(57)【要約】【課題】鏡面反射成分が比較的強い面が発光空間内に存在する場合でも、その鏡面反射成分が比較的強い面の近くで発生し得るマルチパスを検出する。【解決手段】光飛行型測距装置１は、発光部３から繰り返し発光される変調光が対象物の表面で反射した反射光を含む光が受光部４に受光されることで距離画像を取得し、発光部３から繰り返し発光される変調光とは光軸が異なる太陽光や発光部１９から発光される変調光が背景光として対象物の表面で反射した反射光を含む光が受光部４に受光されることで輝度値画像を取得する。光飛行型測距装置１は、距離画像と輝度値画像とを用い、マルチパスが発生している領域を検出する。【選択図】図１
2017015448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を第１の発光空間に発光する第１の光源（３）と、
複数の画素（１３ａ〜１３ｎ）を有し、光を各画素により受光する受光部（４）と、
前記第１の光源から前記第１の光が繰り返し発光される発光期間において当該第１の光が対象物の表面で反射した第１の反射光を含む光が前記受光部に受光されることで、画素毎の自装置から対象物までの距離を示す距離画像を取得する距離画像取得部（６ｃ）と、
前記第１の光源から前記第１の光が繰り返し発光されない非発光期間において前記第１の光とは光軸が異なるように第２の光源（１９，２２，３２）から第１の発光空間の少なくとも一部を含む第２の発光空間に発光された第２の光が対象物の表面で反射した第２の反射光を含む光が前記受光部に受光されることで、画素毎の輝度値を示す輝度値画像を取得する輝度値画像取得部（６ｄ）と、
前記距離画像と前記輝度値画像とを用い、マルチパスが発生している領域を検出するマルチパス検出部（６ｅ）と、を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置（１，２１）。
【請求項２】
請求項１に記載した光飛行型測距装置において、
前記マルチパス検出部は、前記距離画像及び前記輝度値画像をそれぞれ領域分割し、輝度値画像の領域を基準とした距離画像と輝度値画像との差分が所定条件を満たしている領域を、マルチパスが発生している領域として検出することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項３】
請求項２に記載した光飛行型測距装置において、
前記マルチパス検出部は、輝度値画像の領域を基準とした距離画像と輝度値画像との差分の分散が所定値以上である領域を、マルチパスが発生している領域として検出することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
マルチパスが発生している領域が前記マルチパス検出部により検出されたことに応じて、その旨を示す第１の検出信号を装置外部に出力する第１の検出信号出力部（７）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の反射光を含む光の前記受光部での受光光量を特定する第１の受光光量特定部（６ｆ）と、
前記第２の反射光を含む光の前記受光部での受光光量を特定する第２の受光光量特定部（６ｇ）と、を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項６】
請求項５に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の受光光量特定部による特定結果を用い、前記第２の光源を選択する選択部（６ｈ）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項７】
請求項６に記載した光飛行型測距装置において、
第１の受光光量特定部による特定結果と、前記第２の受光光量特定部による特定結果とを用い、前記第２の光源の方向及び前記第２の光の強度分布のうち少なくとも何れかを推定する推定部（６ｉ）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項８】
請求項７に記載した光飛行型測距装置において、
前記選択部は、前記推定部による推定結果を用い、前記第２の光源を選択することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項９】
請求項５から８の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の受光光量特定部による特定結果を用い、前記第２の反射光を含む光の前記受光部での受光時間、受光感度、前記第２の光源からの前記第２の光の発光時間、発光強度のうち少なくとも何れかを調整する調整部（６ｊ）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１０】
請求項９に記載した光飛行型測距装置において、
前記輝度値画像取得部は、前記調整部による調整結果を用い、輝度値が所定範囲内となるように前記輝度値画像を取得することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１１】
請求項５から１０の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の受光光量特定部及び前記第２の受光光量特定部は、それぞれ全ての画素を対象とした平均値又は中央値の受光光量を特定することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１２】
請求項５から１０の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の受光光量特定部及び前記第２の受光光量特定部は、それぞれ予め定められている所定領域の画素を対象とした平均値又は中央値の受光光量を特定することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の受光光量特定部及び前記第２の受光光量特定部は、それぞれ自装置の上方に対応する画素又は下方に対応する画素を前記所定領域の画素として受光光量を特定することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の光源は、前記発光期間において変調光を繰り返し発光し、
前記受光部は、前記発光期間における前記第１の光源から繰り返し発光された変調光が対象物の表面で反射した光を前記第１の反射光として受光することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の光源は、前記非発光期間において変調光を発光し、
前記受光部は、前記非発光期間において前記第１の光源から発光された変調光が背景光として対象物の表面で反射した光を前記第２の反射光として受光することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１６】
請求項１から１５の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源は、変調光を発光することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載した光飛行型測距装置において、
前記受光部は、前記非発光期間において前記第２の光源から発光された変調光が背景光として対象物の表面で反射した光を前記第２の反射光として受光することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源（１９）は、自装置の外部であり且つ当該自装置が搭載されている自車両において前記第１の光源から所定方向に所定距離だけ離れた箇所に設けられていることを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源は、前記自車両の四隅のうち少なくとも何れかの箇所に搭載されていることを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２０】
請求項１６又は１７に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源（２２）は、自装置の内部であり且つ前記第１の光源から所定方向に所定距離だけ離れた箇所に設けられていることを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２１】
請求項１６又は１７に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源（３２）は、自装置が搭載されている自車両とは異なる他車両において当該自装置と同等の機能を有する他装置に設けられていることを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２２】
請求項１６から２１の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源は、前記第２の発光空間を時系列で変化させながら前記第２の光を発光することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２３】
請求項１から２２の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第１の光源からの前記第１の光の発光タイミングと、前記第２の光源からの前記第２の光の発光タイミングとを制御する発光タイミング制御部（６ｋ）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２４】
請求項１から１５の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記第２の光源は、太陽であり、
前記受光部は、太陽から発光された太陽光が背景光として対象物の表面で反射した光を前記第２の反射光として受光することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２５】
請求項１から２４の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記距離画像と前記輝度値画像とを用い、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出する鏡面反射成分検出部（６ｌ）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載した光飛行型測距装置において、
前記鏡面反射成分検出部は、前記距離画像及び前記輝度値画像をそれぞれ領域分割し、距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内である領域を、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域として検出することを特徴とする光飛行型測距装置。
【請求項２７】
請求項２５又は２６に記載した光飛行型測距装置において、
鏡面反射成分が所定レベル以上の領域が前記鏡面反射成分により検出されたことに応じて、その旨を示す第２の検出信号を装置外部に出力する第２の検出信号出力部（７）を備えたことを特徴とする光飛行型測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光飛行型測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光飛行（ＴＯＦ：Time of Flight）型測距装置が供されている。光飛行型測距装置は、変調光を所定の発光空間に発光し、変調光が対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光して電荷を蓄積する。そして、光飛行型測距装置は、その電荷の蓄積状態を用いて変調光と反射光との間の位相差を計測し、自装置から対象物までの距離を計算して取得する。例えば金属面や光沢面等の鏡面反射成分が比較的強い面が発光空間内に存在し、その鏡面反射成分が比較的強い面の近くに対象物が存在すると、多重反射により光路長に影響が及ぼされてマルチパスが発生する。そのため、光飛行型測距装置では、マルチパスが発生すると、そのマルチパスの影響により測距精度が低下する問題がある。例えば車のボデー等の鏡面反射成分が比較的強い面の近くに人（歩行者）が存在する場合には、自装置から人までの測距精度が低下する。
【０００３】
このようなマルチパスが発生する問題に対し、特許文献１には、自装置から対象物までの距離を示す距離情報とは別に、偏光素子を用いて対象物の表面形状情報を取得し、対象物の表面の何れかの部分では正確な距離を取得していると見做し、表面形状情報を距離情報にフィッティングすることで、距離値の補間を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第０５５４１６５３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、特許文献１の技術では、対象物の表面の何れかの部分で正確な距離を取得していることが前提であり、対象物の表面の何れの部分でも正しい距離が得られない場合での精度向上は困難である。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、鏡面反射成分が比較的強い面が発光空間内に存在する場合でも、その鏡面反射成分が比較的強い面の近くで発生し得るマルチパスを検出することができる光飛行型測距装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、第１の光源は、第１の光を第１の発光空間に発光する。受光部は、複数の画素を有し、光を各画素により受光する。距離画像取得部は、第１の光源から第１の光が繰り返し発光される発光期間において当該第１の光が対象物の表面で反射した第１の反射光を含む光が受光部に受光されることで、画素毎の自装置から対象物までの距離を示す距離画像を取得する。輝度値画像取得部は、第１の光源から第１の光が繰り返し発光されない非発光期間において第１の光とは光軸が異なるように第２の光源から第１の発光空間の少なくとも一部を含む第２の発光空間に発光された第２の光が対象物の表面で反射した第２の反射光を含む光が受光部に受光されることで、画素毎の輝度値を示す輝度値画像を取得する。マルチパス検出部は、距離画像と輝度値画像とを用い、マルチパスが発生している領域を検出する。
【０００８】
鏡面反射成分が比較的強い面が発光空間内に存在し、その鏡面反射成分が比較的強い面の近くに対象物が存在すると、第１の光が繰り返し発光されている発光期間では、多重反射により光路長に影響が及ぼされてマルチパスが発生する虞がある。マルチパスが発生すると、画素毎の自装置から対象物までの距離を示す距離画像において、距離値が化ける虞がある。一方、第１の光が発光されていない非発光期間では、画素毎の輝度値を示す輝度値画像において、あらゆる方向からの背景光により鏡面反射成分の影響が低減される。このような性質を利用して距離画像と輝度値画像とを比較することで、鏡面反射成分が比較的強い面の近くで発生し得るマルチパスを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図
【図２】距離画像及び輝度値画像を示す図（その１）
【図３】距離画像及び輝度値画像を示す図（その２）
【図４】画素の構成を示す機能ブロック図
【図５】発光期間における繰り返し発光を示すタイミングチャート
【図６】発光空間を示す図（その１）
【図７】測距処理を示すフローチャート
【図８】マルチパス検出処理を示すフローチャート
【図９】鏡面反射成分検出処理を示すフローチャート
【図１０】非発光期間における受光時間を示すタイミングチャート（その１）
【図１１】非発光期間における受光時間を示すタイミングチャート（その２）
【図１２】非発光期間における受光時間を示すタイミングチャート（その３）
【図１３】本発明の第２の実施形態の測距処理を示すフローチャート
【図１４】非発光期間における受光時間を示すタイミングチャート（その４）
【図１５】本発明の第３の実施形態を示す機能ブロック図
【図１６】発光空間を示す図（その２）
【図１７】本発明の第４の実施形態を示す機能ブロック図
【図１８】発光空間を示す図（その３）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、本発明を、車両に搭載される光飛行型測距装置に適用した第１の実施形態について図１から図１２を参照して説明する。光飛行型測距装置が車両に搭載される態様はどのような態様でも良い。例えば光飛行型測距装置１が車両の前方部に搭載される態様では、車両の前方が対象物（例えば人、他車両、壁等）の監視エリアとなる。光飛行型測距装置１は、１個の受光素子が１画素として構成されている測距センサであり、所定の発光周波数（例えば２０ＭＨｚ）の変調光（測距光）を所定の発光空間に発光する（照射する）。変調光が発光された発光空間に対象物が存在すると、変調光が対象物の表面で反射した反射光を含む光が光飛行型測距装置１に受光される。
【００１１】
光飛行型測距装置１は、制御部２と、発光部３（第１の光源に相当）と、受光部４とを有する。制御部２は、発光部３による発光動作を制御する発光制御部５と、受光部４による受光動作を制御する受光制御部６と、装置外部とのデータ通信動作を制御する通信制御部７（第１の検出信号出力部、第２の検出信号出力部に相当）と、各種データを記憶する記憶部８とを有する。制御部２は、マイクロコンピュータを有しており、上記した発光制御部５、受光制御部６、通信制御部７及び記憶部８はソフトウェアにより構成されている。制御部２は、予め記憶している制御プログラムを実行することで、発光制御部５による発光制御、受光制御部６による受光制御、通信制御部７によるデータ通信制御等を行う。
【００１２】
発光部３は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザ等の高速変調（高速点滅）が可能なデバイスから構成されている発光素子９と、発光素子９を駆動する駆動回路１０とを有する。駆動回路１０は、発光制御部５から発光指令信号を入力すると、発光指令を発光素子９に出力する。発光素子９は、駆動回路１０から発光指令を入力すると、駆動回路１０から供給される電力を動作電力として駆動し、変調光を予め設定されている発光空間に繰り返し発光する。
【００１３】
さて、前述した［背景技術］で記載したように、例えば金属面や光沢面等の鏡面反射成分が比較的強い面が発光空間内に存在する環境ではマルチパスが発生する問題がある。例えば人（歩行者）が車両の近くに存在する場合を想定すると、車両ボデー等の金属面は鏡面反射成分が比較的強い面であるので、変調光が繰り返し発光されている状況では、図２（ａ）に示すように、多重反射により光路長に影響が及ぼされてマルチパスが発生する虞がある。マルチパスが発生すると、画素毎の自装置から対象物までの距離を示す距離画像において、自装置から見て実際には人が車両の手前に存在するにも拘らず車両の陰に隠れていると見做されて距離値が化ける虞がある。一方、変調光が発光されていない状況では、図２（ｂ）に示すように、画素毎の輝度値を示す輝度値画像において、あらゆる方向からの背景光により鏡面反射成分の影響が低減される。又、変調光が繰り返し発光されている状況では、図３（ａ）に示すように、鏡面反射成分が強いと反射光が自装置に受光されない虞がある。反射光が自装置に受光されないと、距離画像において、実際には車両が存在するにも拘らず車両が存在しないと見做される虞がある。一方、変調光が発光されていない状況では、図３（ｂ）に示すように、輝度値画像において、あらゆる方向からの背景光が自装置に受光される。
【００１４】
この点を考慮し、受光制御部６は、距離画像と輝度値画像との両方を取得し、マルチパスが発生している領域を検出すると共に、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出することが可能に構成されている。以下、受光部４及び受光制御部６の構成について説明する。受光部４は、選択回路１１と、縦方向のラインを構成する複数の画素群１２ａ〜１２ｎとを有する。受光制御部６は、発光部３から変調光が繰り返し発光される発光期間では第１の受光指令信号を選択回路１１に出力し、前述した発光部３による発光動作と同期させて受光部４に受光動作を行わせる。又、受光制御部６は、発光部３から変調光が発光されない非発光期間でも第２の受光指令信号を選択回路１１に出力し、受光部４に受光動作を行わせる。
【００１５】
選択回路１１は、受光制御部６から第１の受光指令信号を入力すると、第１の受光指令を各画素群１２ａ〜１２ｎに出力する。各画素群１２ａ〜１２ｎは、選択回路１１から第１の受光指令を入力すると、光の受光を待機する（受光不可能な状態から受光可能な状態へと移行する）。即ち、各画素群１２ａ〜１２ｎは、発光期間では選択回路１１から第１の受光指令を入力することで、発光素子９から繰り返し発光された変調光が対象物の表面で反射した反射光（第１の反射光、変調光に起因する反射光）を含む光の受光を待機する。
【００１６】
又、選択回路１１は、受光制御部６から第２の受光指令信号を入力すると、第２の受光指令を各画素群１２ａ〜１２ｎに出力する。各画素群１２ａ〜１２ｎは、選択回路１１から第２の受光指令を入力すると、光の受光を待機する。即ち、各画素群１２ａ〜１２ｎは、非発光期間では選択回路１１から第２の受光指令を入力することで、発光部３から発光される変調光とは光軸が異なる背景光が対象物の表面で反射した反射光（第２の反射光、背景光に起因する反射光）を含む光の受光を待機する。
【００１７】
各画素群１２ａ〜１２ｎは、規則的に配列されている複数の画素１３ａ〜１３ｎを有する。各画素１３ａ〜１３ｎは、図４に示すように、光電変換素子１４と、電荷蓄積部１５とを有する。電荷蓄積部１５は、第１〜第４の４個の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄを有する。各画素群１２ａ〜１２ｎが選択回路１１から第１の受光指令を入力して光を受光すると、光電変換素子１４は受光光量を電荷に変換し、電荷蓄積部１５は電荷を変調光の変調周期（１フレームの周期）に同期して振り分けて第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積する。一方、各画素群１２ａ〜１２ｎが選択回路１１から第２の受光指令を入力して光を受光すると、光電変換素子１４は受光光量を電荷に変換し、電荷蓄積部１５は電荷を振り分けずに第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積する。
【００１８】
又、受光制御部６は、読出指令信号を選択回路１１に出力し、電荷の電荷量を受光部４から所定の時間間隔で読み出す。選択回路１１は、受光制御部６から読出指令信号を入力すると、読出指令を各画素群１２ａ〜１２ｎに出力する。各画素群１２ａ〜１２ｎは、選択回路１１から読出指令を入力すると、各画素１３ａ〜１３ｎの第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積されている電荷の電荷量を受光制御部６に出力する。
【００１９】
受光制御部６は、機能毎に、位相差計測部６ａと、距離取得部６ｂと、距離画像取得部６ｃと、輝度値画像取得部６ｄと、マルチパス検出部６ｅと、第１の受光光量特定部６ｆと、第２の受光光量特定部６ｇと、選択部６ｈと、推定部６ｉと、調整部６ｊと、発光タイミング制御部６ｋと、鏡面反射成分検出部６ｌとを有する。
【００２０】
位相差計測部６ａは、発光制御部５と連携し、変調光と反射光との間の位相差を以下のようにして計測する。即ち、位相差計測部６ａは、図５に示すように、１フレームの周期内の発光期間において発光指令信号を周期がＴｓ、オン時間がＴｓ／２、オフ時間がＴｓ／２の矩形波として発光制御部５から駆動回路１０に出力させ、発光素子９からのＴｓ／２時間の発光とＴｓ／２時間の発光停止とを繰り返させる（繰り返し発光を行う）。尚、発光制御部５から駆動回路１０に出力される発光指令信号は、矩形波、正弦波、鋸波等である。
【００２１】
位相差計測部６ａは、発光期間において第１の受光指令信号を選択回路１１に出力し、各画素群１２ａ〜１２ｎの第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄにおける電荷を蓄積するタイミングを制御する。即ち、位相差計測部６ａは、発光指令信号の周期Ｔｓを４等分した時間を、それぞれ順にＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とすると、発光素子９の発光と同期するタイミングで第１の単位蓄積部１５ａをＴｓ／２時間オンする（蓄積Ｑ１）。又、位相差計測部６ａは、第１の単位蓄積部１５ａのオンからＴ１遅れたタイミングで第２の単位蓄積部１５ｂをＴｓ／２時間オンする（蓄積Ｑ２）。又、位相差計測部６ａは、第１の単位蓄積部１５ａのオンから（Ｔ１＋Ｔ２）遅れたタイミングで第３の単位蓄積部１５ｃをＴｓ／２時間オンする（蓄積Ｑ３）。更に、位相差計測部６ａは、第１の単位蓄積部１５ａのオンから（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）遅れたタイミングで第４の単位蓄積部１５ｄをＴｓ／２時間オンする（蓄積Ｑ４）。位相差計測部６ａは、このように周期Ｔｓを４等分した時間ずつずらして電荷を振り分け、変調光の発光からそれぞれ０度、９０度、１８０度、２７０度位相がずれた電荷の蓄積を繰り返させる。
【００２２】
一般的に、自装置から対象物までの距離を計測するには、数ｍｓ程度の時間の電荷の蓄積が必要である。一方、発光素子９から発光される変調光の発光周波数（変調周波数）は数十ＭＨｚである。よって、変調の１周期Ｔｓは数十ｎｓ程度である。このため、自装置から対象物までの距離を計測するには、数千〜数十万周期の露光期間（電荷蓄積期間）を必要とする。位相差計測部６ａは、露光期間の時間間隔毎に第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積されている電荷の電荷量を読み出す。
【００２３】
位相差計測部６ａは、第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積されている電荷の電荷量を読み出すと、以下のようにして自装置から対象物までの距離を計測する。発光素子９から繰り返し発光された変調光と、変調光が対象物の表面で反射した反射光との間には、光が対象物まで往復する飛行時間による位相差（遅延時間）が生じる。位相差計測部６ａは、第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積されている電荷の電荷量をそれぞれＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とすると、次式（１）により位相差φを計測する。
φ＝ｔａｎ−１［（Ｃ１−Ｃ３）／（Ｃ２−Ｃ４）］…（１）
【００２４】
尚、各画素群１２ａ〜１２ｎには反射光の他に背景光も受光されるが、反射光による電荷（反射光成分の電荷）は遅延時間に応じて第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに割り振られる。そのため、第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積される反射光による電荷の電荷量は異なる。一方、背景光による電荷（背景光成分の電荷）は均等に第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに割り振られる。そのため、第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積される背景光による電荷の電荷量は略等しくなる。上記した式（１）では、背景光による電荷の電荷量が相殺されるので、背景光の影響を受けずに位相差φを計測可能となる。
【００２５】
尚、位相差計測部６ａは、第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄに蓄積されている電荷の電荷量を読み出す場合に、それらの電荷量を同時に読み出しても良いし個別に読み出しても良いし、複数のフレームに亘って読み出しても良い。又、本実施形態では、電荷蓄積部１５を４個の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄで構成する場合を例示したが、互いに異なる位相の電荷量を用いて自装置から対象物までの距離を計算して取得可能であれば、単位蓄積部の個数は２以上の幾つであっても良い。
【００２６】
距離取得部６ｂは、変調光と反射光との間の位相差φが位相差計測部６ａにより計測されると、その計測された位相差φ、周期Ｔｓ、光速ｃを用いて次式（２）により画素毎の自装置から対象物までの距離Ｄを計算して取得する。
Ｄ＝（φ／２π）×（ｃ／２Ｔｓ）…（２）
【００２７】
距離画像取得部６ｃは、このようにして発光部３から変調光が繰り返し発光されている発光期間において画素毎の自装置から対象物までの距離が距離取得部６ｂにより取得されると、その取得された画素毎の自装置から対象物までの距離を示す距離画像を取得する。輝度値画像取得部６ｄは、発光部３から変調光が発光されていない非発光期間において第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄのうち少なくとも何れか１つの単位蓄積部に蓄積されている電荷の電荷量を読み出し、画素毎の輝度値を示す輝度値画像を取得する。即ち、非発光期間では第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄのうち少なくとも何れか１つの単位蓄積部が電荷を蓄積すれば良い。尚、第１〜第４の単位蓄積部１５ａ〜１５ｄのうち複数の単位蓄積部が電荷を蓄積しても良く、その複数の単位蓄積部に蓄積されている電荷の電荷量を読み出し、画素毎の輝度値を示す輝度値画像を取得しても良い。マルチパス検出部６ｅは、距離画像が距離画像取得部６により取得されると共に輝度値画像が輝度値画像取得部６ｄにより取得されると、その取得された距離画像と輝度値画像とを用い、マルチパスが発生している領域を検出する。
【００２８】
第１の受光光量特定部６ｆは、変調光が対象物の表面で反射した反射光を含む光の受光部４での受光光量を特定する。第２の受光光量特定部６ｇは、背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光の受光部４での受光光量を特定する。この場合、第１の受光光量特定部６ｆ及び第２の受光光量特定部６ｇは、それぞれ全ての画素を対象とした平均値又は中央値の受光光量を特定しても良い。又、第１の受光光量特定部６ｆ及び第２の受光光量特定部６ｇは、自装置の上方に対応する画素又は下方に対応する画素を予め定められている所定領域とし、その所定領域の画素を対象とした平均値又は中央値の受光光量を特定しても良い。
【００２９】
選択部６ｈは、第１の受光光量特定部６ｆにより特定された受光光量を用い、発光部３から繰り返し発光される変調光とは光軸が異なる光を発光する第２の光源（第１の光源である発光部３とは異なる光源）を選択する。推定部６ｉは、第１の受光光量特定部６ｆにより特定された受光光量と第２の受光光量特定部６ｇにより特定された受光光量とを用い、第２の光源の方向や背景光の強度分布を推定する。
【００３０】
調整部６ｊは、第２の受光光量特定部６ｇにより特定された受光光量を用い、受光部４での受光時間や受光感度等を調整する。発光タイミング制御部６ｋは、後述する別の光飛行型測距装置１８の発光部１９を第２の光源として選択した場合に、発光部３から発光される変調光と、発光部１９から発光される変調光とが互いに干渉しないように、それぞれの発光タイミングを制御する。鏡面反射成分検出部６ｌは、距離画像が距離画像取得部６により取得されると共に輝度値画像が輝度値画像取得部６ｄにより取得されると、その取得された距離画像と輝度値画像とを用い、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出する。
【００３１】
通信制御部７は、光飛行型測距装置１が搭載されている車両の車両ＬＡＮ（Local Area Network）１７と接続されている。車両ＬＡＮ１７には光飛行型測距装置１と同等の構成を有する別の光飛行型測距装置１８が接続されている。光飛行型測距装置１と別の光飛行型測距装置１８とは同一車両の異なる箇所に搭載されている。図６に示すように、例えば光飛行型測距装置１は車両の前方左部に搭載されており、別の光飛行型測距装置１８は車両の前方右部に搭載されている。即ち、別の光飛行型測距装置１８の発光部１９は、光飛行型測距装置１の発光部３から所定方向に所定距離だけ離れた箇所に搭載されている。この場合、発光部３は変調光を車両の前左方を発光空間Ｍ１として発光し、発光部１９は変調光を車両の前右方を発光空間Ｍ２として発光する。発光空間Ｍ１と発光空間Ｍ２とは一部同士が重なる。通信制御部７は、発光制御信号を車両ＬＡＮ１７を通じて別の光飛行型測距装置１８に送信させることで、別の光飛行型測距装置１８の発光部１９による発光動作を制御する。
【００３２】
次に、上記した構成の作用について図７から図１２を参照して説明する。制御部２は、メイン処理を実行中に、測距処理、マルチパス検出処理及び鏡面反射成分検出処理のそれぞれの開始条件が成立したか否かを監視している。そして、制御部２は、何れかの処理の開始条件が成立したと判定すると、その開始条件が成立した処理を開始する。以下、測距処理、マルチパス検出処理及び鏡面反射成分検出処理について順次説明する。
【００３３】
（１）測距処理
制御部２は、メイン処理を実行中に測距処理の開始条件が成立したと判定すると、メイン処理から測距処理に移行して測距処理を開始する。制御部２は、測距処理を開始すると、発光指令信号を発光制御部５から発光部３に出力させることで、発光部３による発光動作を行わせ（Ｓ１）、第１の受光指令信号を受光制御部６から受光部４に出力させることで、受光部４による受光動作（発光期間での受光動作）を行わせる（Ｓ２）。この場合、発光部３から変調光が繰り返し発光されるので、変調光が発光された発光空間に対象物が存在すると、変調光が対象物の表面で反射した反射光を含む光が受光部４に受光される。制御部２は、変調光と反射光との間の位相差を位相差計測部６ａにより計測し、画素毎の自装置から対象物までの距離を距離取得部６ｂにより計算して取得する。そして、制御部２は、画素毎の自装置から対象物までの距離を示す距離画像を距離画像取得部６ｃにより取得する（Ｓ３）。
【００３４】
次いで、制御部２は、光の受光光量が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ４）。制御部２は、光の受光光量が所定値以上であると判定すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、予め設定されている所定時間を受光時間（露光時間）として設定し、予め設定されている所定感度を受光感度として設定する（Ｓ５）。制御部２は、第２の受光指令信号を受光制御部６から受光部４に出力させ、その設定した受光時間及び受光感度にしたがって受光部４による受光動作（非発光期間での受光動作）を行わせる（Ｓ６）。この場合、発光部３から変調光が発光されておらず発光部１９からも変調光が発光されていないので、太陽光を含む光が背景光となり、その背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光（背景光も含む）が受光部４に受光される。
【００３５】
次いで、制御部２は、光の受光光量が所定範囲内であるかを判定し（Ｓ７）、光の受光光量が所定範囲内でないと判定すると（Ｓ７：ＮＯ）、受光時間及び受光感度のうち少なくとも何れかを調整して新たに設定し（Ｓ８）、上記したステップＳ６に戻り、ステップＳ６以降を繰り返して行う。制御部２は、光の受光光量が所定範囲内であると判定すると（Ｓ７：ＹＥＳ）、画素毎の輝度値を示す輝度値画像を輝度値画像取得部６ｄにより取得し（Ｓ９）、測距処理を終了してメイン処理にリターンする。
【００３６】
このように制御部２は、発光期間での光の受光光量が所定値以上であるときには、太陽光を含む背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光部４に受光させる。即ち、例えば屋外の日中等の太陽光が十分に照射されている（到達している）状況では第２の光源が太陽であり、太陽光が照射されている空間が第２の発光空間となる。この場合、第２の発光空間は、発光部３から変調光が発光される第１の発光空間である発光空間Ｍ１を含む。そして、制御部２は、受光光量が所定範囲内となるように受光時間及び受光感度のうち少なくとも何れかを調整し、受光光量が所定範囲内になると輝度値画像を取得する。制御部２は、受光感度を一定として受光時間を調整する場合であれば、図１０に示すように、最初の所定時間Ｔ１（ｔ１〜ｔ２）を受光時間として受光動作を行わせた結果として光の受光光量が所定範囲内であるときには、これ以降に受光時間を調整せずに輝度値画像を取得する。
【００３７】
一方、制御部２は、最初の所定時間Ｔ１を受光時間として受光動作を行わせた結果として光の受光光量が所定範囲内より小さい値で外れているときには、図１１に示すように、最初の所定時間Ｔ１よりも長い所定時間Ｔ２（ｔ３〜ｔ４）を受光時間として受光動作を再度行わせる。これ以降、制御部２は、光の受光光量が所定範囲内となるまで受光時間の調整を繰り返し、光の受光光量が所定範囲内になると輝度値画像を取得する。尚、制御部２は、予め設定されている時間（固定時間）を所定時間Ｔ２としても良いし、所定時間Ｔ１を受光時間として受光動作を行わせたときの所定範囲内との差分に応じて任意に設定した時間（可変時間）を所定時間Ｔ２としても良い。即ち、制御部２は、差分が比較的大きければ所定時間Ｔ２を比較的長く（所定時間Ｔ１からの変化量を比較的大きく）設定し、一方、差分が比較的小さければ所定時間Ｔ２を比較的短く（所定時間Ｔ１からの変化量を比較的小さく）設定しても良い。
【００３８】
又、制御部２は、最初の所定時間Ｔ１を受光時間として受光動作を行わせた結果として光の受光光量が所定範囲内より大きい値で外れているときには、図１２に示すように、最初の所定時間Ｔ１よりも短い所定時間Ｔ３（ｔ５〜ｔ６）を受光時間として受光動作を行わせる。これ以降、制御部２は、光の受光光量が所定範囲内となるまで受光時間の調整を繰り返し、光の受光光量が所定範囲内になると輝度値画像を取得する。尚、この場合も、制御部２は、予め設定されている時間（固定時間）を所定時間Ｔ３としても良いし、所定時間Ｔ１を受光時間として受光動作を行わせたときの所定範囲内との差分に応じて任意に設定した時間（可変時間）を所定時間Ｔ３としても良い。即ち、制御部２は、差分が比較的大きければ所定時間Ｔ３を比較的短く（所定時間Ｔ１からの変化量を比較的大きく）設定し、一方、差分が比較的小さければ所定時間Ｔ３を比較的長く（所定時間Ｔ１からの変化量を比較的小さく）設定しても良い。
【００３９】
尚、以上は、受光感度を一定として受光時間を調整する場合を説明したが、制御部２は、受光時間を一定として受光感度を調整しても良く、受光感度を同様の手順で調整すれば良い。又、制御部２は、受光時間と受光感度との両方を調整しても良い。
【００４０】
一方、制御部２は、光の受光光量が所定値以上でない（所定値未満である）と判定すると（Ｓ４：ＮＯ）、予め設定されている所定時間を発光時間として設定し、予め設定されている所定強度を発光強度として設定する（Ｓ１０）。制御部２は、発光制御信号を通信制御部７から車両ＬＡＮ１７を介して別の光飛行型測距装置１８に送信させ、その設定した発光時間及び発光強度にしたがって別の光飛行型測距装置１８の発光部１９による発光動作を行わせる（Ｓ１１）。
【００４１】
次いで、制御部２は、予め設定されている所定時間を受光時間として設定し、予め設定されている所定感度を受光感度として設定する（Ｓ１２）。制御部２は、第２の受光指令信号を受光制御部６から受光部４に出力させ、その設定した受光時間及び受光感度にしたがって受光部４による受光動作（非発光期間での受光動作）を行わせる（Ｓ１３）。この場合、別の発光部１９から変調光が発光されているので、その別の発光部１９からの変調光や太陽光が背景光となり、その背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光（太陽光や背景光も含む）が受光部４に受光される。
【００４２】
次いで、制御部２は、光の受光光量が所定範囲内であるかを判定し（Ｓ１４）、光の受光光量が所定範囲内でないと判定すると（Ｓ１４：ＮＯ）、受光時間、受光感度、発光時間及び発光強度のうち少なくとも何れかを調整して新たに設定し（Ｓ１５）、上記したステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３以降を繰り返して行う。制御部２は、受光光量が所定範囲内であると判定すると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、画素毎の輝度値を示す輝度値画像を輝度値画像取得部６ｄにより取得し（Ｓ９）、測距処理を終了してメイン処理にリターンする。
【００４３】
このように制御部２は、発光期間での光の受光光量が所定値未満であるときには、別の発光部１９から発光された変調光や太陽光を含む背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光部４に受光させる。即ち、例えば屋外の夜間や屋内等の太陽光が十分に照射されていない状況では主たる第２の光源が発光部１９である。太陽光が僅かながら照射されていれば、発光部１９から変調光が発光される発光空間Ｍ２と太陽光が僅かながら照射されている空間とが第２の発光空間となり、太陽光が全く照射されていなければ、発光部１９から変調光が発光される発光空間Ｍ２が第２の発光空間となる。この場合、第２の発光空間は、発光部３から変調光が発光される第１の発光空間である発光空間Ｍ１の一部を含む。そして、制御部２は、受光光量が所定範囲内となるように受光時間、受光感度、発光時間及び発光強度のうち少なくとも何れかを調整し、受光光量が所定範囲内になると輝度値画像を取得する。制御部２は、受光感度を一定として受光時間を調整する場合には、前述した図１１や図１２と同様の処理を行う。又、制御部２は、この場合も、受光時間を一定として受光感度を調整しても良いし、受光時間と受光感度との両方を調整しても良い。更に、制御部２は、発光強度を一定として発光時間を調整しても良いし、発光時間を一定として発光強度を調整しても良いし、発光時間と発光強度との両方を調整しても良い。即ち、制御部２は、受光時間、受光感度、発光時間及び発光強度をどのように組み合わせて調整しても良い。
【００４４】
尚、以上は、光飛行側測距装置１と同一車両に搭載されている光飛行側測距装置１８の発光部１９を第２の光源とし、発光部１９から発光される変調光の発光空間Ｍ２が固定である構成を例示したが、発光部１９から発光される変調光の発光方向を往復回動させる機構（スイング機構）を有することで、発光部１９が発光空間Ｍ２を時系列で変化させながら変調光を発光しても良い。その場合、受光光量が所定範囲内となるように発光時間や発光強度に加えて発光空間を調整しても良い。又、光飛行側測距装置１と同一車両に搭載されている例えばヘッドライトやテールライト（車両の四隅の何れかのライト）等を第２の光源としても良い。その場合も、ヘッドライトやテールライト等が発光部３から発光される変調光と互いに干渉しないように光を発光しても良い。又、ヘッドライトやテールライト等が発光空間を時系列で変化させながら光を発光しても良く、この場合も、受光光量が所定範囲内となるように発光時間や発光強度に加えて発光空間を調整しても良い。
【００４５】
（２）マルチパス検出処理
制御部２は、メイン処理を実行中にマルチパス検出処理の開始条件が成立したと判定すると、メイン処理からマルチパス検出処理に移行してマルチパス検出処理を開始する。制御部２は、マルチパス検出処理を開始すると、測距処理において取得した距離画像及び輝度値画像をそれぞれ領域分割し（Ｓ２１）、予め設定している判定順序にしたがって所定領域を判定対象領域として設定する（Ｓ２２）。制御部２は、その判定対象領域として設定した領域について、輝度値画像の領域を基準として距離画像と輝度値画像との差分を計算する（Ｓ２３）。そして、制御部２は、その計算した領域内での差分の分散が所定値以上である（差分が所定条件を満たしている）か否かを判定する（Ｓ２４）。
【００４６】
制御部２は、その計算した領域内での差分の分散が所定値以上でないと判定すると（Ｓ２４：ＮＯ）、全ての領域を判定対象領域として設定したか否かを判定する（Ｓ２５）。制御部２は、全ての領域を判定対象領域として設定していないと判定すると（Ｓ２５：ＮＯ）、予め設定している判定順序にしたがって次の所定領域を新たな判定対象領域として設定し（Ｓ２６）、上記したステップＳ２３に戻り、ステップＳ２３以降を繰り返して行う。
【００４７】
一方、制御部２は、計算した領域内での差分の分散が所定値以上であると判定すると（Ｓ２４：ＹＥＳ）、その差分の分散が所定値以上であると判定した領域をマルチパス検出リストに記憶し（Ｓ２７）、マルチパス検出処理を終了してメイン処理にリターンする。尚、制御部２は、全ての領域を判定対象領域として設定したと判定すると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、何れの領域もマルチパス検出リストに記憶せずにマルチパス検出処理を終了してメイン処理にリターンする。
【００４８】
このように制御部２は、距離画像と輝度値画像とを用い、マルチパスが発生している領域では距離画像と輝度値画像との差分の分散が所定値以上になる性質を利用し、差分の分散が所定値以上となる領域を検出することで、マルチパスが発生している領域を検出する。尚、制御部２は、マルチパスが発生している領域を検出すると、その旨を示すアラート信号（第１の検出信号）を通信制御部７から車両ＬＡＮ１７を介して上位機器である車載機器（図示せず）に送信させても良い。そして、車載機器は、光飛行型測距装置１からアラート信号を受信することで、例えばマルチパスが発生している領域をユーザ（運転者）に対して報知したり、その情報をログとして記憶したりする等のシステムで規定されている処理を行っても良い。
【００４９】
尚、本実施形態では、制御部２は、何れかの領域について差分の分散が所定値以上であると判定すると、これ以降の領域について差分の分散が所定値以上であるか否かを判定せずにマルチパス検出処理を終了する構成を例示したが、何れかの領域について差分の分散が所定値以上であると判定した以降でも引き続いて全ての領域について差分の分散が所定値以上であるか否かを判定しても良い。その場合、制御部２は、マルチパスが発生している全ての領域を示すアラート信号を通信制御部７から車両ＬＡＮ１７を介して車載機器に送信させても良い。そして、車載機器は、光飛行型測距装置１からアラート信号を受信することで、マルチパスが発生している領域が全体の領域に対して占める割合を計算しても良いし、マルチパスが発生している領域が集中している箇所を特定しても良い。
【００５０】
（３）鏡面反射成分検出処理
制御部２は、メイン処理を実行中に鏡面反射成分検出処理の開始条件が成立したと判定すると、メイン処理から鏡面反射成分検出処理に移行して鏡面反射成分検出処理を開始する。制御部２は、鏡面反射成分検出処理を開始すると、測距処理において取得した距離画像及び輝度値画像をそれぞれ領域分割し（Ｓ３１）、予め設定している判定順序にしたがって所定領域を判定対象領域として設定する（Ｓ３２）。制御部２は、その判定対象領域として設定した領域について、距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００５１】
制御部２は、距離画像中の受光光量が所定値以下でない又は輝度値画像中の受光光量が所定範囲内でないと判定すると（Ｓ３３：ＮＯ）、全ての領域を判定対象領域として設定したか否かを判定する（Ｓ３４）。制御部２は、全ての領域を判定対象領域として設定していないと判定すると（Ｓ３４：ＮＯ）、予め設定している判定順序にしたがって次の所定領域を新たな判定対象領域として設定し（Ｓ３５）、上記したステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３以降を繰り返して行う。
【００５２】
一方、制御部２は、距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であると判定すると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、その距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であると判定した領域を鏡面反射成分検出リストに記憶し（Ｓ３６）、鏡面反射成分検出処理を終了してメイン処理にリターンする。尚、制御部２は、全ての領域を判定対象領域として設定したと判定すると（Ｓ３４：ＹＥＳ）、何れの領域も鏡面反射成分検出リストに記憶せずに鏡面反射成分検出処理を終了してメイン処理にリターンする。
【００５３】
このように制御部２は、距離画像と輝度値画像とを用い、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域では距離画像中の受光光量が所定値以下となり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内になる性質を利用し、距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内である領域を検出することで、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出する。尚、この場合も、制御部２は、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出すると、その旨を示すアラート信号（第２の検出信号）を通信制御部７から車両ＬＡＮ１７を介して上位機器である車載機器に送信させても良い。そして、車載機器は、光飛行型測距装置１からアラート信号を受信することで、例えば鏡面反射成分が所定レベル以上の領域をユーザ（運転者）に対して報知したり、その情報をログとして記憶したりする等のシステムで規定されている処理を行っても良い。
【００５４】
尚、本実施形態では、制御部２は、何れかの領域について距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であると判定すると、全ての領域について距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であるか否かを判定せずに鏡面反射成成分検出処理を終了する構成を例示したが、何れかの領域について距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であると判定した以降でも引き続いて全ての領域について距離画像中の受光光量が所定値以下であり且つ輝度値画像中の受光光量が所定範囲内であるか否かを判定しても良い。その場合、制御部２は、鏡面反射成分が所定レベル以上の全ての領域を示すアラート信号を通信制御部７から車両ＬＡＮ１７を介して車載機器に送信させても良い。そして、車載機器は、光飛行型測距装置１からアラート信号を受信することで、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域が全体の領域に対して占める割合を計算しても良いし、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域が集中している箇所を特定しても良い。
【００５５】
以上に説明したように第１の実施形態によれば、次に示す作用効果を得ることができる。光飛行型測距装置１は、発光部３から繰り返し発光される変調光が対象物の表面で反射した反射光を含む光が受光部４に受光されることで距離画像を取得する。光飛行型測距装置１は、発光部３から繰り返し発光される変調光とは光軸が異なる太陽光や発光部１９から発光される変調光が背景光として対象物の表面で反射した反射光を含む光が受光部４に受光されることで輝度値画像を取得する。そして、光飛行型測距装置１は、距離画像と輝度値画像とを用い、マルチパスが発生している領域を検出し、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出するようにした。これにより、鏡面反射成分が比較的強い面の近くで発生し得るマルチパスを検出することができ、鏡面反射成分が所定レベル以上の領域を検出することができる。又、アラート信号を装置外部に出力することで、システムとして必要な措置を講じることができる。
【００５６】
又、発光期間における光の受光光量に応じて発光部１９を第２の光源として用いるか否かを選択するようにした。これにより、太陽光の受光光量が比較的大きければ発光部１９による発光動作を行わずに輝度値画像を適切に取得することができ、一方、太陽光の受光光量が比較的小さくても発光部１９による発光動作を行わせることで、輝度値画像を適切に取得することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１３及び図１４を参照して説明する。尚、前述した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１の実施形態は、測距処理において受光時間、受光感度、発光時間、発光強度を調整して受光光量が所定範囲内となる輝度値画像を取得する構成であるが、第２の実施形態は、多段階受光の受光動作や多段階発光の発光動作を行い、受光光量が所定範囲内となる輝度値画像を選択する構成である。
【００５８】
制御部２は、測距処理を開始すると、発光部３による発光動作を行わせ（Ｓ１）、受光部４による受光動作を行わせ（Ｓ２）、距離画像を距離画像取得部６ｃにより取得し（Ｓ３）、光の受光光量が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ４）。制御部２は、光の受光光量が所定値以上であると判定すると（Ｓ４：ＹＥＳ）、受光部４による多段階受光の受光動作を行わせる（Ｓ４１）。即ち、制御部２は、受光感度を一定として受光時間を異ならせて複数回の受光動作を行わせる場合には、図１４に示すように、受光時間を段階的に長くして受光動作を行わせる（Ｔ１１〜Ｔ１４）。
【００５９】
そして、制御部２は、それぞれの受光動作により取得した輝度値画像のうち光の受光光量が所定範囲内となる輝度値画像を、マルチパス検出処理や鏡面反射成分検出処理で用いる輝度値画像として選択し（Ｓ４２）、測距処理を終了してメイン処理にリターンする。尚、制御部２は、光の受光光量が所定範囲内となる輝度値画像が複数のときには、光の受光光量が所定範囲の中央値に近い輝度値画像を選択すれば良い。又、制御部２は、受光時間を段階的に短くして受光動作を行わせても良い。又、制御部２は、受光時間を一定として受光感度を異ならせて複数回の受光動作を行わせても良く、その場合、受光感度を段階的に高めて受光動作を行わせても良いし、受光感度を段階的に低めて受光動作を行わせても良い。更に、制御部２は、受光時間と受光感度との両方を異ならせて複数回の受光動作を行わせても良い。
【００６０】
一方、制御部２は、光の受光光量が所定値以上でない（所定値未満である）と判定すると（Ｓ４：ＮＯ）、別の光飛行型測距装置１８の発光部１９による多段階発光の発光動作を行わせ（Ｓ４３）、受光部４による多段階受光の受光動作を行わせる（Ｓ４４）。即ち、制御部２は、発光時間及び発光強度のうち少なくとも何れかを異ならせて複数回の発光動作を行わせ、受光時間及び受光強度のうち少なくとも何れかを異ならせて複数回の発光動作を行わせる。
【００６１】
そして、制御部２は、それぞれの受光動作により取得した輝度値画像のうち光の受光光量が所定範囲内となる輝度値画像を、マルチパス検出処理や鏡面反射成分検出処理で用いる輝度値画像として選択し（Ｓ４５）、測距処理を終了してメイン処理にリターンする。尚、制御部２は、この場合も、光の受光光量が所定範囲内となる輝度値画像が複数のときには、光の受光光量が所定範囲の中央値に近い輝度値画像を選択すれば良い。又、制御部２は、受光時間、受光感度、発光時間及び発光強度をそれぞれ段階的に変化させる場合に、それらをどのように組み合わせて多段階受光や多段階発光を行っても良い。これ以降、制御部２は、このようにして選択した輝度値画像を用い、前述したマルチパス検出処理及び鏡面反射成分検出処理を行う。第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。尚、前述した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１の実施形態は、光飛行型測距装置１と同一車両に搭載されている別の光飛行型測距装置１８の発光部１９を用いることで、光飛行型測距装置１の外部に設けられている発光部１９を第２の光源とする構成であるが、第３の実施形態は、光飛行型測距装置１の内部に設けられている発光部を第２の光源とする構成である。
【００６３】
光飛行型測距装置２１は、第１の実施形態で説明した制御部２と、発光部３と、受光部４とを有することに加え、発光部２２（第２の光源に相当）を有する。発光部２２は、発光部３から所定方向に所定距離だけ離れた箇所に搭載されている。この場合、図１６に示すように、発光部３は変調光を車両の前左方を発光空間Ｍ１として発光し、発光部２２は変調光を車両の前左方を発光空間Ｍ３として発光する。発光空間Ｍ１と発光空間Ｍ３とは一部同士が重なる。尚、この場合も、発光部２２が発光部３から発光される変調光と互いに干渉しないように光を発光しても良い。又、発光部２２が発光空間を時系列で変化させながら光を発光しても良い。
【００６４】
制御部２は、測距処理において発光期間での光の受光光量が所定値未満であるときには、発光部２２による発光動作を行わせることで、発光部２２から発光された変調光や太陽光を含む背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光部４に受光させ、その受光光量が所定範囲内となるように受光時間、受光感度、発光時間及び発光強度のうち少なくとも何れかを調整する。そして、制御部２は、受光光量が所定範囲内になると輝度値画像を取得し、その取得した輝度値画像を用い、前述したマルチパス検出処理及び鏡面反射成検出処理を行う。第３の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図１７及び図１８を参照して説明する。尚、前述した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第４の実施形態は、光飛行型測距装置１とは別の車両に搭載されている光飛行型測距装置の発光部を第２の光源とする構成である。
【００６６】
光飛行型測距装置３１は、光飛行型測距装置１と同等の機能を有し、光飛行型測距装置１が搭載されている車両とは別の他車両に搭載されている。この場合、図１８に示すように、発光部３は変調光を車両の前左方を発光空間Ｍ１として発光し、光飛行型測距装置３１の発光部３２は変調光を車両の前左方を発光空間Ｍ４として発光する。この場合も、発光部３２が発光部３から発光される変調光と互いに干渉しないように光を発光しても良い。又、発光部３２が発光空間を時系列で変化させながら光を発光しても良い。
【００６７】
制御部２は、発光部３２の発光を制御する信号を含めて発光部３から変調光を発光させることで、自車両の周辺に存在している他車両に搭載されている光飛行型測距装置３１の発光部３２による発光動作を制御する。制御部２は、測距処理において発光期間での光の受光光量が所定値未満であるときには、発光部３２による発光動作を行わせることで、発光部３２から発光された変調光や太陽光を含む背景光が対象物の表面で反射した反射光を含む光を受光部４に受光させ、その受光光量が所定範囲内となるように受光時間、受光感度、発光時間及び発光強度のうち少なくとも何れかを調整する。そして、制御部２は、受光光量が所定範囲内になると輝度値画像を取得し、その取得した輝度値画像を用い、前述したマルチパス検出処理及び鏡面反射成検出処理を行う。第４の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
車両ボデーに限らず、車両に取り付けられているリフレクター、交差点に設置されているミラー、建造物の窓等も鏡面反射成分が比較的強い面となり得るので、それらの近くに人が存在する場合にも適用することができる。
車両に適用する構成に限らず、他の交通輸送手段に適用しても良い。
第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせても良い。即ち、光飛行型測距装置２１の内部に設けられている発光部２２を第２の光源とする構成において、多段階受光の受光動作や多段階発光の発光動作を行っても良い。同様に、第２の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせても良い。即ち、光飛行型測距装置１が搭載されている車両とは別の他車両に搭載されている光飛行型測距装置３１の発光部３２を第２の光源とする構成において、多段階受光の受光動作や多段階発光の発光動作を行っても良い。
【００６９】
第２の光源となり得る発光部が複数存在する場合に、各発光部の方向及び光の強度分布のうち少なくとも何れかを推定し、その推定結果を用いて第２の光源とする発光部を選択しても良い。又、光飛行型測距装置１８の発光部１９、光飛行型測距装置２１の内部に設けられている発光部２２、他車両に搭載されている光飛行型測距装置３１の発光部３２のうち複数が共存する場合には、予め規定されている優先順位にしたがって受光光量を判定することで、それらの中から第２の光源とする発光部を選択しても良い。更に、第２の光源として複数の発光部を選択しても良い。このように輝度値画像を取得することが可能であれば第２の発光部をどのように選択しても良い。
第４の実施形態において、例えば車車間通信の技術を用いることで、自車両の周辺に存在している他車両に搭載されている光飛行型測距装置３１の発光部３２による発光動作を制御しても良い。
【符号の説明】
【００７０】
図面中、１，２１は光飛行型測距装置、３は発光部（第１の光源）、４は受光部、６ｃは距離画像取得部、６ｄは輝度値画像取得部、６ｅはマルチパス検出部、６ｆは第１の受光光量特定部、６ｇは第２の受光光量特定部、６ｈは選択部、６ｉは推定部、６ｊは調整部、６ｋは発光タイミング制御部、６ｌは鏡面反射成分検出部、７は通信制御部（第１の検出信号出力部、第２の検出信号出力部）、１９，２２，３２は発光部（第２の光源）である。
【図１】
2017015448.tif 000003
【図２】
2017015448.tif 000004
【図３】
2017015448.tif 000005
【図４】
2017015448.tif 000006
【図５】
2017015448.tif 000007
【図６】
2017015448.tif 000008
【図７】
2017015448.tif 000009
【図８】
2017015448.tif 000010
【図９】
2017015448.tif 000011
【図１０】
2017015448.tif 000012
【図１１】
2017015448.tif 000013
【図１２】
2017015448.tif 000014
【図１３】
2017015448.tif 000015
【図１４】
2017015448.tif 000016
【図１５】
2017015448.tif 000017
【図１６】
2017015448.tif 000018
【図１７】
2017015448.tif 000019
【図１８】
2017015448.tif 000020