方法と比較するために、図５を参照して従来の測距方法について説明を加える。図５を参照した説明においては、２つのタップと４つのフェーズ（Phase）を用いた検出方法である2Tap-4Phase方式を例に挙げて説明する。
【００４７】
距離画像を生成する１フレーム期間は、Ａフレーム（A frame）とＢフレーム（B frame）との２つの信号検出期間に分割される。距離画像を生成する１フレーム期間は、例えば、約１／３０秒に設定されている。よって、Ａフレームの期間とＢフレームの期間は、それぞれ約１／６０秒となる。
【００４８】
発光部１４（図１）から、照射時間Ｔｐで照射のオン／オフを繰り返すように変調（１周期＝Ｔｐ）された照射光が出力される。照射時間Ｔｐは、例えば、１０ｎｓ程度にすることができる。受光部１２では、物体までの距離に応じた遅延時間Ｔｄだけ遅れて、反射光が受光される。
【００４９】
４Phase方式において受光部１２は、タップ５１−１またはタップ５１−２のいずれかで、照射光と同一の位相（Phase0）、９０度ずらした位相（Phase90）、１８０度ずらした位相（Phase180）、２７０度ずらした位相（Phase270）の４つのタイミングで受光する。なお、ここでの受光とは、フォトダイオード６１で発生した電荷を、転送トランジスタ６２をオンにし、ＦＤ部６３に転送するまでの処理を含むとする。
【００５０】
図５では、Ａフレームにおいて、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と同一の位相（Phase0）のタイミングでオンにされ、タップ５１−１により受光が開始される。また、Ａフレームにおいて、転送制御信号ＴＲＴ２が、照射光と１８０度ずらした位相（Phase180）のタイミングでオンにされ、タップ５１−２により受光が開始される。
【００５１】
また、Ｂフレームにおいて、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と９０度ずらした位相（Phase90）のタイミングでオンにされ、タップ５１−１により受光が開始される。また、Ｂフレームにおいて、転送制御信号ＴＲＴ２が、照射光と２７０度ずらした位相（Phase270）のタイミングでオンにされ、タップ５１−２により受光が開始される。
【００５２】
この場合、タップ５１−１とタップ５１−２は、180度位相反転されたタイミングで受光を行う。Ａフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase0のタイミングでタップ５１−１のＦＤ６３−１に蓄積される電荷を電荷Ｑ１とすると、Ａフレーム期間では、Ａフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ１’がＦＤ６３−１に蓄積される。そして、ＦＤ６３−１に蓄積された電荷Ｑ１’が、読み出し期間において、ＦＤ６３−１から検出信号ＳＩＧ１に該当する信号として読み出される。この電荷Ｑ１’に対応した検出信号ＳＩＧ１の信号値を、信号値Ｉ１とする。
【００５３】
Ａフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase180のタイミングでタップ５１−２のＦＤ６３−２に蓄積される電荷を電荷Ｑ２とすると、Ａフレーム期間では、Ａフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ２’がＦＤ６３−２に蓄積される。そして、ＦＤ６３−２に蓄積された電荷Ｑ２’が、読み出し期間において、ＦＤ６３−２から検出信号ＳＩＧ２に該当する信号として読み出される。この電荷Ｑ２’に対応した検出信号ＳＩＧ２の信号値を、信号値Ｉ２とする。
【００５４】
Ｂフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase90のタイミングでタップ５１−１のＦＤ６３−１に蓄積される電荷を電荷Ｑ３とすると、Ｂフレーム期間では、Ｂフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ３’がＦＤ６３−１に蓄積される。そして、ＦＤ６３−１に蓄積された電荷Ｑ３’が、読み出し期間において、ＦＤ６３−１から検出信号ＳＩＧ１に該当する信号として読み出される。この電荷Ｑ３’に対応した検出信号ＳＩＧ１の信号値を、信号値Ｉ３とする。
【００５５】
Ｂフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase270のタイミングでタップ５１−２のＦＤ６３−１に蓄積される電荷を電荷Ｑ４とすると、Ｂフレーム期間では、Ｂフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ４’がＦＤ６３−２に蓄積される。そして、ＦＤ６３−２に蓄積された電荷Ｑ４’が、読み出し期間において、ＦＤ６３−２から検出信号ＳＩＧ２に該当する信号として読み出される。この電荷Ｑ４’に対応した検出信号ＳＩＧ２の信号値を、信号値Ｉ４とする。
【００５６】
これらの信号値Ｉ１、信号値Ｉ２、信号値Ｉ３、信号値Ｉ４の配分比で遅延時間Ｔｄに対応するずれ量θを検出することができる。すなわち、位相ずれ量θに基づいて遅延時間Ｔｄが求められるので、遅延時間Ｔｄにより対象物までの距離が求められる。
【００５７】
位相ずれ量θは、次式（１）により求められ、対象物までの距離Ｄは、次式（２）により演算される。式（２）において、Ｃは光速であり、Ｔｐはパルス幅を表す。
【００５８】
【数１】
2020122774.tif 000003
【００５９】
【数２】
2020122774.tif 000004
【００６０】
このようにして、所定の対象物までの距離を算出することができる。このような測距方式によると、環境光による影響を低減した測距を行える。上記および以下の説明においては、発光パルス光の反射光のみを受光することを前提としているが、実際には、発光パルス光以外にも、さまざまな環境光も同時に受光される。よって、フォトダイオード６１で蓄積される電荷は、発光パルス光と環境光によるものとなる。
【００６１】
しかしながら、環境光は、パルス周期に対して定常と見なすことができ、定常光である場合、信号値Ｉ１、信号値Ｉ２、信号値Ｉ３、信号値Ｉ４に同等なオフセットとして重畳されていることになる。よって、式（１）の演算において環境光による成分（オフセット成分）は、キャンセルされ、測距結果には影響を及ぼさない。
【００６２】
ところで、図５を参照して説明したような測距方式で測距を行う測距装置１０が、複数台あった場合、他の測距装置による発光による影響を受ける可能性がある。例えば、図６に示すように、測距装置１０Ａと測距装置１０Ｂが、同じタイミングで物体８１を測距した場合を考える。
【００６３】
測距装置１０Ａは、照射光Ｌａを物体８１に照射し、その反射光Ｒａを受光する。測距装置１０Ｂは、照射光Ｌｂを物体８１に照射し、その反射光Ｒｂを受光する。測距装置１０Ａが受光する反射光Ｒａには、測距装置１０Ａが照射した照射光Ｌａによる反射光と測距装置１０Ｂが照射した照射光Ｌｂによる反射光が含まれる。
【００６４】
再度図５を参照するに、例えば、電荷Ｑ１は、測距装置１０Ａからの照射光Ｌａと測距装置１０Ｂの照射光Ｌｂが物体８１に照射された結果、蓄積された電荷となる。照射光Ｌａと照射光Ｌｂは、ともにパルス光であるため、上記した環境光と異なり、オフセット成分としてキャンセルされないため、測距装置１０Ａは測距装置１０Ｂの照射光Ｌｂの影響を受け、正確な測距を行えない可能性がある。このようなことは、測距装置１０Ｂにおいても起こる可能性がある。
【００６５】
このように、高速に点滅するパルス光を発光し、そのパルス光に同期させた受光動作により測距を行う測距装置が、複数台同時に稼働している場合、発光されるパルス光のパターンが干渉し合い、干渉光による影響で正確な測距が行えない可能性がある。
【００６６】
そこで複数台の測距装置が同時に稼働しているような状況であっても、個々の測距装置に干渉光による影響がないように、正確な測距が行える本技術を適用した測距方法について説明する。
【００６７】
＜本技術を適用した測距方法＞
本技術を適用した測距方法で測距を行う測距装置の構成は、図１乃至３に示した構成である。図７、図８を参照し、図１乃至３に示した構成を有する測距装置１０における本技術を適用した測距方法について説明する。
【００６８】
図５を参照して説明した場合と同じく、１つのフォトダイオード６１に蓄積された電荷を２つのタップ５１を用いて読み出す２タップ方式であり、４つのフェーズ（Phase）を用いた検出方法である2Tap-4Phase方式を例に挙げて説明する。
【００６９】
距離画像を生成する１フレーム期間は、Ａフレーム（A frame）とＢフレーム（B frame）の２つのフレームから構成される。図７は、Ａフレーム時の測距方式について説明するための図であり、図８は、Ｂフレーム時の測距方式について説明するための図である。
【００７０】
ＡフレームとＢフレームは、それぞれさらにサブフレームに分割される。１サブフレームは、Ａフレーム（Ｂフレーム）の露光期間を複数に分割したときの１期間を示す。
【００７１】
Ａフレームを、ｎ個のサブフレームに分割した場合、Ｂフレームもｎ個のサブフレームに分割される。すなわち、Ａフレーム内のサブフレームの数とＢフレーム内のサブフレームの数は、同一数とされる。Ａフレーム（Ｂフレーム）内のサブフレームの数ｎは、２以上とされる。
【００７２】
このサブフレームの個数は、固定であっても可変であっても良い。可変とされた場合、距離画像生成単位毎に、個数が変更されるようにしたり、所定の時間が経過する毎に変更されるようにしたりすることができる。
【００７３】
１つのサブフレームの期間は、期間Ｔｍとする。期間Ｔｍは、照射光の照射時間Ｔｐの整数倍の長さとされる。期間Ｔｍは、最小で照射時間Ｔｐとすることができる。また、期間Ｔｍは、最大でＡフレーム露光期間の半分とすることができる。すなわち、期間Ｔｍは、最小で期間Ｔｍ＝期間Ｔｐとすることができ、最大で期間Ｔｍ＝（Ａフレームの露光期間）／２とすることができる。サブフレームの個数を可変とした場合、期間Ｔｍに関するこれらの条件が満たされる範囲内での個数に設定される。
【００７４】
１つのサブフレーム期間内で、発光部１４（図１）から、照射時間Ｔｐで照射のオン／オフを繰り返すように変調された照射光が出力される。照射をオンするタイミングとして、２つの位相が設定されている。サブフレーム期間内では、複数回の照射が行われるが、サブフレーム期間内の最初の照射がオンにされるタイミングは、設定されている位相に基づいて制御される。
【００７５】
位相としては、位相０と位相１が設定されている。位相０は、照射をオンするタイミングとして位相ずれがない状態で行う位相（以下、適宜、位相０の発光モードまたは単に位相０と記述する）であり、位相１は、照射をオンするタイミングとして１８０度のずれがある状態で行う位相（以下、適宜、位相１の発光モードまたは単に位相１と記述する）である。ここでは位相の発光モードとして、２つの発光モードが設定されている場合を例に挙げて説明を続ける。
【００７６】
位相０の発光モードが設定された場合、発光部１４は、サブフレーム開始時から発光を行う。換言すれば、位相０の発光モードが設定されたサブフレームにおいては、位相が０度の状態での発光パターンで、発光部１４による照射光の発光が行われる。この発光に合わせて転送制御信号ＴＲＴ１がオンにされる。転送制御信号ＴＲＴ２は、転送制御信号ＴＲＴ１に対して１８０度位相がずれたタイミングでオンにされる。位相０の場合、図５を参照して説明した場合と同じ動作が行われる。
【００７７】
位相１の発光モードが設定された場合、発光部１４は、サブフレーム開始時から位相が１８０度進んだ時点から発光を行う。換言すれば、位相１の発光モードが設定されたサブフレームにおいては、位相が１８０度の状態での発光パターンで、発光部１４による照射光の発光が行われる。位相１では、発光パルス自体を、位相０のときとは逆相、すなわち１８０度遅延される。転送制御信号ＴＲＴ１は、位相０の発光モードの場合と同じく、発光が開始された時点でオンにされ、転送制御信号ＴＲＴ２は、１８０度ずらした位相のタイミングで、オンにされる。
【００７８】
図７を参照するに、Ａフレームにおいて、サブフレーム期間Ｔｍ１は位相０の発光モードに設定され、サブフレーム期間Ｔｍ２は位相１の発光モードに設定され、サブフレーム期間Ｔｍ３は位相１の発光モードに設定され、サブフレーム期間Ｔｍ４は位相０の発光モードに設定されている。
【００７９】
サブフレーム期間Ｔｍ１は、位相０の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ１が開始される時点で、位相のずれがない状態で、照射光の照射がオンにされる。また、サブフレーム期間Ｔｍ１においては、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と同一の位相（Phase0）のタイミングでオンにされ、タップ５１−１により受光が開始される。また、転送制御信号ＴＲＴ２が、照射光と１８０度ずらした位相（Phase180）のタイミングでオンにされ、タップ５１−２により受光が開始される。
【００８０】
サブフレーム期間Ｔｍ２は、位相１の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ２が開始される時点より１８０度、位相がずれた後の時点で、照射光の照射がオンにされる。また、サブフレーム期間Ｔｍ２においては、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と同一の位相（Phase0）のタイミングでオンにされるため、サブフレーム期間Ｔｍ２の開始時点よりも１８０度位相がずれた時点でオンにされ、タップ５１−１により受光が開始される。また、転送制御信号ＴＲＴ２が、照射光と１８０度ずらした位相（Phase180）のタイミングでオンにされるため、サブフレーム期間Ｔｍ２の開始時点よりも３６０度位相がずれた時点でオンにされ、タップ５１−２により受光が開始される。
【００８１】
サブフレーム期間Ｔｍ３は、位相１の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ２と同様の動作が実行される。サブフレーム期間Ｔｍ４は、位相０の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ１と同様の動作が実行される。
【００８２】
このように、Ａフレーム期間においては、サブフレーム期間毎に、位相０の発光モードまたは位相１の発光モードが設定され、その設定されている位相に基づいて、発光部１４の発光の開始のタイミングが制御される。
【００８３】
Ｂフレーム期間においてもＡフレーム期間と同一の位相が設定される。図８を参照するに、Ｂフレーム期間においても、Ａフレーム期間と同じく、サブフレーム期間Ｔｍ１’（Ａフレーム期間のサブフレーム期間と区別するために、Ｂフレーム期間のサブフレーム期間には、ダッシュを付して記載する）は位相０の発光モードに設定され、サブフレーム期間Ｔｍ２’は位相１の発光モードに設定され、サブフレーム期間Ｔｍ３’は位相１の発光モードに設定され、サブフレーム期間Ｔｍ４’は位相０の発光モードに設定されている。
【００８４】
サブフレーム期間Ｔｍ１’は、位相０の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ１’が開始される時点で、位相のずれがない状態で、照射光の照射がオンにされる。また、サブフレーム期間Ｔｍ１’においては、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と９０度ずらした位相（Phase90）のタイミングでオンにされ、タップ５１−１により受光が開始される。また、転送制御信号ＴＲＴ２が、照射光と２７０度ずらした位相（Phase270）のタイミングでオンにされ、タップ５１−２により受光が開始される。
【００８５】
サブフレーム期間Ｔｍ２’は、位相１の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ２’が開始される時点より１８０度、位相がずれた後の時点で、照射光の照射がオンにされる。また、サブフレーム期間Ｔｍ２’においては、転送制御信号ＴＲＴ１が、照射光と９０度ずらした位相（Phase90）のタイミングでオンにされるため、サブフレーム期間Ｔｍ２’の開始時点よりも２７０度位相がずれた時点でオンにされ、タップ５１−１により受光が開始される。また、転送制御信号ＴＲＴ２が、照射光と２７０度ずらした位相（Phase270）のタイミングでオンにされるため、サブフレーム期間Ｔｍ２’の開始時点よりも４５０度位相がずれた時点でオンにされ、タップ５１−２により受光が開始される。
【００８６】
サブフレーム期間Ｔｍ３’は、位相１の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ２’と同様の動作が実行される。サブフレーム期間Ｔｍ４’は、位相０の発光モードに設定されているため、サブフレーム期間Ｔｍ１’と同様の動作が実行される。
【００８７】
このように、発光部１４による発光開始のタイミング、換言すれば位相が、サブフレーム毎に、異なるように制御される。図５を再度参照するに、従来は、発光部１４による発光開始のタイミングは同一であり、例えば、Ａフレーム期間においては、位相が０度で、照射時間Ｔｐで照射のオン／オフを繰り返すように変調された照射光が出力されていた。
【００８８】
これに対して、図７を再度参照するに、例えば、Ａフレーム期間においては、Ａフレーム期間の露光期間を複数のサブフレームに分割し、サブフレーム毎に照射時間Ｔｐで照射のオン／オフの繰り返しの開始の位相が設定される。この位相の設定は、Ａフレーム期間とＢフレーム期間で同一の設定とされる。
【００８９】
この位相０と位相１のどちらの位相で照射を開始するかは、パターン切替部２１（図１）で設定され、設定されたパターンに基づき、発光制御部１５が発光部１４を制御することで、位相０での発光パターンでの発光または位相１での発光パターンでの発光が制御される。
【００９０】
パターン切替部２１は、位相０の発光モードまたは位相１の発光モードの順序を設定する。例えば、上記したように、位相０、位相１、位相１、位相０といった位相の順序を設定する。これを、数字列で表した場合、０１１０となる。このような数字の並びをパターンと表した場合、パターン切替部２１は、所定のタイミングでパターンを切り替えるための処理を行う。
【００９１】
パターン切替部２１は、位相０の発光モードでの発光パターンと位相１の発光モードでの発光パターンをランダムに切り替える。
【００９２】
パターン切替部２１がパターンを切り替える所定のタイミングとは、距離画像生成単位毎とし、１枚の距離画像を生成するためのＡフレームとＢフレームが取得される毎に、パターンが切り替えられるようにすることができる。
【００９３】
または、所定の時間経過後にパターンが切り替えられるようにすることができる。例えば、距離画像を所定の枚数生成する毎に、パターンが切り替えられるようにすることができる。
【００９４】
または、測距装置１０が測距を開始するとき、例えば、測距装置１０の電源がオンにされたときに、パターンが設定されるようにすることができる。
【００９５】
または、パターン切替部２１は、製造時などに、生成され発光モードの順に関する情報（パターン）を記憶し、その記憶されているパターンを、パターンを切り替えるタイミングで読み出すようにしても良い。パターン切替部２１がパターンを記憶しているように構成する場合、測距装置１０毎に異なるパターンが記憶される。
【００９６】
記憶されているパターンは、位相０の発光モードまたは位相１の発光モードを表す数字列とすることができ、数字列の数字の個数は、Ａフレーム（Ｂフレーム）の分割数（１フレームに含まれるサブフレームの数）と同数、またはそれ以上の数とすることができる。例えば、１フレームが１０個のサブフレームで構成される場合、数字列は１０個の数字の列であっても良いし、１０個以上の数字の列であっても良い。
【００９７】
また、１フレームに含まれるサブフレームの数以上の数字の列を記憶するようにした場合、サブフレームの数と同数の数字からなる列が、記憶されている数字列から読み出されるようにし、読み出される位置が、ランダムに選択されるようにしても良い。
【００９８】
例えば、１フレームが１０個のサブフレームで構成される場合であり、数字列として、１００個の数字からなる数字列を記憶しているようにした場合、１００個の数字列のうち、１０個の数字列が読み出される。この読み出される数字列の開始位置は、ランダムに設定され、例えば、先頭から１０個目の数字から１０個の数字列が読み出されたり、先頭から３０個目の数字から１０個の数字列が読み出されたりするようにしても良い。
【００９９】
パターン切替部２１が、パターンを生成する場合、乱数を発生する乱数発生部（不図示）を備え、乱数発生部により発生された疑似乱数により、ランダムにパターンが設定される。
【０１００】
このように、パターン切替部２１の指示により発光パルスの位相が設定される。
【０１０１】
設定されたパターンは、ＡフレームとＢフレームで共通とされる。よって、図７に示したように、Ａフレームにおいて、位相０、位相１，位相１、位相０というパターン（数字列で表すと０１１０というパターン）が設定された場合、図８に示したように、Ｂフレームにおいても、位相０、位相１、位相１、位相０というパターン（数字列で表すと０１１０というパターン）が設定される。
【０１０２】
このように、発光部１４の発光の開始タイミングは、１つのフレーム内において変化するように構成されている。また、この発光の開始タイミングに合わせた、読み出しのタイミングとされる。
【０１０３】
照射光の発光のタイミングが変化するように制御される場合も、図５を参照して説明した場合と同じく、信号値Ｉ１、信号値Ｉ２、信号値Ｉ３、信号値Ｉ４の配分比で遅延時間Ｔｄに対応するずれ量θを検出することで、対象物までの距離が算出される。
【０１０４】
Ａフレーム期間（図７）において、照射時間ＴｐでPhase0のタイミングでタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｑ１が蓄積される。Ａフレーム期間では、Ａフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ１’がＦＤ６３−１に蓄積される。そして、ＦＤ６３−１に蓄積された電荷Ｑ１’に対応した検出信号ＳＩＧ１の信号値Ｉ１が、読み出し期間において、ＦＤ６３−１から読み出される。
【０１０５】
Ａフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase180のタイミングでタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｑ２が蓄積される。Ａフレーム期間では、Ａフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ２’がＦＤ６３−２に蓄積される。そして、ＦＤ６３−２に蓄積された電荷Ｑ２’に対応した検出信号ＳＩＧ２の信号値Ｉ２が、読み出し期間において、ＦＤ６３−２から読み出される。
【０１０６】
Ｂフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase90のタイミングでタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｑ３が蓄積される。Ｂフレーム期間では、Ｂフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ３’がＦＤ６３−１に蓄積される。そして、ＦＤ６３−１に蓄積された電荷Ｑ３’に対応した検出信号ＳＩＧ１の信号値Ｉ３が、読み出し期間において、ＦＤ６３−１から読み出される。
【０１０７】
Ｂフレーム期間において、照射時間ＴｐでPhase270のタイミングでタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｑ４が蓄積される。Ｂフレーム期間では、Ｂフレーム期間内での照射時間Ｔｐの累積時間に応じた電荷Ｑ４’がＦＤ６３−２に蓄積される。そして、ＦＤ６３−２に蓄積された電荷Ｑ４’に対応した検出信号ＳＩＧ２の信号値Ｉ４が、読み出し期間において、ＦＤ６３−２から読み出される。
【０１０８】
これらの信号値Ｉ１、信号値Ｉ２、信号値Ｉ３、信号値Ｉ４の配分比で遅延時間Ｔｄに対応するずれ量θを検出することができる。すなわち、位相ずれ量θに基づいて遅延時間Ｔｄが求められるので、遅延時間Ｔｄにより対象物までの距離が求められる。
【０１０９】
位相ずれ量θは、上述した式（１）により求められ、対象物までの距離Ｄは、上述した式（２）により算出される。
【０１１０】
このようにして、所定の対象物までの距離を算出することができる。このような測距方式によると、環境光による影響を低減した測距を行える。さらに、図７、図８を参照して説明したように、照射光の発光開始のタイミング（位相）をサブフレーム毎に設定することで、測距装置が複数同時に稼働している状況が発生した場合でも、発光されるパルス光のパターンが干渉し合うようなことを防ぎ、正確な測距が行えるようになる。
【０１１１】
すなわち、高速に点滅するパルス光を発光し、そのパルス光に同期させた受光動作により測距を行う測距装置が複数同時に稼働している状況が発生した場合であっても、個々の測距装置が干渉光による影響を受けずに、正確な測距が行える。このことについて、さらに説明を加える。
【０１１２】
図９に示した図は、他機が自機に与える影響が除去できること、換言すれば干渉光が与える影響を除去できることについて説明するための図である。図９の上図に示した図は、図７に示した場合と同じくＡフレーム時の測距動作について説明するための図であり、図９の下図は、Ｂフレーム時の測距動作について説明するための図である。図９では、自機が発した照射光による反射光だけでなく、他機が発した照射光による反射光を干渉光として追加記載してある。
【０１１３】
自機を測距装置１０Ａとし、他機を測距装置１０Ｂとし、状況としては、図６に示した場合のように、測距装置１０Ａと測距装置１０Ｂが近傍に位置し、物体８１の位置を測距している状態であるとする。
【０１１４】
測距装置１０Ａは、図７、図８を参照して説明したように照射光を、位相を変えながら照射するのに対して、測距装置１０Ｂは、照射光の位相を変えずに照射する。図９に示した例では、測距装置１０Ａは、位相０の発光モードと位相１の発光モードを交互に変えて光を照射する。測距装置１０Ｂは、位相０の発光モードで連続的に光を照射する。換言すれば、測距装置１０Ｂは、従来の測距装置と同じく、図５を参照して説明したような光の照射を行う、または、位相パターンとして、位相０が連続するパターンが設定されたときの光の照射を行う。
【０１１５】
Ａフレームの位相０で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｑ１−０が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｒ１−０が蓄積される。
【０１１６】
Ａフレームの位相０で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｑ２−０が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｒ２−０が蓄積される。
【０１１７】
Ａフレームの位相１で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｑ１−１が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｒ１−１が蓄積される。
【０１１８】
Ａフレームの位相１で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｑ２−１が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｒ２−１が蓄積される。
【０１１９】
Ｂフレームの位相０で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｑ３−０が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｒ３−０が蓄積される。
【０１２０】
Ｂフレームの位相０で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｑ４−０が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｒ４−０が蓄積される。
【０１２１】
Ｂフレームの位相１で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｑ３−１が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−１のＦＤ６３−１に電荷Ｒ３−１が蓄積される。
【０１２２】
Ｂフレームの位相１で照射が行われているとき、測距装置１０Ａが照射した光による反射光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｑ４−１が蓄積される。また測距装置１０Ｂが照射した光による干渉光を受光することで、測距装置１０Ａのタップ５１−２のＦＤ６３−２に電荷Ｒ４−１が蓄積される。
【０１２３】
このように、測距装置１０Ａは、測距装置１０Ｂの干渉光による影響を受け、例えば、Ａフレームの位相０で照射が行われているとき、測距装置１０ＡのＦＤ６３−１には、電荷Ｑ１−０と電荷Ｒ１−０が蓄積され、ＦＤ６３−２には、電荷Ｑ２−０と電荷Ｒ２−０が蓄積される。また、Ａフレームの位相１で照射が行われているとき、測距装置１０ＡのＦＤ６３−１には、電荷Ｑ１−１と電荷Ｒ１−１が蓄積され、ＦＤ６３−２には、電荷Ｑ２−１と電荷Ｒ２−１が蓄積される。
【０１２４】
位相０で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ１−０と位相１で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ１−１を加算した値を値Ｒ１とする。位相０で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ２−０と位相１で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ２−１を加算した値を値Ｒ２とする。
【０１２５】
この値Ｒ１と値Ｒ２は、同一（略同一）となる。よって、上記した位相を求める式（１）において、値Ｉ１に該当する値Ｒ１と値Ｉ２に該当する値Ｒ２は減算されるため、干渉光の受光成分はキャンセルされ、位置検出時の干渉光による影響をなくすことができる。
【０１２６】
このように、Ａフレームにおいては、干渉光による受光成分による影響を除去することができ、位置検出の精度が低減するようなことを防ぐことができる。また、Ｂフレームにおいても、Ａフレームと同様に、干渉光の受光成分はキャンセルされ、位置検出時の干渉光による影響を低減させることができる。
【０１２７】
すなわちＢフレームにおいても、図９の下図に示したように、位相０で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ３−０と位相１で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ３−１を加算した値を値Ｒ３とする。位相０で照射されているとき干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ４−０と位相１で照射されているときに干渉光による影響で蓄積された電荷Ｒ４−１を加算した値を値Ｒ４とする。
【０１２８】
この値Ｒ３と値Ｒ４は、同一（略同一）となる。よって、上記した位相を求める式（１）において、値Ｉ３に該当する値Ｒ３と値Ｉ４に該当する値Ｒ４は減算されるため、干渉光の受光成分はキャンセルされ、位置検出時の干渉光による影響をなくすことができる。
【０１２９】
このことを、式（１）に数値を代入して表すと、次式（３）のようになる。
【０１３０】
【数３】
2020122774.tif 000005
【０１３１】
式（３）において、Ｒ１＝Ｒ２であり、Ｒ３＝Ｒ４であるため、結果的に、式（１）と同一の式となる。このように式からも、本技術を適用することで干渉光による影響をなくすことができることが確認できる。
【０１３２】
このように、それぞれの測距装置１０が固有の乱数パターンにより、位相発光モードの配列順序が決定されるようにすることで、複数の測距装置１０が近傍にあり、他の測距装置１０Ａからの影響を受けるような場合であっても、他の測距装置１０の発光のパターンは、自己の測距装置１０の読み出しタイミングとの相関関係が失われるようにすることができ、他の測距装置１０の受光成分は、タップ５１−１とタップ５１−２に均等に配分されるようにすることができる。
【０１３３】
よって、位相の検出式である上記した式（１）において、他の測距装置１０の受光成分は、キャンセルされるため、他の測距装置１０の発光のパターンに干渉されることなく、距離検知が可能となる。
【０１３４】
なお、図９を参照した説明は２台の測距装置１０Ａと測距装置１０Ｂが近傍にある場合であり、測距装置１０Ｂが、位相０で連続的に発光する場合を例に挙げて説明したが、本技術を適用した測距装置１０が複数台近接する場合でも、他の測距装置１０が発する光の発光パターンに干渉されることなく、距離検知が可能である。
【０１３５】
複数の測距装置１０は、それぞれ位相０の発光モードと位相１の発光モードのパターンが設定され、設定されたパターンに基づく発光制御を行う。複数の測距装置１０のうちの１台の測距装置１０に注目したとき、他の測距装置１０の発光パターンと自己の読み出し位相（上記した例では、Ｑ１乃至Ｑ４の読み出す４Phase）の相関は低くなる。相関が低くなることで、他の測距装置１０からの受光信号は、各Phaseに略均等に分散されることになる。よって、位相の検出式である上記した式（１）において、他の測距装置１０からの受光信号による成分はキャンセルされることになる。
【０１３６】
よって、複数台の測距装置１０が、それぞれ、発光のパターンを設定することで、それぞれの測距装置１０が、他の測距装置１０の影響を受けることなく、距離を検知することが可能となる。
【０１３７】
また、複数台の測距装置１０のうち、本技術を適用していない測距装置１０が混ざっていたとしても、その測距装置１０の発光による影響を受けずに距離を検知することが可能である。例えば、図９の測距装置１０Ｂが発光のパターンを変更することなく、位相０で連続的に発光するような装置が近接しているような場合であっても、図９を参照して説明したように、測距装置１０Ａは、測距装置１０Ｂによる影響を受けずに距離を検出することができる。
【０１３８】
本技術を適用することで、他の測距装置１０の発光による反射光は、定常的な環境光と同等に扱うことができ、測距をより精度良く行うことが可能となる。
【０１３９】
測距を行う装置ではないが、光を点滅するような装置があり、そのような装置の点滅光と干渉し、影響を受けるような場合であっても、本技術を適用した測距装置１０であれば、上記した場合と同じく、点滅光による干渉をキャンセルすることができ、距離を精度良く検出することができる。すなわち、本技術によれば、さまざまな光点滅ノイズに対しても、その影響（干渉）を低減することができ、より精度良く距離を検出することができる。
【０１４０】
また、本技術による発光は、パルス周期Ｔｐ内で位相の変調を行うため、光を照射する総時間を変えずに行うことができる。例えば、特許文献２，３では、干渉を防ぐために、発光しない期間を設けることが提案されているが、発光しない期間を設けることで、例えば、１距離画像生成期間（１フレーム）内で発光している総時間が短くなり、検出感度が低下する可能性があった。または、発光の総時間を、本技術を適用した場合と同等にするためには、発光しない期間分があることで、パルス周期Ｔｐが大きくなり、露光感度が低下する可能性があった。
【０１４１】
しかしながら、上記したように本技術による発光は、パルス周期Ｔｐ内で位相の変調を行うため、光を照射する総時間を変えずに行うことができる。よって、露光感度を低下させることなく、他の装置との干渉を回避することができる。
【０１４２】
上記した実施の形態においては、位相の発光モードが、位相０（＝０度）の発光モードと位相１（＝１８０度）の発光モードの場合を例に挙げて説明したが、さらに他の位相の発光モードが設定されていても良い。例えば、図１０に示すように、４つの位相の発光モードが設定され、それらの位相の発光モードが疑似乱数を発生させることで変更されるようにしても良い。
【０１４３】
図１０を参照するに、位相の発光モードとしては、位相０の発光モード、位相１の発光モード、位相２の発光モード、および位相３の発光モードが設定されている。位相０の発光モードは、照射をオンするタイミングとして位相ずれがない状態で行う位相であり、位相１の発光モードは、照射をオンするタイミングとして９０度のずれがある状態で行う位相である。
【０１４４】
位相２の発光モードは、照射をオンするタイミングとして１８０度のずれがある状態で行う位相であり、位相３の発光モードは、照射をオンするタイミングとして２７０度のずれがある状態で行う位相である。
【０１４５】
位相０の発光モードが設定された場合、発光部１４は、サブフレーム開始時から発光を行う。位相１の発光モードが設定された場合、発光部１４は、サブフレーム開始時から位相が９０度進んだ時点から発光を行う。
【０１４６】
位相２の発光モードが設定された場合、発光部１４は、サブフレーム開始時から位相が１８０度進んだ時点から発光を行う。位相３の発光モードが設定された場合、発光部１４は、サブフレーム開始時から位相が２７０度進んだ時点から発光を行う。
【０１４７】
このように、４種の位相の発光モードを設定し、上記した実施の形態と同じく、疑似乱数を生成し、その疑似乱数に応じて、発光のパターンが設定されるようにしても良い。本技術は、２種の位相発光モード、３種の位相発光モード、または４種の位相発光モードが設定されている場合に適用できる。また例えば、２種の位相発光モードが設定されている場合、上記した例では、位相０（＝０度）と位相１（＝１８０度）である場合を例に挙げて説明したが、この組み合わせに限定されるわけではなく、例えば、０度と９０度の位相の発光モードが設定されていたり、９０度と２７０度の位相の発光モードが設定されていたりする場合にも本技術を適用できる。
【０１４８】
さらに、４種以上の位相の発光モードを設定するような場合であっても、本技術を適用できる。位相として、０乃至３５９度まで設定されるようにしても良い。仮に１度ずつ位相が設定されているようにした場合、０乃至３５９度に対応する位相０乃至位相３５９の発光モードが設定され、これら位相０乃至位相３５９の発光モードの組み合わせによる発光パターンが設定される。
【０１４９】
１度ずつではなく、１０度毎に位相を設定した場合でも、０乃至３５０度に対応する位相０乃至位相３５の発光モードが設定され、これら位相０乃至位相３５の発光モードの組み合わせによる発光パターンが設定されるため、他の装置と発光パターンが重なる可能性を低くすることができる。
【０１５０】
このように、位相の発光モードは、０度、９０度といった離散的な位相変調であっても良いし、連続位相変調として扱える程度に細かな設定がされた変調であっても良い。連続位相変調と扱える程度に、位相の発光モードが設定される場合、疑似乱数として生成された数値を位相として用いるようにしても良い。例えば、生成された疑似乱数が５０であった場合、位相として５０度が設定されるようにしても良い。
【０１５１】
本技術は、上記した間接ＴＯＦ方式に適用できる。また本技術は、直接ＴＯＦ方式にも適用できる。例えば、直接ＴＯＦ方式であるLIDARシステムなどに本技術を適用することもできる。すなわち、本技術は、直接時間領域で計測する直接ＴＯＦ方式に対して適用できるし、ＴＯＦに依存した物理量の変化とそれを時間的変化に換算するための時間基準を用いて計測する間接ＴＯＦ方式に対しても適用できる。
【０１５２】
また本技術は、測距に係わる装置だけでなく、照射するパルス光による反射光を同期受光する装置であれば適用できる。
【０１５３】
また、上記した実施の形態においては、2Tap-4Phase方式のＴＯＦ型センサの場合を例に挙げて説明をしたが、他の方式のＴＯＦ型センサにも適用できる。例えば、図１１に示すように、4Tap-4Phase方式のＴＯＦ型センサに適用することもできる。
【０１５４】
図１１は、例えば、図７などと同じく、測距装置１０における本技術を適用した測距方法について説明するための図であり、4Tap-4Phase方式における測距方法について説明するための図である。
【０１５５】
4Tap-4Phase方式のＴＯＦ型センサは、上記したタップ５１に該当する読み出し部が４個あるセンサである。図１１に示した例では、転送制御信号ＴＲＴ１で制御されるタップ（タップＴＲＴ１とする）、転送制御信号ＴＲＴ２で制御されるタップ（タップＴＲＴ２とする）、転送制御信号ＴＲＴ３で制御されるタップ（タップＴＲＴ３とする）、および転送制御信号ＴＲＴ４（タップＴＲＴ４とする）で制御されるタップが４個のタップに相当する。
【０１５６】
距離画像生成単位である１フレームにおいて、タップＴＲＴ１で照射光と同一の位相（Phase0）での読み出しが行われ、タップＴＲＴ２で照射光と１８０度ずらした位相（Phase180）での読み出しが行われる。
【０１５７】
またタップＴＲＴ３で照射光と９０度ずらした位相（Phase90）での読み出しが行われ、タップＴＲＴ４で照射光と２７０度ずらした位相（Phase270）での読み出しが行われる。
【０１５８】
このように、4Tap-4Phase方式のＴＯＦ型センサによれば、ＡフレームとＢフレームといった２フレームを用いなくても１フレームで2Tap-4Phase方式と同等の処理を行うことができる。すなわち、本技術は、１フレームを、複数のサブフレームに分割し、サブフレーム毎に、照射光の位相を変更するような場合に適用でき、2Tap-4Phase方式のＴＯＦ型センサであっても、4Tap-4Phase方式のＴＯＦ型センサであっても適用できる。
【０１５９】
上記した実施の形態においては、サブフレーム期間Ｔｍの期間は、固定とされていたが、さらにサブフレーム期間Ｔｍの長さを変え、混信を防ぐ用にすることもできる。
【０１６０】
再度図７を参照する。Ａフレームは、ｎ個のサブフレームに分割されているが、ｎ個のサブフレームのそれぞれの期間Ｔｍ１、Ｔｍ２〜Ｔｍｎは、同一の長さに設定されている。このサブフレームの期間Ｔｍの長さを変えるようにしても良い。図７に示した例では、期間Ｔｍ１、Ｔｍ２〜Ｔｍｎの個々の長さを異なる長さとしても良い。
【０１６１】
期間Ｔｍの長さを異なる長さとする場合に、上記した位相のパターンと同じく、疑似乱数を発生することで位相のパターンを設定したり、予め位相のパターンを記憶しておき必要に応じて読み出すようにしたりするようにしても良い。サブフレームの期間Ｔｍのパターンと、サブフレームの発光のパターンをともに変えるようにすることで、他の装置のパルス光のパターンと重なる可能性をより低くすることができ、より干渉光による影響を低減させた測距を行うことが可能となる。
【０１６２】
＜記録媒体について＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１６３】
図１２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。コンピュータにおいて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３は、バス２０４により相互に接続されている。バス２０４には、さらに、入出力インタフェース２０５が接続されている。入出力インタフェース２０５には、入力部２０６、出力部２０７、記憶部２０８、通信部２０９、及びドライブ２１０が接続されている。
【０１６４】
入力部２０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部２０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部２０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部２０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ２１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１１を駆動する。
【０１６５】
以上のように構成されるコンピュータでは、ＣＰＵ２０１が、例えば、記憶部２０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース２０５及びバス２０４を介して、ＲＡＭ２０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１６６】
コンピュータ（ＣＰＵ２０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア２１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１６７】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア２１１をドライブ２１０に装着することにより、入出力インタフェース２０５を介して、記憶部２０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部２０９で受信し、記憶部２０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ＲＯＭ２０２や記憶部２０８に、予めインストールしておくことができる。
【０１６８】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１６９】
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１７０】
図１３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。
【０１７１】
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１３に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（Interface）１２０５３が図示されている。
【０１７２】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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１２０３０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。
【０１８０】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１３の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１８１】
図１４は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１８２】
図１４では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１８３】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１８４】
なお、図１４には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１８５】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１８６】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１８７】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１８８】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１８９】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１９０】
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。
【０１９１】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１９２】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
照射光を発光する発光部と、
前記照射光が対象物において反射した反射光を受光する受光部と、
前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、
前記発光部を制御する発光制御部と
を備え、
前記発光制御部は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて前記発光部の発光を制御する
測距装置。
（２）
前記発光制御部は、前記第１の発光モードと前記第２の発光モードをランダムに切り替える
前記（１）に記載の測距装置。
（３）
前記所定のフレームは、第１のサブフレームと第２のサブフレームを有し、
前記発光制御部は、前記第１のサブフレームにおいて前記第１の発光モードを適用し、前記第２のサブフレームにおいて前記第２の発光モードを適用する
前記（１）または（２）に記載の測距装置。
（４）
前記発光部は、パルス光を発光し、
前記第１の発光モードと前記第２の発光モードは、前記パルス光の位相が異なる
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の測距装置。
（５）
前記位相は、離散的、または連続的に設定されている
前記（４）に記載の測距装置。
（６）
前記位相は、０度、９０度、１８０度、２７０度のいずれかである
前記（４）に記載の測距装置。
（７）
前記発光部は、パルス光を発光し、
前記第１の発光モードと前記第２の発光モードは、前記パルス光の発光開始のタイミングが異なる
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の測距装置。
（８）
前記第１のサブフレームの期間と前記第２のサブフレームの期間は、異なる長さに設定される
前記（３）に記載の測距装置。
（９）
前記発光制御部は、記憶されている発光モードの順に関する情報に基づき、前記第１の発光モードと前記第２の発光モードを切り替える
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の測距装置。
（１０）
前記所定のフレームにおいて、前記受光部で前記反射光が受光されることにより発生した電荷を、第１のタップと第２のタップに振り分け、前記第１のタップに蓄積された電荷に応じた第１の検出信号と、前記第２のタップに蓄積された電荷に応じた第２の検出信号を検出し、
前記所定のフレームの次のフレームにおいて、前記受光部で前記反射光が受光されることにより発生した電荷を、前記第１のタップと前記第２のタップに振り分け、前記第１のタップに蓄積された電荷に応じた第３の検出信号と、前記第２のタップに蓄積された電荷に応じた第４の検出信号を検出し、
前記算出部は、前記第１乃至第４の検出信号を用いて前記対象物までの距離を算出する
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の測距装置。
（１１）
前記所定のフレームにおいて、前記受光部で前記反射光が受光されることにより発生した電荷を、第１乃至第４のタップに振り分け、前記第１のタップに蓄積された電荷に応じた第１の検出信号、前記第２のタップに蓄積された電荷に応じた第２の検出信号、前記第３のタップに蓄積された電荷に応じた第３の検出信号、前記第４のタップに蓄積された電荷に応じた第４の検出信号を検出し、
前記算出部は、前記第１乃至第４の検出信号を用いて前記対象物までの距離を算出する
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の測距装置。
（１２）
間接型のＴＯＦ（Time Of Flight)センサである
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の測距装置。
（１３）
直接型のＴＯＦ（Time Of Flight)センサである
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の測距装置。
（１４）
前記発光制御部は、前記所定のフレーム内において、前記第１の発光モードと、前記第２の発光モードと、前記第１および第２の発光モードとは異なる第３の発光モードと、前記第１乃至第３の発光モードとは異なる第４の発光モードと、を切り替えて前記発光部の発光を制御する
前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の測距装置。
（１５）
前記第２の発光モードは、前記第１の発光モードに対して９０度位相が異なり、
前記第３の発光モードは、前記第１の発光モードに対して１８０度位相が異なり、
前記第４の発光モードは、前記第１の発光モードに対して２７０度位相が異なる
前記（１４）に記載の測距装置。
（１６）
測距処理を行う測距装置が、
照射光を発光することと、
前記照射光が対象物において反射した反射光を受光することと、
前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出することと、
前記照射光の発光を制御することと
を含み、
前記発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光を制御する
測距方法。
（１７）
測距処理を行う測距装置のコンピュータに、
照射光を発光することと、
前記照射光が対象物において反射した反射光を受光することと、
前記照射光の発光から前記反射光の受光までの時間に基づいて、前記対象物までの距離を算出することと、
前記照射光の発光を制御することと
を含み、
前記発光の制御は、所定のフレーム内において、第１の発光モードと、前記第１の発光モードとは異なる第２の発光モードと、を切り替えて発光を制御する
処理を実行させるためのプログラム。
【符号の説明】
【０１９３】
１０  測距装置，  １１  レンズ，  １２  受光部，  １３  信号処理部，  １４  発光部，  １５  発光制御部，  ２１  パターン切替部，  ２２  距離画像生成部，  ３１  フォトダイオード，  ４１  画素アレイ部，  ４２  垂直駆動部，  ４３  カラム処理部，  ４４  水平駆動部，  ４５  システム制御部，  ４６  画素駆動線，  ４７  垂直信号線，  ４８  信号処理部，  ５０  画素，  ５１  タップ，  ６１  フォトダイオード，  ６２  転送トランジスタ，  ６３  ＦＤ部，  ６４  選択トランジスタ，  ６５  リセットトランジスタ，  ８１  物体
【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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【図１４】
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