2022-167710 測距システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022167710

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】測距システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/483 20060101AFI20221027BHJP

   G01S 17/10 20200101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

G01S7/483

G01S17/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021073695

(22)【出願日】2021-04-23

(71)【出願人】

【識別番号】501009849

【氏名又は名称】株式会社日立エルジーデータストレージ

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】杉山 久貴

(72)【発明者】

【氏名】泉 克彦

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 克美

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA05

5J084BA34

5J084CA03

5J084CA12

5J084CA19

5J084DA08

5J084EA20

5J084EA24

(57)【要約】

【課題】
高い測距精度と広い測距範囲を両立し、かつ、装置間の間隔が短くなる場合であっても、装置間の干渉による効果を抑制して、測距誤差を低減させることができる測距システムを提供する。
【解決手段】
測距システムは、複数台の測距撮像装置を用いて、対象物までの距離を光の飛行時間により測定するシステムとされている。前記の複数台の測距撮像装置は、互いに素の関係があるそれぞれ異なる間隔でパルス光を照射する。そして、パルス光の間隔は、（１）２以上の自然数をべき指数として用いて、素数をべき乗した値、（２）２以上の自然数を用いて、素数を整数倍した値、（３）前記の素数のべき乗の値を、２以上の自然数を用いて整数倍した値、のうちの何れかの値に基づいて設定される。
【選択図】 図２４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数台の測距撮像装置を用いて、対象物までの距離を光の飛行時間により測定する測距システムであって、
前記測距撮像装置は、
光源で発光したパルス光を対象物に照射する発光部と、
対象物で反射したパルス光をイメージセンサで露光し電気信号に変換する受光部と、
前記受光部の出力信号から対象物までの距離を演算する距離演算部と、
前記発光部からパルス光を照射する発光タイミング、および、前記受光部にてパルス光を露光する露光タイミングを制御する制御部と、
を備え、
前記の複数台の測距撮像装置は、
互いに素の関係があるそれぞれ異なる間隔でパルス光を照射し、
パルス光の間隔は、
（１）２以上の自然数をべき指数として用いて、素数をべき乗した値、
（２）２以上の自然数を用いて、素数を整数倍した値、
（３）前記の素数のべき乗の値を、２以上の自然数を用いて整数倍した値、
のうちの何れかの値に基づいて設定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項2】

請求項１に記載の測距システムであって、
任意の２台の前記測距撮像装置についての前記値の最小公倍数が、２００よりも大きい、または、２００以上である、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項3】

請求項２に記載の測距システムであって、
前記最小公倍数は、各測距撮像装置の設置間隔が５０ｃｍ以下であるときに、５００よりも大きい、または、５００以上である、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項4】

請求項２に記載の測距システムであって、
同一の前記測距撮像装置についての前記値の２乗値が、基準値よりも大きい、または、前記基準値以上であり、且つ、
任意の２台の前記測距撮像装置についての前記値の積が、前記基準値よりも大きい、または、前記基準値以上であり、
前記基準値の大きさは、５００である、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項5】

請求項１に記載の測距システムであって、
前記測距撮像装置それぞれは、それぞれ異なる素数に基づく前記値を格納する干渉設定テーブルを生成し、
前記測距撮像装置それぞれのパルス光の間隔は、それぞれの前記測距撮像装置の前記干渉設定テーブルを参照して決定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項6】

請求項１に記載の測距システムであって、
前記の複数台の測距撮像装置は、照射するパルス光のパルス幅を変更可能である測距撮像装置を含み、
前記測距撮像装置がそれぞれパルス光を照射する場合における、前記測距撮像装置それぞれのパルス光の間隔が、前記（１）～（３）のうちの何れかの値に基づいて設定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項7】

請求項６に記載の測距システムであって、
前記測距撮像装置それぞれは、各パルス幅について、それぞれ異なる素数に基づく前記値を格納する干渉設定テーブルを生成し、
前記測距撮像装置それぞれのパルス光の間隔は、前記干渉設定テーブルを参照して決定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項8】

複数台の測距撮像装置を用いて、対象物までの距離を光の飛行時間により測定する測距システムであって、
前記測距撮像装置は、
光源で発光したパルス光を対象物に照射する発光部と、
対象物で反射したパルス光をイメージセンサで露光し電気信号に変換する受光部と、
前記受光部の出力信号から対象物までの距離を演算する距離演算部と、
前記発光部からパルス光を照射する発光タイミング、および、前記受光部にてパルス光を露光する露光タイミングを制御する制御部と、
を備え、
前記の複数台の測距撮像装置は、
互いに素の関係があるそれぞれ異なる間隔でパルス光を照射し、
一部の測距撮像装置からのパルス光の間隔は、
所定値以上の素数と同じ値に基づいて設定され、
他の測距撮像装置からのパルス光の間隔は、
（１）２以上の自然数をべき指数として用いて、素数をべき乗した値、
（２）２以上の自然数を用いて、素数を整数倍した値、
（３）前記の素数のべき乗の値を、２以上の自然数を用いて整数倍した値、
のうちの何れかの値に基づいて設定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項9】

請求項８に記載の測距システムであって、
任意の２台の前記測距撮像装置についての前記値の最小公倍数が、２００よりも大きい、または、２００以上である、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項10】

請求項９に記載の測距システムであって、
前記最小公倍数は、各測距撮像装置の設置間隔が５０ｃｍ以下であるときに、５００よりも大きい、または、５００以上である、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項11】

請求項９に記載の測距システムであって、
同一の前記測距撮像装置についての前記値の２乗値が、基準値よりも大きい、または、前記基準値以上であり、且つ、
任意の２台の前記測距撮像装置についての前記値の積が、前記基準値よりも大きい、または、前記基準値以上であり、
前記基準値の大きさは、５００である、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項12】

請求項８に記載の測距システムであって、
前記測距撮像装置それぞれは、それぞれ異なる素数に基づく前記値を格納する干渉設定テーブルを生成し、
前記測距撮像装置それぞれのパルス光の間隔は、それぞれの前記測距撮像装置の前記干渉設定テーブルを参照して決定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項13】

請求項８に記載の測距システムであって、
前記の複数台の測距撮像装置は、照射するパルス光のパルス幅を変更可能である測距撮像装置を含み、
前記測距撮像装置がそれぞれパルス光を照射する場合における、前記測距撮像装置の一部のパルス光の間隔が、所定値以上の素数と同じ値に基づいて設定され、他の測距撮像装置のパルス光の間隔が、前記（１）～（３）のうちの何れかの値に基づいて設定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項14】

請求項１３に記載の測距システムであって、
前記測距撮像装置それぞれは、各パルス幅について、それぞれ異なる素数に基づく前記値を格納する干渉設定テーブルを生成し、
前記測距撮像装置それぞれのパルス光の間隔は、前記干渉設定テーブルを参照して決定される、
ことを特徴とする測距システム。

【請求項15】

請求項１または請求項８に記載の測距システムであって、
計測時におけるそれぞれの前記測距撮像装置の最小のパルス周波数と、それぞれの前記測距撮像装置で共通する基準クロックと、の周波数差が、５ｋＨｚ以上である、
ことを特徴とする測距システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物までの距離を光の飛行時間により測定する測距撮像装置を複数用いた測距システムに関する。

【背景技術】

【0002】

対象物までの距離を測定する方法として、照射光が対象物で反射して戻ってくるまでの飛行時間により距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法が知られている。具体的には、強度変調された照射光の発光タイミングに対して露光タイミングをずらした複数の露光ゲートで露光し、各露光ゲートで蓄積された露光量から照射光に対する反射光の時間の遅れを算出して距離を求めるものである。

【0003】

ＴＯＦ法では、測距精度（繰り返し測定誤差）と測距範囲（測定可能な距離範囲）は照射光のパルス幅（変調周波数）に依存し、パルス幅が短い（変調周波数が高い）ほど測距精度が高くなるが測距範囲が狭くなる。このため、短いパルス幅と長いパルス幅の２種類の照射光を用いてそれぞれ距離を測定し、測定結果を比較することで高い測距精度と広い測距範囲を両立する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－５６６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

同一エリアで複数台の測距撮像装置を稼動させたときには、自装置以外の照射光（または反射光）が干渉光となり自装置で露光されることで、測距値に誤差が生じる問題がある。その対策として、特許文献１は、測定動作の単位である１つのフレームが、パルス光の幅ＴＨの第１の距離測定期間とパルス光の幅ＴＬの第２の距離測定期間より構成され（ただしＴＨ＜ＴＬ）、第１の距離測定期間は、照射したパルス光に対して露光タイミングをずらした複数の露光期間に分割され、分割された各露光期間では、１つのパルス光から次のパルス光までの間に露光ゲートを所定の間隔でｎ回（ｎは複数）開いて繰り返し露光を行い、最後の露光ゲートを閉じてから次のパルス光を照射するまでに露光を行わない第１の非露光期間を設け、第２の距離測定期間は、照射したパルス光に対して露光タイミングをずらした複数の露光期間に分割され、分割された各露光期間では、１つのパルス光から次のパルス光までの間に露光ゲートを１回のみ開いて露光を行い、露光ゲートを閉じてから次のパルス光を照射するまでに露光を行わない第２の非露光期間を設ける技術を開示する。

【0006】

しかしながら、特許文献１の技術を用いても、装置間の間隔によっては干渉を十分に抑制することができず、これにより、測距誤差が発生して測距精度が不十分になることが考えられた。

【0007】

そこで、本発明は、高い測距精度と広い測距範囲を両立し、かつ、装置間の間隔が短くなる場合であっても、装置間の干渉による効果を抑制して、測距誤差を低減させることができる測距システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様によれば、下記の測距システムが提供される。測距システムは、複数台の測距撮像装置を用いて、対象物までの距離を光の飛行時間により測定するシステムである。測距撮像装置は、発光部と、受光部と、距離演算部と、制御部と、を備える。発光部は、光源で発光したパルス光を対象物に照射する。受光部は、対象物で反射したパルス光をイメージセンサで露光し電気信号に変換する。距離演算部は、受光部の出力信号から対象物までの距離を演算する。制御部は、発光部からパルス光を照射する発光タイミング、および、受光部にてパルス光を露光する露光タイミングを制御する。前記の複数台の測距撮像装置は、互いに素の関係があるそれぞれ異なる間隔でパルス光を照射する。パルス光の間隔は、（１）２以上の自然数をべき指数として用いて、素数をべき乗した値、（２）２以上の自然数を用いて、素数を整数倍した値、（３）前記の素数のべき乗の値を、２以上の自然数を用いて整数倍した値、のうちの何れかの値に基づいて設定される。

【0009】

本発明の第２の態様によれば、下記の測距システムが提供される。測距システムは、複数台の測距撮像装置を用いて、対象物までの距離を光の飛行時間により測定するシステムである。測距撮像装置は、発光部と、受光部と、距離演算部と、制御部と、を備える。発光部は、光源で発光したパルス光を対象物に照射する。受光部は、対象物で反射したパルス光をイメージセンサで露光し電気信号に変換する。距離演算部は、受光部の出力信号から対象物までの距離を演算する。制御部は、発光部からパルス光を照射する発光タイミング、および、受光部にてパルス光を露光する露光タイミングを制御する。前記の複数台の測距撮像装置は、互いに素の関係があるそれぞれ異なる間隔でパルス光を照射する。一部の測距撮像装置からのパルス光の間隔は、所定値以上の素数と同じ値に基づいて設定される。他の測距撮像装置からのパルス光の間隔は、（１）２以上の自然数をべき指数として用いて、素数をべき乗した値、（２）２以上の自然数を用いて、素数を整数倍した値、（３）前記の素数のべき乗の値を、２以上の自然数を用いて整数倍した値、のうちの何れかの値に基づいて設定される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高い測距精度と広い測距範囲を両立し、かつ、装置間の間隔が短くなる場合であっても、装置間の干渉による効果を抑制して、測距誤差を低減させることができる測距システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る測距撮像装置を示す構成図。

【図2】ＴＯＦ法による距離測定の原理を説明する図。

【図3】距離測定における１フレームの構成を示す図。

【図4】１フレーム内の距離測定処理のフローチャートを示す図。

【図5】実施例１における発光露光タイムチャートを示す図。

【図6】実施例１における距離計算法を示す図。

【図7】第１／第２距離測定期間の測定結果の例を示す図。

【図8】第１／第２の距離測定結果から距離を確定する方法を説明する図。

【図9】第１／第２の距離測定結果から距離を確定する方法を説明する図。

【図10A】パルス光間隔を変えることによる干渉光対策を説明する図。

【図10B】パルス光間隔を変えることによる干渉光対策を説明する図。

【図10C】パルス光間隔を変えることによる干渉光対策を説明する図。

【図10D】パルス光間隔を変えることによる干渉光対策を説明する図。

【図11】干渉光のキャンセル効果について説明する図。

【図12】連続方式に非露光期間を設けた場合のタイムチャートを示す図。

【図13】露光のアンバランスにより発生する距離誤差を示す図。

【図14】実施例２における発光露光タイムチャートを示す図。

【図15】第１／第２の距離測定結果から距離を確定する方法を説明する図。

【図16】第１／第２の距離測定結果から距離を確定する方法を説明する図。

【図17】図５の変形例として測定誤差が発生しやすい場合を示す図。

【図18】パルス周期の関係の一例について示した図。

【図19】パルス周期の設定の一例について説明するための図。

【図20】パルス周期の最小公倍数の関係、および、パルス周期の積の関係の一例について示す図。

【図21】パルス周期の最小公倍数の関係、および、パルス周期の積の関係の一例について示す図。

【図22】それぞれ異なるパルス幅に対して設定したパルス周期の一例を示す図。

【図23】パルス周波数と基準クロックとの周波数差の関係の一例を示す図。

【図24】測距システムの機能ブロック図の一例を示す図。

【図25】干渉設定演算ブロックの処理の一例を示す図。

【図26】使用する素数の探索に用いるデータの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態の測距撮像装置を示す構成図である。測距撮像装置１は、人物や物体などの測定の対象物２までの距離をＴＯＦ法で測定し、測定した対象物の各部までの距離を２次元の距離データとして出力する。測距撮像装置１は、発光部１１と、受光部１２と、距離演算部１３と、制御部１４と、を備える。発光部１１は、レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源で発光したパルス状の照射光２１を出射する。受光部１２は、対象物２に照射され反射して戻ってきたパルス状の反射光２２を、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの２次元状に画素を配列したイメージセンサ２３で露光し、電気信号に変換する。距離演算部１３は、受光部１２の出力信号から対象物２までの距離Ｄを演算する。制御部１４は、発光部１１と受光部１２と距離演算部１３を制御し、発光部１１での照射光２１の発光タイミングと受光部１２での反射光２２の露光タイミングを制御する。このように、測距撮像装置１は、イメージセンサ２３で対象物２を撮像するデジタルカメラと類似の構成で、対象物２までの距離Ｄを２次元状のデータとして取得する。

【0013】

図２は、ＴＯＦ法による距離測定の原理を説明する図である。ＴＯＦ法では、照射光２１の信号と反射光２２の信号の時間差、すなわち遅延時間ｄＴに基づいて距離Ｄが測定される。対象物２までの距離Ｄと遅延時間ｄＴとの関係は、光速をｃとすると、Ｄ＝ｄＴ・ｃ／２で表される。

【0014】

ただし本実施例では、遅延時間ｄＴを直接測定せずに、受光期間を複数の露光ゲートに分割して、それぞれのゲート期間の露光量から遅延時間ｄＴを間接的に求め、距離Ｄを測定する（間接法とも呼ばれる）。

【0015】

図２では、１回の照射光２１（パルス幅Ｔ０）に対し、露光動作を例えば２つのゲートに分けて行う場合を示す。すなわち、反射光２２の露光期間を、第１の露光ゲートＳ１と第２の露光ゲートＳ２に分け、それぞれのゲート幅は照射光２１のパルス幅Ｔ０に等しくする。受光部１２は、第１の露光ゲートＳ１と第２の露光ゲートＳ２での露光量を電荷量に変換し、第１の電荷量Ｑ１と第２の電荷量Ｑ２として出力する。

【0016】

このときの第１，第２の電荷量Ｑ１，Ｑ２と遅延時間ｄＴ、および対象物２までの距離Ｄは、
ｄＴ＝Ｔ０・Ｑ２／（Ｑ１＋Ｑ２）
Ｄ＝Ｔ０・Ｑ２／（Ｑ１＋Ｑ２）・ｃ／２
すなわち、第１の電荷量Ｑ１と第２の電荷量Ｑ２とを測定することで、距離Ｄを算出できる。以上がＴＯＦ法による距離測定の原理であり、本実施例では、パルス幅Ｔ０や露光ゲートＳ１，Ｓ２が異なる２つの距離測定方式を組み合わせて距離測定を行う。

【0017】

図３は、距離測定における１フレームの構成を示す図である。対象物までの距離測定は、撮像動作と対応させてフレーム単位に行われる。１フレームは、発光・露光タイミングの異なる第１距離測定期間と第２距離測定期間で構成され、それぞれの期間から第１距離データと第２距離データを取得する。

【0018】

まず、第１距離測定期間から説明する。発光・露光期間では、短いパルス幅（高い変調周波数）の発光・露光動作を行う。発光・露光期間はｎセットからなり、１セットの中では、露光タイミングをずらしたＡ，Ｂ，Ｃ期間を有し、露光を分割して行う。分割した各期間では、符号Ａ１，Ｂ１，Ｃ１で示すように、１つの発光パルスから次の発光パルスまでの間に、露光ゲートを所定の間隔で複数回（ここでは３回）開いて露光し、電荷を蓄積する。１セット内では発光・露光動作をｍ回繰り返し、これをｎセット繰り返して行う。

【0019】

データ出力期間では、Ａ，Ｂ，Ｃ期間でそれぞれ蓄積されたｍ×ｎ回分の電荷量が読み出されて距離が計算され、第１距離測定期間での第１距離データが出力される。このように、第１距離測定期間は、１つの発光パルスに対する反射光を所定の間隔で複数回露光する構成としており、このような発光・露光方式を「拡張パルス方式」と呼ぶことにする。

【0020】

次に、第２距離測定期間について説明する。発光・露光期間では、長いパルス幅（低い変調周波数）の発光・露光を行う。第１距離測定期間と同様に、１セットとして、露光タイミングをずらしたＡ，Ｂ，Ｃ期間を有し、露光を分割して行う。ただし分割した各期間では、符号Ａ２，Ｂ２，Ｃ２で示すように、１つの発光パルスから次の発光パルスまでの間に、露光ゲートを１回のみ開いて露光し、電荷を蓄積する。１セット内で発光・露光動作をｍ回繰り返し、これをｎセット繰り返して行う。

【0021】

データ出力期間では、Ａ，Ｂ，Ｃ期間でそれぞれ蓄積されたｍ×ｎ回分の電荷量が読み出されて距離が計算され、第２距離測定期間での第２距離データが出力される。以下、第２距離測定期間における発光・露光方式を「パルス方式」と呼ぶことにする。

【0022】

このように、第１距離測定期間と第２距離測定期間では、パルス光と露光ゲートの幅、および露光繰り返し回数が異なる。第１距離測定期間では短いパルス幅（高周波数）で測定することで、測距精度の高い測定結果が得られる。一方、第２距離測定期間では長いパルス幅（低周波数）で測定することで、測距範囲の広い測定結果が得られる。両者の測定結果を組み合わせて距離を確定（ディエイリアシング）することで、測距精度が高く測距範囲の広い測定が可能となる。なお、第１距離測定期間と第２距離測定期間の測定順序はいずれを先行させても良い。

【0023】

さらに本実施形態では、第１距離測定期間と第２距離測定期間において、１回の発光・露光動作とそれに続く次の発光・露光動作とを連続して行うのではなく、最後の露光ゲートを閉じてから次のパルス光を発光するまでに、それぞれ第１／第２の非露光期間を挿入したことに特徴がある。つまり、第１距離測定期間における「拡張パルス方式」は、発光・露光動作を連続して行う「連続方式」とは異なるものである。このように、第１距離測定期間と第２距離測定期間のいずれにおいても非露光期間を設けることで、後述するように、複数台の測距撮像装置を稼働させたときの装置間の干渉による測距誤差を低減させることができる。

【0024】

なお、本実施形態では、１つのセットに対する露光動作を露光タイミングをずらした３つの期間（Ａ，Ｂ，Ｃ期間）に分割して行うことで説明するが、分割数はこれに限らず任意の複数であってよい。

【0025】

図４は、１フレーム内の距離測定処理のフローチャートを示す図である。１フレーム期間では、第１距離測定（Ｓ１００～）と第２距離測定（Ｓ２００～）を行い、両者の距離データを用いて距離を確定する（Ｓ２２０）。

【0026】

まず、第１距離測定を開始すると（Ｓ１００）、カウンタｉを１とし（Ｓ１０１）、ｎセット分の発光露光を開始する（Ｓ１０２）。発光露光動作は、まずＡ期間発光露光（Ｓ１０３）では、図３のＡ１タイミングで示す発光露光をｍ１回行い、露光により発生した電荷（Ａ電荷）を蓄積する（Ｓ１０４）。次に、Ｂ期間発光露光（図３のＢ１タイミングで示す発光露光）をｍ１回行い（Ｓ１０５）、露光により発生した電荷（Ｂ電荷）を蓄積する（Ｓ１０６）。さらに、Ｃ期間発光露光（図３のＣ１タイミングで示す発光露光）をｍ１回行い（Ｓ１０７）、露光により発生した電荷（Ｃ電荷）を蓄積する（Ｓ１０８）。そして、カウンタｉに１を加算し（Ｓ１０９）、カウンタｉが規定回数ｎに達したかどうか判定する（Ｓ１１０）。

【0027】

規定回数ｎに達していない場合は（Ｓ１１０でＮｏ）、Ｓ１０３に戻りＡ期間発光露光から繰り返す。このようにして受光部１２には、ｍ１×ｎ回分のＡ電荷、Ｂ電荷、Ｃ電荷が蓄積される。カウンタｉが規定回数ｎに達した場合は（Ｓ１１０でＹｅｓ）、受光部１２から電荷量の蓄積データを読み出す（Ｓ１１１）。距離演算部１３は、読み出したＡ～Ｃ電荷量を用いて対象物２までの距離（第１距離データ）を演算する（Ｓ１１２）。

【0028】

次に、第２距離測定を開始するが（Ｓ２００）、第１距離測定（Ｓ１００）と同様の手順なので繰り返しの説明は省略する。ただし、Ａ期間発光露光（Ｓ２０３）では、図３のＡ２タイミングで示す発光露光をｍ２回行い、露光により発生した電荷（Ａ電荷）を蓄積する（Ｓ２０４）。Ｂ期間発光露光（Ｓ２０５）では、図３のＢ２タイミングで行い、Ｃ期間発光露光（Ｓ２０７）では、図３のＣ２タイミングで行う。カウンタｉが規定回数ｎに達したら（Ｓ２１０でＹｅｓ）、受光部１２から電荷量の蓄積データを読み出す（Ｓ２１１）。距離演算部１３は、読み出したＡ～Ｃ電荷量を用いて対象物２までの距離（第２距離データ）を演算する（Ｓ２１２）。

【0029】

距離演算部１３は、Ｓ１１２で求めた第１距離データと、Ｓ２１２で求めた第２距離データを用いて、距離を確定する（Ｓ２２０）。この演算の詳細は後述するが、第１距離測定では、狭い測距範囲を単位として折り返して表示される距離データが得られる。一方、第２距離測定では、広い測距範囲の距離データが得られ、これを用いて第１距離データの折り返しを解いて距離を確定（ディエイリアシング）するものである。

【0030】

なお、第１距離測定と第２距離測定における１セット内の発光露光の繰り返し回数ｍ１，ｍ２、及びセット数ｎは、１フレーム期間の長さに応じて適宜設定する。次に、具体的な距離測定の例を実施例１と実施例２で説明する。

【実施例0031】

図５は、実施例１における発光露光タイムチャートを示す図である。（ａ）は第１の距離測定期間の発光・露光タイミングを示す。発光パルスは短いパルス幅１Ｔを用いて、これを同じ幅１Ｔの露光ゲートで露光する（高い変調周波数）。露光期間は、タイミングを１ＴずつずらしたＡ，Ｂ，Ｃ期間で露光するが、各期間では、１つの発光パルスから次の発光パルス（符号３５）までの間に、露光ゲートを周期３Ｔで３回開いて繰り返し露光する（符号３１，３２，３３）。これが本実施例で導入した「拡張パルス方式」である。そして、最後の露光ゲート（符号３４）を閉じてから次のパルス光（符号３５）を発光するまでに、露光しない第１の非露光期間３６（ここでは１０Ｔの幅）を設けている。これにより、パルス光間隔４０は１９Ｔの幅となる。

【0032】

（ｂ）は第２の距離測定期間の発光・露光タイミングを示す。発光パルスは長いパルス幅４Ｔを用いて、これを同じ幅４Ｔの露光ゲートで露光する（低い変調周波数）。露光期間は、タイミングを４ＴずつずらしたＡ，Ｂ，Ｃ期間で露光するが、各期間では、１つの発光パルスに対して露光ゲートを１回のみ開いて露光する。これは従来の「パルス方式」である。そして、最後の露光ゲート（符号３７）を閉じてから次のパルス光（符号３８）を発光するまでに、露光しない第２の非露光期間３９（ここでは７Ｔの幅）を設けている。これにより、パルス光間隔４０’は１９Ｔの幅となる。

【0033】

ここでは、第１の距離測定期間でのパルス光間隔４０と第２の距離測定期間でのパルス光間隔４０’を等しくしたが、それらの比が整数倍の関係になるように第１の非露光期間３６と第２の非露光期間３９の長さを設定してもよい。

【0034】

図６は、実施例１における距離計算法を示す図である。（ａ）は第１距離測定期間での距離計算を示す。１つの発光パルスに対する反射光は、Ａ，Ｂ，Ｃ期間の連続するいずれかの２ゲートで露光される。この例ではＡ期間とＢ期間で露光され、符号４１，４２で示す。Ａ，Ｂ，Ｃ期間で露光により発生した電荷量をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃとすると、前記図２の計算式を拡張し、照射光に対する反射光の遅延時間ｄＴは次式で表される。電荷量Ａ，Ｂ，Ｃの大小関係により、計算式が分かれる。

【0035】

ＭＩＮ（Ａ，Ｂ，Ｃ）＝Ｃのとき、
ｄＴ＝｛（Ｂ－Ｃ）／（Ａ＋Ｂ－２Ｃ）｝・Ｔ＋３ｎＴ
ＭＩＮ（Ａ，Ｂ，Ｃ）＝Ａのとき、
ｄＴ＝｛（Ｃ－Ａ）／（Ｂ＋Ｃ－２Ａ）｝・Ｔ＋Ｔ＋３ｎＴ
ＭＩＮ（Ａ，Ｂ，Ｃ）＝Ｂのとき、
ｄＴ＝｛（Ａ－Ｂ）／（Ｃ＋Ａ－２Ｂ）｝・Ｔ＋２Ｔ＋３ｎＴ

【0036】

ここでＭＩＮは最小値を求める関数である。ｎは、３回の繰り返し露光のうち何回目の周期で露光したかを表すパラメータで、繰り返し数と呼ぶことにする。ここにｎ＝０，１，２は、それぞれ１，２，３回目を表す。

【0037】

第１距離測定期間の測定では、何回目の露光で得られた信号であるか分からないので、繰り返し数ｎを特定することができない。そこで、第１距離測定期間ではｎ＝０としたときのｄＴから、第１距離データＤ１Ｔを
Ｄ１Ｔ＝ｃ・ｄＴ（ｎ＝０）／２
と算出する。

【0038】

ここで、測定可能な距離の範囲（測距範囲）について説明する。測距範囲ＤＲは、反射光遅延時間ｄＴＲから求められる。
ｄＴＲ＝（パルス幅）×（繰り返し露光回数×３－１）
ＤＲ＝ｃ・ｄＴＲ／２
第１距離測定期間では、パルス幅＝１Ｔ、繰り返し露光回数＝３なので、
ｄＴＲ＝１Ｔ・（３×３－１）＝８Ｔ
これに対し従来の１回の露光では
ｄＴＲ＝１Ｔ・（１×３－１）＝２Ｔ
なので、測距範囲ＤＲは４倍に拡張される。

【0039】

（ｂ）は第２距離測定期間での距離計算を示す。１つの発光パルスに対する反射光は、Ａ，Ｂ，Ｃ期間の連続するいずれかの２ゲートで露光され、符号４３，４４で示す。この場合も、Ａ，Ｂ，Ｃ期間で露光により発生した電荷量Ａ，Ｂ，Ｃから、照射光に対する反射光の遅延時間ｄＴは次式で表される。ただしこの計算では、第１距離測定期間での計算におけるパルス幅を４Ｔ、繰り返し数ｎ＝０に置き換えている。
Ａ≧Ｃのとき、ｄＴ＝｛（Ｂ－Ｃ）／（Ａ＋Ｂ－２Ｃ）｝・４Ｔ
Ａ＜Ｃのとき、ｄＴ＝｛（Ｃ－Ａ）／（Ｂ＋Ｃ－２Ａ）｝・４Ｔ＋４Ｔ
このｄＴから、第２距離データＤ４Ｔを
Ｄ４Ｔ＝ｃ・ｄＴ／２
と算出する。

【0040】

この場合の測距範囲ＤＲは、反射光遅延時間をｄＴＲとすると、
ｄＴＲ＝４Ｔ・（１×３－１）＝８Ｔ
なので、上記の第１距離測定期間での測距範囲ＤＲと一致している。

【0041】

しかしながら第２距離測定期間では、第１距離測定期間に比べて反射光のパルス幅が４倍になり、ショットノイズが２倍に増える。よって、測距範囲は広いが、第１距離測定期間よりも測定精度が悪化している。

【0042】

その後、第２距離測定期間の第２距離データＤ４Ｔを用いて第１距離測定期間の繰り返し数ｎを特定し、第１距離データＤ１Ｔから正確な距離Ｄを確定する。

【0043】

図７は、第１／第２距離測定期間の測定結果の例を示す図である。横軸は対象物までの実際の距離、縦軸は測定された距離の値である。なお、図５、図６における時間軸の単位を１Ｔ＝１０ｎｓｅｃとしている。横軸を長い距離レンジで表した場合、近い距離から得られる符号５０で示す測定結果と、遠い距離から得られる符号５１で示す測定結果が存在する。

【0044】

まず、近距離から得られる符号５０で示す結果では、第１距離測定期間（パルス幅＝１Ｔ）での第１距離データＤ１Ｔ（実線で示す）は折り返しのある直線となる。折り返し点までの距離（折り返し距離）Ｒ１Ｔは、ｎ＝０における最大測定距離であり、Ｒ１Ｔ＝３ｃＴ／２＝４．５ｍとなる。また、勾配のある直線部分が測定可能な測距範囲ＤＲであり、８ｃＴ／２＝１２ｍとなる。

【0045】

第２距離測定期間（パルス幅＝４Ｔ）での第２距離データＤ４Ｔ（破線で示す）は折り返しのない直線となる。測距範囲ＤＲ（勾配部分）は８ｃＴ／２＝１２ｍであり、第１距離データＤ１Ｔの測距範囲ＤＲと等しい。

【0046】

次に、遠距離から得られる符号５１に示す結果について説明する。対象物が遠距離にあると、その反射光は当該パルス光に対する露光ゲート期間内に戻らず、次のパルス光の露光ゲート期間に戻ってくる。つまり、符号５１で示す結果は、１つ前に照射したパルス光により測定された結果である。この例ではパルス光間隔を１９Ｔ（１９０ｎｓｅｃ）に設定しており、距離２８．５ｍを基点としてそれより遠い位置からの測定結果５１が、近距離の測定結果５０と同じパターンで繰り返して得られる。ただし、パルス光の飛行距離が長くなるので、露光される信号強度は減衰している。

【0047】

しかし、遠距離から得られる測定結果５１は本来の目的とするものではなく、これを残しておくと近距離の測定結果５０に対するノイズ成分となるので、無効にする必要がある。対策として、非露光期間を長くしてパルス光間隔を広げ、反射光が弱くて露光されない距離まで遠ざけることで、無視することができる。ただし、パルス光間隔を広げすぎると、露光期間内での繰り返し露光回数が少なくなって測距精度が低下するので、第１、第２距離測定期間ともパルス光間隔を測距範囲の２倍以上とするのが望ましい。光の飛行距離が２倍になると露光量は１／４に低下するので、露光量に閾値を設けて２倍以上の距離からの反射光を無効とすることができる。実施例１の条件では、パルス光間隔（１９Ｔ＝２８．５ｍ）は測距範囲（８Ｔ＝１２ｍ）の約２．４倍となっている。

【0048】

図８と図９は、第１／第２の距離測定結果を用いて距離を確定（ディエイリアシング）する方法を説明する図である。

【0049】

図８には、図７の符号５０で示した測定結果を再度示している。ディエイリアシングでは、第２距離データＤ４Ｔを用いて、第１距離データＤ１Ｔにおける繰り返し数ｎ（何回目の周期で露光したかを表すパラメータ）を次の手順で求める。

【0050】

まず、第１、第２の距離データの差分量と、第１距離測定期間の折り返し距離Ｒ１Ｔ（＝３ｃＴ／２）との比ｎ’を求める。比ｎ’は、求めようとする繰り返し数ｎに相当する値である。
ｎ’＝（Ｄ４Ｔ－Ｄ１Ｔ）／Ｒ１Ｔ
ｎ’を点線で示すが、第１距離データＤ１Ｔおよび第２距離データＤ４Ｔには測定誤差が含まれるので、ｎ’は本来の整数値ではなく小数点以下の端数伴う。そこで、ラウンド関数（４捨５入）でｎ’の整数化を行う。
ｎ＝ＲＯＵＮＤ（ｎ’）
これで、繰り返し数の真値（整数値）ｎが求められる。

【0051】

図９には、ディエイリアシング後の距離出力を示している。上記した繰り返し数の真値ｎを用いて、次式より正確な距離Ｄを確定する。
Ｄ＝Ｄ１Ｔ＋ｎ・Ｒ１Ｔ＝Ｄ１Ｔ＋ｎ・３ｃＴ／２
この演算では、第１距離データＤ１Ｔに折り返し距離Ｒ１Ｔをｎ回加算する。ここに、第１距離データＤ１Ｔは測距精度が高く、また加算される折り返し距離Ｒ１Ｔは、単位時間Ｔと光速ｃから決まる定数（３ｃＴ／２）であるから、正確な距離Ｄを確定することができる。このようにして、高い測距精度と広い測距範囲を両立させて測定することができる。

【0052】

なお、距離が１３．５ｍ以降は測定範囲を超えているので、無効データとし距離計算を行わない。その場合は電荷量の関係が（Ａ＋Ｂ－２Ｃ）＝０となるので、これを判定条件とすればよい。

【0053】

次に、複数の測距撮像装置間の干渉光対策について説明する。図１０Ａは、パルス光間隔を変えることによる干渉光対策を説明する図である。ここでは、同時に稼動する２台の測距撮像装置（以下、機器Ｎｏ．１と機器Ｎｏ．２と称する）を想定し、機器Ｎｏ．１が機器Ｎｏ．２から受ける干渉を考える。それぞれ第１距離測定期間において、機器Ｎｏ．１のパルス光間隔４０を１７Ｔ、機器Ｎｏ．２のパルス光間隔４０”を１９Ｔに設定し、互いに異ならせる。なお、各機器でのパルス光間隔を変更するには、第１距離測定期間に設けた非露光期間３６の長さ（図５参照）を機器ごとに変更すればよい。その際、各機器でのパルス幅（１Ｔ）は固定しているので、測距精度や測距範囲が変わることはない。

【0054】

この状態で機器間の干渉光の影響を説明する。まず、機器Ｎｏ．２のパルス光５１（照射光または反射光）が干渉光として、機器Ｎｏ．１の露光ゲート（Ａ期間）５２で露光される状態を示す。しかし、機器Ｎｏ．２の次のパルス光５３（干渉光）は機器Ｎｏ．１の露光ゲート（Ａ期間）から２Ｔだけずれるので露光されない。つまり、この後に機器Ｎｏ．１の露光ゲート（Ａ期間）で機器Ｎｏ．２からの干渉光を露光する周期は、両機器のパルス光間隔の最小公倍数の周期（１７×１９Ｔ）に拡大する。ただし、機器Ｎｏ．１の露光ゲートはＡ期間に３回繰り返して開くことを含めると、露光される干渉光量は、両機器のパルス光間隔が同じ場合（いずれも１７Ｔ）と比較し、３／１９に低減される。なお他の期間（Ｂ，Ｃ期間）でも露光ゲートのタイミングが異なるが、露光される干渉光量はＡ期間と同じ３／１９に低減される。

【0055】

図１０Ａの例では、機器Ｎｏ．１の第１距離測定期間に対する機器Ｎｏ．２の第１距離測定期間からの干渉光の露光について説明したが、干渉光の組合せはこれだけではない。機器Ｎｏ．１の第１距離測定期間に対する機器Ｎｏ．２の第２距離測定期間の干渉光の様子を図１０Ｂに、機器Ｎｏ．１の第２距離測定期間に対する機器Ｎｏ．２の第１距離測定期間の干渉光および第２距離測定期間の干渉光の様子を、それぞれ図１０Ｃおよび図１０Ｄに示す。機器Ｎｏ．１および機器Ｎｏ．２の第２距離測定期間のパルス光間隔は、それぞれの機器の第１距離測定期間と同じである。露光される干渉光量は、両機器のパルス光間隔が同じ場合（いずれも１７Ｔ）と比較し、図１０Ｂでは６／１９に、図１０Ｃと図１０Ｄでは４／１９に低減される。このように、第１距離測定期間と第２距離測定期間のパルス光間隔を同じにすることによって、どの組合せでも同等の干渉低減効果を得ることができる。

【0056】

さらに、第１距離測定期間と第２距離測定期間のパルス光間隔を整数倍の関係にしても良い。例えば、機器Ｎｏ．２の第１距離測定期間のパルス光間隔１９Ｔに対して第２距離測定期間のパルス光間隔を２倍の３８Ｔにした場合、第２距離測定期間での露光回数は半分に減るが、図１０Ｂと図１０Ｄで機器Ｎｏ．１が受ける干渉光量が半分に低減される効果がある。

【0057】

上記したように、複数の機器間で干渉光の影響を受ける周期は、各機器のパルス光間隔の最小公倍数に拡大する。よって、最小公倍数を大きくするため、各機器のパルス光間隔の値は「互いに素」の関係になるよう設定するのが得策である。また、パルス光間隔を変える単位は１Ｔに限らず、０．５Ｔや０．２５Ｔのように１Ｔ未満の任意の数値でもよい。１Ｔ未満の値とすることで、パルス光間隔の範囲を広げずに、多くの組合せにおいて干渉回避可能なパルス光間隔の選択が可能となる。

【0058】

図１１では、干渉光のキャンセル効果について説明する図である。図１０Ａで示したように他機器からの干渉光を露光したとしても、距離演算の過程で３つの期間（Ａ，Ｂ，Ｃ期間）での露光量の差分演算が行われるので、干渉光の成分がキャンセルされる。

【0059】

一般に、複数の機器間では１フレームの開始タイミングが異なるので、機器Ｎｏ．１と機器Ｎｏ．２の発光露光期間（１セット～１０セットで構成）はｄＦだけずれが生じる。図１１の例では、機器Ｎｏ．１と機器Ｎｏ．２の発光露光期間は約１セットずれており、機器Ｎｏ．１の２セットから１０セットの期間で重なっている。この重なり期間では、機器Ｎｏ．１は機器Ｎｏ．２からの干渉光６０を、Ａ，Ｂ，Ｃ期間の露光ゲートでほぼ同量ずつ露光する。これらの露光した干渉光成分は、距離演算の過程でキャンセルされるので距離誤差はほとんど発生しない。

【0060】

しかし先頭の１セットにおいては、Ｃ期間の露光ゲート６１のときだけ機器Ｎｏ．２からの干渉光が露光されるので、この部分で距離誤差が発生する。例えば、機器Ｎｏ．１と機器Ｎｏ．２のパルス光間隔が図１０Ａの組合せの場合には、上記したようにＣ期間露光時に３／１９の干渉光が露光される。ただし、１つの発光露光期間には干渉光がキャンセルされるこれに続く２～１０セットが含まれるので、発光露光期間内の累積では、干渉光量の距離誤差への影響は３／１９×１／１０＝３／１９０に大幅に軽減される。そのため、距離誤差は実用上問題のないレベルに抑えることができる。

【0061】

１フレームの開始タイミングのずれｄＦが変化し、重なり期間が変化した場合を説明する。例えば、１セット内でＢ，Ｃ期間の露光ゲートのときだけ干渉光が露光される場合は、Ｂ，Ｃ期間ではキャンセルされる。よってその影響は、Ａ期間で干渉光が露光されないことによるアンバランスを考えればよく、アンバランス量は上記と同様に３／１９となる。従ってこの場合も、発光露光期間内の累積では、距離誤差は３／１９０に軽減される。

【0062】

また、開始ずれｄＦが１セットの期間を超えるときは、機器Ｎｏ．２からの干渉光を受けないセットが増加する訳であるから、全体として距離誤差はより小さくなる。

【0063】

ここに説明した干渉光のキャンセル効果は、機器Ｎｏ．１と機器Ｎｏ．２のパルス光間隔の組合せに依存し、キャンセル効果が大きくなるようにパルス光間隔を設定する。また、第１距離測定期間と第２距離測定期間のどの組合せでも干渉光量が小さくなるよう、パルス光間隔の組合せを求めて適用する。

【0064】

このように本実施例では、複数台の装置を稼働させるときの干渉を回避するため、各装置のパルス光間隔が異なるように、非露光期間を設けたことに特徴がある。その際、第１距離測定期間では、パルス幅の短い発光パルスに対して複数回の露光を繰り返す「拡張パルス方式」を採用し、これに非露光期間を設けたことで、測距精度を確保することができることを説明した。しかしながら、従来の「連続方式」において非露光期間を挿入する方法では、測距精度を確保することができない。以下その理由を説明する。

【0065】

図１２は、連続方式に非露光期間を設けた場合の発光露光タイムチャートを示す図である。第１距離測定期間では、短いパルス幅（高い周波数）でパルス光を連続で照射する。ただし、照射期間において一定時間ごとに非露光期間７０を挿入する。この例では、パルス光および露光ゲートの連続期間を３回として、その後に４回分の非露光期間７０を設けた場合を示している。そして、非露光期間７０の長さを変えることで照射するパルス光間隔を変えて干渉対策を行う方法が考えられる。

【0066】

対象物からの反射光が図１２に示すタイミングで露光される場合、符号７１で示すように、Ａ期間とＣ期間で露光される。しかし符号７２で示すタイミングでは、Ｃ期間では露光されるが、Ａ期間の露光ゲートは閉じているため露光されず、Ａ期間とＣ期間で本来露光すべき量にアンバランスが生じてしまう。

【0067】

図１３は、露光のアンバランスにより発生する距離誤差を示す図である。図１２から得られる第１距離データＤ１Ｔを示している。符号７３で示す部分が直線ではなく、誤差による歪みを含んでいる。このような距離誤差を低減するためには露光ゲートの連続回数を増やせばよいが、連続回数を増やすと非露光期間７０の設定に制約を受け、干渉光への対策が不十分となる。つまり、高い測距精度を確保しつつ複数台間の干渉による測距誤差を低減することは困難である。このように、「連続方式」において単に非露光期間を挿入しただけでは、本実施例のような効果は得られない。

【実施例0068】

実施例２では、実施例１に対しパルス幅と繰り返し露光回数が異なる例について説明する。

【0069】

図１４は、実施例２における発光露光タイムチャートを示す図である。（ａ）は第１の距離測定期間の発光・露光タイミングを示す。発光パルスは短いパルス幅１Ｔを用いる。露光期間は、タイミングを１ＴずつずらしたＡ，Ｂ，Ｃ期間で露光するが、各期間では、１つの発光パルスに対して露光ゲートを周期３Ｔで２回開いて繰り返し露光する（符号８１，８２，８３）。すなわち、この場合も「拡張パルス方式」である。そして、最後の露光ゲート（符号８４）を閉じてから次のパルス光（符号８５）を発光するまでに、露光しない第１の非露光期間８６（ここでは１３Ｔの幅）を設けている。これにより、パルス光間隔８０は１９Ｔの幅となる。

【0070】

（ｂ）は第２の距離測定期間の発光・露光タイミングを示す。発光パルスは長いパルス幅２Ｔを用いる。露光期間は、タイミングを２ＴずつずらしたＡ，Ｂ，Ｃ期間で露光するが、各期間では、１つの発光パルスに対して露光ゲートを１回開いて露光する。これは従来の「パルス方式」である。そして、最後の露光ゲート（符号８７）を閉じてから次のパルス光（符号８８）を発光するまでに、露光しない第２の非露光期間８９（ここでは１３Ｔの幅）を設けている。これにより、パルス光間隔８０’は１９Ｔの幅となり、第１の距離測定期間でのパルス光間隔８０と等しい。

【0071】

次に、実施例２の距離計算法を説明する（図６に対応する図面は省略する）。実施例１と同様に、Ａ，Ｂ，Ｃ期間で露光した反射光の電荷量をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃとする。まず、（ａ）の第１距離測定期間での距離計算を示す。照射光に対する反射光の遅延時間ｄＴは次式で表される。

【0072】

ＭＩＮ（Ａ，Ｂ，Ｃ）＝Ｃのとき、
ｄＴ＝｛（Ｂ－Ｃ）／（Ａ＋Ｂ－２Ｃ）｝・Ｔ＋３ｎＴ
ＭＩＮ（Ａ，Ｂ，Ｃ）＝Ａのとき、
ｄＴ＝｛（Ｃ－Ａ）／（Ｂ＋Ｃ－２Ａ）｝・Ｔ＋Ｔ＋３ｎＴ
ＭＩＮ（Ａ，Ｂ，Ｃ）＝Ｂのとき、
ｄＴ＝｛（Ａ－Ｂ）／（Ｃ＋Ａ－２Ｂ）｝・Ｔ＋２Ｔ＋３ｎＴ
ここでｎは、２回の繰り返し露光のうち何回目の周期で露光したかを表す繰り返し数であり、ｎ＝０，１はそれぞれ１，２回目を表す。

【0073】

第１距離測定期間の測定では、繰り返し数ｎを特定することができない。そこで、第１距離測定期間ではｎ＝０としたときのｄＴから、第１距離データＤ１Ｔを
Ｄ１Ｔ＝ｃ・ｄＴ（ｎ＝０）／２
と算出する。

【0074】

次に、（ｂ）の第２距離測定期間での距離計算を示す。照射光に対する反射光の遅延時間ｄＴは次式で表される。
Ａ≧Ｃのとき、ｄＴ＝｛（Ｂ－Ｃ）／（Ａ＋Ｂ－２Ｃ）｝・２Ｔ
Ａ＜Ｃのとき、ｄＴ＝｛（Ｃ－Ａ）／（Ｂ＋Ｃ－２Ａ）｝・２Ｔ＋２Ｔ
このｄＴから、第２距離データＤ２Ｔを算出する。
Ｄ２Ｔ＝ｃ・ｄＴ／２
その後、第２距離測定期間の測定結果Ｄ２Ｔを用いて第１距離測定期間の繰り返し数ｎを特定し、第１距離データＤ１Ｔから正確な距離Ｄを確定する。

【0075】

図１５と図１６は、第１／第２の距離測定結果を用いて距離を確定（ディエイリアシング）する方法を説明する図である。ここでも１Ｔ＝１０ｎｓｅｃである。

【0076】

図１５には、第１、第２の距離測定結果を示している。第１距離測定期間（パルス幅＝１Ｔ）での第１距離データＤ１Ｔ（実線で示す）は折り返しのある直線となり、折り返し距離Ｒ１Ｔは３ｃＴ／２＝４．５ｍである。第２距離測定期間（パルス幅＝２Ｔ）での第２距離データＤ２Ｔ（破線で示す）は折り返しのない直線となる。

【0077】

実施例２では、第１、第２の距離データにおける測距範囲が異なっている。すなわち、第１距離測定期間の反射光遅延時間ｄＴＲ１と測距範囲ＤＲ１は、
ｄＴＲ１＝１Ｔ・（２×３－１）＝５Ｔ、ＤＲ１＝７．５ｍ
第２距離測定期間の反射光遅延時間ｄＴＲ２と測距範囲ＤＲ２は、
ｄＴＲ２＝２Ｔ・（１×３－１）＝４Ｔ、ＤＲ２＝６ｍ
となる。

【0078】

ディエイリアシングでは、第２距離データＤ２Ｔを用いて、第１距離データＤ１Ｔにおける繰り返し数ｎを次の手順で求める。まず、第１、第２の距離データの差分量と、第１距離測定期間の折り返し距離Ｒ１Ｔ（＝３ｃＴ／２）との比ｎ’を求める。
ｎ’＝（Ｄ２Ｔ－Ｄ１Ｔ）／Ｒ１Ｔ
ｎ’を点線で示すが、第１距離データＤ１Ｔおよび第２距離データＤ２Ｔには測定誤差が含まれるので、ｎ’は本来の整数値ではなく小数点以下の端数伴う。そこで、ｎ’の整数化を行う。
ｎ＝ＲＯＵＮＤ（ｎ’）
これで、繰り返し数の真値（整数値）ｎが求められる。

【0079】

この例では、Ｄ１ＴとＤ２Ｔの測距範囲ＤＲ１、ＤＲ２が一致していないため、距離６～７．５ｍの範囲ではｎ’が１～０．６６まで変化するが、ラウンド関数によりｎ＝１とすることで正しくディエイリアシングを行うことができる。またｎ’からｎへの整数化はラウンド関数（四捨五入）に限るものではなくｎ’の値のばらつきに応じて自由に閾値を設定して良く、この例ではｎ’≦０．４のときｎ＝０、０．４＜ｎ’のときｎ＝１としても良い。

【0080】

図１６には、ディエイリアシング後の距離出力を示している。上記した繰り返し数の真値ｎを用いて、次式より正確な距離Ｄを確定する。
Ｄ＝Ｄ１Ｔ＋ｎ・Ｒ１Ｔ＝Ｄ１Ｔ＋ｎ・３ｃＴ／２
この演算でも、第１距離データＤ１Ｔは測距精度が高く、また加算される折り返し距離Ｒ１Ｔは、単位時間Ｔと光速ｃから決まる定数（３ｃＴ／２）であるから、正確な距離Ｄを確定することができる。このようにして、高い測距精度と広い測距範囲を両立させて測定することができる。

【0081】

実施例２の場合、第１距離測定期間、第２距離測定期間とも露光時間が短くなるため、太陽光など外光による測距精度の低下が懸念される環境では実施例１に比べて有利となる。また、実施例２においても、第１の非露光期間８６と第２の非露光期間８９を設けたので、実施例１と同様に、高い測距精度を確保しつつ複数台間の干渉による測距誤差を低減することができる。

【0082】

＜パルス幅と繰り返し露光回数の関係＞
ここで、第１距離測定期間（高い周波数）のパルス幅と繰り返し露光回数、および第２距離測定期間（低い周波数）のパルス幅の最適な関係について説明する。

【0083】

実施例１では、第１、第２距離測定期間の測距範囲を一致させたが、例えば第２距離測定期間でのパルス幅をさらに広げ、第２距離測定期間の測距範囲を第１距離測定期間の測距範囲より広くした場合を考える。

【0084】

図１７は、図５の変形例として測定誤差が発生しやすい場合を示す図である。図５（ａ）の第１距離測定期間のパルス幅は１Ｔのままで、（ｂ）の第２距離測定期間のパルス幅を５Ｔに広げた場合の距離測定結果を示す。第１距離データＤ１Ｔを実線で、第２距離データＤ５Ｔを破線で示し、その差分を折り返し距離Ｒ１Ｔで除した比ｎ’を点線で示している。

【0085】

この場合、第１、第２の距離データＤ１Ｔ、Ｄ５Ｔの測距範囲ＤＲ１、ＤＲ５が一致していないため、距離１２～１３．５ｍの範囲ではｎ’が２～２．３まで変化するが、ラウンド関数によりｎ＝２とすることでディエイリアシングを行うことができる。しかし、第２距離測定期間のパルス幅を５Ｔに広げたことでショットノイズが増加して第２距離データＤ５Ｔの誤差が大きくなり、ｎ’の値のばらつきも大きくなるので、パルス幅が４Ｔの場合に比べてディエイリアシング時のエラーが発生しやすくなる。よって、第１距離測定期間の測距範囲と第２距離測定期間の測距範囲とは一致させることが望ましい。

【0086】

第１、第２距離測定期間の測距範囲が一致する条件は、第１距離測定期間のパルス幅をＴＨ、第２距離測定期間のパルス幅をＴＬとし、それぞれに対応する測距範囲をＤＲＨ、ＤＲＬとすると、
ＤＲＨ＝（ｃＴＨ／２）・（３－１）
ＤＲＬ＝（ｃＴＬ／２）・（３ｎ－１）
ここに、ｃは光速、ｎは繰り返し露光回数である。ＤＲＨ＝ＤＲＬとなる条件は、
ＴＬ／ＴＨ＝（３ｎ－１）／２
となる。

【0087】

前記実施例１（図５）は、パルス幅の比ＴＬ／ＴＨ＝４、パルス幅ＴＨ側の繰り返し露光回数ｎ＝３とした場合で、ＤＲＨ＝ＤＲＬの条件を満足している。ただしｎが偶数の場合には、ＴＬ／ＴＨは整数にならない。例えばｎ＝２のときＴＬ／ＴＨ＝２．５で整数にならない。この場合はパルス幅の比ＴＬ／ＴＨをそのまま２．５倍とすればよい。

【0088】

しかし、ＴＬをＴＨの整数倍でしか設定できない場合もある。その場合には、小数点以下を切り捨てた整数値を用いればよい。すなわちＴＨに対して
ＴＬ／ＴＨ＝ＲＯＵＮＤＤＯＷＮ［（３ｎ－１）／２］
で求めたＴＬを用いることができる。ここにラウンドダウン関数では小数点以下を切捨てる処理をする。

【0089】

前記実施例２はこの場合に相当し、パルス幅の比ＴＬ／ＴＨ＝２、パルス幅ＴＨ側の繰り返し露光回数ｎ＝２とすることで、ＤＲＨ＝ＤＲＬの条件に近づけている。

【0090】

以上述べた条件によれば、第１距離測定期間の測距範囲と第２距離測定期間の測距範囲が一致、または近い値となるので、測距精度と測距範囲の性能がバランスして最も効率の良い測定が可能となる。

【0091】

その一方で、例えば、店舗内の人の動線を分析するアプリにおいては、１０台を超える複数の測距撮像装置を用いることが考えられる。そして、オクルージョン対策の一例として、測距撮像装置の設置間隔を従来の３ｍ間隔から５０ｃｍ間隔以下に詰める必要があるが、設置間隔を狭めることに伴って装置間における照射したパルス光の干渉強度が大きくなり、上記で説明した干渉光対策であっても測距誤差が５ｃｍを超えるという点に課題があった。そこで、次に、このように装置間が狭まる場合であっても、精度の良い計測を行うことができる測距システム１００について説明する。

【0092】

上記では、一例として、パルス間隔が１７Ｔおよび１９Ｔに設定される干渉光対策について説明されたが、この測距システム１００は、図１８等に示すようにパルス周期を設定して、干渉効果を抑制する。なお、下記の説明において、パルス間隔は、パルス周期×基準クロックの値に対応する。

【0093】

図１８は、パルス周期の関係の一例について示した図である。図１８では、７種類のパルス周期の設定が行われている（すなわち、干渉設定Ｎｏ．１～７においてパルス周期の設定が行われている）が、これよりも少ないパルス周期の設定が行われてもよいし、これよりも多いパルス周期の設定が行われてもよい。

【0094】

図１８に示すように、各パルス周期の設定においては（言い換えれば、干渉設定Ｎо．ごとには）、互いに素の関係となるようにそれぞれに素数が割り当てられており（すなわち、干渉設定Ｎо．ごとに異なる素数が割り当てられており）、この素数を用いてパルス周期が設定されている。詳細には、パルス周期は、任意の自然数で素数をべき乗した値、素数に任意の自然数を掛けた値、任意の自然数で素数をべき乗した値に任意の自然数を掛けた値、に対応する。

【0095】

更に、パルス周期は、同じ距離モードですべて異なるように定められる。なお、距離モードは、計測距離（一例では、３．３ｍ）を考慮したパルス幅に関するデータとすることができる。そして、この例においては、１３以上であって１４９以下となるように、且つ、パルス数が２５０以上設定できる条件を満たすように、パルス周期が適宜に選択されて定められる。なお、パルス周期の設定においては、小さい値を設定することで、設定の容易化を図ることができると考えられるが、条件を満たすように適宜に選択されればよい。

【0096】

また、パルス周期の設定にあたり、例えば、最大周期（この例では、１４９）を超える場合、べき数（冪）に代えて整数倍の値が用いられる。この例では、干渉設定Ｎｏ．６～７において、素数（１３、１７）の２乗値は、１４９よりも大きくなる。従って、この場合、図１９に示すように、べき数を使用しないで、整数倍が用いられてパルス周期が定められる。

【0097】

なお、整数倍に用いる自然数は、最小周期（この例では、１３）に基づく値よりも小さくするとよい。これにより、パルス周期の設定の容易化を図ることができ、適切な干渉抑制を行うためのパルス周期を適宜に設定することができる。

【0098】

また、適切なパルス周期を設定することの容易化を図る観点（つまり、最小周期と最大周期の範囲におけるパルス周期を容易に設定する観点）から、適宜の条件が設けられてもよい。例えば、最小周期以上の素数については、素数のべき数の値、または、素数に自然数を掛けた値、に基づくパルス周期が設定され、最小周期よりも小さい素数については、素数のべき数に自然数を掛けた値を含めてパルス周期が設定されるという条件が設けられてもよい。

【0099】

このようにパルス周期が設定された場合では、パルス周期の最小公倍数（ＬＣＭ）に基づく周期でタイミングの重なりによる干渉が発生する。図１８には、最小公倍数の関係が示されている。例えば、干渉設定Ｎｏ．１のパルス周期は、３２であり、干渉設定Ｎｏ．３のパルス周期は、１２５であり、これらの最小公倍数は、４０００である。従って、これらのパルス周期の関係では、４０００に基づく周期でタイミングが重なり、タイミングの重なりによる干渉が発生する。

【0100】

パルス周期を設定した場合、最小公倍数の値が基準値よりも大きいか（または、基準値以上であるか）について、判定が行われることが好ましい。これにより、素数ベースの適切なパルス周期が設定されたかどうかについて評価することができる。また、併せて、パルス周期の積が基準値よりも大きいか（または、基準値以上であるか）についても、判定が行われることが好ましい。これにより、最小公倍数を用いる観点とは異なる観点で、適切なパルス周期が設定されたかどうかについて評価することができる。

【0101】

図２０と図２１を用いて具体的に説明する。図２０と図２１は、パルス周期の最小公倍数の関係、および、パルス周期の積の関係の一例について示す図である。

【0102】

最小公倍数の基準値は、一例として、２００とすることができる。そして、図２０においては、最小公倍数それぞれは、基準値を満たす。その一方で、パルス周期の積の基準値は、一例として、５００とすることができる。図２０においては、パルス周期が１９である干渉設定Ｎｏ．８において、３６１の値が算出されており、条件が満たされていない。従って、条件を満たさないことが判定され、この場合、パルス周期を再設定することが好ましい。なお、一例として、装置間隔が５０ｃｍ以下である場合では、適切なパルス周期を設定する観点から、最小公倍数が、５００よりも大きくなる（または、５００以上となる）ことが好ましい。

【0103】

図２１においては、図２０の場合と比較して、干渉設定Ｎｏ．５のパルス周期が異なっている。また、干渉設定Ｎｏ．８のパルス周期が異なっている。そして、図２１の例は、最小公倍数の基準値を満たし、且つ、パルス周期の積の基準値を満たしている。従って、干渉抑制を図るにあたり、適切なパルス周期が設定されていることを評価することができる。

【0104】

次に、照射するパルス光のパルス幅が選択されて使用される場合における、パルス周期の設定について説明する。図２２は、それぞれ異なるパルス幅に対して設定したパルス周期の一例を示す。

【0105】

なお、測距システム１００において、各測距撮像装置は、照射するパルス光のパルス幅を変更可能な装置とすることができる。例えば、各測距撮像装置は、ユーザの切り換え操作によって、１Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔの何れかにパルス幅を変更可能であってもよい。測距撮像装置が１Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔのパルス幅を用いる場合、図２２の例のように、それぞれのパルス幅についてパルス周期が設定される。

【0106】

それぞれ異なるパルス幅のパルス周期は、上記と同様の方法によって、割り当てられた素数に基づいて設定される。すなわち、パルス周期は、素数のべき数、任意の自然数を素数に掛けた値、素数のべき数に任意の自然数を掛けた値、に基づいて設定される。なお、素数に掛ける自然数は、最小周期に基づく値よりも小さくするとよく、これにより、パルス周期の設定の容易化を図り、より適切なパルス周期を適宜に設定することができる。

【0107】

また、各パルス幅のパルス周期の設定において同一の素数を用いて設定することで、パルス周期の設定にあたって素数が有効に活用され、その結果として、パルス周期の設定にあたって使用する素数が少なくなることが防止される。すなわち、図２２の例では、干渉設定Ｎо．ごとに、それぞれのパルス幅のパルス周期が設定されており、干渉設定Ｎо．ごとに、それぞれ異なる素数を用いているので、各パルス幅のパルス周期の設定にあたり、素数が有効に活用されている。また、パルス幅が異なる場合であっても、整数倍に用いる自然数は、最小周期に基づく値よりも小さくするとよい。これにより、パルス周期の設定の容易化を図ることができる。

【0108】

次に、パルス周波数と基準クロックとの周波数差について説明する。図２３は、パルス周波数と基準クロックとの周波数差の関係の一例を示す図である。パルス周波数は、特定のパルス幅（図２３等において、距離モードで記載）を用いて計測した場合の周波数であり、図２３の一例では、パルス幅が１Ｔである場合、パルス周波数は、最小で６０４であり、最大で６９２３となっている。ここで、最小のパルス周波数と基準クロックとの周波数差が、５ｋＨｚ以上となることが好ましく、この場合に、干渉抑制効果が良好になる。

【0109】

なお、それぞれのパルス幅を用いて計測した場合におけるｄｕｔｙ比の一例を、図２３に示す。図２３に示すように、ｄｕｔｙ比は、パルス幅が大きくなるに従って増大する傾向が見られた。

【0110】

次に、図２４を参照しながら、測距システム１００が備える測距撮像装置の構成の一例について説明する。図２４は、測距システムの機能ブロック図の一例（干渉機能システムブロック図）である。

【0111】

図２４に示すように、測距システム１００における各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、水晶発振器１１１と、ＰＬＬブロック１１２と、を備える。水晶発振器１１１およびＰＬＬブロック１１２は、基準クロックを生成する。なお、各装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、共通の基準クロックに基づいて処理を行う。そして、基準クロックは、一例として、１００ＭＨｚ（１０ｎｓｅｃ）とすることができる。ここで、水晶発振器１１１は、一例として、４５ＭＨｚの周波数の発振を起こす。

【0112】

また、各装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、レジスタ設定ブロック１２１と、干渉設定演算ブロック１２２と、を備える。レジスタ設定ブロック１２１は、レジスタの設定を行う機能を有している。干渉設定演算ブロック１２２は、パルス周期を設定する機能を有しており、詳細な処理については後で詳しく説明する。

【0113】

また、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、発光／露光ゲート生成回路１３１と、パルス生成部１３２と、発光パルス回路１３３と、を備える。発光／露光ゲート生成回路１３１は、基準クロックに基づいた、発光に用いるゲート、および、露光ゲートを生成するための回路である。パルス生成部１３２は、基準クロックに基づくパルス幅とパルス間隔を生成するために用いられる。発光パルス回路１３３は、適宜に生成されるパルス幅（この例では、ＰＷ＝１×Ｔ＝１０ｎｓｅｃ）、および、パルス周期に基づくパルス間隔（この例では、パルス周期が１９であり、ＰＴ＝１９×１０ｎｓｅｃ）で、生成したゲートを用いてパルス光を発生させることに利用する回路である。なお、計測に使用するパルス幅は、ユーザによって、上述したように選択されてもよい。

【0114】

また、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、照射光学系駆動回路１４１と、露光シャッタパルス回路１４２と、を備える。照射光学系駆動回路１４１は、発光パルス回路１３３からの入力に基づくパルス光を光源から照射するために、照射光学系を駆動させるために用いる回路である。露光シャッタパルス回路１４２は、適宜に設定されるパルス幅およびパルス周期に基づく計測を行う際に、露光ゲートを用いて露光するタイミングを制御するために用いる回路である。受光部１２は、露光シャッタパルス回路１４２からの入力に基づいて露光を行う。

【0115】

また、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、蓄積電荷転送部１５１と、距離演算部１３と、を備える。蓄積電荷転送部１５１は、測定期間において露光ゲートに蓄積した電荷を、距離計算に用いるために転送することに用いる。距離演算部１３は、上述した計算方法により、蓄積された電荷に基づいて距離計算を行うために用いられる。

【0116】

また、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）は、通信Ｉ／Ｆブロック１５２を備える。通信Ｉ／Ｆブロック１５２は、通信するためのインタフェースを構成しており、例えば、データ（計算した距離データなど）を外部に出力することに用いられる。なお、それぞれの測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）から出力されるデータをホストＰＣ１６１が受信して取得してもよい。そして、ホストＰＣ１６１は、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）からのデータを集約して、その結果のデータを出力してもよい。また、ホストＰＣ１６１には、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）が照射するパルス光のパルス周期やパルス幅などのデータが出力されてもよい。

【0117】

更に、ホストＰＣ１６１は、例えば、共通の基準クロックを用いた計測が行われるように、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）を制御したり、共通の基準クロックを用いた計測が行われているかどうかについて監視することに用いられてもよい。また、ホストＰＣ１６１から、レジスタ、パルス幅、パルス周期など、を設定するための指令が、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）に出力されてもよい。

【0118】

次に、図２５を参照しながら、干渉設定演算ブロック１２２の処理の詳細について説明する。図２５は、干渉設定演算ブロックの処理の一例を示す。なお、干渉設定演算ブロック１２２の処理の主体は、プロセッサ（この例では、ＣＰＵ）である。干渉設定演算ブロック１２２の処理により、パルス周期の設定が行われ、後述する干渉設定テーブル（一例として、図１８、図２０－図２２に示される形式のデータ）が生成される。

【0119】

干渉設定演算ブロック１２２では、サンプリングクロックが設定される。サンプリングクロックは、水晶発振器１１１およびＰＬＬブロック１１２が生成する基準クロックと同一とすることができる。また、最小パルス周期および最大パルス周期が設定される。上述したように、最小パルス周期は、一例として、１３に設定することができる。最大パルス周期は、一例として、１４９に設定することができる。

【0120】

また、干渉設定演算ブロック１２２の処理では、干渉抑止設定数の情報が用いられる。干渉抑止設定数には、パルス幅の種類の情報と、パルス周期の設定に使用する素数の個数の情報と、に関する情報が含まれる。干渉抑止設定数は、計測に用いるパルス幅の種類をｍ（ｍ＝１、２、３・・・）として、パルス周期の設定に使用する素数の個数をｎ（ｎ＝１、２、３・・・）とするデータの形式で適宜に設定され、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）に格納されてもよい。この場合、ｍＴ×ｎＴのパルス周期（つまり、ｍ×ｎ個分のパルス周期）が設定される。

【0121】

パルス周期を設定するために用いられる素数は、素数テーブルに配置されており、素数テーブルは、適宜の記憶装置（例えば、メモリ）に格納されている。

【0122】

そして、干渉設定演算ブロック１２２の処理では、素数テーブルに格納されている素数のうちで、パルス周期の設定に使用しない素数が検索される。上記のように、最小パルス周期が１３、最大パルス周期が１４９と設定される場合、一例として、２５７、２５９、・・・等の素数は、範囲外の素数として検索され、２、３、５、７、１１等の素数は、設定に使用する素数とされる。なお、ここでは使用しない素数を検索する例について説明されたが、素数テーブルに格納されている素数のうちで、実際に使用する素数と、使用しない素数と、を適宜に区別することができればよく、使用する素数の検索が行われてもよい。

【0123】

パルス周期の設定に使用する素数と使用しない素数は、適宜の手法により区別されて決定されればよい。例えば、最小パルス周期と最大パルス周期の範囲を満たすように素数のべき数や素数の整数倍の値を算出する際に、使用する自然数（すなわち、べき指数や整数倍の演算に用いる自然数）があまり大きくならない代表的な素数が、パルス周期の設定に使用する素数とされてもよい。例えば、べき指数や整数倍の演算に用いる自然数が、所定値よりも小さい、または、所定値以下となる条件で、パルス周期の設定に用いる素数が決定されてもよい。また、最小パルス周期よりも小さい素数（または最小パルス周期以下の素数）が、パルス周期の設定に用いる素数として決定されてもよい。

【0124】

使用する素数の決定においては、例えば、図２６のようなデータを利用した素数の探索が行われてもよい。このデータ（テーブル）には、素数と累乗係数（べき指数）に関連付けて、素数のべき数が格納されている。そして、このデータを用いて、最小パルス周期と最大パルス周期の範囲をべき数が満たすように、素数が適宜に探索されてもよい。ここで、１つの干渉設定において（ｍ×１分の干渉設定であり、１つの干渉設定Ｎо．において）同じ素数が使用され、各干渉設定において（それぞれの干渉設定Ｎо．において）それぞれ異なる素数が使用されるように、素数が探索される。つまり、既に選択した素数が再度選択されないように、探索が行われる。なお、例えば、パルス周期の設定の容易化を図る観点から、最小パルス周期と最大パルス周期の範囲を満たすべき数のうちで、最も小さいべき数に対応する素数を優先するなどの条件を設けたうえで、素数の探索が行われてもよい。また、例えば、べき数の観点から所定数以上（例えば、２５０以上）のパルス数を設定可能な素数を優先するなどの条件を設けたうえで、素数の探索が行われてもよい。

【0125】

そして、干渉設定演算ブロック１２２の処理では、使用する素数が決定した後に、最小パルス周期および最大パルス周期の条件で当該素数に基づいて求められる、素数のべき数、素数に任意の自然数を掛けた値、素数のべき数に任意の自然数を掛けた値、が適宜の記憶装置（例えば、メモリ）に配置される。

【0126】

次に、後述の処理で用いる値であって、素数から求めた値の最小公倍数の下限値が、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の設置間隔を考慮して設定される。図２５に示すように、最小公倍数の下限値は、一例として、適宜に設定される定数を測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の設置間隔で割って得られる商として、設定することができる。

【0127】

また、後述の処理で用いる値であって、素数から求めた値の積の下限値が、同様にして、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の設置間隔を考慮して設定される。
なお、ここでの説明は一例であり、適切な下限値を設定することができればよく、下限値は、例えば、計測する対象物２までのおおよその距離も考慮された値としてもよい。

【0128】

そして、干渉抑止設定数が参照され、素数から求めた値（素数のべき数、素数に任意の自然数を掛けた値、素数のべき数に任意の自然数を掛けた値）が、ｍ×ｎ分に適宜に割り当てられて、ｍ×ｎ分のパルス周期が求められる。ただし、各干渉設定において（すなわち、それぞれの干渉設定Ｎо．において）、それぞれ異なる素数に基づく値が割り当てられ、各干渉設定において、それぞれ異なる素数に基づくパルス周期が求められる。そして、割り当てられた値の最小公倍数が、上記で設定された下限値よりも大きいかどうかについて（または、下限値以上かどうかについて）判定される。そして、条件を満たさない最小公倍数が含まれる場合、再度の割り当てが行われる。なお、再度の割り当ては、ｍ×ｎ分のうちの部分的な割り当てであっても、全体的な割り当てであってもよい。また、最小公倍数に関する判定は、パルス幅ごとのパルス周期について行われ、同一の素数に基づくパルス周期の最小公倍数は、判定から除外される。

【0129】

最小公倍数が下限値に基づく条件を満たしていることの判定が行われた後に、更に、最小公倍数が所定値よりも大きい、または、所定値以上であることの判定が行われることが好ましい（つまり、２段階の判定を行うことが好ましい）。ここで、所定値は、計測において好ましい値とすることができ、例えば、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の間隔を考慮して、適宜に定めることができる。これにより、装置間の干渉をより適切に抑制するパルス周期を設定することができる。そして、条件を満たさない場合、条件を満たすように、再度の割り当てが行われてもよい。

【0130】

同様にして、割り当てられた値の積が、上記で設定された下限値よりも大きいかどうかについて（または、下限値以上かどうかについて）判定される。この判定は、同じパルス周期の積（つまり、同じパルス周期の２乗の値）を含む。そして、下限値以下の積が含まれる場合、再度の割り当てが行われる。なお、再度の割り当ては、ｍ×ｎ分のうちの部分的な割り当てであっても、全体的な割り当てであってもよい。

【0131】

また、最小公倍数の場合と同様に、積が下限値に基づく条件を満たしていることの判定が行われた後に、更に、積が所定値よりも大きい、または、所定値以上であることの判定が行われることが好ましい。所定値は、最小公倍数の場合と同様に、計測において好ましい値とすることができ、例えば、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の間隔を考慮して適宜に定めることができ、これにより、より適切なパルス周期を設定することができる。そして、条件を満たさない場合、条件を満たすように、再度の割り当てが行われてもよい。なお、パルス周期の積に関する判定は、最小公倍数の場合と同様に、パルス幅ごとのパルス周期について行われる。

【0132】

最小公倍数の条件、および、積の条件の両方を満たす場合、ｍ×ｎ分に割り当てられた素数の値に基づくパルス周期のデータ（干渉設定テーブル）が生成される。干渉設定テーブルは、一例として、上述した、図１８、図２０－図２２に示す形式のデータとすることができ、素数を分類する干渉設定Ｎо．と、パルス幅と、パルス周期と、を関連付けるデータとすることができる。なお、生成された干渉設定テーブルは、適宜の記憶装置（例えば、メモリ）に出力されて格納される。

【0133】

測距システム１００を用いて計測を行う場合、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）が照射するパルス光のパルス周期が、それぞれの装置に格納されている干渉設定テーブルから適宜に選択される。そして、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）において共通する基準クロックに基づくパルス光の間隔で、計測が行われる。

【0134】

ここで、例えば、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）のパルス幅が１Ｔで共通する設定で計測を行う場合、干渉設定テーブルのパルス幅１Ｔに対応するパルス周期が各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）において適宜に選択され、選択されたパルス周期に基づく計測が行われる。なお、測距システム１００は、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間で異なるパルス幅を用いた計測を行ってもよい。例えば、ある装置のパルス幅を２Ｔに設定して計測を行う場合、当該装置について、当該装置の干渉設定テーブルのパルス幅２Ｔに対応するパルス周期が選択される。ここで、パルス周期は、測距システム１００の計測において各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間でそれぞれ異なるように選択される。
従って、測距システム１００の計測では、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間のパルス周期は全て異なる。また、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間で同一の素数に基づくパルス周期が使用されないように、パルス周期が選択されてもよい。また、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間でのパルス間隔が互いに素の関係となるように、パルス周期が選択されてもよい。

【0135】

測距システム１００の計測において、干渉設定テーブルに基づくデータが各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）から出力され、当該データを参照したユーザが、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）のパルス周期を適宜に設定（決定）してもよい。また、例えば、ホストＰＣ１６１に干渉設定テーブルに基づくデータが各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）から出力され、ホストＰＣ１６１が当該データを参照して各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）のパルス周期を選択してもよい。また、例えば、干渉設定Ｎｏ．と素数を各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）で共通させて干渉設定テーブルを生成しておき、測距システム１００の計測時において、それぞれの測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の干渉設定Ｎｏ．を異ならせるように、パルス周期が選択されてもよい。これにより、各測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間で異なる素数に基づく計測を容易に実行することができる。

【0136】

また、測距システム１００の計測においては、干渉抑制効果を良好にする観点から、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）間のパルス周期の最小公倍数が２００以上となるように、または、２００より大きくなるように、パルス周期が選択されることが好ましい。更に、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の設置間隔を考慮して、例えば、設置間隔が５０ｃｍ以下であるときには、最小公倍数が５００以上である、または、５００よりも大きいことが好ましい。また、同一の測距撮像装置についてのパルス周期の２乗値が５００よりも大きいまたは５００以上であり、且つ、測距撮像装置間のパルス周期の積が５００よりも大きいまたは５００以上であることが好ましい。

【0137】

測距システム１００は、上記で説明された干渉抑制対策を用いて、装置間隔が短くなる場合であっても、好適な計測を行うことができる。また、測距システム１００が備える測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の台数は、一例として、１０台以上（ｎ≧１０）とすることができ、１０台以上の測距撮像装置を用いて計測を行うことができる。

【0138】

本発明は上記の内容に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例等は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【0139】

任意の１つのパルス幅に関するパルス周期の設定において、もとの素数に同値となるパルス周期が部分的に設定されてもよい。パルス周期は、適切な設定を行う観点から、全てもとの素数と異なるように設定されることが好ましい（つまり、全て素数と同値とならないように設定されることが好ましい）が、例えば、図２０や図２１に示す干渉設定Ｎｏ１０や、図２２に示すパルス幅１Ｔに関する干渉設定Ｎｏ８－１０のように、素数と同値になるパルス周期が部分的に設定されてもよい。このように、素数と同値のパルス周期を部分的に含めることで、設定の容易化を図ることができる。ここで、例えば、１つのパルス幅の設定において、干渉設定Ｎо．の総数の９割以下の数のパルス周期が、素数と同値とされてもよい。

【0140】

ただし、パルス周期を素数と同値にする場合、干渉抑制効果、最小公倍数や積の条件への影響を減らす観点から、所定値以上（例えば、最小パルス周期以上）の素数についてのみ、素数とパルス周期を同値にしてもよいとする条件が設けられることが好ましい。

【0141】

そして、測距システム１００の計測においては、測距撮像装置の一部（干渉設定Ｎо．の場合と同様に、総数の９割以下の数の測距撮像装置）が、素数と同値となるパルス周期（ただし、最小周期以上のパルス周期）に基づいて設定されるパルス光の間隔で計測を行い、他の測距撮像装置が、素数と異なるパルス周期に基づいて設定されるパルス光の間隔で計測を行ってもよい。

【0142】

上記の説明では、水晶発振器１１１およびＰＬＬブロック１１２により、基準クロックの発信源が構成されていた。しかしながら、例えば、水晶発振器１１１のみで発信源が構成されてもよい。また、ＰＬＬ内臓の基準クロック発生器により、発信源が構成されてもよい。

【0143】

各種のデータ（テーブルやプログラム）は、適宜の記憶装置（一例として、測距撮像装置が有するメモリ）に格納することができる。測距システム１００の処理は、所定の処理を行うための適宜のプログラムをプロセッサが実行することにより行われる。例えば、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）の処理は、一例として、測距撮像装置（ＴＯＦ♯１～ｎ）が備えるプロセッサ（制御部１４であって測距撮像装置が有するＣＰＵ）によって行われる。プロセッサの一例としてはＣＰＵやＧＰＵが考えられるが、所定の処理を実行する主体であれば他の半導体デバイスでもよい。