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(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】P2022185842
(43)【公開日】2022-12-15
(54)【発明の名称】光検出装置、光検出システム、および光検出方法
(51)【国際特許分類】
G01S 7/495 20060101AFI20221208BHJP
G01S 17/10 20200101ALI20221208BHJP
【ＦＩ】
G01S7/495
G01S17/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021093715
(22)【出願日】2021-06-03
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中田 豊
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AA05
5J084AB01
5J084AB07
5J084AB20
5J084AC02
5J084AC03
5J084AC04
5J084AC06
5J084AC07
5J084AD01
5J084BA03
5J084BA20
5J084BA36
5J084CA03
5J084CA26
5J084CA31
5J084CA32
5J084CA45
5J084EA01
5J084EA20
5J084EA22
(57)【要約】
【課題】干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる光検出装置を得る。
【解決手段】本開示の光検出装置は、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスを検出可能な受光素子と、受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路とを備える。フィルタ回路は、第１のヒストグラムまたは第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外することが可能である。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の光検出装置は、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスを検出可能な受光素子と、受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路とを備える。フィルタ回路は、第１のヒストグラムまたは第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外することが可能である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定のパルスパターンを有する複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出装置。
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出装置。
【請求項2】
前記フィルタ処理は、前記処理対象ヒストグラムにおける第２の複数の頻度値と、前記フィルタ係数パターンに含まれる複数のフィルタ係数とそれぞれ乗算し、その乗算結果を加算することを含み、
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値のうちの、前記フィルタ係数パターンに応じた一部の複数の頻度値である
請求項１に記載の光検出装置。
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値のうちの、前記フィルタ係数パターンに応じた一部の複数の頻度値である
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項3】
前記フィルタ処理は、前記処理対象ヒストグラムにおける第２の複数の頻度値と、前記フィルタ係数パターンに含まれる複数のフィルタ係数とそれぞれ乗算し、その乗算結果を加算することを含み、
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値である
請求項１に記載の光検出装置。
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値である
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項4】
前記最大値の検出対象である前記第１の複数の頻度値を設定する設定回路をさらに備えた
請求項１に記載の光検出装置。
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項5】
前記フィルタ回路は、第１のフィルタ回路および第２のフィルタ回路を有し、
前記第１のフィルタ回路は、前記第１のヒストグラムに基づいて第１のフィルタ処理を行うことにより前記中間ヒストグラムを生成可能であり、
前記第２のフィルタ回路は、前記中間ヒストグラムに基づいて第２のフィルタ処理を行うことにより前記第２のヒストグラムを生成可能であり、
前記処理対象ヒストグラムは前記中間ヒストグラムであり、
前記第２のフィルタ回路は、前記第１の頻度値を前記第２のフィルタ処理の対象から除外することが可能である
請求項１に記載の光検出装置。
前記第１のフィルタ回路は、前記第１のヒストグラムに基づいて第１のフィルタ処理を行うことにより前記中間ヒストグラムを生成可能であり、
前記第２のフィルタ回路は、前記中間ヒストグラムに基づいて第２のフィルタ処理を行うことにより前記第２のヒストグラムを生成可能であり、
前記処理対象ヒストグラムは前記中間ヒストグラムであり、
前記第２のフィルタ回路は、前記第１の頻度値を前記第２のフィルタ処理の対象から除外することが可能である
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項6】
前記フィルタ回路は、前記第１の複数の頻度値が所定の判定条件を満たした場合に、前記第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
請求項１に記載の光検出装置。
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項7】
前記所定の判定条件は、前記第１の頻度値と、前記第１の複数の頻度値における前記第１の頻度値以外の１以上の頻度値との関係を示す条件である
請求項６に記載の光検出装置。
請求項６に記載の光検出装置。
【請求項8】
前記フィルタ回路は、さらに、前記処理対象ヒストグラムにおける前記第１の複数の頻度値のうちの２番目に大きな値である第２の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
請求項１に記載の光検出装置。
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項9】
前記受光素子は、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記複数の検出期間のそれぞれの時間長は互いに等しい
請求項１に記載の光検出装置。
前記複数の検出期間のそれぞれの時間長は互いに等しい
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項10】
前記受光素子は、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記複数の光検出期間は、第１の時間長の第１の光検出期間と、第２の時間長の第２の光検出期間とを含む
請求項１に記載の光検出装置。
前記複数の光検出期間は、第１の時間長の第１の光検出期間と、第２の時間長の第２の光検出期間とを含む
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項11】
複数の前記受光素子と、
加算回路と
を備え、
前記複数の受光素子のそれぞれは、検出結果に応じたパルス信号を生成可能であり、
前記加算回路は、前記複数の受光素子のそれぞれにより生成された前記パルス信号に基づいて、パルスの数に応じた検出信号を生成可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記検出信号に基づいて前記第１のヒストグラムを生成可能である
請求項１に記載の光検出装置。
加算回路と
を備え、
前記複数の受光素子のそれぞれは、検出結果に応じたパルス信号を生成可能であり、
前記加算回路は、前記複数の受光素子のそれぞれにより生成された前記パルス信号に基づいて、パルスの数に応じた検出信号を生成可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記検出信号に基づいて前記第１のヒストグラムを生成可能である
請求項１に記載の光検出装置。
【請求項12】
前記複数の受光素子のそれぞれは、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記複数の光検出期間のそれぞれにおける第３の複数の頻度値のそれぞれを累積加算することにより前記第１のヒストグラムを生成可能であり、前記複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記第３の複数の頻度値のうちの最大値である第３の頻度値を累積加算しないことが可能である
請求項１１に記載の光検出装置。
前記ヒストグラム生成回路は、前記複数の光検出期間のそれぞれにおける第３の複数の頻度値のそれぞれを累積加算することにより前記第１のヒストグラムを生成可能であり、前記複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記第３の複数の頻度値のうちの最大値である第３の頻度値を累積加算しないことが可能である
請求項１１に記載の光検出装置。
【請求項13】
所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出可能な発光部と、
前記第１の複数の光パルスに応じた、第２の複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出システム。
前記第１の複数の光パルスに応じた、第２の複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出システム。
【請求項14】
所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出することと、
前記第１の複数の光パルスに応じた第２の複数の光パルスを検出することと、
前記第２の複数の光パルスの検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することと、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出することと
を含む光検出方法。
前記第１の複数の光パルスに応じた第２の複数の光パルスを検出することと、
前記第２の複数の光パルスの検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することと、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出することと
を含む光検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光を検出する光検出装置、光検出システム、および光検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
計測対象までの距離を計測する際、しばしば、ＴｏＦ（Time Of Flight）法が用いられる。このＴｏＦ法では、光を射出するとともに、計測対象により反射された反射光を検出する。そして、ＴＯＦ法では、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測することにより、計測対象までの距離を計測する。
【0003】
ところで、レーダ装置では、複数のレーダ装置がある場合に、複数のレーダ装置間で干渉が生じ得る。例えば、特許文献１には、複数のレーダ装置間の干渉による、測距精度の低下の防止を図る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】特開２００２－１４１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このように、光検出装置では、干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止できることが望まれている。
【0006】
干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる光検出装置、光検出システム、および光検出方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施の形態における光検出装置は、受光素子と、ヒストグラム生成回路と、フィルタ回路と、代表値算出回路とを備えている。受光素子は、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスを検出可能に構成される。ヒストグラム生成回路は、受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能に構成される。フィルタ回路は、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能である。代表値算出回路は、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出可能である。フィルタ回路は、第１のヒストグラムまたは第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外することが可能である。
【0008】
本開示の一実施の形態における光検出システムは、発光部と、受光素子と、ヒストグラム生成回路と、フィルタ回路と、代表値算出回路とを備えている。発光部は、所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出可能に構成される。受光素子は、記第１の複数の光パルスに応じた、第２の複数の光パルスを検出可能に構成される。ヒストグラム生成回路は、受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能に構成される。フィルタ回路は、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能である。代表値算出回路は、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出可能である。フィルタ回路は、第１のヒストグラムまたは第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外することが可能である。
【0009】
本開示の一実施の形態における光検出方法は、所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出することと、第１の複数の光パルスに応じた第２の複数の光パルスを検出することと、第２の複数の光パルスの検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成することと、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成することと、第１のヒストグラムまたは第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外することと、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出することとを含む。
【0010】
本開示の一実施の形態における光検出装置、光検出システム、および光検出方法では、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスが検出され、この複数の光パルスの検出タイミングに基づいて、第１のヒストグラムが生成される。この第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理が行われることにより、第２のヒストグラムが生成される。その際、第１のヒストグラムまたは第２のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける、第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値が、フィルタ処理の対象から除外される。そして、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値が算出される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の実施の形態に係る光検出システムの一構成例を表すブロック図である。
【図8】フィルタ係数パターンの一例を表す説明図である。
【図9】フィルタ処理の一動作例を表す説明図である。
【図10A】フィルタ処理の一動作例を表す他の説明図である。
【図10B】フィルタ処理の一動作例を表す他の説明図である。
【図10C】フィルタ処理の一動作例を表す他の説明図である。
【図10D】フィルタ処理の一動作例を表す他の説明図である。
【図10E】フィルタ処理の一動作例を表す他の説明図である。
【図17】比較例に係るフィルタ処理部の一動作例を表す他の説明図である。
【図23】変形例に係るフィルタ処理部の一構成例を表すブロック図である。
【図24】他の変形例に係るフィルタ処理部の一構成例を表すブロック図である。
【図25】他の変形例に係るフィルタ処理部の一構成例を表すブロック図である。
【図27】他の変形例に係るフィルタ処理部の一構成例を表すブロック図である。
【図29】他の変形例に係るフィルタ処理部の一構成例を表すブロック図である。
【図31】他の変形例に係るフィルタ処理部の一構成例を表すブロック図である。
【図34】他の変形例に係る光検出システムの一動作例を表すタイミング図である。
【図35】他の変形例に係るヒストグラム生成部の一構成例を表すブロック図である。
【図37】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図38】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．移動体への応用例
１．実施の形態
２．移動体への応用例
【0013】
＜１．実施の形態＞
［構成例］
図１は、一実施の形態に係る光検出システム（光検出システム１）の一構成例を表すものである。光検出システム１は、ＴｏＦセンサであり、光を射出するとともに、計測対象により反射された反射光を検出するように構成される。なお、本開示の実施の形態に係る光検出装置および光検出方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。光検出システム１は、光検出部２０と、発光制御部１１と、発光部１２とを備えている。
［構成例］
図１は、一実施の形態に係る光検出システム（光検出システム１）の一構成例を表すものである。光検出システム１は、ＴｏＦセンサであり、光を射出するとともに、計測対象により反射された反射光を検出するように構成される。なお、本開示の実施の形態に係る光検出装置および光検出方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。光検出システム１は、光検出部２０と、発光制御部１１と、発光部１２とを備えている。
【0014】
光検出部２０は、発光制御部１１に対して指示を行うことにより発光部１２に光パルスＬ０を照射させるとともに、計測対象により反射された光パルス（反射光パルスＬ１）を検出するように構成される。
【0015】
発光制御部１１は、光検出部２０からの指示に基づいて発光部１２の動作を制御するように構成される。
【0016】
発光部１２は、発光制御部１１からの指示に基づいて、計測対象に向かって、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスＬ０を射出するように構成される。発光部１２は、例えば赤外光を射出する光源を有する。この光源は、例えば、レーザ光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用いて構成される。
【0017】
図２は、発光部１２の射出光を表すものであり、（Ａ）は射出光の一例を示し、（Ｂ）は射出光の他の一例を示す。この例では、発光部１２は、３つの光パルスＬ０を射出する。光パルスＬ０のパルス幅Ｐ１は、例えば４nsecにすることができる。図２（Ａ）の例では、３つ光パルスＬ０における２つのパルス間隔Ｐ２を等しくしている。図２（Ｂ）の例では、３つの光パルスＬ０における２つのパルス間隔Ｐ２が互いに異なるようにしている。発光部１２は、このように、複数の光パルスＬ０は、パルスパターンを有する。このパルスパターンは、測距制御部２５により設定される。例えば、光検出システム１におけるパルスパターンは、他の光検出システムにおけるパルスパターンと異なるように設定される。発光部１２は、後述するように、繰り返し設定される複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、このようなパルスパターンを有する複数の光パルスＬ０を射出するようになっている。
【0018】
光検出システム１から射出された光パルスＬ０は、計測対象において反射される。そして、計測対象により反射された光パルス（反射光パルスＬ１）は、光検出システム１の光検出部２０に入射する。光検出部２０は、この反射光パルスＬ１を検出するようになっている。
【0019】
光検出部２０は、画素アレイ２１と、ヒストグラム生成部２２と、フィルタ処理部２３と、距離演算部２４と、測距制御部２５とを有している。
【0020】
画素アレイ２１は、マトリックス状に配置された複数の受光部Ｐを有している。複数の受光部Ｐは、光を検出するように構成される。
【0021】
図３は、受光部Ｐの一構成例を表すものである。受光部Ｐは、複数の受光回路ＤＥＴと、加算回路ＡＤＤとを有している。
【0022】
複数の受光回路ＤＥＴのそれぞれは、フォトダイオードＰＤと、抵抗素子Ｒ１と、インバータＩＶ１とを有している。フォトダイオードＰＤは、光を電荷に変換する光電変換素子である。フォトダイオードＰＤのアノードには電源電圧ＶＳＳが供給され、カソードはノードＮ１に接続される。フォトダイオードＰＤは、例えばシングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ；Single Photon Avalanche Diode）を用いることができる。抵抗素子Ｒ１の一端には電源電圧ＶＤＤが供給され、他端はノードＮ１に接続される。インバータＩＶ１の入力端子はノードＮ１に接続され、出力端子は加算回路ＡＤＤの入力端子に接続される。インバータＩＶ１は、ノードＮ１における電圧が論理しきい値より高い場合に低レベルを出力し、ノードＮ１における電圧が論理しきい値より低い場合に高レベルを出力することにより、パルス信号ＰＬＳを生成するように構成される。
【0023】
この構成により、この受光回路ＤＥＴでは、フォトダイオードＰＤが光を検出することにより、アバランシェ増幅が生じ、ノードＮ１における電圧が低下する。そして、ノードＮ１における電圧がインバータＩＶ１の論理しきい値より低くなると、パルス信号ＰＬＳが低レベルから高レベルへ変化する。その後、抵抗素子Ｒ１を介してノードＮ１に電流が流れることにより、ノードＮ１の電圧が上昇する。そして、ノードＮ１における電圧がインバータＩＶ１の論理しきい値より高くなると、パルス信号ＰＬＳが高レベルから低レベルに変化する。このようにして、受光回路ＤＥＴは、検出した光に応じたパルスを有するパルス信号ＰＬＳを生成するようになっている。
【0024】
加算回路ＡＤＤは、複数の受光回路ＤＥＴから供給された複数のパルス信号ＰＬＳに基づいて、複数のパルス信号ＰＬＳにおけるパルスの数を示すコードを含む検出信号Ｓdetを生成するように構成される。具体的には、加算回路ＡＤＤは、複数のパルス信号ＰＬＳのうちの、高レベルであるパルス信号ＰＬＳの数を示すコードを生成する。例えば、受光部Ｐが９つの受光回路ＤＥＴを有する場合には、このコードは、０以上９以下の値を示す。この場合には、コードは４ビットのコードである。そして、加算回路ＡＤＤは、このようなコードを含む検出信号Ｓdetを、ヒストグラム生成部２２に供給するようになっている。
【0025】
ヒストグラム生成部２２（図１）は、検出信号Ｓdetに基づいて、受光部Ｐにおける反射光パルスＬ１の検出タイミングについてのヒストグラムＨ１を生成するように構成される。ヒストグラム生成部２２は、複数の検出信号Ｓdetに基づいて、複数のヒストグラムＨ１をそれぞれ生成するようになっている。
【0026】
図４は、ヒストグラム生成部２２における、１つの検出信号Ｓdetに基づいて１つのヒストグラムＨ１を生成する回路の一構成例を表すものである。ヒストグラム生成部２２は、複数のアキュムレータＡＣ（この例では１００個のアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００）と、出力部ＯＵＴ１とを有している。
【0027】
アキュムレータＡＣ１は、測距制御部２５から供給された制御信号ＥＮ１およびクロック信号ＣＬＫに基づいて、制御信号ＥＮ１がアクティブになる期間における検出信号Ｓdetが示すコードの値を累積加算することによりカウント値ＣＮＴ１を生成するように構成される。制御信号ＥＮ１は、例えば、複数の光検出期間Ｔ（後述）のそれぞれの開始タイミングから始まる、１nsecの時間幅を有する期間においてアクティブになる信号である。クロック信号ＣＬＫは、例えば、１ＧＨｚの信号である。アキュムレータＡＣ１は、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、制御信号ＥＮ１がアクティブになる期間における、検出信号Ｓdetが示すコードの値をラッチし、ラッチした値を累積加算することによりカウント値ＣＮＴ１を更新するようになっている。
【0028】
同様に、アキュムレータＡＣ２は、測距制御部２５から供給された制御信号ＥＮ２およびクロック信号ＣＬＫに基づいて、制御信号ＥＮ２がアクティブになる期間における検出信号Ｓdetが示すコードの値を累積加算することによりカウント値ＣＮＴ２を生成するように構成される。制御信号ＥＮ２は、例えば、複数の光検出期間Ｔのそれぞれの開始タイミングから１nsec経過したタイミングから始まる、１nsecの時間幅を有する期間においてアクティブになる信号である。アキュムレータＡＣ２は、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、制御信号ＥＮ２がアクティブになる期間における、検出信号Ｓdetが示すコードの値をラッチし、ラッチした値を累積加算することによりカウント値ＣＮＴ２を更新するようになっている。
【0029】
アキュムレータＡＣ３は、測距制御部２５から供給された制御信号ＥＮ３およびクロック信号ＣＬＫに基づいて、制御信号ＥＮ３がアクティブになる期間における検出信号Ｓdetが示すコードの値を累積加算することによりカウント値ＣＮＴ３を生成するように構成される。制御信号ＥＮ３は、例えば、複数の光検出期間Ｔのそれぞれの開始タイミングから２nsec経過したタイミングから始まる、１nsecの時間幅を有する期間においてアクティブになる信号である。アキュムレータＡＣ３は、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、制御信号ＥＮ３がアクティブになる期間における、検出信号Ｓdetが示すコードの値をラッチし、ラッチした値を累積加算することによりカウント値ＣＮＴ３を更新するようになっている。
【0030】
以上、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ３を例に挙げて説明したが、アキュムレータＡＣ４～ＡＣ１００についても同様である。
【0031】
図５は、ヒストグラム生成部２２におけるアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００の一動作例を表すものであり、（Ａ）は発光部１２の射出光の波形を示し、（Ｂ）は最初の光検出期間Ｔにおいて得られたカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００の一例を表すものであり、（Ｃ）は複数の光検出期間Ｔにおいて得られたカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００の一例を表すものである。
【0032】
光検出システム１では、発光部１２は、繰り返し設定された複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、３つの光パルスＬ０を射出する（図５（Ａ））。そして、この複数の光パルスＬ０に応じた複数の反射光パルスＬ１が受光部Ｐに入射する（図５（Ｂ））。受光部Ｐは、反射光パルスＬ１を受光することにより検出信号Ｓdetを生成する。ヒストグラム生成部２２におけるアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、この検出信号Ｓdetに基づいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を生成する。
【0033】
図５（Ｂ）に示したように、この例では、最初の光検出期間Ｔにおいて、アキュムレータＡＣ２３～ＡＣ２９は、３つの反射光パルスＬ１のうちの最初の反射光パルスＬ１に応じたカウント値ＣＮＴ２３～ＣＮＴ２９を生成し、アキュムレータＡＣ３３～ＡＣ３９は、２番目の反射光パルスＬ１に応じたカウント値ＣＮＴ３３～ＣＮＴ３９を生成し、アキュムレータＡＣ４３～ＡＣ４９は、３番目の反射光パルスＬ１に応じたカウント値ＣＮＴ４３～ＣＮＴ４９を生成する。アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、複数の光検出期間Ｔにおいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のそれぞれを累積加算する。これにより、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、図５（Ｃ）に示したようなカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を生成する。このカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００は、ヒストグラムＨ１を構成する。カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のそれぞれは、ヒストグラムＨ１における頻度値である。例えば、ヒストグラムＨ１において、最初の反射光パルスＬ１に応じたカウント値ＣＮＴ２３～ＣＮＴ２９の分布のピーク位置は、光検出システム１と計測対象との間の距離に応じた位置である。
【0034】
このようにして、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、複数の光検出期間Ｔにおいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のそれぞれを累積加算する。そして、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、複数の光検出期間Ｔが終了した後に、累積加算されたカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を出力部ＯＵＴ１に供給するようになっている。
【0035】
出力部ＯＵＴ１（図４）は、クロック信号ＣＬＫ２に基づいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００をカウント値ＣＮＴ１から順に出力することにより、ヒストグラムＨ１をフィルタ処理部２３に供給するようになっている。
【0036】
このようにして、ヒストグラム生成部２２は、１つの検出信号Ｓdetに基づいて、１つのヒストグラムＨ１を生成する。ヒストグラム生成部２２は、複数の検出信号Ｓdetのそれぞれに基づいて、このような処理を行うことにより、複数のヒストグラムＨ１を生成する。そして、ヒストグラム生成部２２は、これらのヒストグラムＨ１をフィルタ処理部２３に供給するようになっている。
【0037】
フィルタ処理部２３（図１）は、複数のヒストグラムＨ１に対してフィルタ処理をそれぞれ行うことにより、複数のヒストグラムＨ２をそれぞれ生成するように構成される。
【0038】
図６は、フィルタ処理部２３における、１つのヒストグラムＨ１に基づいて１つのヒストグラムＨ２を生成する回路の一構成例を表すものである。フィルタ処理部２３は、シフトレジスタ３１と、乗算部３２と、最大値検出部３３と、除去部３４と、加算部３５とを有している。
【0039】
シフトレジスタ３１は、複数のレジスタを有している。複数のレジスタのそれぞれは、複数ビットからなるカウント値を記憶することができるように構成される。１段目のレジスタの入力端子には、ヒストグラムＨ１におけるカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００が、カウント値ＣＮＴ１から順に順次供給され、出力端子は２段目のレジスタの入力端子に接続される。２段目のレジスタの入力端子は、１段目のレジスタの出力端子に接続され、出力端子は３段目のレジスタの入力端子に接続される。他のレジスタについても同様である。この構成により、シフトレジスタ３１では、クロック信号ＣＬＫ２に基づいて、１段目のレジスタから最終段のレジスタに向かって、供給されたカウント値を１つずつシフトするようになっている。
【0040】
乗算部３２は、シフトレジスタ３１に含まれる複数のレジスタの複数の出力値に対して、測距制御部２５から供給された複数のフィルタ係数をそれぞれ乗算し、乗算によりえられた複数の値を除去部３４に供給するようになっている。
【0041】
最大値検出部３３は、測距制御部２５からの指示に基づいて、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの２以上の出力値の最大値を検出するように構成される。そして、最大値検出部３３は、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、その最大値に対応する値を除去するように、除去部３４に対して指示を行うようになっている。
【0042】
除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２から供給された複数の値のうち、最大値検出部３３により検出された最大値に対応する値を“０”に置き換え、それ以外の複数の値をそのまま出力するように構成される。これにより、フィルタ処理部２３では、最大値検出部３３により検出された最大値が、フィルタ処理の対象から除外されるようになっている。
【0043】
加算部３５は、除去部３４から出力された複数の値を加算するように構成される。
【0044】
フィルタ処理部２３には、ヒストグラムＨ１におけるカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００が、カウント値ＣＮＴ１から順に供給される。シフトレジスタ３１は、１段目のレジスタから最終段のレジスタに向かって、供給されたカウント値を１つずつシフトする。フィルタ処理部２３では、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のうちの１つが供給される度に、乗算部３２が、シフトレジスタ３１に含まれる複数のレジスタの出力値に対して複数のフィルタ係数をそれぞれ乗算し、最大値検出部３３が、２以上の出力値のうちの最大値を検出し、除去部３４が、乗算部３２から供給された複数の値のうち、最大値検出部３３により検出された最大値に対応する値を“０”に置き換えて出力し、加算部３５が、除去部３４から出力された複数の値を加算するようになっている。
【0045】
以下に、フィルタ処理部２３におけるフィルタ処理について、詳細に説明する。以下では、説明の便宜上、最大値検出部３３および除去部３４の動作を省いて説明する。なお、最大値検出部３３および除去部３４の動作については、詳細に後述する。
【0046】
図７は、複数のフィルタ係数を含むフィルタ係数パターンを表すものであり、（Ａ）はフィルタ係数パターンの一例を示し、（Ｂ）はフィルタ係数パターンの他の一例を示す。この例では、複数のフィルタ係数のそれぞれは、“０”または“１”に設定される。フィルタ係数パターンは、発光部１２が射出する複数の光パルスＬ０のパルスパターンにそれぞれ対応するように設定される。例えば、図７（Ａ）に示したフィルタ係数パターンは、図２（Ａ）に示したパルスパターンに対応し、図７（Ｂ）に示したフィルタ係数パターンは、図２（Ｂ）に示したパルスパターンに対応する。フィルタ係数が“１”である部分の幅は、光パルスＬ０のパルス幅に応じて、４nsecにすることが望ましい。
【0047】
図８は、図７（Ａ）に示したフィルタ係数パターンを構成する２つのフィルタ係数パターンを表すものである。図７（Ａ）に示したフィルタ係数パターンは、図８に示すように、２つのフィルタ係数パターンの線形結合として表すことができる。
【0048】
図８（Ａ）に示したフィルタ係数パターンを用いたフィルタ処理は、いわゆるヒストグラムフィルタ処理である。このフィルタ係数パターンは、光パルスＬ０の形状に対応して設定される。例えば、光パルスＬ０の形状がガウス分布を有する場合には、このフィルタ係数パターンもガウス分布を有することが望ましい。
【0049】
図９は、図８（Ａ）に示したフィルタ係数パターンを用いたフィルタ処理の一例を表すものであり、一番上はヒストグラムＨ１を示し、上から２段目はフィルタ係数パターンを示し、上から３段目は、ヒストグラムＨ１における頻度値（カウント値）とフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示し、上から４段目は、フィルタ処理の結果を示す。なお、この例では、説明の便宜上、フィルタ係数が“１”である部分の幅を３nsecにしている。
【0050】
ヒストグラムＨ１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって１目盛りずつ移動する。図９（Ａ）～（Ｅ）に示したように、ヒストグラムＨ１の移動に応じて、ヒストグラムＨ１における、フィルタ係数が“１”である範囲と重なる部分が変化する。これにより、一番下の段に示したようなヒストグラムが生成される。生成されたヒストグラムの形状では、ヒストグラムＨ１の形状に比べて、ピークがより際立つ。このように、ヒストグラムフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムの形状を変更することができる。
【0051】
図８（Ｂ）に示したフィルタ係数パターンを用いたフィルタ処理は、いわゆるデコーディングフィルタ処理である。すなわち、このフィルタ係数パターンは、複数の光パルスＬ０のパルスパターン（この例では図２（Ａ））に対応する。これにより、光検出システム１は、自らが射出した複数の光パルスＬ０に応じた複数の反射光パルスＬ１を検出した場合には、ヒストグラムＨ１のパターンおよびフィルタ係数パターンが互いにマッチングするため、以下に説明するように、より大きなピークを有するヒストグラムＨ２を生成することができる。
【0052】
図１０Ａ～１０Ｅは、図７に示したフィルタ係数パターンを用いたフィルタ処理の一例を表すものであり、一番上はヒストグラムＨ１を示し、上から２段目はフィルタ係数パターンを示し、上から３段目は、ヒストグラムＨ１における頻度値（カウント値）とフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示し、上から４段目は、フィルタ処理の結果を示す。
【0053】
図９の場合と同様に、ヒストグラムＨ１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって１目盛りずつ移動する。図１０Ａ～１０Ｅに示したように、ヒストグラムＨ１の移動に応じて、ヒストグラムＨ１における、フィルタ係数が“１”である範囲と重なる部分が変化する。これにより、図１０Ａ～１０Ｅの一番下の段に示したようなヒストグラムＨ２が生成される。この例では、ヒストグラムＨ１のパターンおよびフィルタ係数パターンが互いにマッチングするため、例えば、図１０Ｃのケースにおいて、ヒストグラムＨ２のピークを高くすることができる。
【0054】
図１１は、図１０Ａ～１０Ｅに示したフィルタ処理を行った場合の、光検出システム１の一動作例を表すものであり、（Ａ）は発光部１２の射出光の波形を示し、（Ｂ）はヒストグラムＨ１の一例を示し、（Ｃ）はヒストグラムＨ２の一例を示す。この例では、図１１（Ｃ）に示したように、ヒストグラムＨ２に、５つの分布が生じる。これらの５つの分布は、図１０（Ａ）～（Ｅ）に示した処理にそれぞれ対応する。ヒストグラムＨ２のピークは、この５つの分布のうちの中央の分布において生じる。このピーク位置は、光検出システム１と計測対象との間の距離に応じた位置である。
【0055】
このようにして、フィルタ処理部２３は、１つのヒストグラムＨ１に基づいて１つのヒストグラムＨ２を生成する。フィルタ処理部２３は、複数のヒストグラムＨ１のそれぞれに基づいて、このような処理を行うことにより、複数のヒストグラムＨ２を生成する。そして、フィルタ処理部２３は、これらのヒストグラムＨ２を距離演算部２４に供給するようになっている。
【0056】
距離演算部２４は、複数のヒストグラムＨ２のそれぞれに基づいて、光パルスが光検出システム１と計測対象との間を往復する光飛行時間を算出し、この光飛行時間に基づいて、複数の受光部Ｐのそれぞれにおける距離値を算出するように構成される。具体的には、距離演算部２４は、例えばヒストグラムＨ２における頻度値の代表値を検出することにより、光飛行時間を算出する。例えば、距離演算部２４は、頻度値のピーク値を、頻度値の代表値にすることができる。そして、距離演算部２４は、この光飛行時間に基づいて、光検出システム１と計測対象との間の距離値を算出する。距離演算部２４は、複数の受光部Ｐのそれぞれについての距離値のデータを含む距離データＤＴを出力するようになっている。
【0057】
測距制御部２５は、発光制御部１１、ヒストグラム生成部２２、フィルタ処理部２３、および距離演算部２４の動作を制御することにより、光検出システム１の動作を制御するように構成される。また、測距制御部２５は、光検出システム１において使用されるクロック信号ＣＬＫ，ＣＬＫ２を生成する機能をも有している。
【0058】
ここで、フォトダイオードＰＤは、本開示における「受光素子」の一具体例に対応する。ヒストグラム生成部２２は、本開示における「ヒストグラム生成回路」の一具体例に対応する。フィルタ処理部２３は、本開示における「フィルタ回路」の一具体例に対応する。距離演算部２４は、本開示における「代表値算出回路」の一具体例に対応する。測距制御部２５は、本開示における「設定回路」の一具体例に対応する。加算回路ＡＤＤは、本開示における「加算回路」の一具体例に対応する。検出信号Ｓdetは、本開示における「検出信号」の一具体例に対応する。ヒストグラムＨ１は、本開示における「第１のヒストグラム」の一具体例に対応する。ヒストグラムＨ２は、本開示における「第２のヒストグラム」の一具体例に対応する。光検出期間Ｔは、本開示における「光検出期間」の一具体例に対応する。
【0059】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の光検出システム１の動作および作用について説明する。
続いて、本実施の形態の光検出システム１の動作および作用について説明する。
【0060】
（全体動作概要）
まず、図１を参照して、光検出システム１の全体動作概要を説明する。発光制御部１１は、光検出部２０の測距制御部２５からの指示に基づいて発光部１２の動作を制御する。発光部１２は、発光制御部１１からの指示に基づいて、計測対象に向かって、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスＬ０を射出する。光検出部２０の画素アレイ２１において、受光部Ｐは、光を検出することにより、検出信号Ｓdetを生成する。ヒストグラム生成部２２は、測距制御部２５からの指示に基づいて、受光部Ｐにおける反射光パルスＬ１の検出タイミングについてのヒストグラムＨ１を生成する。フィルタ処理部２３は、ヒストグラムＨ１に対してフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する。距離演算部２４は、ヒストグラムＨ２に基づいて光飛行時間を算出し、この光飛行時間に基づいて、受光部Ｐにおける距離値を算出する。そして、距離演算部２４は、複数の受光部Ｐのそれぞれについての距離値のデータを含む距離データＤＴを出力する。測距制御部２５は、発光制御部１１、ヒストグラム生成部２２、フィルタ処理部２３、および距離演算部２４の動作を制御することにより、光検出システム１の動作を制御する。
まず、図１を参照して、光検出システム１の全体動作概要を説明する。発光制御部１１は、光検出部２０の測距制御部２５からの指示に基づいて発光部１２の動作を制御する。発光部１２は、発光制御部１１からの指示に基づいて、計測対象に向かって、所定のパルスパターンを有する複数の光パルスＬ０を射出する。光検出部２０の画素アレイ２１において、受光部Ｐは、光を検出することにより、検出信号Ｓdetを生成する。ヒストグラム生成部２２は、測距制御部２５からの指示に基づいて、受光部Ｐにおける反射光パルスＬ１の検出タイミングについてのヒストグラムＨ１を生成する。フィルタ処理部２３は、ヒストグラムＨ１に対してフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する。距離演算部２４は、ヒストグラムＨ２に基づいて光飛行時間を算出し、この光飛行時間に基づいて、受光部Ｐにおける距離値を算出する。そして、距離演算部２４は、複数の受光部Ｐのそれぞれについての距離値のデータを含む距離データＤＴを出力する。測距制御部２５は、発光制御部１１、ヒストグラム生成部２２、フィルタ処理部２３、および距離演算部２４の動作を制御することにより、光検出システム１の動作を制御する。
【0061】
（詳細動作）
図１２は、光検出システム１の一動作例を表すものであり、（Ａ）は発光部１２の射出光の波形を示し、（Ｂ）は受光部Ｐにおける入射光の波形を示し、（Ｃ）はヒストグラム生成部２２のカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００の分布を示し、（Ｄ）はヒストグラムＨ２を示す。
図１２は、光検出システム１の一動作例を表すものであり、（Ａ）は発光部１２の射出光の波形を示し、（Ｂ）は受光部Ｐにおける入射光の波形を示し、（Ｃ）はヒストグラム生成部２２のカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００の分布を示し、（Ｄ）はヒストグラムＨ２を示す。
【0062】
光検出システム１では、測距制御部２５は、複数の光検出期間Ｔを設定する。この例では、複数の光検出期間Ｔの時間長は、互いに等しい。測距制御部２５は、この例では、図２（Ｂ）に示したパルスパターンで、発光部１２を発光させる。発光制御部１１は、測距制御部２５からの指示に基づいて発光部１２の動作を制御し、発光部１２は、複数の検出期間Ｔのそれぞれにおいて、計測対象に向かって、図２（Ｂ）に示したパルスパターンを有する３つの光パルスＬ０を射出する（図１２（Ａ））。
【0063】
光検出システム１から射出された光パルスＬ０は、計測対象において反射される。そして、計測対象により反射された光パルス（反射光パルスＬ１）は、光検出部２０の受光部Ｐに入射する（図１２（Ｂ））。複数の検出期間Ｔのそれぞれにおいて、３つの反射光パルスＬ１のタイミングは、３つの光パルスＬ０のタイミングから、光検出システム１から計測対象までの距離に応じた時間だけそれぞれ遅延したタイミングである。
【0064】
受光部Ｐは、この反射光パルスＬ１を検出し、検出信号Ｓdetを生成する。ヒストグラム生成部２２における１００個のアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、検出信号Ｓdetに基づいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を生成する（図１２（Ｃ））。カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００は、複数の光検出期間Ｔにおいて累積加算される。これにより、図１２（Ｃ）に示したように、３つの反射光パルスＬ１を検出する度に、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のうちの、この３つの反射光パルスＬ１に対応する複数のカウント値が徐々に大きくなる。そして、最後の光検出期間Ｔが終了すると、ヒストグラム生成部２２は、累積加算されたカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を、ヒストグラムＨ１として出力する。
【0065】
フィルタ処理部２３は、このようにして生成されたヒストグラムＨ１に対してフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する（図１２（Ｄ））。測距制御部２５は、図２（Ｂ）に示したパルスパターンに対応する、図７（Ｂ）に示したフィルタ係数パターンで、フィルタ処理部２３を動作させる。ヒストグラムＨ１における、反射光パルスＬ１に基づくパターンは、フィルタ処理部２３におけるフィルタ係数パターンと互いにマッチングするため、ヒストグラムＨ２は、図１２（Ｄ）に示したように、高いピークを有する。距離演算部２４は、このヒストグラムＨ２に基づいて光飛行時間を算出し、この光飛行時間に基づいて、受光部Ｐにおける距離値を算出する。
【0066】
この例では、光検出システム１は、自らが射出した３つの光パルスＬ０に応じた３つの反射光パルスＬ１を検出した。光検出システム１は、例えば、さらに、他の光検出システム１Ａから射出された複数の光パルスを検出する場合もあり得る。以下に、この場合の動作について説明する。
【0067】
【0068】
この例では、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、光検出システム１とは異なる光検出システム１Ａから射出された複数の光パルスＬ２が、受光部Ｐに入射する（図１３（Ｂ））。この例では、光検出システム１Ａは、光検出システム１の光検出期間Ｔと同じ時間長の光検出期間において、３つの光パルスＬ２を射出する。この光検出システム１Ａのパルスパターンは、光検出システム１のパルスパターンとは異なる。
【0069】
受光部Ｐは、反射光パルスＬ１およびこの光パルスＬ２を検出し、検出信号Ｓdetを生成する。ヒストグラム生成部２２における１００個のアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、検出信号Ｓdetに基づいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を生成する（図１３（Ｃ））。これにより、この３つの光パルスＬ２に対応する複数のカウント値が徐々に大きくなる。そして、最後の光検出期間Ｔが終了すると、ヒストグラム生成部２２は、累積加算されたカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を、ヒストグラムＨ１として出力する。
【0070】
フィルタ処理部２３は、このようにして生成されたヒストグラムＨ１に対してフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する（図１３（Ｄ））。ヒストグラムＨ１における、光パルスＬ２に基づくパターンは、フィルタ処理部２３におけるフィルタ係数パターンと互いにマッチングしない。よって、図１３に示したように、このような光パルスＬ２が入射しても、ヒストグラムＨ２には大きなピークは生じない。よって、距離演算部２４は、ヒストグラムＨ２における、反射光パルスＬ１に係る部分に基づいて光飛行時間を算出し、この光飛行時間に基づいて、受光部Ｐにおける距離値を算出する。このように、光検出システム１では、光検出システム１とは異なる光検出システム１Ａから射出された複数の光パルスＬ２が入射した場合において、測距精度が低下する可能性を低減することができる。
【0071】
また、光検出システム１は、例えば、周期的な、強い干渉光が入射する場合もあり得る。以下に、この場合の動作について説明する。
【0072】
【0073】
この例では、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、干渉光Ｌ３が受光部Ｐに入射する（図１４（Ｂ））。この例では、干渉光Ｌ３は、光検出システム１の光検出期間Ｔと同じ一定の周期で生じている。受光部Ｐは、反射光パルスＬ１およびこの干渉光Ｌ３を検出し、検出信号Ｓdetを生成する。ヒストグラム生成部２２における１００個のアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、検出信号Ｓdetに基づいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を生成する（図１４（Ｃ））。これにより、干渉光Ｌ３に対応するカウント値が徐々に大きくなる。そして、最後の光検出期間Ｔが終了すると、ヒストグラム生成部２２は、累積加算されたカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を、ヒストグラムＨ１として出力する。この例では、干渉光Ｌ３が反射光パルスＬ１よりも強いので（図１４（Ｂ））、図１４（Ｃ）に示したように、ヒストグラムＨ１においても、干渉光Ｌ３に係るカウント値が一番大きくなる。
【0074】
フィルタ処理部２３は、このようにして生成されたヒストグラムＨ１に対してフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する（図１４（Ｄ））。フィルタ処理部２３は、以下に詳細に説明するように、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外することにより、ヒストグラムＨ２における、この干渉光に応じた成分を低減させる。これにより、光検出システム１では、干渉光がある場合でも、測距精度の低下を防ぐことができる。
【0075】
フィルタ処理部２３では、最大値検出部３３は、測距制御部２５からの指示に基づいて、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの２以上の出力値の最大値を検出する。そして、最大値検出部３３は、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、その最大値に対応する値を除去するように、除去部３４に対して指示を行う。除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２から供給された複数の値のうち、最大値検出部３３により検出された最大値に対応する値を“０”に置き換え、それ以外の複数の値をそのまま出力する。
【0076】
測距制御部２５は、最大値検出部３３に対して、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、最大値検出の処理対象Ｒmaxとなる２以上の出力値を設定する。最大値検出部３３は、測距制御部２５により設定された処理対象Ｒmaxである２以上の出力値に基づいて、最大値を検出する。処理対象Ｒmaxについては、様々な設定方法があり得る。以下に、これらの様々な設定方法における、光検出システム１の動作を説明する。
【0077】
（動作例Ｅ１）
動作例Ｅ１では、測距制御部２５は、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である２以上の出力値を、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定する。
動作例Ｅ１では、測距制御部２５は、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である２以上の出力値を、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定する。
【0078】
図１５，１６Ａ～１６Ｅは、動作例Ｅ１に係る光検出システム１の一動作例を表すものである。図１５，１６Ａ～１６Ｅのそれぞれにおいて、（Ａ）はヒストグラムＨ１を示し、（Ｂ）はフィルタ処理部２３におけるフィルタ係数パターンを示し、（Ｃ）は、ヒストグラムＨ１における頻度値（カウント値）とフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示す。動作例Ｅ１では、図１５，１６Ａ～１６Ｅに示したように、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である１２個の出力値が、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0079】
ヒストグラムＨ１は、３つの反射光パルスＬ１に係る部分Ｗ１と、干渉光Ｌ３に係る部分Ｗ２とを含む。ヒストグラムＨ１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって、１目盛りずつ移動する。
【0080】
図１５では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ１が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている（図１５（Ａ），（Ｂ））。最大値検出部３３は、ヒストグラムＨ１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである１２個の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ１における３つの分布のうちの一番右の分布のピーク値が最大値ＭＡＸである。そして、除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図１５（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0081】
図１６Ａ～１６Ｅでは、ヒストグラムＨ１が左に向かって移動することにより、ヒストグラムＨ１とフィルタ係数パターンとの相対的な位置関係が変化し、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ２が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている。図１６Ａ～１６Ｅでは、部分Ｗ２おける４つの頻度値のうちの１つが最大値ＭＡＸである。そして、除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図１６Ａ（Ｃ），１６Ｂ（Ｃ），１６Ｃ（Ｃ），１６Ｄ（Ｃ），１６Ｅ（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0082】
このように、光検出システム１では、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外する。これにより、光検出システム１では、ヒストグラムＨ２における、この干渉光に応じた成分を低減させることができるので、干渉光に起因する測距精度の低下を防ぐことができる。
【0083】
すなわち、例えば、最大値検出部３３および除去部３４を設けない場合には、図１７に示したように、最大値はフィルタ処理の対象から除外されない。この図１７は、図１６Ｃに対応する図である。この図１７（Ｃ）では、図１６Ｃ（Ｃ）とは異なり、ヒストグラムＨ１における頻度値（カウント値）とフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果に、最大値ＭＡＸに応じた成分が除去されずに残っている。よって、加算部３５が１２個の値を加算することにより得られた値は、最大値ＭＡＸに応じた成分を含む。この最大値ＭＡＸが大きい場合には、干渉光Ｌ３が、ヒストグラムＨ２におけるピーク値を構成する場合もあり得る。すなわち、この場合には、反射光パルスＬ１がヒストグラムＨ２におけるピーク値を構成しない。この場合には、測距精度が低下してしまう。
【0084】
一方、本実施の形態では、最大値検出部３３および除去部３４を設けるようにしたので、例えば図１６Ａ～１６Ｅに示したように、最大値検出部３３により検出された最大値がフィルタ処理の対象から除外される。その結果、反射光パルスＬ１がヒストグラムＨ２におけるピーク値を構成するようになるので、干渉光がある場合でも、測距精度の低下を防ぐことができる。
【0085】
（動作例Ｅ２）
動作例Ｅ２では、測距制御部２５は、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である３つの部分のそれぞれにおける１つの出力値を、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定する。
動作例Ｅ２では、測距制御部２５は、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である３つの部分のそれぞれにおける１つの出力値を、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定する。
【0086】
図１８，１９は、動作例Ｅ２に係る光検出システム１の一動作例を表すものである。動作例Ｅ２では、図１８，１９に示したように、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である３つの部分のそれぞれにおける１つの出力値が、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。この例では、フィルタ係数が“１”である３つの部分における一番左側の出力値が、処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0087】
図１８では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ１が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている（図１８（Ａ），（Ｂ））。最大値検出部３３は、ヒストグラムＨ１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである３個の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ１における３つの分布のうちの一番右の分布における値が最大値ＭＡＸである。そして、除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図１８（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0088】
図１９では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ２が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている。図１９では、部分Ｗ２おける４つの頻度値のうちの１つが最大値ＭＡＸである。そして、除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図１８（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0089】
このように、光検出システム１では、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外する。これにより、光検出システム１では、ヒストグラムＨ２における、この干渉光に応じた成分を低減させることができるので、干渉光に起因する測距精度の低下を防ぐことができる。
【0090】
（動作例Ｅ３）
動作例Ｅ３では、測距制御部２５は、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの全てを、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定する。
動作例Ｅ３では、測距制御部２５は、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの全てを、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定する。
【0091】
図２０，２１は、動作例Ｅ３に係る光検出システム１の一動作例を表すものである。動作例Ｅ３では、図２０，２１に示したように、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値の全てが、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0092】
図２０では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ１が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている（図２０（Ａ），（Ｂ））。最大値検出部３３は、ヒストグラムＨ１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである複数の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ２における値が最大値ＭＡＸである。この図２０では、この最大値ＭＡＸは、フィルタ係数が“１”である部分と重なっていない。よって、除去部３４は、乗算部３２が出力する複数の値をそのまま出力する（図２０（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0093】
図２１では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ２が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている。除去部３４は、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図２１（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0094】
このように、光検出システム１では、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外する。これにより、光検出システム１では、ヒストグラムＨ２における、この干渉光に応じた成分を低減させることができるので、干渉光に起因する測距精度の低下を防ぐことができる。
【0095】
図２２は、光検出システム１の一動作例を表すものであり、（Ａ）は光検出システム１と計測対象との間の距離が短い場合を示し、（Ｂ）は光検出システム１と計測対象との間の距離が中程度である場合を示し、（Ａ）は光検出システム１と計測対象との間の距離が長い場合を示す。図２２（Ａ）～（Ｃ）に示したように、光検出システム１と計測対象との間の距離が短い場合には、反射光パルスＬ１の光強度が強く、距離が遠い場合には、反射光パルスＬ１の光強度が弱い。このように、反射光パルスＬ１の光強度が弱い場合でも、光検出システム１では、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外するので、干渉光Ｌ３に起因する測距精度の低下を防ぐことができる。その結果、光検出システム１では、測距可能な距離を延ばすことができる。
【0096】
このように、光検出システム１では、所定のパルスパターンを有する複数の反射光パルスＬ１を検出可能なフォトダイオードＰＤと、フォトダイオードＰＤの検出タイミングに基づいて第１のヒストグラム（ヒストグラムＨ１）を生成可能なヒストグラム生成部２２と、ヒストグラムＨ１に基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラム（ヒストグラムＨ２）を生成可能なフィルタ処理部２３と、第２のヒストグラム（ヒストグラムＨ２）に基づいて検出タイミングの代表値を算出可能な距離演算部２４とを備えるようにした。フィルタ処理部２３は、第１のヒストグラム（ヒストグラムＨ１）における２以上の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外するようにした。これにより、光検出システム１では、ヒストグラムＨ２における、干渉光に応じた成分を低減させることができるので、干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる。
【0097】
［効果］
以上のように本実施の形態では、所定のパルスパターンを有する複数の反射光パルスを検出可能なフォトダイオードと、フォトダイオードの検出タイミングに基づいてヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部と、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ処理部と、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出可能な距離演算部とを備えるようにした。そして、フィルタ処理部は、第１のヒストグラムにおける２以上の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外するようにした。これにより、干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる。
以上のように本実施の形態では、所定のパルスパターンを有する複数の反射光パルスを検出可能なフォトダイオードと、フォトダイオードの検出タイミングに基づいてヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部と、第１のヒストグラムに基づいて、パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ処理部と、第２のヒストグラムに基づいて検出タイミングの代表値を算出可能な距離演算部とを備えるようにした。そして、フィルタ処理部は、第１のヒストグラムにおける２以上の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値をフィルタ処理の対象から除外するようにした。これにより、干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる。
【0098】
［変形例１］
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、図６に示したように、除去部３４が、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２から供給された複数の値のうち、最大値検出部３３により検出された最大値に対応する値を“０”に置き換えるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２３に示すフィルタ処理部２３Ａのように、除去部３４を設けず、加算部３５の検出結果から、最大値に対応する値を減算してもよい。このフィルタ処理部２３Ａは、最大値検出部３３Ａと、加算部３６Ａとを有している。最大値検出部３３Ａは、測距制御部２５からの指示に基づいて、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの２以上の出力値に基づいて、この２以上の出力値のうちの最大値を検出するように構成される。そして、最大値検出部３３Ａは、その最大値に、フィルタ係数パターンに含まれるその最大値に対応するフィルタ係数を乗算し、乗算結果を加算部３６Ａに供給するようになっている。加算部３６Ａは、加算部３５の加算結果から、最大値検出部３３Ａから供給された値を減算するように構成される。この構成でも、フィルタ処理部２３Ａは、最大値検出部３３Ａにより検出された最大値を、フィルタ処理の対象から除外することができる。
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、図６に示したように、除去部３４が、最大値検出部３３からの指示に基づいて、乗算部３２から供給された複数の値のうち、最大値検出部３３により検出された最大値に対応する値を“０”に置き換えるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図２３に示すフィルタ処理部２３Ａのように、除去部３４を設けず、加算部３５の検出結果から、最大値に対応する値を減算してもよい。このフィルタ処理部２３Ａは、最大値検出部３３Ａと、加算部３６Ａとを有している。最大値検出部３３Ａは、測距制御部２５からの指示に基づいて、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの２以上の出力値に基づいて、この２以上の出力値のうちの最大値を検出するように構成される。そして、最大値検出部３３Ａは、その最大値に、フィルタ係数パターンに含まれるその最大値に対応するフィルタ係数を乗算し、乗算結果を加算部３６Ａに供給するようになっている。加算部３６Ａは、加算部３５の加算結果から、最大値検出部３３Ａから供給された値を減算するように構成される。この構成でも、フィルタ処理部２３Ａは、最大値検出部３３Ａにより検出された最大値を、フィルタ処理の対象から除外することができる。
【0099】
［変形例２］
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、図６に示したように、フィルタ処理を一段のフィルタ回路を用いて行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、フィルタ処理を複数段のフィルタ回路を用いて行ってもよい。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、図６に示したように、フィルタ処理を一段のフィルタ回路を用いて行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、フィルタ処理を複数段のフィルタ回路を用いて行ってもよい。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
【0100】
図２４は、本変形例に係るフィルタ処理部２３Ｂの一構成例を表すものである。フィルタ処理部２３Ｂは、測距制御部２５Ｂからの指示に基づいて処理を行う。このフィルタ処理部２３Ｂは、シフトレジスタ３１と、乗算部３２と、最大値検出部３３と、除去部３４と、加算部３５と、シフトレジスタ４１と、乗算部４２と、最大値検出部４３と、除去部４４と、加算部４５とを有している。シフトレジスタ３１、乗算部３２、最大値検出部３３、除去部３４、および加算部３５は、１段目のフィルタ回路を構成し、シフトレジスタ４１、乗算部４２、最大値検出部４３、除去部４４、および加算部４５は、２段目のフィルタ回路を構成する。２段目のフィルタ回路の構成は、１段目のフィルタ回路の構成と同様である。１段目のフィルタ回路は、ヒストグラムＨ１に基づいて中間ヒストグラムＨ１１を生成する。２段目のフィルタ回路は、中間ヒストグラムＨ１１に基づいてヒストグラムＨ２を生成する。
【0101】
図２５は、本変形例に係る他のフィルタ処理部２３Ｃの一構成例を表すものである。フィルタ処理部２３Ｃは、測距制御部２５Ｃからの指示に基づいて処理を行う。このフィルタ処理部２３Ｃは、シフトレジスタ３１と、乗算部３２と、加算部３５と、シフトレジスタ４１と、乗算部４２と、最大値検出部４３と、除去部４４と、加算部４５とを有している。シフトレジスタ３１、乗算部３２、および加算部３５は、１段目のフィルタ回路を構成し、シフトレジスタ４１、乗算部４２、最大値検出部４３、除去部４４、および加算部４５は、２段目のフィルタ回路を構成する。この例では、１段目のフィルタ回路は、図８（Ａ）に示したようなフィルタ係数パターンを用いて、ヒストグラムフィルタ処理を行う。また、２段目のフィルタ回路は、図８（Ｂ）に示したフィルタ係数パターンを用いてデコーディングフィルタ処理を行うとともに、最大値検出を行う。
【0102】
図２６は、フィルタ処理部２３Ｃの一動作例を表すものであり、（Ａ）はヒストグラムＨ１を示し、（Ｂ）は１段目のフィルタ回路におけるフィルタ係数パターンを示し、（Ｃ）は、第１のフィルタ回路により生成される中間ヒストグラムＨ１１を示し、（Ｄ）は２段目のフィルタ回路におけるフィルタ係数パターンを示し、（Ｅ）は中間ヒストグラムＨ１１における頻度値（カウント値）と第２のフィルタ回路におけるフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示す。この２段目のフィルタ回路では、動作例Ｅ１（図１５，１６Ａ～１６Ｅ）のように、シフトレジスタ４１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である複数の出力値が、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0103】
１段目のフィルタ回路では、ヒストグラムＨ１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって、１目盛りずつ移動する（図２６（Ａ），（Ｂ））。１段目のフィルタ回路は、図２６（Ｂ）に示したフィルタ係数パターンを用いて、ヒストグラムフィルタ処理を行うことにより、中間ヒストグラムＨ１１を生成する（図２６（Ｃ））。
【0104】
２段目のフィルタ回路では、中間ヒストグラムＨ１１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって、１目盛りずつ移動する（図２６（Ｃ），（Ｄ））。この例では、中間ヒストグラムＨ１１における部分Ｗ１が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている。２段目のフィルタ回路における最大値検出部４３は、ヒストグラムＨ１１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである３個の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ１における３つの分布のうちの一番右の分布のピーク値が最大値ＭＡＸである。そして、除去部４４は、最大値検出部４３からの指示に基づいて、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図２６（Ｅ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された３個の値を加算する。２段目のフィルタ回路は、図２６（Ｄ）に示したフィルタ係数パターンを用いて、デコーディングフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する。
【0105】
図２７は、本変形例に係る他のフィルタ処理部２３Ｄの一構成例を表すものである。フィルタ処理部２３Ｄは、測距制御部２５Ｄからの指示に基づいて処理を行う。このフィルタ処理部２３Ｄは、シフトレジスタ３１と、乗算部３２と、最大値検出部３３と、除去部３４と、加算部３５と、シフトレジスタ４１と、乗算部４２と、最大値検出部４３と、除去部４４と、加算部４５とを有している。シフトレジスタ３１、乗算部３２、最大値検出部３３、除去部３４，および加算部３５は、１段目のフィルタ回路を構成し、シフトレジスタ４１、乗算部４２、最大値検出部４３、除去部４４、および加算部４５は、２段目のフィルタ回路を構成する。この例では、１段目のフィルタ回路は、ワンショットのフィルタ係数パターンを用いて処理を行うとともに、最大値検出を行う。また、２段目のフィルタ回路は、図７に示したフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うとともに、最大値検出を行う。
【0106】
図２８は、フィルタ処理部２３Ｄの一動作例を表すものであり、（Ａ）はヒストグラムＨ１を示し、（Ｂ）は１段目のフィルタ回路におけるフィルタ係数パターンを示し、（Ｃ）は、第１のフィルタ回路により生成される中間ヒストグラムＨ１１を示し、（Ｄ）は２段目のフィルタ回路におけるフィルタ係数パターンを示し、（Ｅ）は中間ヒストグラムＨ１１における頻度値（カウント値）と第２のフィルタ回路におけるフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示す。この１段目のフィルタ回路では、動作例Ｅ３（図２０，２１）のように、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値の全てが、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。また、２段目のフィルタ回路では、動作例Ｅ２（図１８，１９）のように、シフトレジスタ４１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である３つの部分のそれぞれにおける１つの出力値が、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0107】
１段目のフィルタ回路では、ヒストグラムＨ１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって、１目盛りずつ移動する（図２８（Ａ），（Ｂ））。１段目のフィルタ回路は、図２８（Ｂ）に示したワンショットのフィルタ係数パターンを用いて処理を行うことにより、中間ヒストグラムＨ１１を生成する。１段目のフィルタ回路における最大値検出部３３は、ヒストグラムＨ１１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである複数の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ２における値が最大値ＭＡＸである。よって、１段目のフィルタ回路は、ヒストグラムＨ１において、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えることにより、中間ヒストグラムＨ１１を生成する（図２８（Ｃ））。
【0108】
２段目のフィルタ回路では、中間ヒストグラムＨ１１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって、１目盛りずつ移動する（図２８（Ｃ），（Ｄ））。この例では、中間ヒストグラムＨ１１における部分Ｗ１が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている。２段目のフィルタ回路における最大値検出部４３は、ヒストグラムＨ１１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである３個の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ１における３つの分布のうちの一番右の分布の値が最大値ＭＡＸである。そして、除去部４４は、最大値検出部４３からの指示に基づいて、この最大値ＭＡＸを“０”に置き換えて出力する（図２８（Ｅ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された３個の値を加算する。２段目のフィルタ回路は、図２６（Ｄ）に示したフィルタ係数パターンを用いて、デフィルタ処理を行うことにより、ヒストグラムＨ２を生成する。
【0109】
［変形例３］
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、最大値だけでなく、２番目に大きい値や、３番目に大きい値などをもフィルタ処理の対象から除外してもよい。以下に、最大値および２番目に大きい値をフィルタ処理の対象から場外する例について詳細に説明する。
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、最大値だけでなく、２番目に大きい値や、３番目に大きい値などをもフィルタ処理の対象から除外してもよい。以下に、最大値および２番目に大きい値をフィルタ処理の対象から場外する例について詳細に説明する。
【0110】
図２９は、本変形例に係るフィルタ処理部２３Ｅの一構成例を表すものである。フィルタ処理部２３Ｅは、検出部３３Ｅを有している。検出部３３Ｅは、測距制御部２５により設定された処理対象Ｒmaxである２以上の出力値のうち、最大値、および２番目に大きい値を検出するように構成される。そして、検出部３３Ｅは、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、その最大値に対応する値と、２番目に大きい値に対応する値とを除去するように、除去部３４に対して指示を行うようになっている。
【0111】
図３０Ａ～３０Ｄは、フィルタ処理部２３Ｅの一動作例を表すものである。図３０Ａ～３０Ｄのそれぞれにおいて、（Ａ）はヒストグラムＨ１を示し、（Ｂ）はフィルタ係数パターンを示し、（Ｃ）は、ヒストグラムＨ１における頻度値（カウント値）とフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示す。この例では、動作例Ｅ２（図１８，１９）のように、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である３つの部分のそれぞれにおける１つの出力値が、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0112】
図３０Ａ～３０Ｄでは、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ２が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている。ヒストグラムＨ１は、矢印で示したように、フィルタ係数パターンの右側から、左に向かって、１目盛りずつ移動する。
【0113】
図３０Ａでは、部分Ｗ２における７つの頻度値のうちの１つが最大値ＭＡＸであり、部分Ｗ１における複数の頻度値のうちの１つが２番目に大きい値ＭＡＸ２である。図３０Ｂ～３０Ｅでは、部分Ｗ２における７つの頻度値のうちの１つが最大値ＭＡＸであり、この７つの頻度値のうちの他の１つが２番目に大きい値ＭＡＸ２である。除去部３４は、検出部３３Ｅからの指示に基づいて、この最大値ＭＡＸに係る値および２番目に大きい値ＭＡＸ２に係る値を“０”に置き換えて出力する（図３０Ａ（Ｃ），３０Ｂ（Ｃ），３０Ｃ（Ｃ），３０Ｄ（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0114】
［変形例４］
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外するようにしたが、その際、例えば、所定の判定条件を満たした場合に、最大値をフィルタ処理の対象から除外するようにしてもよい。以下に、本変形例に係るフィルタ処理部２３Ｆについて詳細に説明する。
上記実施の形態では、フィルタ処理部２３は、最大値検出部３３により検出された最大値をフィルタ処理の対象から除外するようにしたが、その際、例えば、所定の判定条件を満たした場合に、最大値をフィルタ処理の対象から除外するようにしてもよい。以下に、本変形例に係るフィルタ処理部２３Ｆについて詳細に説明する。
【0115】
図３１は、フィルタ処理部２３Ｆの一構成例を表すものである。フィルタ処理部２３Ｆは、最大値検出部３３Ｆを有している。最大値検出部３３Ｆは、測距制御部２５からの指示に基づいて、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの２以上の出力値の最大値を検出するように構成される。最大値検出部３３Ｆは、判定部３９Ｆを有している。判定部３９Ｆは、検出した最大値が所定の判定条件を満たすかどうかを判定するように構成される。最大値検出部３３Ｆは、検出した最大値が所定の判定条件を満たす場合に、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、その最大値に対応する値を除去するように、除去部３４に対して指示を行うようになっている。
【0116】
図３２，３３は、フィルタ処理部２３Ｆの一動作例を表すものである。図３２，２２のそれぞれにおいて、（Ａ）はヒストグラムＨ１を示し、（Ｂ）はフィルタ係数パターンを示し、（Ｃ）は、ヒストグラムＨ１における頻度値（カウント値）とフィルタ係数パターンのフィルタ係数との乗算結果を示す。この例では、動作例Ｅ２（図１８，１９）のように、シフトレジスタ３１から出力される複数の出力値のうちの、フィルタ係数が“１”である３つの部分のそれぞれにおける１つの出力値が、最大値検出の処理対象Ｒmaxとして設定される。
【0117】
図３２では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ１が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている（図３２（Ａ），（Ｂ））。最大値検出部３３は、ヒストグラムＨ１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである３個の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ１における３つの分布のうちの一番右の分布における値が最大値ＭＡＸである。判定部３９Ｆは、検出した最大値が所定の判定条件を満たすかどうかを判定する。この判定条件は、最大値検出の処理対象Ｒmaxである３個の頻度値のうちの最大値から、この３個の頻度値の平均値を減算し、その減算結果が所定のしきい値よりも大きいことであってもよい。この例では、３つの頻度値は、互いに同程度であるので、この判定条件を満たさない。よって、除去部３４は、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えずに、そのまま出力する（図３２（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0118】
図３３では、ヒストグラムＨ１における部分Ｗ２が、フィルタ係数パターンにおけるフィルタ係数が“１”である領域と重なっている（図３３（Ａ），（Ｂ））。最大値検出部３３は、ヒストグラムＨ１における、最大値検出の処理対象Ｒmaxである３個の頻度値のうちの最大値を検出する。この例では、部分Ｗ２における４つの頻度値のうちの１つが最大値ＭＡＸである。この例では、この最大値ＭＡＸは、残りの２つの値に比べて十分に大きいので、判定条件を満たす。よって、最大値検出部３３Ｆは、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、その最大値ＭＡＸに対応する値を除去するように、除去部３４に対して指示を行う。除去部３４は、最大値検出部３３Ｆからの指示に基づいて、乗算部３２が出力する複数の値のうちの、この最大値ＭＡＸに係る値を“０”に置き換えて出力する（図３３（Ｃ））。そして、加算部３５は、除去部３４から出力された１２個の値を加算する。
【0119】
［変形例５］
上記実施の形態では、複数の光検出期間Ｔの長さを互いに等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、光検出期間Ｔを変更してもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
上記実施の形態では、複数の光検出期間Ｔの長さを互いに等しくしたが、これに限定されるものではなく、例えば、光検出期間Ｔを変更してもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
【0120】
図３４は、本変形例に係る光検出システムの一動作例を表すものであり、（Ａ）は発光部１２の射出光の波形を示し、（Ｂ）は受光部Ｐにおける入射光の波形を示し、（Ｃ）はヒストグラム生成部２２のカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００の分布を示し、（Ｄ）はヒストグラムＨ２を示す。
【0121】
発光部１２は、複数の光検出期間Ｔのそれぞれの開始タイミングを基準として、３つの光パルスＬ０を射出する（図３４（Ａ））。受光部Ｐは、複数の光検出期間Ｔのそれぞれの開始タイミングを基準として、光検出システム１と計測対象との間の距離に応じた時間だけ遅れたタイミングで、３つの反射光パルスＬ１を検出する（図３４（Ｂ））。よって、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、受光部Ｐが反射光パルスＬ１を検出するタイミングは同じである。その結果、３つの反射光パルスＬ１を検出する度に、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のうちの、この３つの反射光パルスＬ１に対応する複数のカウント値が徐々に大きくなる（図３４（Ｃ））。一方、干渉光Ｌ３は一定の周期で生じているので、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、受光部Ｐが干渉光Ｌ３を検出するタイミングは変化する。よって、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のうちの、この干渉光Ｌ３に対応する複数のカウント値は、さほど大きくならない。その結果、ヒストグラムＨ２は、図３４（Ｄ）に示したように、反射光パルスＬ１に基づく部分に高いピークを有する。
【0122】
この図３４では、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００のうちの、この干渉光Ｌ３に対応する複数のカウント値は、さほど大きくならないように描いたが、場合によっては、大きくなることもあり得る。このような場合でも、最大値検出部３３により検出された最大値がフィルタ処理の対象から除外されるので、上記実施の形態の場合と同様に測距精度の低下を防ぐことができる。
【0123】
［変形例６］
上記実施の形態では、検出信号Ｓdetに基づいて、受光部Ｐにおける反射光パルスＬ１の検出タイミングについてのヒストグラムＨ１を生成するようにしたが、その際、例えば、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、カウント値の最大値を検出し、検出された最大値を累積加算しないようにしてもよい。以下に、本変形例に係るヒストグラム生成部２２Ｇについて詳細に説明する。
上記実施の形態では、検出信号Ｓdetに基づいて、受光部Ｐにおける反射光パルスＬ１の検出タイミングについてのヒストグラムＨ１を生成するようにしたが、その際、例えば、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、カウント値の最大値を検出し、検出された最大値を累積加算しないようにしてもよい。以下に、本変形例に係るヒストグラム生成部２２Ｇについて詳細に説明する。
【0124】
図３５は、本変形例に係るヒストグラム生成部２２Ｇの一構成例を表すものである。ヒストグラム生成部２２Ｇは、最大値検出部５３Ｇを有している。最大値検出部５３Ｇは、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００により得られたカウント値の最大値を検出するように構成される。そして、最大値検出部５３Ｇは、その最大値であるカウント値を生成したアキュムレータに対して、その最大値を累積加算しないように指示するようになっている。
【0125】
図３６は、本変形例に係る光検出システムの一動作例を表すものであり、（Ａ）は発光部１２の射出光の波形を示し、（Ｂ）は受光部Ｐにおける入射光の波形を示し、（Ｃ）はヒストグラム生成部２２Ｇのカウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００の分布を示し、（Ｄ）はヒストグラムＨ２を示す。
【0126】
受光部Ｐは、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、発光部１２が射出した３つの光パルスＬ０に応じた３つの反射光パルスＬ１と、干渉光Ｌ３とを検出する（図３６（Ａ），（Ｂ））。ヒストグラム生成部２２Ｇにおける１００個のアキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００は、受光部Ｐが生成した検出信号Ｓdetに基づいて、カウント値ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００を生成する（図３６（Ｃ））。ヒストグラム生成部２２Ｇの最大値検出部５３Ｇは、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００により得られたカウント値の最大値を検出する。この例では、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、干渉光Ｌ３に応じたカウント値が最大値になり得る。最大値検出部５３Ｇは、その最大値であるカウント値を生成したアキュムレータに対して、その最大値を累積加算しないように指示する。これにより、図３６（Ｃ）において、破線の丸で示したように、干渉光Ｌ３に応じたカウント値は生じない。その結果、ヒストグラムＨ２は、図３６（Ｄ）に示したように、反射光パルスＬ１に基づく部分に高いピークを有する。
【0127】
この例では、ヒストグラム生成部２２Ｇは、複数の光検出期間Ｔのそれぞれにおいて、アキュムレータＡＣ１～ＡＣ１００により得られたカウント値の最大値を検出したが、これに限定されるものではない。例えば、変形例３に係る検出部３３Ｅと同様に、最大値、および２番目に大きい値を検出してもよい。また、例えば、変形例４に係る最大値検出部３３Ｆと同様に、検出した最大値が所定の判定条件を満たす場合に、その最大値を累積加算しないようにしてもよい。
【0128】
［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
【0129】
＜２．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【0130】
図３７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。
【0131】
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３７に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【0132】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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。
【0139】
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。
【0140】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図３７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【0141】
図３８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【0142】
図３８では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【0143】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び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。
【0144】
なお、図３８には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【0145】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【0146】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0147】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【0148】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【0149】
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、撮像部１２０３１に適用され得る。これにより、車両制御システム１２０００では、干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる。その結果、車両制御システム１２０００では、車両の衝突回避あるいは衝突緩和機能、車間距離に基づく追従走行機能、車速維持走行機能、車両の衝突警告機能、車両のレーン逸脱警告機能等を、高い精度で実現できる。
【0150】
以上、実施の形態および変形例、ならびにそれらの具体的な応用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【0151】
例えば、上記の実施の形態等では、図２に示したように、複数のパルスパターンにおいて、パルス間隔Ｐ２が異なるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、複数のパルスパターンにおいて、パルス幅Ｐ１が異なるようにしてもよいし、例えば、光パルスＬ０の数が異なるようにしてもよい。
【0152】
例えば、上記の実施の形態等では、複数の光検出期間Ｔにおいて、同じパルスパターンを有する複数の光パルスＬ０を射出することにより測距を行うようにした。例えば、この複数の光検出期間Ｔを単位として、パルスパターンを変更してもよい。この場合には、フィルタ処理部２３は、変更されたパルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行う。
【0153】
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。
【0154】
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。以下の構成の本技術によれば、干渉光が存在した場合でも、測距精度の低下を防止することができる。
【0155】
（１）
所定のパルスパターンを有する複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出装置。
（２）
前記フィルタ処理は、前記処理対象ヒストグラムにおける第２の複数の頻度値と、前記フィルタ係数パターンに含まれる複数のフィルタ係数とそれぞれ乗算し、その乗算結果を加算することを含み、
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値のうちの、前記フィルタ係数パターンに応じた一部の複数の頻度値である
前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
前記フィルタ処理は、前記処理対象ヒストグラムにおける第２の複数の頻度値と、前記フィルタ係数パターンに含まれる複数のフィルタ係数とそれぞれ乗算し、その乗算結果を加算することを含み、
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値である
前記（１）に記載の光検出装置。
（４）
前記最大値の検出対象である前記第１の複数の頻度値を設定する設定回路をさらに備えた
前記（１）から（３）のいずれかに記載の光検出装置。
（５）
前記フィルタ回路は、第１のフィルタ回路および第２のフィルタ回路を有し、
前記第１のフィルタ回路は、前記第１のヒストグラムに基づいて第１のフィルタ処理を行うことにより前記中間ヒストグラムを生成可能であり、
前記第２のフィルタ回路は、前記中間ヒストグラムに基づいて第２のフィルタ処理を行うことにより前記第２のヒストグラムを生成可能であり、
前記処理対象ヒストグラムは前記中間ヒストグラムであり、
前記第２のフィルタ回路は、前記第１の頻度値を前記第２のフィルタ処理の対象から除外することが可能である
前記（１）から（４）のいずれかに記載の光検出装置。
（６）
前記フィルタ回路は、前記第１の複数の頻度値が所定の判定条件を満たした場合に、前記第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
前記（１）から（５）のいずれかに記載の光検出装置。
（７）
前記所定の判定条件は、前記第１の頻度値と、前記第１の複数の頻度値における前記第１の頻度値以外の１以上の頻度値との関係を示す条件である
前記（６）に記載の光検出装置。
（８）
前記フィルタ回路は、さらに、前記処理対象ヒストグラムにおける前記第１の複数の頻度値のうちの２番目に大きな値である第２の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
前記（１）から（７）のいずれかに記載の光検出装置。
（９）
前記受光素子は、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記複数の検出期間のそれぞれの時間長は互いに等しい
前記（１）から（８）のいずれかに記載の光検出装置。
（１０）
前記受光素子は、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記複数の光検出期間は、第１の時間長の第１の光検出期間と、第２の時間長の第２の光検出期間とを含む
前記（１）から（８）のいずれかに記載の光検出装置。
（１１）
複数の前記受光素子と、
加算回路と
を備え、
前記複数の受光素子のそれぞれは、検出結果に応じたパルス信号を生成可能であり、
前記加算回路は、前記複数の受光素子のそれぞれにより生成された前記パルス信号に基づいて、パルスの数に応じた検出信号を生成可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記検出信号に基づいて前記第１のヒストグラムを生成可能である
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の光検出装置。
（１２）
前記複数の受光素子のそれぞれは、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記複数の光検出期間のそれぞれにおける第３の複数の頻度値のそれぞれを累積加算することにより前記第１のヒストグラムを生成可能であり、前記複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記第３の複数の頻度値のうちの最大値である第３の頻度値を累積加算しないことが可能である
前記（１１）に記載の光検出装置。
（１３）
所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出可能な発光部と、
前記第１の複数の光パルスに応じた、第２の複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出システム。
（１４）
所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出することと、
前記第１の複数の光パルスに応じた第２の複数の光パルスを検出することと、
前記第２の複数の光パルスの検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することと、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出することと
を含む光検出方法。
所定のパルスパターンを有する複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出装置。
（２）
前記フィルタ処理は、前記処理対象ヒストグラムにおける第２の複数の頻度値と、前記フィルタ係数パターンに含まれる複数のフィルタ係数とそれぞれ乗算し、その乗算結果を加算することを含み、
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値のうちの、前記フィルタ係数パターンに応じた一部の複数の頻度値である
前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
前記フィルタ処理は、前記処理対象ヒストグラムにおける第２の複数の頻度値と、前記フィルタ係数パターンに含まれる複数のフィルタ係数とそれぞれ乗算し、その乗算結果を加算することを含み、
前記第１の複数の頻度値は、前記第２の複数の頻度値である
前記（１）に記載の光検出装置。
（４）
前記最大値の検出対象である前記第１の複数の頻度値を設定する設定回路をさらに備えた
前記（１）から（３）のいずれかに記載の光検出装置。
（５）
前記フィルタ回路は、第１のフィルタ回路および第２のフィルタ回路を有し、
前記第１のフィルタ回路は、前記第１のヒストグラムに基づいて第１のフィルタ処理を行うことにより前記中間ヒストグラムを生成可能であり、
前記第２のフィルタ回路は、前記中間ヒストグラムに基づいて第２のフィルタ処理を行うことにより前記第２のヒストグラムを生成可能であり、
前記処理対象ヒストグラムは前記中間ヒストグラムであり、
前記第２のフィルタ回路は、前記第１の頻度値を前記第２のフィルタ処理の対象から除外することが可能である
前記（１）から（４）のいずれかに記載の光検出装置。
（６）
前記フィルタ回路は、前記第１の複数の頻度値が所定の判定条件を満たした場合に、前記第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
前記（１）から（５）のいずれかに記載の光検出装置。
（７）
前記所定の判定条件は、前記第１の頻度値と、前記第１の複数の頻度値における前記第１の頻度値以外の１以上の頻度値との関係を示す条件である
前記（６）に記載の光検出装置。
（８）
前記フィルタ回路は、さらに、前記処理対象ヒストグラムにおける前記第１の複数の頻度値のうちの２番目に大きな値である第２の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
前記（１）から（７）のいずれかに記載の光検出装置。
（９）
前記受光素子は、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記複数の検出期間のそれぞれの時間長は互いに等しい
前記（１）から（８）のいずれかに記載の光検出装置。
（１０）
前記受光素子は、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記複数の光検出期間は、第１の時間長の第１の光検出期間と、第２の時間長の第２の光検出期間とを含む
前記（１）から（８）のいずれかに記載の光検出装置。
（１１）
複数の前記受光素子と、
加算回路と
を備え、
前記複数の受光素子のそれぞれは、検出結果に応じたパルス信号を生成可能であり、
前記加算回路は、前記複数の受光素子のそれぞれにより生成された前記パルス信号に基づいて、パルスの数に応じた検出信号を生成可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記検出信号に基づいて前記第１のヒストグラムを生成可能である
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の光検出装置。
（１２）
前記複数の受光素子のそれぞれは、繰り返し設定される複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記複数の光パルスを検出可能であり、
前記ヒストグラム生成回路は、前記複数の光検出期間のそれぞれにおける第３の複数の頻度値のそれぞれを累積加算することにより前記第１のヒストグラムを生成可能であり、前記複数の光検出期間のそれぞれにおいて、前記第３の複数の頻度値のうちの最大値である第３の頻度値を累積加算しないことが可能である
前記（１１）に記載の光検出装置。
（１３）
所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出可能な発光部と、
前記第１の複数の光パルスに応じた、第２の複数の光パルスを検出可能な受光素子と、
前記受光素子の検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成回路と、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成可能なフィルタ回路と、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出可能な代表値算出回路と
を備え、
前記フィルタ回路は、前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することが可能である
光検出システム。
（１４）
所定のパルスパターンを有する第１の複数の光パルスを射出することと、
前記第１の複数の光パルスに応じた第２の複数の光パルスを検出することと、
前記第２の複数の光パルスの検出タイミングに基づいて第１のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムに基づいて、前記パルスパターンに応じたフィルタ係数パターンを用いてフィルタ処理を行うことにより第２のヒストグラムを生成することと、
前記第１のヒストグラムまたは前記第１のヒストグラムに応じた中間ヒストグラムである処理対象ヒストグラムにおける第１の複数の頻度値のうちの最大値である第１の頻度値を前記フィルタ処理の対象から除外することと、
前記第２のヒストグラムに基づいて前記検出タイミングの代表値を算出することと
を含む光検出方法。
【符号の説明】
【0156】
１…光検出システム、１１…発光制御部、１２…発光部、２０…光検出部、２１…画素アレイ、２２，２２Ｇ…ヒストグラム生成部、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ…フィルタ処理部、２４…距離演算部、２５，２５Ｂ，２５Ｃ…測距制御部、３１，４１…シフトレジスタ、３２，４２…乗算部、３３，３３Ａ，４３，３３Ｆ…最大値検出部、３３Ｅ…検出部、３４，４４…除去部、３５，３６Ａ，４５…加算部、３９Ｆ…判定部、５３Ｇ…最大値検出部、ＡＣ１～ＡＣ１００…アキュムレータ、ＡＤＤ…加算回路、ＣＬＫ，ＣＬＫ２…クロック信号、ＣＮＴ１～ＣＮＴ１００…カウント値、ＤＥＴ…受光回路、Ｈ１，Ｈ２…ヒストグラム、Ｈ１１…中間ヒストグラム、ＩＶ１…インバータ、Ｌ０…光パルス、Ｌ１，Ｌ２…反射光パルス、Ｌ３…干渉光、ＯＵＴ１…出力部、Ｐ…受光部、ＰＤ…フォトダイオード、ＰＬＳ…パルス信号、Ｒmax…処理対象、Ｒ１…抵抗素子、Ｓdet…検出信号、Ｔ…光検出期間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図16E】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図30C】
【図30D】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
