(57)【要約】【課題】直接ＴｏＦ方式においてより高精度な測距を可能とする。【解決手段】受光装置は、受光素子を含む受光部と、光源を発光させるためのトリガを発行する発光制御部と、光源を含む光源部から、光源が発光した発光タイミングに応じて出力されるフィードバック信号を受信する受信部と、フィードバック信号が受信部に受信された受信タイミングがトリガが発行された発行タイミングに対して遅延した遅延時間を取得する遅延取得部と、発光制御部によるトリガの所定回数の発行に応じて遅延取得部により取得された複数の遅延時間の代表値を取得する代表値取得部と、を備える。【選択図】図９
2020153909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子を含む受光部と、
光源を発光させるためのトリガを発行する発光制御部と、
前記光源を含む光源部から、該光源が発光した発光タイミングに応じて出力されるフィードバック信号を受信する受信部と、
前記フィードバック信号が前記受信部に受信された受信タイミングが前記トリガが発行された発行タイミングに対して遅延した遅延時間を取得する遅延取得部と、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記遅延取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する代表値取得部と、
前記発光タイミングと前記受光素子の受光タイミングとに基づく信号処理を行う信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、
前記発光タイミングを前記代表値に基づき補正する
受光装置。
【請求項２】
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれるランダムノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を取得する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項３】
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の状態に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項４】
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の温度に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項５】
前記代表値取得部は、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した複数の前記遅延時間の代表値を取得する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項６】
前記代表値取得部は、前記代表値として、
前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得した第１の代表値と、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した第２の代表値と、
を取得し、
前記第１の代表値と前記第２の代表値との差分に基づき前記第１の代表値のエラーを検知するエラー検知部をさらに備える
請求項１に記載の受光装置。
【請求項７】
前記発光制御部は、
前記光源部が光源として含む複数の光源のそれぞれに対して複数回ずつ前記トリガを発行し、
前記遅延取得部は、
前記光源部から前記複数の光源のそれぞれから前記発光制御部により前記複数回ずつ出力された前記トリガ
のそれぞれに対応する前記フィードバック信号が前記受信部に受信された
前記受信タイミングのそれぞれが、該フィードバック信号のそれぞれに対応して前記トリガが発行された前記発行タイミングのそれぞれに対して遅延した前記遅延時間をそれぞれ取得し、
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記複数回ずつの前記トリガの発行の所定回数の実行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項８】
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間に基づく遅延時間ヒストグラムを生成する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項９】
前記受信部は、
第１のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第１の受信部と、
該第１のパルス幅より狭い第２のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第２の受信部と、
を含む請求項１に記載の受光装置。
【請求項１０】
前記受信部は、
位相の異なる複数のクロックに応じて前記フィードバック信号を受信する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項１１】
前記発光タイミングから前記受光装置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計測部と
前記計測値に基づくヒストグラムを生成する生成部をさらに備え、
前記生成部は、
前記代表値取得部により取得された前記代表値に基づき補正した前記計測値を用いて前記ヒストグラムを生成する
請求項１に記載の受光装置。
【請求項１２】
受光素子を含む受光部と、
光源が発光した発光タイミングから前記受光装置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計測部と
前記光源を発光させるためのトリガを発行する発光制御部と、
前記光源を含む光源部から前記発光タイミングに応じて出力されるフィードバック信号を受信する受信部と、
前記フィードバック信号が前記受信部に受信された受信タイミングが前記トリガが発行された発行タイミングに対して遅延した遅延時間を取得する遅延取得部と、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する代表値取得部と、
前記計測値に基づく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、
前記生成部は、
前記代表値取得部により取得された前記代表値に基づき補正した前記計測値を用いて前記ヒストグラムを生成する
測距装置。
【請求項１３】
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれるランダムノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を取得する
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項１４】
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の状態に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項１５】
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の温度に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項１６】
前記代表値取得部は、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した複数の前記遅延時間の代表値を取得する
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項１７】
前記代表値取得部は、前記代表値として、
前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得した第１の代表値と、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した第２の代表値と、
を取得し、
前記第１の代表値と前記第２の代表値との差分に基づき前記第１の代表値のエラーを検知するエラー検知部をさらに備える
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項１８】
前記発光制御部は、
前記光源部が光源として含む複数の光源のそれぞれに対して複数回ずつ前記トリガを発行し、
前記遅延取得部は、
前記光源部から前記複数の光源のそれぞれから前記発光制御部により前記複数回ずつ出力された前記トリガ
のそれぞれに対応する前記フィードバック信号が前記受信部に受信された
前記受信タイミングのそれぞれが、該フィードバック信号のそれぞれに対応して前記トリガが発行された前記発行タイミングのそれぞれに対して遅延した前記遅延時間をそれぞれ取得し、
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記複数回ずつの前記トリガの発行の所定回数の実行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項１９】
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間に基づく遅延時間ヒストグラムを生成する
請求項１２に記載の測距装置。
【請求項２０】
前記受信部は、
第１のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第１の受信部と、
該第１のパルス幅より狭い第２のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第２の受信部と、
を含む請求項１２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、受光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、光源による光の射出を示す射出タイミングから、当該光が被測定物により反射された反射光が受光素子に受光される受光タイミングまでの時間を測定し、測定された時間に基づき、被測定物までの距離を求める。
【０００３】
直接ＴｏＦ方式においては、時間の測定結果から制御部と発光デバイスとの間における内部処理の遅延量を差し引くことで、より高精度な測距が実現可能となる。例えば、発光デバイスは、制御部の発光トリガに応じて発光し、発光のタイミングを示すフィードバック信号を制御部に返す。制御部は、自身が発光トリガを出したタイミングと、フィードバック信号が示すタイミングと、に基づき内部処理の遅延量を求める。制御部は、受光タイミングから発光トリガが出されたタイミングまでの時間から内部処理の遅延量を差し引いた時間に基づき、測距を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１１８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フィードバック信号が制御部に入力される入力タイミングに対して、ノイズなどに起因するばらつきが生じる可能性がある。フィードバック信号の制御部に対する入力タイミングのばらつきは、測距の精度に影響を与えるおそれがある。
【０００６】
本開示は、直接ＴｏＦ方式においてより高精度な測距を可能とする受光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】
【０００７】
本開示に係る受光装置は、受光素子を含む受光部と、光源を発光させるためのトリガを発行する発光制御部と、光源を含む光源部から、光源が発光した発光タイミングに応じて出力されるフィードバック信号を受信する受信部と、フィードバック信号が受信部に受信された受信タイミングがトリガが発行された発行タイミングに対して遅延した遅延時間を取得する遅延取得部と、発光制御部によるトリガの所定回数の発行に応じて遅延取得部により取得された複数の遅延時間の代表値を取得する代表値取得部と、発光タイミングを示す時間情報と受光素子の受光タイミングとに基づく信号処理を行う信号処理部と、を備え、信号処理部は、時間情報を前記代表値に基づき補正する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】各実施形態に適用可能な、受光部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３】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４】各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】各実施形態に適用可能な画素の基本的な構成例を示す図である。
【図６】各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】既存技術による発光制御部の一例の構成を示すブロック図である。
【図８】各実施形態に適用可能な光源部の一例の構成を示すブロック図である。
【図９】第１の実施形態に係る発光制御部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１０Ａ】第１の実施形態に係る発光制御部の動作を示す一例のシーケンスチャートである。
【図１０Ｂ】第１の実施形態に適用可能なフレームＦｒａｍｅおよびスロットＳｌｏｔについて説明するための図である。
【図１１】第１の実施形態に係る遅延量取得処理による効果を説明するための図である。
【図１２】第１の実施形態に係る遅延測定部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施形態に係るＦＢ信号受信部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１４】第１の実施形態に適用可能な第１受信部の一例の構成を示す回路図である。
【図１５】第１の実施形態に係る第２受信部および切替部の一例の構成を示す回路図である。
【図１６】第１の実施形態に係る各計測部における信号の状態を示す一例のシーケンスチャートである。
【図１７】第１の実施形態に適用可能な遅延測定カウンタ部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。
【図１８】第１の実施形態に係る代表値算出部の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。
【図１９】第１の実施形態の変形例に係る遅延量ＦＢdlyによる遅延量ヒストグラムの例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態に係る発光制御部および光源ユニットの一例の構成を示すブロック図である。
【図２１Ａ】第２の実施形態に適用可能な、複数の光源部による走査の例を示す図である。
【図２１Ｂ】第２の実施形態に適用可能な、複数の光源部による走査の例を示す図である。
【図２２】第２の実施形態に係る発光制御部の動作を示す一例のシーケンスチャートである。
【図２３】第３の実施形態に係る発光制御部の一例の構成を示すブロック図である。
【図２４】第３の実施形態に係る発光制御部の動作を示す一例のシーケンスチャートである。
【図２５】第４の実施形態による、第１の実施形態およびその変形例、第２の実施形態、ならびに、第３の実施形態を適用可能な測距装置を使用する使用例を示す図である。
【図２６】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２７】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】
【０００９】
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。
【００１０】
（各実施形態に共通の構成）
本開示は、光子の検出を行う技術に用いて好適なものである。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の一つとして、光子の検出により測距を行う技術について説明する。この場合の測距方式として、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。
【００１１】
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。
【００１２】
ここで、光源部３０１が発光した時刻（発光タイミング）を時間ｔem、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ｔre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)×(ｔem−ｔre)    …（１）
【００１３】
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ｔem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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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ｔre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。
【００１８】
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７と、制御部４と、光学系５と、を含む。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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ｔem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。
【００２２】
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ｔtm）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７に記憶される。
【００２３】
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、発光制御部１０５およびインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６は、１つの半導体チップ上に配置することができる。
【００２４】
これに限らず、測距装置１は、第１の半導体チップと第２の半導体チップとを積層した構成としてもよい。この場合、例えば画素アレイ部１００の一部（受光部など）を第１の半導体チップ上に配置し、測距装置１に含まれる他の部分を第２の半導体チップ上に配置する構成が考えられる。
【００２５】
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。発光制御部１０５は、外部から供給される発光トリガ信号のタイミングを調整し、光源部２を所定のタイミングで発光させるための発光トリガを発行する。発光トリガは、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。
【００２６】
画素アレイ部１００は、行列状に配列される、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。
【００２７】
なお、以下では、走査は、光源部２を発光させ、画素１０からの受光に応じた画素信号の読み出しを、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。なお、生成部１１１は、ヒストグラムを、発光制御部１０５から供給される遅延情報（後述する）に基づき補正した時間情報に基づき作成することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、この測距装置１は、例えば信号処理部１１２を省略した構成とした場合、光を受光し、受光した光に基づき測距を行うための情報を出力する受光装置として考えることができる。
【００３７】
また、上述では、発光制御部１０５が測距装置１の内部に組み込まれているように説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、発光制御部１０５を光源部２側の構成として、測距装置１の外部に設けてもよい。
【００３８】
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４００と、ＰチャネルのＭＯＳトランジスタであるトランジスタ４０１と、インバータ４０２と、を含む。
【００３９】
受光素子４００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４００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４００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。
【００４０】
図５において、ＳＰＡＤである受光素子４００は、カソードがトランジスタ４０１のドレインに接続され、アノードが受光素子４００の降伏電圧に対応する負電圧（−Ｖｂｄ）の電圧源に接続される。トランジスタ４０１のソースが電圧Ｖｅに接続される。トランジスタ４０１のゲートには、基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。トランジスタ４０１は、電圧Ｖｅ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４００には、逆バイアスが印加される。また、光電流は、受光素子４００のカソードからアノードに向けた方向に流れる。
【００４１】
より詳細には、受光素子４００は、アノードに電圧（−Ｖｂｄ）が印加され電位（−Ｖｄｂ）により充電された状態で光子が入射されると、アバランシェ増倍が開始されカソードからアノードの方向に向けて電流が流れ、それに伴い受光素子４００において電圧降下が発生する。この電圧降下により、受光素子４００のアノード−カソード間電圧が電圧（−Ｖｂｄ）まで下がるとアバランシェ増倍が停止される（クエンチング動作）。その後、電流源であるトランジスタ４０１からの電流（リチャージ電流）により受光素子４００が充電され、受光素子４００の状態が光子入射前の状態に戻る（リチャージ動作）。
【００４２】
ここで、当該クエンチング動作およびリチャージ動作は、外部からの制御無しに行われる、パッシブ動作である。
【００４３】
トランジスタ４０１のドレインと受光素子４００のカソードとの接続点から取り出された電圧Ｖｓが、インバータ４０２に入力される。インバータ４０２は、入力された電圧Ｖｓに対して例えば閾値判定を行い、当該電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｔｈを正方向または負方向に超える毎に出力信号Ｖｏivを反転させる。
【００４４】
より具体的には、インバータ４０２は、受光素子４００に対する光子の入射に応じたアバランシェ増倍による電圧降下において、電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｔｈを跨いだ第１のタイミングで、出力信号Ｖｏivを反転させる。次に、リチャージ動作により受光素子４００の充電が行われ電圧Ｖｓが上昇する。インバータ４０２は、この上昇する電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｔｈを跨いだ第２のタイミングで、出力信号Ｖｏivを再び反転させる。この第１のタイミングと第２のタイミングとの時間方向の幅が、受光素子４００に対する光子の入射に応じた出力パルスとなる。
【００４５】
この出力パルスは、図４を用いて説明した、画素アレイ部１００から非同期に出力される画素信号に対応する。図４において、変換部１１０は、この出力パルスを、当該出力パルスが供給されたタイミングを示す時間情報に変換して生成部１１１に渡す。生成部１１１は、この時間情報に基づきヒストグラムを生成する。
【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２０００と、ロジックチップ２００１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２０００とロジックチップ２００１とを分離した状態で示している。
【００４７】
受光チップ２０００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４００が２次元格子状に配列される。また、画素１０において、トランジスタ４０１およびインバータ４０２は、ロジックチップ２００１上に形成される。受光素子４００の両端は、例えばＣＣＣ(Copper-Copper  Connection)などによる結合部（図示しない）を介して、受光チップ２０００とロジックチップ２００１との間で接続される。
【００４８】
ロジックチップ２００１は、受光素子４００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２０２０が設けられる。ロジックチップ２００１に対して、さらに、当該ロジックアレイ部２０２０と近接して、受光素子４００によって取得された信号の処理を行う信号処理回路部２０１０と、測距装置１としての動作を制御する装置制御部２０３０と、を設けることができる。
【００４９】
例えば、信号処理回路部２０１０は、上述した測距処理部１０１を含むことができる。また、装置制御部２０３０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２０００およびロジックチップ２００１上の構成は、この例に限定されない。また、装置制御部２０３０は、ロジックアレイ部２０２０の制御以外にも、例えば受光素子４００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。装置制御部２０３０は、図６に示した配置以外にも、受光チップ２０００およびロジックチップ２００１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】
（既存技術による構成）
次に、本開示の説明に先立って、既存技術による構成の例について説明する。図７は、図４の発光制御部１０５に対応する、既存技術による発光制御部１５００の一例の構成を示すブロック図である。図７において、発光制御部１５００は、発光タイミング調整部１０５０と、遅延測定部１０５１と、を含む。
【００５２】
発光タイミング調整部１０５０は、例えば測距装置１の外部から供給された外部トリガ信号と、全体制御部１０３から供給されたタイミング設定情報と、に基づき、光源部２を発光させるための発光トリガを発行する。例えば、発光タイミング調整部１０５０は、タイミング設定情報に基づき発光トリガ信号のタイミングを調整して、発光トリガを発行する。発光タイミング調整部１０５０が発行した発光トリガは、光源部２、遅延測定部１０５１および測距処理部１０１（図４参照）にそれぞれ供給される。
【００５３】
光源部２は、供給された発光トリガに従い発光し、発光した光を射出光４０として射出する。射出光４０は、例えば被測定物４により反射され、反射光４１として被測定物４から射出される。受光部３は、光の受光に応じて画素信号を測距処理部１０１に供給する。受光部３が受光する光は、被測定物４により反射された反射光４１を含む可能性がある。測距処理部１０１は、供給された画素信号を変換部１１０により時間情報（受光時間ｔmに変換し、生成部１１１に渡す。生成部１１１は、渡された時間情報に基づきヒストグラムを生成し、信号処理部１１２は、生成されたヒストグラムに基づき被測定物４までの距離Ｄを算出する。
【００５４】
図８は、各実施形態に適用可能な光源部２の一例の構成を示すブロック図である。図８において、光源部２は、光源であるレーザダイオード（ＬＤ）２００と、ＬＤ２００を駆動するドライバ２０１と、を含む。発光タイミング調整部１０５０から出力された発光トリガは、端子２０２ｂを介してドライバ２０１に供給される。ドライバ２０１は、この発光トリガに従いＬＤ２００を駆動して、ＬＤ２００を発光させる。また、端子２０２ｂに供給された発光トリガは、光源部２の内部を通過して、端子２０２ａからフィードバック（ＦＢ）信号として出力される。このＦＢ信号は、発光トリガに従いＬＤ２００が発光したタイミングを示す信号となる。ＦＢ信号は、発光制御部１０５に入力される。
【００５５】
図７の説明に戻り、光源部２から発光制御部１０５に入力されたＦＢ信号は、遅延測定部１０５１に供給される。遅延測定部１０５１は、発光タイミング調整部１０５０から供給された発光トリガと、光源部２から供給されたＦＢ信号と、に基づき、発光タイミング調整部１０５０により発光トリガが発行されたタイミングに対する、光源部２が発光したタイミングの遅延量を測定する。遅延測定部１０５１は、測定した遅延量を測距処理部１０１に供給する。
【００５６】
上述したように、測距処理部１０１は、生成部１１１においてヒストグラムを生成する際に、発光制御部１０５から供給される補正情報に基づき補正した時間情報に基づき作成することができる。測距処理部１０１は、生成部１１１において、この遅延測定部１０５１で測定された遅延量を当該補正情報として用いて、ヒストグラムを生成する。
【００５７】
すなわち、測距処理部１０１は、遅延測定部１０５１で測定された遅延量を示す時間を遅延量ＦＢdlyとした場合、上述した式（１）を変形した下記の式（２）に基づき、被測定物４までの距離Ｄを算出する。
Ｄ＝(ｃ／２)×｛(ｔem−ＦＢdly)−ｔre｝    …（２）
【００５８】
図８を参照して、発光トリガとＦＢ信号との関係の例について説明する。光源部２において、端子２０２ｂから入力された発光トリガがドライバ２０１に供給され、ドライバ２０１がこの発光トリガに従いＬＤ２００を駆動してＬＤ２００を発光させる。ＬＤ２００は、発光の際に発熱し、この発熱により光源部２の内部において信号の遅延が発生する。これにより、ＬＤ２００は、ドライバ２０１に対する発光トリガの入力タイミングに対して遅延して発光することになる。
【００５９】
一方、発光トリガは、端子２０２ｂから光源部２の内部を通じて、端子２０２ａからＦＢ信号として出力される。このとき、端子２０２ｂから端子２０２ａへの経路を伝送される信号は、ドライバ２０１における遅延に応じて、ドライバ２０１側に引っ張られ、遅延する。この遅延した信号がＦＢ信号として端子２０２ａから出力される。このように、端子２０２ａから出力されるＦＢ信号は、発光トリガに対するＬＤ２００の発光タイミングの遅延に応じて、端子２０２ｂに入力される発光トリガに対して遅延したものとなる。
【００６０】
ここで、ＦＢ信号は、光源部２の内部で発生する熱の影響や、ＦＢ信号の経路における外乱などにより、ランダムノイズなどのノイズが混入するおそれがある。ＦＢ信号に対してランダムノイズなどのノイズが混入した場合、遅延測定部１０５１に入力されるＦＢ信号の入力タイミングがばらつく可能性がある。ＦＢ信号の入力タイミングがばらつくと、発光トリガに対するＦＢ信号の遅延の検出精度が低下し、この精度の低下は、測距処理部１０１における測距精度の低下を引き起こすことになる。
【００６１】
また、例えば遅延測定部１０５１で測定された遅延量をインタフェース（例えばＩ／Ｆ１０６）を介して外部に出力する場合について考える。この場合、発光トリガの間隔が短いと、遅延量の外部出力が間に合わなくなるおそれがある。
【００６２】
［第１の実施形態］
次に、本開示の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、複数回の発光トリガと、当該複数回の発光トリガのそれぞれに対して受信した複数のＦＢ信号と、に基づき測定された複数の遅延量の代表値を求める。この代表値を、当該複数回の発光トリガによる発光の遅延量として、測距処理部１０１に渡す。
【００６３】
代表値としては、平均値（算術平均）、中央値、最頻値などを用いることができる。第１の実施形態に適用可能な代表値は、これらに限定されない。例えば、これら平均値、中央値、最頻値などにおいて、重み付けなどを併用することが考えられる。さらに、平均値を用いる場合において、最大値および最小値を除外する方法、正規分布などに従い所定の範囲外の値を除外する方法なども適用できる。
【００６４】
以下では、説明のため、代表値として平均値（算術平均）を用いるものとして説明を行う。
【００６５】
図９は、第１の実施形態に係る発光制御部の一例の構成を示すブロック図である。図９において、発光制御部１０５ａは、図７に示した発光制御部１５００に対して代表値算出部１０５２を追加した構成となっている。代表値算出部１０５２は、遅延測定部１０５１において測定された遅延量が供給されると共に、発光タイミング調整部１０５０から発光トリガが供給される。また、代表値算出部１０５２に対して、外部から同期信号が供給される。同期信号は、例えばクロック生成部１０４で生成されたクロック信号ＣＬＫである。
【００６６】
代表値算出部１０５２は、同期信号に従い、遅延測定部１０５１から供給された遅延量を、予め指定された回数まで積算する。代表値算出部１０５２は、当該回数分の遅延量が積算されると、積算された遅延量を当該回数で除して、遅延量の平均値を算出する。代表値算出部１０５２は、算出された遅延量の平均値を測距処理部１０１に渡す。測距処理部１０１は、この遅延量の平均値を、ヒストグラム作成の際の時間情報の補正に用いる補正情報として用いることができる。
【００６７】
この遅延量は、複数の遅延量の平均値であるので、当該複数の遅延量のばらつきが抑制された値となっている。したがって、測距処理部１０１は、複数の遅延量におけるノイズなどによるばらつきが抑制された値を用いて時間情報の補正を行うことができ、より高精度な測距が可能とされる。ここで、ノイズは、ＦＢ信号に含まれるランダムノイズや、光源部２の状態に応じて発生するノイズを含む。さらに、この光源部２の状態に応じて発生するノイズは、光源部２においてＬＤ２００の発光に伴い発生する熱によるノイズを含む。さらに、ランダムノイズは、測距装置１の内部で発生するランダムノイズや、測距装置１の外部から混入するノイズを含む。
【００６８】
図１０Ａおよび図１０Ｂを用いて、第１の実施形態に係る遅延量の代表値の算出方法について、より詳細に説明する。図１０Ａは、第１の実施形態に係る発光制御部１０５ａの動作を示す一例のシーケンスチャートである。図１０Ａにおいて、上段から、フレームＦｒａｍｅ単位の測距期間、スロットＳｌｏｔ単位の測距期間、発光トリガ、ＦＢ信号、スロットＳｌｏｔ単位の代表値出力期間、フレームＦｒａｍｅ単位の代表値出力期間、をそれぞれ示している。
【００６９】
ここで、第１の実施形態に適用可能なフレームＦｒａｍｅおよびスロットＳｌｏｔについて、図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ｂにおいて、画素領域１２００は、画素アレイ部１００に配置される複数の画素１０のうち、測距に有効な画素１０が配置される領域である。ここでは、画素領域１２００は、画素アレイ部１００に配置される全ての画素１０を含む領域であるものとする。
【００７０】
フレームＦｒａｍｅは、画素領域１２００の全域を含む。一方、スロットＳｌｏｔは、フレームＦｒａｍｅを複数に分割した各領域を指す。図１０Ｂの例では、フレームＦｒａｍｅをブロック単位で分割してスロットＳｌｏｔ＃１、Ｓｌｏｔ＃２、…、Ｓｌｏｔ＃ｎのｎ個のスロットＳｌｏｔを形成している。各スロットＳｌｏｔ＃１、Ｓｌｏｔ＃２、…、Ｓｌｏｔ＃ｎは、例えば、生成部１１１において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領域である。
【００７１】
図１０Ａの説明に戻り、時間ｔ10において、対象となる対象フレームの期間が開始される共に、対象フレーム期間内で最初に測距の対象となるスロットである対象スロットＳｌｏｔ（例えばスロットＳｌｏｔ＃１）の期間が開始される。発光タイミング調整部１０５０は、対象スロットＳｌｏｔにおいて、予め指定された回数、例えば数１０回〜数１００回、あるいはそれ以上の回数で発光トリガを発行する。発光トリガは、例えば所定時間幅のパルス信号として発行される。
【００７２】
光源部２は、発光タイミング調整部１０５０により発行された発光トリガに応じて発光し、発光に応じてＦＢ信号を出力する。ＦＢ信号は、例えば発光トリガのパルス信号の時間幅に対応する時間幅のパルス信号として出力される。光源部２から出力された各ＦＢ信号は、遅延測定部１０５１に供給される。
【００７３】
遅延測定部１０５１は、発光タイミング調整部１０５０による発光トリガの発行タイミングに対する、当該発光トリガに対応するＦＢ信号の遅延量ＦＢdlyを測定し、測定した遅延量を代表値算出部１０５２に渡す。代表値算出部１０５２は、遅延測定部１０５１により渡された遅延量ＦＢdlyを、予め指定された積算回数まで積算する。この積算回数は、例えば、１つのスロットＳｌｏｔにおいて発光トリガが発行される回数に対応する。
【００７４】
代表値算出部１０５２は、例えば時間ｔ11で対象スロットＳｌｏｔの期間が終了すると、当該対象スロットＳｌｏｔにおいて積算された遅延量（スロット積算遅延量とする）を積算回数で除して、当該対象スロットＳｌｏｔにおける遅延量ＦＢdlyの平均値（スロット平均遅延量とする）を算出する。代表値算出部１０５２は、算出したスロット平均遅延量を、対象スロットＳｌｏｔの遅延量の代表値として、例えば自身が有するスロット用のレジスタに記憶し、レジスタの内容を更新する（時間ｔ13）。更新されたスロット用のレジスタに記憶される代表値は、次に当該スロット用のレジスタの内容が更新されるまでの期間内において、例えば測距処理部１０１に取得される。
【００７５】
以上の対象スロットＳｌｏｔに対する処理を、フレームＦｒａｍｅ内の各スロットＳｌｏｔ＃１、Ｓｌｏｔ＃２、…、Ｓｌｏｔ＃ｎに対して、対象スロットＳｌｏｔを切り替えながら実行する。代表値算出部１０５２は、時間ｔ12で対象となるフレームＦｒａｍｅ（対象フレームＦｒａｍｅ）の期間が終了すると、当該対象フレームＦｒａｍｅに含まれる全てのスロットＳｌｏｔにおける全ての遅延量ＦＢdlyを用いて、当該対象フレームＦｒａｍｅにおける遅延量の平均値（フレーム平均遅延量とする）を算出する。代表値算出部１０５２は、算出したフレーム平均遅延量を、対象フレームＦｒａｍｅの遅延量の代表値として、例えば自身が有するフレーム用のレジスタに記憶し、レジスタの内容を更新する（時間ｔ14）。更新されたレジスタに記憶される代表値は、次にフレーム用のレジスタの内容が更新されるまでの期間内において、例えば測距処理部１０１に取得される。
【００７６】
図１１は、第１の実施形態に係る遅延量取得処理による効果を説明するための図である。なお、図１１の各部は、上述した図１０Ａの各部と略共通であるので、ここでの詳細な説明を省略する。
【００７７】
図１１に示されるように、１０［ｍｓ］〜［１０００ｍｓ］程度の１フレームＦｒａｍｅ期間に対して、１スロットＳｌｏｔ期間が５０［μｓ］〜１０００［μｓ］とされる。発光トリガは、この１スロットＳｌｏｔ期間内に数１０回〜数１００回発行されるため、発光トリガに対応するＦＢ信号の間隔は、例えば１［μｓ］〜２［μｓ］程度となる。既存技術のように、ＦＢ信号毎に遅延量ＦＢdlyを出力する場合、この１［μｓ］〜２［μｓ］を単位として通信処理を行う必要があり、ＭＩＰＩやレジスタリードを用いて遅延量ＦＢdlyを外部出力することが困難であった。
【００７８】
これに対して、第１の実施形態では、遅延量ＦＢdlyのスロットＳｌｏｔ内における代表値、あるいは、フレームＦｒａｍｅ内における代表値を算出し、これを例えば測距処理部１０１が用いる遅延量ＦＢdlyとして出力している。そのため、第１の実施形態に係る発光制御部１０５ａは、遅延量ＦＢdlyの出力を、スロットＳｌｏｔ単位（５０［μｓ］〜１０００［μｓ］）、あるいは、フレームＦｒａｍｅ単位（１０［ｍｓ］〜［１０００ｍｓ］）を単位として実行することが可能である。したがって、第１の実施形態に係る発光制御部１０５ａを適用することで、既存技術と比較して、遅延量ＦＢtlyの処理を容易とすることができる。
【００７９】
（第１の実施形態のより詳細な構成）
次に、第１の実施形態に係る発光制御部１０５ａのより詳細な構成について説明する。図１２は、第１の実施形態に係る遅延測定部１０５１の一例の構成を示すブロック図である。
【００８０】
図１２において、遅延測定部１０５１は、ＦＢ信号受信部１１５０と、遅延測定カウンタ部１１６０と、を含む。ＦＢ信号を受信し、ＦＢ信号の受信に応じてカウント停止信号を出力する。遅延測定カウンタ部１１６０は、発光タイミング調整部１０５０から発光トリガが供給される。また、遅延測定カウンタ部１１６０は、ＦＢ信号受信部１１５０からカウント停止信号が供給される。遅延測定カウンタ部１１６０は、例えばクロック信号に従いカウントを行うカウンタを含み、発光トリガが供給されたタイミングで当該カウンタによるカウントを開始し、ＦＢ信号受信部１１５０から供給されるカウント停止信号に応じてカウントを停止させる。カウントが停止された時点のカウント値を時間情報に変換することで、ＦＢ信号の発光トリガに対する遅延量ＦＢdlyを求めることができる。
【００８１】
図１３は、第１の実施形態に係るＦＢ信号受信部１１５０の一例の構成を示すブロック図である。図１３において、ＦＢ信号受信部１１５０は、第１受信部１１５１と、第２受信部１１５２と、切替部１１５３と、を含む。
【００８２】
ＦＢ信号は、第１受信部１１５１および第２受信部１１５２にそれぞれ入力される。第１受信部１１５１および第２受信部１１５２は、それぞれ、入力されたＦＢ信号に基づきカウント停止信号を生成する。第１受信部１１５１および第２受信部１１５２から出力されたカウント停止信号のそれぞれは、切替部１１５３に入力される。
【００８３】
ここで、第２受信部１１５２は、ＦＢ信号のパルス幅が第１受信部１１５１が対応可能なパルス幅より狭い場合に適合するように、構成されている。切替部１１５３は、例えば全体制御部１０３（図４参照）により設定されるＦＢ信号のパルス幅に応じて、第１受信部１１５１および第２受信部１１５２のうち何れかから出力されたカウント停止信号を選択して、遅延測定カウンタ部１１６０に対して出力する。
【００８４】
図１４は、第１の実施形態に適用可能な第１受信部１１５１の一例の構成を示す回路図である。ここで、第１受信部１１５１および第２受信部１１５２では、ＦＢ信号の間隔に対応するため、クロック信号ＣＬＫに基づき、当該クロック信号ＣＬＫの位相をそれぞれ９０°ずつずらした４相のクロック信号ＣＬＫを用いる。位相をずらさないクロック信号ＣＬＫをクロック信号ＣＬＫ（０°）、と呼び、位相を９０°、１８０°および２７０°ずらした各クロック信号ＣＬＫを、それぞれクロック信号ＣＬＫ（９０°）、クロック信号ＣＬＫ（１８０°）およびクロック信号ＣＬＫ（２７０°）と呼ぶ。
【００８５】
このように、クロック信号ＣＬＫの位相をずらした複数のクロック信号ＣＬＫを用いることで、クロック信号ＣＬＫのクロック周波数よりも高い周波数での処理が可能となる。例えば、クロック信号ＣＬＫのクロック周波数が５００［ＭＨｚ］である場合、位相を９０°ずつずらした４相のクロック信号ＣＬＫ（０°）、クロック信号ＣＬＫ（９０°）、クロック信号ＣＬＫ（１８０°）およびクロック信号ＣＬＫ（２７０°）とすることで、クロック周波数が２［ＧＨｚ］相当の処理を実現できる。
【００８６】
図１４において、第１受信部１１５１は、上述した各クロック信号ＣＬＫ（０°）、クロック信号ＣＬＫ（９０°）、クロック信号ＣＬＫ（１８０°）およびクロック信号ＣＬＫ（２７０°）のそれぞれに対応して遅延量ＦＢdlyを計測するための計測部５００0、５００90、５００180および５００270を含む。
【００８７】
この第１受信部１１５１は、ＦＢ信号のパルス幅が、クロック信号ＣＬＫのクロック周期以上の場合に適用される。例えば、クロック信号ＣＬＫのクロック周波数が５００［ＭＨｚ］の場合、２［ｎｓ］以上のパルス幅を持つＦＢ信号に対して、この第１受信部１１５１が適用される。
【００８８】
図１４の例では、計測部５００0は、５個のＤ−ＦＦ回路５０１ａ1、５０１ａ2、５０１ａ3、５０１ａ4および５０１ａ5によるシフトレジスタと、４入力のＡＮＤ回路５０２ａと、２入力のＡＮＤ回路５０３ａと、セレクタ５０４ａと、を含む。
【００８９】
計測部５００90、５００180および５００270についても、計測部５００0と同様の構成が適用される。すなわち、計測部５００90は、５個のＤ−ＦＦ回路５０１ｂ1、５０１ｂ2、５０１ｂ3、５０１ｂ4および５０１ｂ5によるシフトレジスタと、４入力のＡＮＤ回路５０２ｂと、２入力のＡＮＤ回路５０３ｂと、セレクタ５０４ｂと、を含む。
【００９０】
計測部５００180は、５個のＤ−ＦＦ回路５０１ｃ1、５０１ｃ2、５０１ｃ3、５０１ｃ4および５０１ｃ5によるシフトレジスタと、４入力のＡＮＤ回路５０２ｃと、２入力のＡＮＤ回路５０３ｃと、セレクタ５０４ｃと、を含む。また、計測部５００270は、５個のＤ−ＦＦ回路５０１ｄ1、５０１ｄ2、５０１ｄ3、５０１ｄ4および５０１ｄ5によるシフトレジスタと、４入力のＡＮＤ回路５０２ｄと、２入力のＡＮＤ回路５０３ｄと、セレクタ５０４ｄと、を含む。
【００９１】
クロック信号ＣＬＫ（０°）が計測部５００0に入力され、シフトレジスタに含まれる各Ｄ−ＦＦ回路５０１ａ1〜５０１ａ5のクロック入力端に入力される。クロック信号ＣＬＫ（９０°）が計測部５００90に入力され、シフトレジスタに含まれる各Ｄ−ＦＦ回路５０１ｂ1〜５０１ｂ5のクロック入力端に入力される。クロック信号ＣＬＫ（１８００°）が計測部５００180に入力され、シフトレジスタに含まれる各Ｄ−ＦＦ回路５０１ｃ1〜５０１ｃ5のクロック入力端に入力される。同様に、クロック信号ＣＬＫ（２７０°）が計測部５００270に入力され、シフトレジスタに含まれる各Ｄ−ＦＦ回路５０１ｄ1〜５０１ｄ5のクロック入力端に入力される。
【００９２】
また、ＦＢ信号が、非同期で、各計測部５００0〜５００270に共通に入力される。各計測部５００0〜５００270は、入力されたＦＢ信号を、それぞれに入力されたクロック信号ＣＬＫ（０°）〜ＣＬＫ（２７０°）に基づきサンプリングし、立ち上がり検出を行う。
【００９３】
各計測部５００0〜５００270において、ＡＮＤ回路５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃおよび５０２ｄは、それぞれノイズフィルタ機能を実現する。計測部５００0を例にとって説明すると、Ｄ−ＦＦ回路５０１ａ2および５０１ａ3の出力は、ＡＮＤ回路５０２ａの４入力のうち２つの非反転入力にそれぞれ入力される。一方、Ｄ−ＦＦ回路５０１ａ4および５０１ａ5の出力は、ＡＮＤ回路５０２ａの４入力のうち２つの反転入力にそれぞれ入力される。このＡＮＤ回路５０２ａによるノイズフィルタは、クロック信号ＣＬＫ（０°）の２クロック分で同じ値を取る場合に信号を出力する。より具体的には、ＡＮＤ回路５０２ａは、Ｄ−ＦＦ回路５０１ａ2、５０１ａ3、５０１ａ4および５０１ａ5から出力される値が「１１００」となった場合に、値「１」を出力する。
【００９４】
一方、各計測部５００0〜５００270において、ＡＮＤ回路５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃおよび５０３ｄは、それぞれＦＢ信号の立ち上がりに応じて値「１」を出力し、ノイズフィルタ機能を含まない。
【００９５】
各計測部５００0〜５００270において、セレクタ５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃおよび５０４ｄは、例えば全体制御部１０３から供給される選択信号ＮＦ＿ｅｎに従い、それぞれ、ノイズフィルタ機能を適用した出力と、適用していない出力とを選択する。例えば計測部５００0において、ＡＮＤ回路５０２ａの出力と、ＡＮＤ回路５０３ａの出力とのうち一方を選択し、カウント停止信号（０°）として出力する。
【００９６】
全体制御部１０３は、ノイズフィルタ機能を用いる場合には、ＡＮＤ回路５０２ａ〜５０２ｄを選択する選択信号ＮＦ＿ｅｎを各セレクタ５０４ａ〜５０４ｄに供給する。一方、ノイズフィルタ機能を用いる場合には、ＡＮＤ回路５０３ａ〜５０３ｄを選択する選択信号ＮＦ＿ｅｎを各セレクタ５０４ａ〜５０４ｄに供給する。
【００９７】
セレクタ５０４ａの出力は、位相０°で検出されたカウント停止信号（０°）として出力される。計測部５００0および５００270は、それぞれ、位相０°、９０°、１８０°および２７０°で検出されたカウント停止信号（０°）〜（２７０°）を出力する。
【００９８】
上述した第１受信部１１５１は、ＦＢ信号のパルス幅がクロック信号ＣＬＫのクロック周期未満の場合に、ＦＢ信号のサンプリングが正常に行われない場合がある。図１５は、第１の実施形態に係る第２受信部１１５２および切替部１１５３の一例の構成を示す回路図である。この第２受信部１１５２は、ＦＢ信号のパルス幅がクロック信号ＣＬＫのクロック周期未満の場合に対応可能なように構成されている。
【００９９】
図１５において、第２受信部１１５２は、上述した各クロック信号ＣＬＫ（０°）、クロック信号ＣＬＫ（９０°）、クロック信号ＣＬＫ（１８０°）およびクロック信号ＣＬＫ（２７０°）のそれぞれに対応して遅延量ＦＢdlyを計測するための計測部５１０0、５１０90、５１０180および５１０270を含む。
【０１００】
この第２受信部１１５２は、ＦＢ信号のパルス幅が、クロック信号ＣＬＫのパルス幅未満の場合に適用される。例えば、クロック信号ＣＬＫのクロック周波数が５００［ＭＨｚ］の場合、２［ｎｓ］未満のパルス幅を持つＦＢ信号に対して、この第２受信部１１５２が適用される。
【０１０１】
図１５の例では、計測部５１０0は、セレクタ５１１、Ｄ−ＦＦ回路５１２およびインバータ５１３を含む入力部と、３個のＤ−ＦＦ回路５１４ａ1、５１４ａ2および５１４ａ3によるシフトレジスタと、ＸＯＲ回路５１５ａと、を含む。
【０１０２】
計測部５１０90、５１０180および５１０270については、計測部５１０0の入力部を除いた構成が適用される。すなわち、計測部５１０90は、３個のＤ−ＦＦ回路５１４ｂ1、５１４ｂ2および５１４ｂ3によるシフトレジスタと、ＸＯＲ回路５１５ｂと、を含む。計測部５１０180は、３個のＤ−ＦＦ回路５１４ｃ1、５１４ｃ2および５１４ｃ3によるシフトレジスタと、ＸＯＲ回路５１５ｃと、を含む。また、計測部５１０270は、３個のＤ−ＦＦ回路５１４ｄ1、５１４ｄ2および５１４ｄ3によるシフトレジスタと、ＸＯＲ回路５１５ｄと、を含む。
【０１０３】
計測部５１０0の入力部において、セレクタ５１１に対してクロック信号ＣＬＫと、ＦＢ信号とが入力される。選択信号ｔ＿ｅｎによりＦＢ信号側が選択され、セレクタ５１１から出力されたＦＢ信号がＤ−ＦＦ回路５１２のクロック入力端に入力される。Ｄ−ＦＦ回路５１２は、出力端から出力が取り出されると共に、出力端がデータ入力端に接続される。これにより、ＦＢ信号の立ち上がりエッジでＤ−ＦＦ回路５１２の出力を反転させる信号を生成する。
【０１０４】
Ｄ−ＦＦ回路５１２の出力信号は、各計測部５１０0〜５１０270それぞれのシフトレジスタに共通に入力される。各計測部５１０0〜５１０270それぞれのシフトレジスタのクロック入力端に対して、クロック信号ＣＬＫ（０°）〜ＣＬＫ（２７０°）がそれぞれ入力される。
【０１０５】
各計測部５１０0〜５１０270において、共通に入力されたＤ−ＦＦ回路５１２から出力された信号を、それぞれに入力されるクロック信号ＣＬＫ（０°）〜ＣＬＫ（２７０°）に従いサンプリングし、当該信号の変化点（立ち上がりおよび立ち下がり）を検出する。各計測部５１０0を例に取ると、シフトレジスタに含まれる各Ｄ−ＦＦ回路５１４ａ1〜５１４ａ3のうち最終段のＤ−ＦＦ回路５１４ａ3の入力および出力を、それぞれＸＯＲ回路５１５ａに入力する。Ｄ−ＦＦ回路５１４ａの入力および出力のうち一方が「１」、他方が「０」でＸＯＲ回路５１５ａの出力が「１」となり、信号の変化点が検出される。
【０１０６】
図１６は、第１の実施形態に係る各計測部５１０0〜５１０270における信号の状態を示す一例のシーケンスチャートである。図１６において、上段から、各クロック信号ＣＬＫ（０°）、ＣＬＫ（９０°）、ＣＬＫ（１８０°）およびＣＬＫ（２７０°）、ＦＢ信号、Ｄ−ＦＦ回路５１２の出力（ＦＢトグル）をそれぞれ示す。さらに、計測部５１０0の各Ｄ−ＦＦ回路５１４ａ1、５１４ａ2および５１４ａ3の出力（ＦＢトグル（０°）［０」、［１］、［２］）、ＸＯＲ回路５１５ａの出力（カウント停止信号（０°）、をそれぞれ示す。
【０１０７】
以下、各計測部５１０90〜５１０270について、ＦＢトグル（９０°）［０」、［１］、［２］）、および、カウント停止信号（９０°）、ＦＢトグル（１８０°）［０」、［１］、［２］）、および、カウント停止信号（１８０°）、ならびに、ＦＢトグル（２７０°）［０」、［１］、［２］）、および、カウント停止信号（２７０°）、をそれぞれ示す。
【０１０８】
入力部を含む計測部５１０ａを例にとって、各信号について説明する。ＦＢ信号は、出力端とデータ入力端とがインバータ５１３で接続されたＤ−ＦＦ回路５１２のクロック入力端に入力される（時間ｔ20）。Ｄ−ＦＦ回路５１２の出力は、ＦＢ信号の立ち上がりに応じて立ち上がり、次のＦＢ信号の入力まで、ハイ状態を維持する（ＦＢトグル）。このＤ−ＦＦ回路５１２の出力が時間ｔ21にてＤ−ＦＦ回路５１４ａ1でクロック信号ＣＬＫ（０°）に同期される（ＦＢトグル（０°）［０］）。Ｄ−ＦＦ回路５１４ａ1の出力がＤ−ＦＦ回路５１４ａ2でクロック信号ＣＬＫ（０°）に従い遅延され（時間ｔ22、ＦＢトグル（０°）［１］）、Ｄ−ＦＦ回路５１４ａ3でさらに遅延される（ＦＢトグル（０°）［２］）。
【０１０９】
時間ｔ23において、ＸＯＲ回路５１５ａの一方の入力端の信号（ＦＢトグル（０°）［１］）がハイ状態となる。時間ｔ23では、他方の入力端の信号（ＦＢトグル（０°）［２］）がロー状態であるので、ＸＯＲ回路５１５ａの出力がロー状態からハイ状態に変化する（時間ｔ23）。時間ｔ24でＦＢトグル（０°）［２］がハイ状態となると、ＸＯＲ回路５１５ａの一方および他方の入力端がそれぞれハイ状態となり、ＸＯＲ回路５１５ａの出力がハイ状態からロー状態に変化する。このように、カウント停止信号（０°）は、時間ｔ23〜ｔ24の間、ハイ状態となり、ＦＢ信号に応じた立ち上がり検出が行われる。
【０１１０】
時間ｔ25にて次のＦＢ信号が入力されると、Ｄ−ＦＦ回路５１２の出力（ＦＢトグル（０°）がハイ状態からロー状態に変化する。このＤ−ＦＦ回路５１２の出力が時間ｔ26にてＤ−ＦＦ回路５１４ａ1でクロック信号ＣＬＫ（０°）に同期される（ＦＢトグル（０°）［０］）。Ｄ−ＦＦ回路５１４ａ1の出力がＤ−ＦＦ回路５１４ａ2でクロック信号ＣＬＫ（０°）に従い遅延され（時間ｔ26、ＦＢトグル（０°）［１］）、Ｄ−ＦＦ回路５１４ａ3でさらに遅延される（時間ｔ27、ＦＢトグル（０°）［２］）。
【０１１１】
時間ｔ26において、ＸＯＲ回路５１５ａの一方の入力端の信号（ＦＢトグル（０°）［１］）がロー状態となる。時間ｔ26では、他方の入力端の信号（ＦＢトグル（０°）［２］）がハイ状態であるので、ＸＯＲ回路５１５ａの出力がロー状態からハイ状態に変化する（時間ｔ26）。時間ｔ27でＦＢトグル（０°）［２］がロー状態となると、ＸＯＲ回路５１５ａの一方および他方の入力端がそれぞれロー状態となり、ＸＯＲ回路５１５ａの出力がハイ状態からロー状態に変化する。カウント停止信号（０°）は、時間ｔ26〜ｔ27の間、ハイ状態となり、ＦＢ信号に応じた立ち下がり検出が行われる。
【０１１２】
ＦＢ信号のパルス幅が既知の場合、上述した時間ｔ23〜ｔ24における立ち上がり検出に基づき、ＦＢ信号の受信タイミングに応じたカウント停止信号（０°）を取得するとができる。時間ｔ26〜ｔ27における立ち下がり検出においても、同様である。
【０１１３】
計測部５１０ｂ〜５１０ｄについても同様である。すなわち、ＦＢ信号の入力から次のＦＢ信号の入力までハイ状態が維持されるＤ−ＦＦ回路５１２の出力は、時間ｔ30、ｔ31およびｔ32で、それぞれクロック信号ＣＬＫ（９０°）、ＣＬＫ（１８０°）およびＣＬＫ（２７０°）に同期される（ＦＢトグル（９０°）［０］、ＦＢトグル（１８０°）［０］およびＦＢトグル（２７０°）［０］）。以降、上述した計測部５１０ａと同様の動作により、カウント停止信号（９０°）、（１８０°）および（２７０°）を取得できる。
【０１１４】
各計測部５１０0〜５１０270において、各ＸＯＲ回路５１５ａ〜５１５ｄの出力のそれぞれが、切替部１１５３に供給される。切替部１１５３は、各クロック信号ＣＬＫ（０°）〜ＣＬＫ（２７０°）それぞれに対応して、セレクタ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃおよび５１６ｄと、Ｄ−ＦＦ回路５１７ａ、５１７ｂ、５１７ｃおよび５１７ｄと、を含む。
【０１１５】
各セレクタ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃおよび５１６ｄの出力のそれぞれは、Ｄ−ＦＦ回路５１７ａ、５１７ｂ、５１７ｃおよび５１７ｄそれぞれのデータ入力端に１対１で入力される。Ｄ−ＦＦ回路５１７ａ〜５１７ｄそれぞれのクロック入力端に対して、各クロック信号ＣＬＫ（０°）〜ＣＬＫ（２７０°）が入力される。
【０１１６】
各セレクタ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃおよび５１６ｄそれぞれの一方の入力端に対して、各計測部５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃおよび５１０ｄの出力が入力される。また、各セレクタ５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃおよび５１６ｄそれぞれの他方の入力端に対して、図１４を用いて説明した各計測部５００ａ、５００ｂ、５００ｃおよび５００ｄのそれぞれから出力されたカウント停止信号（０°）、（９０°）、（１８０°）および（２７０°）のそれぞれが１対１に入力される。
【０１１７】
セレクタ５１６ａ〜５１６ｄは、例えば全体制御部１０３から供給される選択信号ｓｈｏｒｔ＿ｅｎに従い、一方および他方の入力端を選択する。セレクタ５１６ａ〜５１６ｄは、例えばＦＢ信号のパルス幅がクロック信号ＣＬＫのパルス幅未満の場合、選択信号ｓｈｏｒｔ＿ｅｎに従いそれぞれ一方の入力端を選択する。これにより、第２受信部１１５２における、各計測部５１０ａ〜５１０ｄの各出力が、各位相のカウント停止信号（０°）、（９０°）、（１８０°）および（２７０°）として切替部１１５３から出力される。
【０１１８】
また、セレクタ５１６ａ〜５１６ｄは、例えばＦＢ信号のパルス幅がクロック信号ＣＬＫのパルス幅以上の場合、選択信号ｓｈｏｒｔ＿ｅｎに従いそれぞれ一他方の入力端を選択する。これにより、第１受信部１１５１における、各計測部５００ａ〜５００ｄの各出力が、各位相のカウント停止信号（０°）、（９０°）、（１８０°）および（２７０°）として切替部１１５３から出力される。
【０１１９】
ＦＢ信号受信部１１５０から出力された各位相のカウント停止信号（０°）、（９０°）、（１８０°）および（２７０°）は、それぞれ遅延測定カウンタ部１１６０に供給される。
【０１２０】
図１７は、第１の実施形態に適用可能な遅延測定カウンタ部１１６０の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。なお、遅延測定部１０５１は、クロック信号ＣＬＫの位相０°、９０°、１８０°および２７０°それぞれについて遅延測定カウンタ部１１６０を持つ。各位相に対応する各遅延測定カウンタ部１１６０のそれぞれは、ＦＢ信号受信部１１５０から出力された各位相のカウント停止信号（０°）、（９０°）、（１８０°）および（２７０°）のそれぞれが１対１に入力される。また、各位相に対応する各遅延測定カウンタ部１１６０のそれぞれは、発光タイミング調整部１０５０から供給された発光トリガの位相を０°、９０°、１８０°および２７０°ずらした発光トリガ（０°）、発光トリガ（９０°）、発光トリガ（１８０°）および発光トリガ（２７０°）のそれぞれが１対１に入力される。
【０１２１】
各位相のそれぞれに対応する各遅延測定カウンタ部１１６０は、構成が共通とされ、また、動作も各信号の位相が異なる以外は共通であるので、以下では、位相０°に対応する遅延測定カウンタ部１１６０（図では遅延測定カウンタ部（０°）と記載）で代表させて、説明を行う。
【０１２２】
図１７において、遅延測定カウンタ部１１６０は、測定期間指定部１１７０と、カウンタ１０７１と、最大期間設定部１０７２と、クロック変換部１０７３と、を含む。
【０１２３】
測定期間指定部１１７０は、発光トリガ（０°）と、カウント停止信号（０°）と、クロック信号ＣＬＫ（０°）と、が入力される。測定期間指定部１１７０は、発光トリガ（０°）とカウント停止信号（０°）とに基づき、カウンタ１０７１におけるカウント期間を指定するための信号ｃｏｕｎｔ＿ｅｎを生成する。ここでは、信号ｃｏｕｎｔ＿ｅｎは、発光トリガ（０°）の入力でハイ状態となり、カウント停止信号（０°）の入力でロー状態となる信号であるものとする。
【０１２４】
カウンタ１０７１は、測定期間指定部１０７０から信号ｃｏｕｎｔ＿ｅｎが供給されると共に、クロック信号ＣＬＫ（０°）が入力される。カウンタ１０７１は、信号ｃｏｕｎｔ＿ｅｎがロー状態からハイ状態に変化したタイミングでリセットされると共に、クロック信号ＣＬＫ（０°）に従ったカウントを開始する。カウンタ１０７１は、カウントの開始後、信号ｃｏｕｎｔ＿ｅｎがハイ状態からロー状態に変化するとカウントを停止し、カウント値を出力する。カウンタ１０７１から出力されたカウント値は、クロック変換部１０７３に供給され、装置の内部クロックＣＬＫに従い遅延測定カウンタ部（０°）から出力される。このクロック変換部１０７３から出力されたカウント値が、位相０°の場合の遅延量ＦＢdly（０°）となる。
【０１２５】
遅延測定カウンタ部１１６０において、最大期間設定部１０７２は、例えば全体制御部１０３から供給される測定期間指定信号に応じて、カウンタ１０７１においてカウントを行う最大時間を設定する。
【０１２６】
上述のようにして、各位相のそれぞれに対応する各遅延測定カウンタ部１１６０から、各位相の遅延量ＦＢdly（０°）、ＦＢdly（９０°）、ＦＢdly（１８０°）およびＦＢdly（２７０°）が出力される。遅延測定部１０５１は、例えば、これら各位相の遅延量ＦＢdly（０°）、ＦＢdly（９０°）、ＦＢdly（１８０°）およびＦＢdly（２７０°）の論理和をとって、遅延量ＦＢdlyとして出力する。
【０１２７】
図１８は、第１の実施形態に係る代表値算出部１０５２の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。図１８において、代表値算出部１０５２は、発光トリガ計数部１０９０と、積算回数計数部１０９１と、遅延量積算部１０９２と、スロット平均値算出部１０９３と、スロット平均値積算部１０９４と、フレーム平均値算出部１０９５と、を含む。
【０１２８】
発光トリガ計数部１０９０は、発光タイミング調整部１０５０から発光トリガが供給される。また、発光トリガ計数部１０９０は、例えば全体制御部１０３（図４参照）から、１スロットの遅延量ＦＢdlyの積算の開始を指示する積算開始命令が入力される。例えば、全体制御部１０３は、発光トリガの発行開始からの発光トリガ発行数に基づき積算開始命令を出力し、発光トリガ計数部１０９０に供給する。
【０１２９】
発光トリガ計数部１０９０は、発光トリガを計数し、計数された発光トリガ数が積算開始命令に指定される発光トリガ発行数に達すると、１スロットの遅延量ＦＢdlyの積算を開始する積算開始指示を、積算回数計数部１０９１に供給する。これにより、代表値算出部１０５２は、積算開始指示により指定されるタイミングで、遅延量ＦＢdlyの積算を開始することが可能となる。
【０１３０】
積算回数計数部１０９１は、例えば全体制御部１０３から、１スロットの積算回数を指定する積算回数指定情報が供給される。また、積算回数計数部１０９１は、遅延量検出信号が供給される。例えば、遅延測定部１０５１は、遅延量ＦＢdlyを出力する際に、遅延量検出信号を出力する。これに限らず、積算回数計数部１０９１は、遅延測定部１０５１から遅延量ＦＢdlyが入力されたことを以て、遅延量検出信号が供給されたと判定してもよい。
【０１３１】
積算回数計数部１０９１は、発光トリガ計数部１０９０から供給される積算開始指示に応じて、積算回数指定情報に示される積算回数に達するまで、遅延量検出信号の数を計数する。積算回数計数部１０９１は、遅延量検出信号の計数が開始されると、遅延量ＦＢdlyの積算の開始を指示する積算開始指示を遅延量積算部１０９２に供給する。また、積算回数計数部１０９１は、積算回数指定情報に基づき、積算回数を、遅延量積算部１０９２、スロット平均値算出部１０９３、スロット平均値積算部１０９４およびフレーム平均値算出部１０９５それぞれに供給する。
【０１３２】
遅延量積算部１０９２は、遅延測定部１０５１から遅延量ＦＢdlyが供給される。遅延量積算部１０９２は、積算回数計数部１０９１から供給される積算開始指示に従い遅延量ＦＢdlyの積算を開始し、積算される遅延量ｔｄｌｙの数が積算回数計数部１０９１から供給される積算回数に達したら、遅延量ＦＢdlyの積算を終了する。すなわち、遅延量積算部１０９２は、１スロット分の遅延量ＦＢdlyを積算し、積算された遅延量ＦＢdlyを求める。遅延量積算部１０９２は、１スロット分の遅延量ＦＢdlyの積算値をスロット平均値算出部１０９３に渡す。
【０１３３】
スロット平均値算出部１０９３は、遅延量積算部１０９２から渡された１スロット分の遅延量ＦＢdlyの積算値を積算回数計数部１０９１から供給された積算回数で除して、当該スロットにおける遅延量ＦＢdlyの平均値（スロット平均値）を算出する。スロット平均値算出部１０９３は、算出されたスロット平均値を保持すると共に、遅延量ＦＢdlyのスロット毎の代表値として測距処理部１０１に供給する。
【０１３４】
スロット平均値積算部１０９４は、例えば全体制御部１０３から、１フレーム分の遅延量ＦＢdlyの積算の開始を指示する積算開始命令が供給される。スロット平均値積算部１０９４は、例えば積算回数計数部１０９１から供給される積算回数に基づき１スロット分の遅延量ＦＢdlyの積算が完了したと判定すると、スロット平均値算出部１０９３から、保持しているスロット平均値を取得し、積算する。
【０１３５】
フレーム平均値算出部１０９５は、例えば全体制御部１０３から、１フレームにおけるスロット平均値の積算回数を示す積算回数指定情報が供給される。フレーム平均値算出部１０９５は、例えば積算回数計数部１０９１から供給される積算回数と、積算回数指定情報に指定される積算回数と、に基づき１フレーム分の遅延量ＦＢdlyの積算が完了したと判定すると、スロット平均値積算部１０９４から、積算されたスロット平均値を取得する。フレーム平均値算出部１０９５は、スロット平均値積算部１０９４から取得したスロット平均値の１フレーム内での積算値を、積算回数指定情報に指定される積算回数で除して、フレーム平均値を算出する。フレーム平均値算出部１０９５は、算出されたフレーム平均値を保持すると共に、遅延量ＦＢdlyのフレーム毎の代表値として測距処理部１０１に供給する。
【０１３６】
（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。上述した第１の実施形態では、代表値算出部１０５２は、発光トリガに対するＦＢ信号の遅延量ＦＢdlyに基づき、スロット毎およびフレーム毎の代表値を算出して、測距処理部１０１に供給していた。これはこの例に限定されず、例えば、代表値算出部１０５２は、遅延測定部１０５１から供給された遅延量ＦＢdlyに基づき、ヒストグラムを作成するようにしてもよい。
【０１３７】
図１９は、第１の実施形態の変形例に係る遅延量ＦＢdlyによる遅延量ヒストグラムの例を示す図である。なお、図１９に示される遅延量ヒストグラムは、曲線にて近似されており、横軸が遅延量ＦＢdlyとされている。図１９の例では、遅延量ＦＢdlyは、ピークＡと、ピークＡより小さいピークＢと、による頻度の２つのピークを含んでいる。一方、遅延量ＦＢdlyの平均値は、図１９に例示されるように、ピークＡおよびＢの間にあり、且つ、ピークＡおよびＢのうち大きなピークであるピークＡ寄りの値となる。このような場合、遅延量ＦＢdlyの平均値よりも、例えばピークＡを示す遅延量ＦＢdlyの方がより信頼できると考えられる。
【０１３８】
この図１９に示すような遅延量ヒストグラムを代表値算出部１０５２により出力して測距処理部１０１に供給する。測距処理部１０１は、この遅延量ヒストグラムに基づき、例えばピークＡを示す遅延量ＦＢdlyがより信頼性の高い遅延量ＦＢdlyであるとして、生成部１１１による受光時間ｔmによるヒストグラムを生成する際の補正値として用いることが可能となる。これにより、測距装置１によるより高精度な測距が可能となる。なお、この第１の実施形態の変形例は、代表値として最頻値を用いる例に相当する。
【０１３９】
［第２の実施形態］
次に、本開示の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、測距装置１が複数の光源を有する場合の例である。
【０１４０】
図２０は、第２の実施形態に係る発光制御部および光源ユニットの一例の構成を示すブロック図である。図２０において、光源ユニット２０３は、それぞれＬＤ２００およびドライバ２０１を有する複数の光源部２1、２2、…、２nを含む。また、発光制御部１０５ｂにおいて、発光タイミング調整部１０５０’は、各光源部２1、２2、…、２nそれぞれに対応して発光トリガを発行する。各光源部２1、２2、…、２nのそれぞれは、供給された各発光トリガに対して１対１の関係で、それぞれＦＢ信号を出力する。
【０１４１】
図２１Ａおよび図２１Ｂは、第２の実施形態に適用可能な、複数の光源部２1、２2、…、２nによる走査の例を示す図である。図２１Ａを用いて、第２の実施形態に適用可能な発光スキャンについて、概略的に説明する。
【０１４２】
図２１Ａにおいて、複数の光源部２1、２2、…、２nを含む光源ユニット２０３において、各光源部２1、２2、…、２nが、それぞれに１対１に対応する複数の発光トリガに従いそれぞれ発光され、複数のレーザ光が射出される。光源ユニット２０３から射出された複数のレーザ光は、コリメートレンズ２１０を通って偏光ビームスプリッタ２１１に照射される。各レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２１１で反射されて、マイクロミラー２１２に照射される。マイクロミラー２１２は、例えばＭＥＭＳ(Micro  Electro  Mechanical  Systems)を適用することができ、照射された光が反射する反射光の方向を、外部からの制御に従い所定の角度範囲で変更することができる。
【０１４３】
マイクロミラー２１２から反射光として射出されたレーザ光の一部は、被測定物４により反射され、その反射光がマイクロミラー２１２に照射される。マイクロミラー２１２に照射された、被測定物４からの反射光は、マイクロミラー２１２により反射され、受光レンズ２１３を介して画素アレイ部１００の画素領域１２００に照射される。なお、図２１Ａでは、画素領域１２００の一部の領域を抜き出して示している。
【０１４４】
図２１Ｂは、複数の光源部２1、２2、…、２nそれぞれから射出された射出光４０に基づく反射光４１が画素領域１２００に照射された例を示す図である。ここでは、ｎ＝４とし、光源ユニット２０３が４つの光源部２1、２2、…、２nを含むものとする。この４つの光源部２1、２2、…、２nの各射出光４０に基づく反射光４１のそれぞれが、図２１Ｂに、領域ＬＤ＃１、ＬＤ＃２、ＬＤ＃３およびＬＤ＃４にて示される領域にそれぞれ照射されるものとする。
【０１４５】
例えば、光源部２1の射出光４０に基づく反射光４１が画素領域１２００内に照射される領域が領域ＬＤ＃１となる。同様に、光源部２2の射出光４０に基づく反射光４１が画素領域１２００内に照射される領域が領域ＬＤ＃２となる。また、図２１Ｂの例では、領域ＬＤ＃１、ＬＤ＃２、ＬＤ＃３およびＬＤ＃４を含む領域２１４を１スロットとしている。測距処理部１０１は、領域ＬＤ＃１、ＬＤ＃２、ＬＤ＃３およびＬＤ＃４それぞれについて、ヒストグラムを作成する。これに限らず、測距処理部１０１は、領域ＬＤ＃１、ＬＤ＃２、ＬＤ＃３およびＬＤ＃４を纏めて、ヒストグラムを作成してもよい。
【０１４６】
図２２は、第２の実施形態に係る発光制御部１０５ｂの動作を示す一例のシーケンスチャートである。図２２において、上段から、フレームＦｒａｍｅ単位の測距期間、スロットＳｌｏｔ単位の測距期間、ＬＤ選択信号、発光トリガ、ＦＢ信号、スロットＳｌｏｔ単位の代表値出力期間、フレームＦｒａｍｅ単位の代表値出力期間、をそれぞれ示している。
【０１４７】
ＬＤ選択信号は、光源部２1、２2、…、２nのうち発光させる光源部を選択する信号であって、例えば発光タイミング調整部１０５０’により生成され、光源ユニット２０３に対して出力される。ＬＤ選択信号「１」は、光源部２1を選択する期間を指定し、ＬＤ選択信号「２」は、光源部２2を選択する期間を指定する。同様に、ＬＤ選択信号「３」は、図示されない３つ目の光源部２を選択する期間を指定し、ＬＤ選択信号「４」は、光源部２nを選択する期間を指定する。この例では、時間ｔ11〜ｔ12の１つのスロット期間内にＬＤ選択信号「１」、「２」、「３」および「４」が順次に指定され、光源部２1、２2、…、２nを順次に選択するようにされている。
【０１４８】
発光トリガは、各ＬＤ選択信号「１」、「２」、「３」および「４」それぞれが示す期間において複数回（例えば数１０回〜数１０００回）が発行される。すなわち、時間ｔ11〜ｔ12の１つの対象スロット期間内において、ＬＤ選択信号「１」により指定される期間において、ＬＤ選択信号「１」により選択される光源部２1に対して発光トリガが複数回、発行され、この複数回の発光トリガの発行に応じて、光源部２1が複数回発光する。以降、順次、ＬＤ選択信号「２」、「３」および「４」により指定される期間において発光トリガが複数回発行され、各光源部２１、２２、…、２ｎそれぞれが、各発光トリガに応じて発光する。ＦＢ信号は、各発光トリガに応じて、光源部２1、２2、…、２nのそれぞれから複数ずつが順次に出力され、発光制御部１０５ｂに供給される。
【０１４９】
遅延測定部１０５１’は、対象スロットについて、各光源部２1、２2、…、２nから供給されたＦＢ信号それぞれについて遅延量ＦＢdlyを求める。代表値算出部１０５２は、求めた遅延量ＦＢdlyの平均値を算出する。
【０１５０】
このとき、代表値算出部１０５２は、代表値算出部１０５２は、各光源部２1、２2、…、２nから供給されたＦＢ信号それぞれについて個別に、遅延量ＦＢdlyの平均値を算出する。これは、例えば測距処理部１０１が各領域ＬＤ＃１、ＬＤ＃２、ＬＤ＃３およびＬＤ＃４それぞれについてヒストグラムを作成する場合に適用すると好ましい。
【０１５１】
これに限らず、代表値算出部１０５２は、各光源部２1、２2、…、２nから供給されたＦＢ信号それぞれについて求めた各遅延量ＦＢdlyを纏めて、遅延量ＦＢdlyの平均値を算出することができる。これは、例えば測距処理部１０１が各領域ＬＤ＃１、ＬＤ＃２、ＬＤ＃３およびＬＤ＃４を纏めてヒストグラムを作成する場合に適用すると好ましい。
【０１５２】
なお、上述では、１つのスロットに対してＬＤ選択信号「１」、「２」、「３」および「４」が１つずつ指定されているが、これはこの例に限定されない。例えば、ＬＤ選択信号「１」、「２」、「３」および「４」を、１スロット内に繰り返し指定してもよい。また、あるスロットにＬＤ選択信号「１」、次のスロットにＬＤ選択信号「２」、…というように、スロット毎にＬＤ選択信号「１」、「２」、「３」および「４」を指定してもよい。
【０１５３】
［第３の実施形態］
次に、本開示の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、代表値算出部１０５２が算出したフレームの代表値と、スロットの代表値と、予め定められた閾値と、に基づき、スロットの代表値のエラーを検知する例である。
【０１５４】
図２３は、第３の実施形態に係る発光制御部の一例の構成を示すブロック図である。図２３において、発光制御部１０５ｃは、図９を用いて説明した第１の実施形態に係る発光制御部１０５ａに対してエラー検知部１３００および閾値記憶部１３０１が追加されている。
【０１５５】
図２３において、代表値算出部１０５２から出力されたフレーム平均値およびスロット平均値がエラー検知部１３００に供給される。エラー検知部１３００は、代表値算出部１０５２から供給されたフレーム平均値とスロット平均値との差分を求め、この差分が、閾値記憶部１３０１に予め記憶される閾値の範囲を超えている場合に、そのスロット平均値がエラーであると判定する。エラー検知部１３００は、エラーであると判定されたスロットを示す情報を、エラー通知として測距処理部１０１に通知する。
【０１５６】
図２４は、第３の実施形態に係る発光制御部１０５ｃの動作を示す一例のシーケンスチャートである。図２４において、上段から、フレームＦｒａｍｅ単位の測距期間、スロットＳｌｏｔ単位の測距期間、ＬＤ選択信号、ＦＢ信号、遅延量、スロットＳｌｏｔ単位の遅延量、フレームＦｒａｍｅ単位の遅延量、閾値、をそれぞれ示している。これらのうち、遅延量は、遅延測定部１０５１で測定された遅延量ＦＢdlyそのものである。また、図２４の例では、閾値は、全期間を通じて固定値（この例では［±２０］）とされている。
【０１５７】
エラー検知部１３００は、例えばスロット平均値が更新されたタイミングでフレーム平均値とスロット平均値とを取得し、取得したフレーム平均値とスロット平均値との差分を求める。このとき、フレーム平均値は、当該スロット平均値が取得されたスロットが含まれるフレームの直前のフレームにおける平均値となる。
【０１５８】
エラー検知部１３００は、求めた差分と、閾値記憶部１３０１に記憶される閾値と、を比較し、差分が閾値の範囲を超えている場合に、そのスロット平均値がエラーであると判定する。図２４の例では、エラー検知部１３００は、フレームＦｒａｍｅ＃Ｎのフレーム平均値として値「１００」を取得する。また、エラー検知部１３００は、スロットがスロットＳｌｏｔ＃ｎからスロットＳｌｏｔ＃１に移行し、スロット平均値が更新されると、更新されたスロット平均値を取得する。この例では、更新されたスロット平均値として値「１４０」が取得されている。
【０１５９】
エラー検知部１３００は、例えばフレームＦｒａｍｅ＃Ｎのフレーム平均値「１００」と、更新されたスロット平均値「１４０」と、の差分を求める。エラー検知部１３００は、例えば更新されたスロット平均値「１４０」からフレームＦｒａｍｅ＃Ｎのフレーム平均値「１００」を減じて差分「４０」を求め、求めた差分「４０」と、閾値記憶部１３０１に記憶される閾値「±２０」とを比較する。エラー検知部１３００は、差分「４０」が閾値「±２０」の範囲を超えているため、当該スロットＳｌｏｔ＃１のスロット平均値がエラーであると判定する。
【０１６０】
エラー検知部１３００は、エラーが検知されたスロットＳｌｏｔ＃１を示す情報と、当該スロットＳｌｏｔ＃１のスロット平均値がエラーである旨を示す情報とをエラー通知に含めて、測距処理部１０１に通知する。測距処理部１０１は、このエラー通知に応じて、例えば当該スロットＳｌｏｔ＃１のスロット平均値をヒストグラムの補正に用いない。この場合、測距処理部１０１は、フレーム平均値や、当該スロットＳｌｏｔ＃１の直前のスロット＃ｎのスロット平均値を用いてヒストグラムの補正を行うことが考えられる。
【０１６１】
このように、第３の実施形態では、対象スロットの代表値を、フレームの代表値と比較して、差分が所定以上の場合に、対象スロットの代表値を除外するようにしている。そのため、対象スロットの代表値が、何らかの要因で異常値となった場合であっても、測距処理部１０１においてその異常値の影響を抑制することが可能である。
【０１６２】
［第４の実施形態］
次に、本開示の第４の実施形態として、本開示の第１の実施形態およびその変形例、第２の実施形態、ならびに、第３の実施形態の適用例について説明する。図２５は、第４の実施形態による、上述の第１の実施形態およびその変形例、第２の実施形態、ならびに、第３の実施形態を適用可能な測距装置１を使用する使用例を示す図である。
【０１６３】
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。
【０１６４】
・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。
【０１６５】
［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。
【０１６６】
図２６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。
【０１６７】
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２６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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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２６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。
【０１７７】
図２７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。図２７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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
なお、図２５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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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、上述した第１の実施形態およびその変形例、第２の実施形態、ならびに、第３の実施形態を適用可能な測距装置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、より高精度に測距を実行することが可能となる。
【０１８５】
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。
【０１８６】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
受光素子を含む受光部と、
光源を発光させるためのトリガを発行する発光制御部と、
前記光源を含む光源部から、該光源が発光した発光タイミングに応じて出力されるフィードバック信号を受信する受信部と、
前記フィードバック信号が前記受信部に受信された受信タイミングが前記トリガが発行された発行タイミングに対して遅延した遅延時間を取得する遅延取得部と、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記遅延取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する代表値取得部と、
前記発光タイミングを示す時間情報と前記受光素子の受光タイミングとに基づく信号処理を行う信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、
前記時間情報を前記代表値に基づき補正する
受光装置。
（２）
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれるランダムノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を取得する
前記（１）に記載の受光装置。
（３）
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の状態に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
前記（１）または（２）に記載の受光装置。
（４）
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の温度に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
前記（１）乃至（３）の何れかに記載の受光装置。
（５）
前記代表値取得部は、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した複数の前記遅延時間の代表値を取得する
前記（１）乃至（４）の何れかに記載の受光装置。
（６）
前記代表値取得部は、前記代表値として、
前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得した第１の代表値と、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した第２の代表値と、
を取得し、
前記第１の代表値と前記第２の代表値との差分に基づき前記第１の代表値のエラーを検知するエラー検知部をさらに備える
前記（１）乃至（４）の何れかに記載の受光装置。
（７）
前記発光制御部は、
前記光源部が光源として含む複数の光源のそれぞれに対して複数回ずつ前記トリガを発行し、
前記遅延取得部は、
前記光源部から前記複数の光源のそれぞれから前記発光制御部により前記複数回ずつ出力された前記トリガ
のそれぞれに対応する前記フィードバック信号が前記受信部に受信された
前記受信タイミングのそれぞれが、該フィードバック信号のそれぞれに対応して前記トリガが発行された前記発行タイミングのそれぞれに対して遅延した前記遅延時間をそれぞれ取得し、
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記複数回ずつの前記トリガの発行の所定回数の実行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する
前記（１）乃至（６）の何れかに記載の受光装置。
（８）
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間に基づく遅延時間ヒストグラムを生成する
前記（１）乃至（７）の何れかに記載の受光装置。
（９）
前記受信部は、
第１のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第１の受信部と、
該第１のパルス幅より狭い第２のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第２の受信部と、
を含む前記（１）乃至（８）の何れかに記載の受光装置。
（１０）
前記受信部は、
位相の異なる複数のクロックに応じて前記フィードバック信号を受信する
前記（１）乃至（９）の何れかに記載の受光装置。
（１１）
前記発光タイミングから前記受光装置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計測部と
前記計測値に基づくヒストグラムを生成する生成部をさらに備え、
前記生成部は、
前記代表値取得部により取得された前記代表値に基づき補正した前記計測値を用いて前記ヒストグラムを生成する
前記（１）乃至（１０）の何れかに記載の受光装置。
（１２）
受光素子を含む受光部と、
光源が発光した発光タイミングから前記受光装置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計測部と
前記光源を発光させるためのトリガを発行する発光制御部と、
前記光源を含む光源部から前記発光タイミングに応じて出力されるフィードバック信号を受信する受信部と、
前記フィードバック信号が前記受信部に受信された受信タイミングが前記トリガが発行された発行タイミングに対して遅延した遅延時間を取得する遅延取得部と、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する代表値取得部と、
前記計測値に基づく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、
前記生成部は、
前記代表値取得部により取得された前記代表値に基づき補正した前記計測値を用いて前記ヒストグラムを生成する
測距装置。
（１３）
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれるランダムノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を取得する
前記（１２）に記載の測距装置。
（１４）
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の状態に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
前記（１２）または（１３）に記載の測距装置。
（１５）
前記代表値取得部は、
前記フィードバック信号に含まれる、前記光源部の温度に応じたノイズによる前記遅延取得部により取得された遅延時間のばらつきが抑制された前記代表値を算出する
前記（１２）乃至（１４）の何れかに記載の測距装置。
（１６）
前記代表値取得部は、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した複数の前記遅延時間の代表値を取得する
前記（１２）乃至（１５）の何れかに記載の測距装置。
（１７）
前記代表値取得部は、前記代表値として、
前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得した第１の代表値と、
前記トリガの前記所定回数の発行を複数回実行して取得した第２の代表値と、
を取得し、
前記第１の代表値と前記第２の代表値との差分に基づき前記第１の代表値のエラーを検知するエラー検知部をさらに備える
前記（１２）乃至（１５）の何れかに記載の測距装置。
（１８）
前記発光制御部は、
前記光源部が光源として含む複数の光源のそれぞれに対して複数回ずつ前記トリガを発行し、
前記遅延取得部は、
前記光源部から前記複数の光源のそれぞれから前記発光制御部により前記複数回ずつ出力された前記トリガ
のそれぞれに対応する前記フィードバック信号が前記受信部に受信された
前記受信タイミングのそれぞれが、該フィードバック信号のそれぞれに対応して前記トリガが発行された前記発行タイミングのそれぞれに対して遅延した前記遅延時間をそれぞれ取得し、
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記複数回ずつの前記トリガの発行の所定回数の実行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間の代表値を取得する
前記（１２）乃至（１７）の何れかに記載の測距装置。
（１９）
前記代表値取得部は、
前記発光制御部による前記トリガの所定回数の発行に応じて前記取得部により取得された複数の前記遅延時間に基づく遅延時間ヒストグラムを生成する
前記（１２）乃至（１８）の何れかに記載の測距装置。
（２０）
前記受信部は、
第１のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第１の受信部と、
該第１のパルス幅より狭い第２のパルス幅の前記フィードバック信号を受信する第２の受信部と、
を含む前記（１２）乃至（１９）の何れかに記載の測距装置。
（２１）
前記受信部は、
位相の異なる複数のクロックに応じて前記フィードバック信号を受信する
前記（１２）乃至（２０）の何れかに記載の測距装置。
【符号の説明】
【０１８７】
１  測距装置
２，２1，２2，２n  光源部
１０  画素
１００  画素アレイ部
１０１  測距処理部
１０３  全体制御部
１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１５００  発光制御部
２００  ＬＤ
２０１  ドライバ
１０５０，１０５０’  発光タイミング調整部
１０５１，１０５１’  遅延測定部
１０５２  代表値算出部
１０７０  測定期間指定部
１０７１  カウンタ
１０９０  発光トリガ計数部
１０９１  積算回数計数部
１０９２  遅延量積算部
１０９３  スロット平均値算出部
１０９４  スロット平均値積算部
１０９５  フレーム平均値算出部
１１５０  ＦＢ信号受信部
１１６０  遅延測定カウンタ部
１３００  エラー検知部
１３０１  閾値記憶部
【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８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【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２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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