(57)【要約】  未知のＴＯＦ測距システムからの干渉を動的に検出する測距装置を提供する。  測距装置（１０）において、制御部（４）は、所定期間において、第１の露光信号〜第３の露光信号を発生し、かつ、第１の露光信号〜第３の露光信号のうちの１つである特定の露光信号を再度発生する。受光部（２）は、所定期間において、第１の露光処理〜第３の露光処理を行い、かつ、第１の露光処理〜第３の露光処理のうち特定の露光信号に対応する特定の露光処理を再度行い、演算部（３）は、所定期間における１回目の特定の露光処理で得られた露光量と、２回目の特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否かを判断する。
2015190015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式を用いた測距装置であって、
対象物への光照射を指示する発光信号に従って光照射を行う光源部と、
前記発光信号と、前記発光信号に同期して前記対象物からの反射光の露光を指示する第１の露光信号と、前記発光信号に同期しかつ前記第１の露光信号とは異なるタイミングで前記対象物からの反射光の露光を指示する第２の露光信号と、前記反射光が存在しない間の背景光の露光を指示する第３の露光信号とを発生する制御部と、
前記第１の露光信号に従う第１の露光処理と、前記第２の露光信号に従う第２の露光処理と、前記第３の露光信号に従う第３の露光処理とを行う受光部と、
前記第１、前記第２及び前記第３の露光処理における第１、第２及び第３の露光量を算出し、前記第１、前記第２及び前記第３の露光量を用いて前記ＴＯＦ方式により前記対象物までの距離を求める演算部とを備え、
前記制御部は、所定期間毎に、前記第１、前記第２及び前記第３の露光信号を発生し、かつ、前記第１、前記第２及び第３の露光信号のうちの１つである特定の露光信号を再度発生し、
前記受光部は、前記所定期間において、前記第１、前記第２及び前記第３の露光処理を行い、かつ、前記第１、前記第２及び前記第３の露光処理のうち前記特定の露光信号に対応する特定の露光処理を再度行い、
前記演算部は、前記所定期間における１回目の前記特定の露光処理で得られた露光量と、２回目の前記特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否かを判断する、
測距装置。
【請求項２】
前記特定の露光信号は前記第１の露光信号であり、
前記特定の露光処理は前記第１の露光処理である、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記特定の露光信号は前記第２の露光信号であり、
前記特定の露光処理は前記第２の露光処理である、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
前記特定の露光信号は前記第３の露光信号であり、
前記特定の露光処理は前記第３の露光処理である、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項５】
前記発光信号は複数のパルスを有し、
前記１回目の前記特定の露光処理における複数のパルスの発生タイミングは、前記２回目の前記特定の露光処理における複数のパルスの発生タイミングと異なる不均一な間隔である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記１回目の前記特定の露光処理で得られた露光量が第１のしきい値以上でありかつ第２のしきい値以下である場合に、前記２回目の前記特定の露光処理で得られた露光量と比較する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記受光部は、２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子であり、
前記演算部は、前記１回目の前記特定の露光処理で得られた露光量と、前記２回目の前記特定の露光処理で得られた露光量とを、対応する画素毎に比較することにより、前記差異を算出する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項８】
前記演算部は、前記１回目の前記特定の露光処理で得られた露光量と、前記２回目の前記特定の露光処理で得られた露光量との差分を画素毎に算出し、算出した差分が所定値より大きいか否かを判定し、前記差分が所定値より大きいと判定された画素の数をカウントし、カウント値が予め定められた数よりも多い場合に、他の測距装置の光照射と本測距装置の光照射とが干渉していることを示す干渉信号を有効にする、
請求項７に記載の測距装置。
【請求項９】
前記演算部は、前記差分が所定値より大きいと判定された画素の連続する数が前記予め定められた数よりも多い場合に、前記干渉信号を有効にする、
請求項８に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記演算部は、前記予め定められた数を乱数として決定する、
請求項８または９に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光のパルスを送信し、物体で反射して戻ってきたパルスの受信までの飛行時間（ＴＯＦ：ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）が距離に依存する事を利用して３次元測定を行う事ができる方式（以下、ＴＯＦ方式）を用いて距離測定（以下、測距）を行う場合、測定範囲内に別のＴＯＦ測距システムがあると、投光パルスの干渉が発生し、それによる測距結果の誤差によって測距精度が低下するという課題がある。【０００３】
この干渉を動的に検出する方法として、特許文献１では、干渉を起こす測距センサが予め明らかになった状態で、指定した干渉検出時間内に別のＴＯＦ測距システムからのパルスが来るかどうかで干渉を判断し、干渉の検出および回避を行うことが出来るシステムを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３５３９０号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一態様における測距装置は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式を用いた測距装置であって、発光信号に従って光照射を行う光源部と、対象物への光照射を指示する発光信号と、発光信号に同期して対象物からの反射光の露光を指示する第１の露光信号と、発光信号に同期してかつ第１の露光信号とは異なるタイミングで対象物からの反射光の露光を指示する第２の露光信号と、反射光が存在しない間の背景光の露光を指示する第３の露光信号とを発生する制御部と、第１の露光信号に従う第１の露光処理と、第２の露光信号に従う第２の露光処理と、第３の露光信号に従う第３の露光処理とを行う受光部と、第１、第２および第３の露光処理における第１、第２および第３の露光量を算出し、第１、第２および第３の露光量を用いてＴＯＦ方式により対象物までの距離を求める演算部とを備え、制御部は、所定期間毎に、第１、第２および第３の露光信号を発生し、かつ、第１、第２および第３の露光信号のうちの１つである特定の露光信号を再度発生し、受光部は、所定期間において、第１、第２および第３の露光処理を行い、かつ、第１、第２および第３の露光処理のうち特定の露光信号に対応する特定の露光処理を再度行い、演算部は、所定期間における１回目の特定の露光処理で得られた露光量と、２回目の特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否かを判断する。
【０００６】
これによれば、ＴＯＦ方式を用いた測距装置において、識別されていない未知のＴＯＦ測距システムからの干渉を動的に検出することができる。
【０００７】
ここで、特定の露光信号は第１の露光信号であり、特定の露光処理は第１の露光処理であってもよい。
【０００８】
ここで、特定の露光信号は第２の露光信号であり、特定の露光処理は第２の露光処理であってもよい。
【０００９】
ここで、特定の露光信号は第３の露光信号であり、特定の露光処理は第３の露光処理であってもよい。
【００１０】
ここで、発光信号は複数のパルスを有し、１回目の特定の露光処理における複数のパルスの発生タイミングは、２回目の特定の露光処理における複数のパルスの発生タイミングと異なる不均一な間隔であってもよい。
【００１１】
これによれば、干渉がある場合の１回目の露光量と２回目の露光量との差を生じやすくし、干渉検出を容易にすることができる。
【００１２】
ここで、演算部は、１回目の特定の露光処理で得られた露光量が第１のしきい値以上でありかつ第２のしきい値以下である場合に、２回目の特定の露光処理で得られた露光量と比較してもよい。
【００１３】
これによれば、小さすぎる露光量と大きすぎる露光量とを比較対象から除外し、ショットノイズの影響を避けることができる。
【００１４】
ここで、受光部は、２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子であり、演算部は、１回目の特定の露光処理で得られた露光量と、２回目の特定の露光処理で得られた露光量とを、対応する画素毎に比較することにより、差異を算出してもよい。
【００１５】
これによれば、画素毎に干渉の可能性を判定することができる。
【００１６】
ここで、演算部は、１回目の特定の露光処理で得られた露光量と、２回目の特定の露光処理で得られた露光量との差分を画素毎に算出し、算出した差分が所定値より大きいか否かを判定し、差分が所定値より大きいと判定された画素の数をカウントし、カウント値が予め定められた数よりも多い場合に、他の測距装置の光照射と本測距装置の光照射とが干渉していることを示す干渉信号を有効にしてもよい。
【００１７】
これによれば、干渉の可能性がある画素の数が予め定められた数より多い場合に、干渉があると判定するので、判定の精度を高めることができる。
【００１８】
ここで、演算部は、差分が所定値より大きいと判定された画素の連続する数が予め定められた数よりも多い場合に、干渉信号を有効にしてもよい。
【００１９】
これによれば、干渉の可能性がある画素の数が予め定められた数より多く、かつ、連続している場合に干渉があると判定するので、判定の精度を高めることができる。
【００２０】
ここで、演算部は、予め定められた数を乱数として決定してもよい。
【００２１】
これによれば、同じ型の他の測距装置が近くで動作している場合でも、干渉を容易に検出することができる。
【００２２】
本開示における測距装置によれば、ＴＯＦ方式を用いた測距装置において、識別されていない未知のＴＯＦ測距システムからの干渉を動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる測距装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、パルスＴＯＦ方式における発光信号及び露光信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図３は、光源部の発光正弦波と、受光部に届いた反射光とを示す図である。
【図４】図４は、図２のタイムチャートに対して別の測距システムからの投光が混入したタイムチャートである。
【図５】図５は、位相差ＴＯＦ動作を示す図３の発光正弦波および反射波に対して別の測距システムからの投光が混入したタイムチャートである。
【図６】図６は、図１の測距装置における各種露光処理のタイミングを示すタイムチャートである。
【図７】図７は、干渉検出の動作例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施の形態における２回の露光量Ｓ０の取得を含む１セットの露光処理を示す図である。
【図９】図９は、他からの干渉が発生している場合の１セットの露光処理を示す図である。
【図１０】図１０は、干渉がない場合の、ＴＯＦ演算と距離画像、干渉検出信号のタイミングを模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、干渉がある場合のＴＯＦ演算と距離画像、干渉検出信号のタイミングを模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、２つの測距装置が連続して干渉する場合の露光および撮像画像の転送のタイミングを示す模式図である。
【図１３】図１３は、２つの測距装置において発光および露光のタイミングに変調をかけている場合の発光および露光のタイミングを示す模式図である。
【図１４】図１４は、受光部である固体撮像素子の画素配列を示す図である。
【図１５】図１５は、偶数ラインと奇数ラインとで条件を変えた発光と読出の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
まず、従来技術における課題について述べる。
【００２５】
特許文献１で開示された従来技術は、測距区間以外で別のパルスＴＯＦ測距システムからの投光パルスの有無から干渉検出を行い、測距区間で別のＴＯＦ測距システムからの投光パルスが干渉する前に、所定のシステムの投光パルスのタイミングを変更し、干渉の影響が出ないようにしている。
【００２６】
しかし、特許文献１では、予め識別されナンバリングされており、スタートのタイミングを揃えたシステムのみに対応しており、同期の取れていないシステムに対しては対応することができないという課題を有している。
【００２７】
本開示では、識別されていない未知のＴＯＦ測距システムからの干渉を動的に検出する測距装置を提供する。
【００２８】
以下、本開示の実施の形態に係る測距装置（測距撮像装置）について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものであり、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定するものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る測距装置（測距撮像装置）の構成例を示すブロック図である。
【００３０】
測距装置１０は、光源部１と受光部（固体撮像素子）２と演算部（ＴＯＦ演算部）３と制御部４より構成される。
【００３１】
はじめに、本実施形態の測距装置１０の基本的なＴＯＦ動作原理について簡単に説明する。
【００３２】
図２は、ＴＯＦ方式における発光信号及び露光信号を示すタイミングチャートである。同図では、説明の便宜上、本来タイミングが異なる２つのケース、すなわち、第１の露光信号により露光するケース（第１の露光という）と、第２の露光信号により露光するケース（第２の露光という）とを併記している。ＴＯＦ方式（いわゆる、パルスＴＯＦ方式）では、測定対象物の測距を行う場合、発光信号のパルスに対して、測定対象物からの反射光を第１の露光信号と第２の露光信号の異なるタイミングの２パターンで露光し、それぞれの光量の比に基づいて測定対象物までの距離を算出する。
【００３３】
図２において、第１の露光信号のパルスによって、測定対象物からの反射光の全てを含むように第１の露光を行う。また、第２の露光信号のパルスによって、測定対象物からの反射光が発光タイミングに対して遅延する程、露光量が増加するような第２の露光を行う。また背景光等のオフセット成分を検出するため、発光信号を停止させて第１および第２の露光信号と同じ条件で第３の露光を行う。
【００３４】
ここで、第１の露光による露光量をＳ０、第２の露光による露光量をＳ１、第３の露光による背景光の露光量をＢＧ、照射する直接光のパルス幅をＴ０、光速（２９９，７９２，４５８ｍ／ｓ）をｃ、とすると、測定対象物までの距離Lは、（式１）で表わされる。
【００３５】
【数１】
2015190015.tif 000003
【００３６】
次に、図３を用いて、本実施の形態に係る位相差ＴＯＦ方式について説明する。
【００３７】
図３は、光源部１の発光正弦波と、受光部２に届いた反射光とを示す図である。位相差ＴＯＦ方式では、同図における発光正弦波と、物体にあたって帰ってきた反射光との位相差Δφから、（式２）で測定対象物までの距離Lを算出する。ここで、正弦波の周波数をｆｍ、つまり正弦波の周期を１／ｆｍとする。
【００３８】
【数２】
2015190015.tif 000004
【００３９】
次に、本開示の理解を容易とするため、パルスＴＯＦ動作、及び位相差ＴＯＦ動作と干渉との関係、つまり測定誤差が生じる原理について説明する。
【００４０】
図４は、図２のタイムチャートに対して別の測距システムからの投光が混入したタイムチャートである。
【００４１】
図４中、別の測距システムから混入した受光部２における露光量をＡ、Ｂとする。パルスＴＯＦ動作では、図４に示すように、測定範囲内に別のＴＯＦ測距システムからの投光が存在すると、受光信号（例えば、ＩＲ（ＩｎｆｒａＲｅｄ）信号）に別のＴＯＦ測距システムからのＩＲ成分が干渉してしまい、測定距離に誤差が発生する問題がある。（式３）がその時の距離を求める演算式である。他から混入した露光量Ａ、Ｂは、測定すべき露光量Ｓ０、Ｓ１の比とは無関係に乗ってしまうので、結果として測定距離に誤差が生じてしまう。
【００４２】
【数３】
2015190015.tif 000005
【００４３】
また、図５は、位相差ＴＯＦ動作を示す図３の発光正弦波および反射波に対して別の測距システムからの投光が混入したタイムチャートである。位相差ＴＯＦ動作では、図５に示すように、別の位相差ＴＯＦ測距システムからの干渉波があると、反射光（図中の実線の正弦波）はその合成波となり本来の位相（図中の破線の正弦波）に対してΔφdのズレが発生してしまう。距離を求める演算式も（式４）のように誤差を生じる問題がある。
【００４４】
【数４】
2015190015.tif 000006
【００４５】
以上から、ＴＯＦ方式の測距において、別のＴＯＦ測距システムからの干渉というのは、距離演算に誤差をもたらすという大きな問題となる。
【００４６】
そこで、本開示は上記問題を解決するため、識別されていない未知のＴＯＦ測距システムからの干渉を動的に検出する測距装置を提供する。
【００４７】
以下、実施の形態１における測距装置について図１および図６を用いて詳細に説明する。
【００４８】
図６は、図１の測距装置における各種露光処理のタイミングを示すタイムチャートである。
【００４９】
図１において、光源部１は、制御部４からの発光信号に従って光照射を行う。
【００５０】
制御部４は、対象物への光照射を指示する発光信号と、第１〜第３の露光信号とを発生する。
【００５１】
第１の露光信号は、発光信号に同期して対象物からの反射光の露光を指示する。例えば図２および図６の（ｂ）に示したように、第１の露光信号のパルスは、発光信号のパルスがアクティブになるのと同時にアクティブになり、発光信号のパルスがインアクティブになってから一定時間後にインアクティブになる。つまり、第１の露光信号のパルスは、発光信号と同時にアクティブになり、発光信号のパルス幅よりも長い。これにより、対象物からの反射光の全部を露光可能にしている。
【００５２】
第２の露光信号は、発光信号に同期してかつ第１の露光信号とは異なるタイミングで前対象物からの反射光の露光を指示する。例えば、図２および図６の（ｃ）に示したように、第２の露光信号は、発光信号のパルスがインアクティブになるのと同時にアクティブになり、一定時間後にインアクティブになる。これにより、第２の露光信号のパルスは、対象物からの反射光が発光タイミングに対して遅延する程、露光量が増加するように設定されている。
【００５３】
第３の露光信号は、反射光が存在しない間の背景光の露光を指示する。
【００５４】
受光部２は、例えば２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子であり、第１の露光信号に従う第１の露光処理Ｐ０と、第２の露光信号に従う第２の露光処理Ｐ１と、第３の露光信号に従う第３の露光処理ＰＢＧとを行う。
【００５５】
演算部３は、第１の露光処理Ｐ０、第２の露光処理Ｐ１、および第３の露光処理ＰＢＧにおける第１の露光量Ｓ０、第２の露光量Ｓ１、および第３の露光量ＢＧを算出し、第１の露光量Ｓ０、第２の露光量Ｓ１、および第３の露光量ＢＧを用いてＴＯＦ方式により対象物までの距離を求める。第１の露光量Ｓ０、第２の露光量Ｓ１、および第３の露光量ＢＧは、図６の例では、それぞれ複数回の露光信号により積算された値とする。また、図６の所定期間（図６の１セットの期間）では、第１の露光処理Ｐ０は、同じ条件で異なるタイミングで２回行われる。すなわち、図６では第１の露光処理Ｐ０は、１回目の第１の露光処理Ｐ０１と２回目の第１の露光処理Ｐ０２の２回行われる。
【００５６】
制御部４は、所定期間において、第１の露光信号から第３の露光信号を発生し、かつ、第１の露光信号から第３の露光信号のうちの１つである特定の露光信号を再度発生する。図６では、特定の露光信号が第１の露光信号である例を示している。
【００５７】
受光部２は、所定期間において、第１の露光処理から第３の露光処理を行い、かつ、第１の露光処理から第３の露光処理のうち特定の露光信号に対応する特定の露光処理を再度行う。図６では、特定の露光処理が第１の露光処理である例を示している。
【００５８】
演算部３は、所定期間における１回目の特定の露光処理で得られた露光量と、２回目の特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否かを判断する。
【００５９】
より詳細を説明すると、制御部４は、図２および図６の（ｂ）に示すような発光信号と露光信号（説明の便宜上、露光処理に応じて第１〜第３の露光信号と呼ぶ）を出力し、光源部１は、発光制御信号がＨの時に光を照射する。本実施の形態では図６の（ａ）に示すように、所定期間（１セットの期間）に第１の露光処理を２度行う。つまり、１セットの期間に第１の露光処理Ｐ０１、第２の露光処理Ｐ１、第１の露光処理Ｐ０２、第３の露光処理ＰＢＧを行うことによって、露光量Ｓ０１、露光量Ｓ０２、露光量ＢＧ、露光量Ｓ１の４信号を取得するよう制御を行う。
【００６０】
なお、図６の（ａ）で第１の露光処理Ｐ０１、第２の露光処理Ｐ１、第１の露光処理Ｐ０２のそれぞれにおいて、発光および露光を複数回行っているが、少なくとも１回行えばよい。第３の露光処理ＰＢＧでも複数回の露光を行っているが、少なくとも１回行えばよい。また、各露光処理において複数回の露光を行っている場合の、露光量Ｓ０１、露光量Ｓ１、露光量Ｓ０２、露光量ＢＧは複数回の露光による積算値でよい。
【００６１】
また、受光部２は、光が対照物体に反射した光である反射光を露光信号がＬの期間のみ露光を行い、そのＬ期間の露光量の総和を出力する。受光部２は、例えば、２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子（エリアセンサ）であり、反射光を光電変換し１画素当たり最大２００００ｅｌｅ程度の出力を１２ｂｉｔのＡＤ変換で０〜４０９５に変換してＲＡＷデータとして出力する。ＴＯＦ演算部３は、ＲＡＷデータから（式５）によって各画素の距離を算出として距離画像と干渉検出信号を出力する。
【００６２】
【数５】
2015190015.tif 000007
【００６３】
次に、図７を用いて、１セット分の露光処理が完了後の干渉検出の動作例について説明する。
【００６４】
図７は、干渉検出の動作例を示すフローチャートである。演算部３は、受光部２から所定期間（１セットの期間）にＲＡＷデータを受信することにより、第１の露光処理Ｐ０１、第２の露光処理Ｐ１、第１の露光処理Ｐ０２、および第３の露光処理ＰＢＧのそれぞれによる撮像画像を記憶する。第１の露光処理Ｐ０１による撮像画像は、画素毎の露光量Ｓ０１を表す。同様に、第２の露光処理Ｐ１による撮像画像は、画素毎の露光量Ｓ１を表す。第１の露光処理Ｐ０２による撮像画像は、画素毎の露光量Ｓ０２を表す。第３の露光処理ＰＢＧによる撮像画像は、画素毎の露光量ＢＧを表す。これらの撮像画像は所定の期間毎に更新される。演算部３は、１つ前のセットで得られた４つの撮像画像を記憶し、この４つの撮像画像に対して図７に示す処理を行う。
【００６５】
演算部３は、４つの撮像画像の対応する（つまり、同じ位置の）４つの画素を選択する（Ｓ７０）。なお、露光量Ｓ１を示す画素は干渉検出動作では使用しないので選択しなくてもよい。選択された４画素中の露光量Ｓ０１と露光量ＢＧとの差が一定の値より小さいかどうかを判定する（Ｓ７１）。（露光量Ｓ０１−露光量ＢＧ）がある一定の値以下（本実施の形態では５０）であることは、反射信号がほぼない、つまり無限遠の点を比較していることになり、この画素の比較は意味を成さないので次の対応する４つの画素を選択する（Ｓ７６）。なお、上記の一定の値は、４０９６階調のうちの５０であって最大階調の約１．２％程度としているが、数％としてもよい。
【００６６】
また、露光量があまりに小さい画素、大きすぎる画素を比較すると治具ノイズや、ショットノイズの影響を受けてしまうので、露光量Ｓ０が指定範囲（本実施の形態では第１のしきい値５００〜第２のしきい値２５００）内であるか否かを確認し（Ｓ７２）、指定範囲内でない場合は次の対応する４つの画素を選択する。ここで、第１のしきい値、第２のしきい値は、最大階調の約１０％、約６０％程度でよい。また、治具ノイズとは、露光量が小信号である時のノイズをいい、元々の信号量が小さいため相対的にハード起因のノイズを大きく含んでいる。
【００６７】
指定範囲内である場合は、第１の露光処理Ｐ０１で得られた撮像画像における露光量Ｓ０１と、第２の露光処理Ｐ０２で得られた撮像画像における露光量Ｓ０２との比較を行いショットノイズの影響も考え、その差が７％以内であれば干渉なしと判断し、それ以上であれば干渉の疑いありとする（Ｓ７３）。干渉の疑いが検出さたら、干渉検出カウントをカウントアップし（Ｓ７４）、その値が予め定められた数（例えば１００）以上になった時（Ｓ７５：ＹＥＳ）、このセット（フレームとも呼ぶ）では干渉発生と判断して、干渉検出信号をＨ（有効）にする（Ｓ７８）。
【００６８】
また、演算部３は、上記の処理を最終画素まで行った後、干渉検出の動作を終了する（Ｓ７７）。
【００６９】
次に、干渉検出の動作についての詳細を説明する。
【００７０】
図８は、本実施の形態における２回の露光量Ｓ０の取得を含む１セットの露光処理を示す。露光量Ｓ０１を取得する第１の露光処理Ｐ０１と第２の露光処理Ｐ０２とはタイミング条件が同一であるため、干渉がない場合、対応する画素が示す露光量Ｓ０１、Ｓ０２はほぼ同程度の出力となる。
【００７１】
これに対して、図９は、他からの干渉が発生している場合の１セットの露光処理を示す。図９のように測距装置Ａと測距装置Ｂとが同時に動作しているものとする。ただし、干渉の仕方はケースバイケースであるが、同図では、測距装置Ｂの第１の露光処理Ｐ０１の反射光の６０％が、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０１に影響を与えるものとする。また、測距装置Ｂの第２の露光処理Ｐ１の反射光の４０％と、第１の露光処理Ｐ０２の５０％とが、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０２に影響を与えるものとする。この場合、測距装置Ａにおける第１の露光処理Ｐ０１における露光量Ｓ０１、第１の露光処理Ｐ０２における露光量Ｓ０２は、例えば、次式のようになる。
【００７２】
Ｓ０１＝ＡＳ０１＋ＢＳ０１×０．６
Ｓ０２＝ＡＳ０２＋ＢＳ１×０．４＋ＢＳ０２×０．５
ここで、ＡＳ０１は、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０１における測距装置Ａの発光による露光量を示す。ＡＳ０２は、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０２における測距装置Ａの発光による露光量を示す。ＢＳ０１は、測距装置Ｂの第１の露光処理Ｐ０１での発光による、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０１における露光量を示す。ＢＳ１は、測距装置Ｂの第２の露光処理Ｐ１での発光による、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０２における露光量を示す。ＢＳ０２は、測距装置Ｂの第１の露光処理Ｐ０２での発光による、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０２における露光量を示す。
【００７３】
上式のように、他の測距装置からの干渉がある場合には、同じ条件で測定した第１の露光処理Ｐ０１および第１の露光処理Ｐ０２による露光量Ｓ０１と露光量Ｓ０２に差が発生する。そのため、図７の干渉検出動作のように、露光量Ｓ０１と露光量Ｓ０２との差異を検出することによって、干渉の有無を検出することが可能となる。なお、１セットの期間において複数回取得する露光量は露光量Ｓ０に制限するものではなく露光量Ｓ１でも露光量ＢＧでも良い。
【００７４】
次に、ＴＯＦ演算と距離画像、干渉検出のタイミングについて説明する。
【００７５】
図１０は、干渉がない場合の、ＴＯＦ演算と距離画像、干渉検出信号のタイミングを模式的に示す図である。図１１は、干渉がある場合のＴＯＦ演算と距離画像、干渉検出信号のタイミングを模式的に示す図である。図１０、図１１中のフレームは、図６の１セットの期間に相当する。
【００７６】
図１０は干渉がない場合で、Ｎフレーム目の距離画像を表示している間にＮ＋１フレーム目のＴＯＦ演算を行い、１フレーム遅れで距離画像を出力している。図１１において干渉がＮ＋２フレームに発生した場合で、干渉が疑われるフレームが表示される間は干渉検出信号をＨ（つまり有効）にして、干渉が発生していることを伝える。
【００７７】
以上のように、実施の形態１によれば、ＴＯＦ方式の測距装置が複数存在している場合に、その干渉を動的に検出することが可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態では最も信号量が大きく、ショットノイズの影響を受ける露光量Ｓ０として露光量Ｓ０１と露光量Ｓ０２を２度取得した上で、露光量Ｓ０としてその平均（（Ｓ０１＋Ｓ０２）／２）を使用することで、干渉検出を行いながら、バラツキを半分に抑えている。
【００７９】
また、図１２は、２つの測距装置が連続して干渉する場合の露光および撮像画像の転送のタイミングを示す模式図である。図１２のように、連続で干渉検出信号が出力された場合、回避できない干渉が発生しているとして、次の発光を露光期間の２倍だけ遅延させてもよい。これにより、同じタイミングで動作する複数の測距装置であれば、干渉のないタイミングで発光することが可能となる。
【００８０】
また、この検出回数（図７のステップＳ７５における予め定められた数）を固定ではなく乱数で決定することで、同じ制御を行う測距装置が複数ある場合に、お互いが同時に露光時間を遅延させ、そのタイミングで再度干渉が発生してしまう無限ループになってしまうことを防ぐ事が可能となる。
【００８１】
また、この干渉検出を更に強調する手法として、発光および露光のタイミングに変調をかける（つまり、発光および露光のタイミングを一定間隔ではなく不均一な間隔にする）ことも出来る。
【００８２】
図１３は、２つの測距装置において発光および露光のタイミングに変調をかけている場合の発光および露光のタイミングを示す模式図である。同図のように、各信号の露光処理の期間において、発光パルスおよび読出パルス（つまり露光パルス）を均等に発生させるのではなく、不均一な間隔にする変調をかけることで、例えば、図１３のように測距装置Ａの第1の露光処理Ｐ０１と第1の露光処理Ｐ０２に入ってくる測距装置Ｂからの出力差をより大きく出来る可能性がある。
【００８３】
なお、本実施の形態では、所定期間（１セットまたは１フレームの期間）内に露光量Ｓ０を２回取得して露光量Ｓ０１、Ｓ０２としているが、その代わりに、露光量Ｓ１を２回取得し露光量Ｓ１１、露光量Ｓ１２としてもよいし、露光量ＢＧを２回ＢＧ１、露光量ＢＧ２としてもよく、その信号の種類を制限するものではない。
【００８４】
また、本実施の形態に係る測距装置は、上述した説明では測定対象物の測距を行う場合、発光パルスに対して、測定対象物からの反射光を第１の露光信号と第２の露光信号の異なるタイミングの２パターンで露光した光量の比に基づいて測定対象物までの距離を算出する方式、いわゆるパルスＴＯＦ方式を用いて説明したが、それに限定されるものではなくその他のＴＯＦ方式（一例として、反射光の位相差を測定する方式、いわゆる位相差ＴＯＦ等）を用いることもできる。
【００８５】
（実施の形態２）
以下、図面を参照しながら、実施の形態２に係る測距装置（測距撮像装置）の構成及び動作について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００８６】
実施の形態２は、受光部（固体撮像素子）の露光方法に特徴があり、偶数ラインと奇数ラインで発光と露光の条件を変えて測定を行うものである。これにより、ダイナミックレンジを拡張することが可能となる。
【００８７】
図１４は受光部である固体撮像素子の画素配列を示す図である。
【００８８】
固体撮像素子は、光を受光する複数の画素を備え、また、偶数ラインと奇数ラインでの距離測定のための撮像を露光条件変えて時分割で行い、２つの条件での撮像によって得られた画素の転送を行う。第一の露光回数が多い条件で撮像された偶数ラインと、第二の露光回数が少ない条件で撮像された奇数ラインの測定値は、それぞれを補間しあうことにより、全ての画素での第一の条件での露光量Ｓ０、Ｓ１、ＢＧと、第二の条件による露光量Ｓ０、Ｓ１、ＢＧを得ることができる。
【００８９】
図１５は、偶数ラインと奇数ラインとで条件を変えた発光と読出の概念図である。偶数ラインではより光量を稼ぐため、発光回数を多くして、奇数ラインでは光量を少なくするため読出回数はそのままに、露光回数を減らしている。ここで、偶数ラインの第３の露光処理ＰＢＧ１で得られる背景光を表す露光量ＢＧ１と、奇数ラインの第３の露光処理ＰＢＧ２で得られる背景光を表す露光量ＢＧ２とは、露光時間が等しいため、干渉が発生していなければ同程度の出力になる。この２つの露光量ＢＧ１と露光量ＢＧ２とを積分比較することによって、干渉の検出を行うことが可能となる。
【００９０】
以上のように、実施の形態２によればライン毎に露光の条件を変えて測定を行うことで、ダイナミックレンジの拡張を行いつつ、背景光を表す露光量ＢＧ１、ＢＧ２を利用することで、干渉検出を行うことが可能となる。また、第１の実施形態と異なり、信号の種類を３種類に抑えられるため、保持に必要となるメモリ領域を３つに節約することができ、１信号あたりの飽和を増やすことが可能となる。
【００９１】
なお、露光量ＢＧ１、ＢＧ２の比較は積分比較に制限するわけではなく、画素毎の比較（例えば図７）でもラインごとの比較でも良い。
【００９２】
なお、比較を行う信号は露光量ＢＧ１、ＢＧ２に制限するものではなく、露光量Ｓ０１、Ｓ０２の比較でもよく、露光量Ｓ１１、Ｓ１２の比較であっても露光時間から単位時間あたりの出力を算出し、それを比較することで干渉を検出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本開示に係る測距装置は、対象物の測距、例えば、人物、建物などの測距に利用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  光源部
２  受光部
３  演算部
４  制御部
１０  測距装置
【図１】
2015190015.tif 000008
【図２】
2015190015.tif 000009
【図３】
2015190015.tif 000010
【図４】
2015190015.tif 000011
【図５】
2015190015.tif 000012
【図６】
2015190015.tif 000013
【図７】
2015190015.tif 000014
【図８】
2015190015.tif 000015
【図９】
2015190015.tif 000016
【図１０】
2015190015.tif 000017
【図１１】
2015190015.tif 000018
【図１２】
2015190015.tif 000019
【図１３】
2015190015.tif 000020
【図１４】
2015190015.tif 000021
【図１５】
2015190015.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月24日(2016.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式を用いた測距装置であって、
対象物への光照射を指示する発光信号に従って光照射を行う光源部と、
前記発光信号と、前記発光信号に同期して前記対象物からの反射光の露光を指示する第１の露光信号と、前記発光信号に同期しかつ前記第１の露光信号とは異なるタイミングで前記対象物からの反射光の露光を指示する第２の露光信号と、前記反射光が存在しない間の背景光の露光を指示する第３の露光信号とを発生する制御部と、
前記第１の露光信号に従う第１の露光処理と、前記第２の露光信号に従う第２の露光処理と、前記第３の露光信号に従う第３の露光処理とを行う受光部と、
前記第１の露光処理における第１の露光量、前記第２の露光処理における第２の露光量及び前記第３の露光処理における第３の露光量を算出し、前記第１の露光量、前記第２の露光量及び前記第３の露光量を用いて前記ＴＯＦ方式により前記対象物までの距離を求める演算部とを備え、
前記制御部は、所定期間毎に、前記第１の露光信号、前記第２の露光信号、前記第３の露光信号及び、前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び第３の露光信号のうちから選択される１つの特定の露光信号を発生し、
前記受光部は、前記所定期間において、前記第１の露光処理、前記第２の露光処理、前記第３の露光処理及び、前記第１の露光処理、前記第２の露光処理及び前記第３の露光処理のうち前記特定の露光信号に対応する特定の露光処理を行い、
前記演算部は、前記特定の露光信号に対応する前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理で得られた露光量と、前記特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否かを判断する、
測距装置。
【請求項２】
前記特定の露光信号は前記第１の露光信号であり、
前記特定の露光処理は前記第１の露光処理である、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記特定の露光信号は前記第２の露光信号であり、
前記特定の露光処理は前記第２の露光処理である、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項４】
前記特定の露光信号は前記第３の露光信号であり、
前記特定の露光処理は前記第３の露光処理である、
請求項１に記載の測距装置。
【請求項５】
前記発光信号は複数のパルスを有し、
前記特定の露光処理における前記複数のパルスの発生タイミングは、前記特定の露光信号に対応する前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号のうちの１つに従う前記露光処理における前記複数のパルスの発生タイミングと異なると共に、不均一な間隔である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記特定の露光信号に対応する前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号のうちの１つに従う前記露光処理で得られた前記露光量が第１のしきい値以上であり、かつ、第２のしきい値以下である場合に、前記特定の露光処理で得られた前記露光量と比較する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記受光部は、２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子であり、
前記演算部は、前記特定の露光信号に対応する前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号のうちの１つに従う前記露光処理で得られた露光量と、前記特定の露光処理で得られた露光量とを、対応する画素毎に比較することにより、前記差異を算出する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項８】
前記演算部は、前記特定の露光信号に対応する前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号のうちの１つに従う前記露光処理で得られた前記露光量と、前記特定の露光処理で得られた前記露光量との差分を画素毎に算出し、算出した前記差分が所定値より大きいと判定された画素の数をカウントしてカウント値を算出し、前記カウント値が予め定められた数よりも多い場合に、他の測距装置の光照射と本測距装置の光照射とが干渉していることを示す干渉信号を有効にする、
請求項７に記載の測距装置。
【請求項９】
前記演算部は、前記差分が所定値より大きいと判定された画素の連続する数が前記予め定められた数よりも多い場合に、前記干渉信号を有効にする、
請求項８に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記演算部は、前記予め定められた数を乱数として決定する、
請求項８または９に記載の測距装置。
【請求項１１】
ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式の測距装置に用いられる固体撮像素子であって、
前記測距装置は、
対象物への光照射を指示する発光信号に従って光照射を行う光源部と、
前記発光信号と、前記発光信号に同期して前記対象物からの反射光の露光を指示する第１の露光信号と、前記発光信号に同期しかつ前記第１の露光信号とは異なるタイミングで前記対象物からの反射光の露光を指示する第２の露光信号と、前記反射光が存在しない間の背景光の露光を指示する第３の露光信号とを発生する制御部と、
前記第１の露光信号に従う第１の露光処理と、前記第２の露光信号に従う第２の露光処理と、前記第３の露光信号に従う第３の露光処理とを行う受光部と、
前記第１の露光処理における第１の露光量、前記第２の露光処理における第２の露光量及び前記第３の露光処理における第３の露光量を算出し、前記第１の露光量、前記第２の露光量及び前記第３の露光量を用いて前記ＴＯＦ方式により前記対象物までの距離を求める演算部とを備え、
前記制御部は、所定期間毎に、前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号及び、前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び第３の露光信号のうちから選択される１つの特定の露光信号を発生し、
前記受光部は、前記所定期間において、前記第１の露光処理、前記第２の露光処理、前記第３の露光処理及び、前記第１の露光処理、前記第２の露光処理及び前記第３の露光処理のうち前記特定の露光信号に対応する特定の露光処理を行い、
前記演算部は、前記特定の露光信号に対応する前記第１の露光信号、前記第２の露光信号及び前記第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理で得られた露光量と、前記特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否を判断し、
前記受光部は、前記固体撮像素子を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本開示の一態様における測距装置は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式を用いた測距装置である。測距装置は、光源部と、制御部と、受光部と、演算部とを備えている。光源部は、発光信号に従って光照射を行う。制御部は、対象物への光照射を指示する発光信号と、発光信号に同期して対象物からの反射光の露光を指示する第１の露光信号と、発光信号に同期してかつ第１の露光信号とは異なるタイミングで対象物からの反射光の露光を指示する第２の露光信号と、反射光が存在しない間の背景光の露光を指示する第３の露光信号とを発生する。受光部は、第１の露光信号に従う第１の露光処理と、第２の露光信号に従う第２の露光処理と、第３の露光信号に従う第３の露光処理とを行う。演算部は、第１の露光処理における第１の露光量、第２の露光処理における第２の露光量および第３の露光処理における第３の露光量を算出し、第１の露光量、第２の露光量および第３の露光量を用いてＴＯＦ方式により対象物までの距離を求める。制御部は、所定期間毎に、第１の露光信号、第２の露光信号、第３の露光信号及び、第１の露光信号、第２の露光信号および第３の露光信号のうちから選択される１つの特定の露光信号を発生し、受光部は、所定期間において、第１の露光処理、第２の露光処理および第３の露光処理及び、第１の露光処理、第２の露光処理および第３の露光処理のうち特定の露光信号に対応する特定の露光処理を行う。演算部は、特定の露光信号に対応する第１の露光信号、第２の露光信号及び第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理で得られた露光量と、特定の露光処理で得られた露光量との差異に基づいて、他の測距装置による光照射と本測距装置による光照射とが干渉しているか否かを判断する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ここで、発光信号は複数のパルスを有し、特定の露光信号に対応する第１の露光信号、第２の露光信号及び第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理における複数のパルスの発生タイミングは、特定の露光処理における複数のパルスの発生タイミングと異なると共に、不均一な間隔を有してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
これによれば、干渉がある場合に、特定の露光信号における１回目の露光量と２回目の露光量との差を生じやすくし、干渉検出を容易にすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ここで、演算部は、特定の露光信号に対応する第１の露光信号、第２の露光信号及び第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理で得られた露光量が第１のしきい値以上であり、かつ、第２のしきい値以下である場合に、特定の露光処理で得られた露光量と比較してもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ここで、受光部は、２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子であり、演算部は、特定の露光信号に対応する第１の露光信号、第２の露光信号及び第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理で得られた露光量と、特定の露光処理で得られた露光量とを、対応する画素毎に比較することにより、差異を算出してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ここで、演算部は、特定の露光信号に対応する第１の露光信号、第２の露光信号及び第３の露光信号のうちの１つに従う露光処理で得られた露光量と、特定の露光処理で得られた露光量との差分を画素毎に算出する。算出した差分が所定値より大きいと判定された画素の数をカウントしてカウント値を算出する。カウント値が予め定められた数よりも多い場合に、他の測距装置の光照射と本測距装置の光照射とが干渉していることを示す干渉信号を有効にしてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
より詳細を説明すると、制御部４は、図２および図６の（ｂ）に示すような発光信号と露光信号（説明の便宜上、露光処理に応じて第１〜第３の露光信号と呼ぶ）を出力し、光源部１は、発光信号がＨ（Ｈｉｇｈ）の時に光を照射する。本実施の形態では図６の（ａ）に示すように、所定期間（１セットの期間）に第１の露光処理を２度行う。つまり、１セットの期間に第１の露光処理Ｐ０１、第２の露光処理Ｐ１、第１の露光処理Ｐ０２、第３の露光処理ＰＢＧを行うことによって、露光量Ｓ０１、露光量Ｓ０２、露光量ＢＧ、露光量Ｓ１の４信号を取得するよう制御を行う。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
また、受光部２は、光が対照物に反射した光である反射光を露光信号がＬ（Ｌｏｗ）の期間のみ露光を行い、そのＬ期間の露光量の総和を出力する。受光部２は、例えば、２次元状に配置された複数の画素を有する固体撮像素子（エリアセンサ）であり、反射光を光電変換し１画素当たり最大２００００電子程度の出力を１２ｂｉｔのＡＤ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換で０〜４０９５に変換してＲＡＷデータとして出力する。ＴＯＦ演算部３は、ＲＡＷデータから（式５）によって各画素の距離を算出として距離画像と干渉検出信号を出力する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
演算部３は、４つの撮像画像の対応する（つまり、同じ位置の）４つの画素を選択する（Ｓ７０）。なお、露光量Ｓ１を示す画素は干渉検出動作では使用しないので選択しなくてもよい。選択された４画素中の露光量Ｓ０１と露光量ＢＧとの差が一定の値より小さいかどうかを判定する（Ｓ７１）。（露光量Ｓ０１−露光量ＢＧ）がある一定の値（本実施の形態では５０）より小さいことは、反射信号がほぼない、つまり無限遠の点を比較していることになり、この画素の比較は意味を成さないので次の対応する４つの画素を選択する（Ｓ７６）。なお、上記の一定の値は、４０９６階調のうちの５０であって最大階調の約１．２％程度としているが、数％としてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
また、露光量があまりに小さい画素、大きすぎる画素を比較すると治具ノイズや、ショットノイズの影響を受けてしまうので、露光量Ｓ０１が指定範囲（本実施の形態では第１のしきい値５００〜第２のしきい値２５００）内であるか否かを確認し（Ｓ７２）、指定範囲内でない場合は次の対応する４つの画素を選択する。ここで、第１のしきい値、第２のしきい値は、それぞれ最大階調の約１０％、約６０％程度でよい。また、治具ノイズとは、露光量が小信号である時のノイズをいい、元々の信号量が小さいため相対的にハード起因のノイズを大きく含んでいる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
指定範囲内である場合は、第１の露光処理Ｐ０１で得られた撮像画像における露光量Ｓ０１と、２回目の第１の露光処理Ｐ０２で得られた撮像画像における露光量Ｓ０２との比較を行いショットノイズの影響も考え、その差が７％以内であれば干渉なしと判断し、それ以上であれば干渉の疑いありとする（Ｓ７３）。干渉の疑いが検出さたら、干渉検出カウントをカウントアップし（Ｓ７４）、その値が予め定められた数（例えば１００）以上になった時（Ｓ７５：ＹＥＳ）、このセット（フレームとも呼ぶ）では干渉発生と判断して、干渉検出信号をＨ（有効）にする（Ｓ７８）。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図８は、本実施の形態における２回の露光量Ｓ０の取得を含む１セットの露光処理を示す。露光量Ｓ０１を取得する第１の露光処理Ｐ０１と露光量Ｓ０２を取得する２回目の第１の露光処理Ｐ０２とはタイミング条件が同一であるため、干渉がない場合、対応する画素が示す露光量Ｓ０１、Ｓ０２はほぼ同程度の出力となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
これに対して、図９は、他からの干渉が発生している場合の１セットの露光処理を示す。図９のように測距装置Ａと測距装置Ｂとが同時に動作しているものとする。ただし、干渉の仕方はケースバイケースであるが、同図では、測距装置Ｂの第１の露光処理Ｐ０１の反射光の６０％が、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０１に影響を与えるものとする。また、測距装置Ｂの第２の露光処理Ｐ１の反射光の４０％と、２回目の第１の露光処理Ｐ０２の反射光の５０％とが、測距装置Ａの２回目の第１の露光処理Ｐ０２に影響を与えるものとする。この場合、測距装置Ａにおける第１の露光処理Ｐ０１における露光量Ｓ０１、２回目の第１の露光処理Ｐ０２における露光量Ｓ０２は、例えば、次式のようになる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
Ｓ０１＝ＡＳ０１＋ＢＳ０１×０．６
Ｓ０２＝ＡＳ０２＋ＢＳ１×０．４＋ＢＳ０２×０．５
ここで、ＡＳ０１は、測距装置Ａの第１の露光処理Ｐ０１における測距装置Ａの発光による露光量を示す。ＡＳ０２は、測距装置Ａの２回目の第１の露光処理Ｐ０２における測距装置Ａの発光による露光量を示す。ＢＳ０１は、測距装置Ｂの第１の露光処理Ｐ０１での発光による、測距装置Ａにおける露光量を示す。ＢＳ１は、測距装置Ｂの第２の露光処理Ｐ１での発光による、測距装置Ａにおける露光量を示す。ＢＳ０２は、測距装置Ｂの第１の露光処理Ｐ０２での発光による、測距装置Ａにおける露光量を示す。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
上式のように、他の測距装置からの干渉がある場合には、同じ条件で測定した第１の露光処理Ｐ０１による露光量Ｓ０１と２回目の第１の露光処理Ｐ０２による露光量Ｓ０２との間に差異が発生する。そのため、図７の干渉検出動作のように、露光量Ｓ０１と露光量Ｓ０２との差異を検出することによって、干渉の有無を検出することが可能となる。なお、１セットの期間において複数回取得する露光量は、第１の露光処理における露光量Ｓ０（Ｓ０１あるいはＳ０２）に制限するものではなく露光量Ｓ１でも露光量ＢＧでも良い。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
また、本実施の形態では最も信号量が大きく、ショットノイズの影響を受ける露光量Ｓ０として露光量Ｓ０１と露光量Ｓ０２を取得した上で、露光量Ｓ０としてその平均（（Ｓ０１＋Ｓ０２）／２）を使用することで、干渉検出を行いながら、バラツキを半分に抑えている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
固体撮像素子は、光を受光する複数の画素を備え、また、偶数ラインと奇数ラインでの距離測定のための撮像を露光条件変えて時分割で行い、２つの条件での撮像によって得られた画像の転送を行う。第一の露光回数が多い条件で撮像された偶数ラインと、第二の露光回数が少ない条件で撮像された奇数ラインの測定値は、それぞれを補間しあうことにより、全ての画素での第一の条件での露光量Ｓ０、Ｓ１、ＢＧと、第二の条件による露光量Ｓ０、Ｓ１、ＢＧを得ることができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
図１５は、偶数ラインと奇数ラインとで条件を変えた発光と読出の概念図である。偶数ラインではより光量を稼ぐため、発光回数を多くして、奇数ラインでは光量を少なくするため読出回数はそのままに、発光回数を減らしている。ここで、偶数ラインの第３の露光処理ＰＢＧ１で得られる背景光を表す露光量ＢＧ１と、奇数ラインの第３の露光処理ＰＢＧ２で得られる背景光を表す露光量ＢＧ２とは、露光時間が等しいため、干渉が発生していなければ同程度の出力になる。この２つの露光量ＢＧ１と露光量ＢＧ２とを積分比較することによって、干渉の検出を行うことが可能となる。
【国際調査報告】
2015190015.tif 000023
2015190015.tif 000024
2015190015.tif 000025
2015190015.tif 000026