特開 2024-131783 光検出素子、測距方法、及び測距システム

(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】P2024131783

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】光検出素子、測距方法、及び測距システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/484 20060101AFI20240920BHJP

   G01S 17/10 20200101ALI20240920BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01S7/484

G01S17/10

G01C3/06 120Q

G01C3/06 140

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023042243

(22)【出願日】2023-03-16

(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】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(72)【発明者】

【氏名】関口 拓也

【テーマコード（参考）】

2F112

5J084

【Ｆターム（参考）】

2F112AD01

2F112BA04

2F112CA05

2F112CA12

2F112DA25

2F112DA28

2F112DA32

2F112EA05

2F112EA11

2F112FA45

2F112GA01

5J084AA05

5J084AC02

5J084AD01

5J084AD05

5J084BA02

5J084BA04

5J084BA07

5J084BA36

5J084BA40

5J084CA03

5J084CA31

5J084CA32

5J084CA65

5J084DA07

5J084DA08

5J084EA40

(57)【要約】

【課題】本開示では、より短時間、且つよりすくない消費電力での測定が可能な光検出素子、測定方法、及び測距システムを提供する。
【解決手段】本開示によれば、照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、Ｎフレームにおける複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御回路と、を備える、光検出素子が提供される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、
Ｎフレームにおける前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御回路と、
を備える、光検出素子。

【請求項2】

前記発光方法は、前記発光の発数を制限することである、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項3】

前記制御回路は、前記発光部の領域毎に前記発数を制限する、請求項２に記載の光検出素子。

【請求項4】

前記発光方法は、前記発光を所定期間において停止することである、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項5】

前記制御回路は、前記発光部の領域毎に前記発光を停止する、請求項４に記載の光検出素子。

【請求項6】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、前記制御回路は、復帰信号を主制御部に出力する、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項7】

前記受光回数は、前記照射光の照射タイミングから所定の時間範囲に設定される、請求項６に記載の光検出素子。

【請求項8】

前記所定の時間範囲は、測距レンジに応じて設定される、請求項７に記載の光検出素子。

【請求項9】

前記照射光は、レーザー光であり、前記反射した光は、フォトンである、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項10】

前記発光部は複数の発光素子を有し、
前記受光部の受光面は、複数の素子群領域に分けられており、
前記複数の発光素子は、その位置に基づき、前記複数の素子群領域に対応づけられ、
前記複数の素子群領域に対応づけられた前記発光素子毎に、前記発光の発数を制限する、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項11】

前記制御回路は、前記複数の素子群領域ごとの反応状態に基づいて、前記複数の素子群領域に対応づけられた前記発光素子毎の発数を制限する、請求項１０に記載の光検出素子。

【請求項12】

前記発光部は複数の発光素子を有し、
前記受光部の受光面は、複数の素子群領域に分けられており、
前記複数の発光素子は、その位置に基づき、前記複数の素子群領域に対応づけられ、
前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎に、前記発光を停止する、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項13】

前記制御回路は、前記複数の素子群領域ごとの反応状態に基づいて、前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎の発光を停止する、請求項１２に記載の光検出素子。

【請求項14】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、前記制御回路は、復帰信号を主制御部に出力する、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項15】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子それぞれの受光回数を前記照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、
前記加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、
前記制御回路は、前記発光の発数を制限する、請求項２に記載の光検出素子。

【請求項16】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子それぞれの受光回数を前記照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、
前記加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、
前記制御回路は、前記発光を所定期間において停止する、請求項４に記載の光検出素子。

【請求項17】

前記フレームは、所定の制御期間に対応する、請求項１に記載の光検出素子。

【請求項18】

照射光が物体で反射した光を複数の受光素子が受光する工程と、
Ｎフレームにおける前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御工程と、
を備える、測距方法。

【請求項19】

照射光を発光する発光部を有する発光部と、
前記発光部を制御する照射制御部と、
光検出部と、
を備える測距システムであって、
前記光検出部は、
照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、
Ｎフレームにおける前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御回路と、
を有する、測距システム。

【請求項20】

前記光検出部を制御可能である主制御部を更に備え、
前記主制御部は、前記受光部が、前記発光方法を制御する場合に、省電力状態となる、請求項１９に記載の測距システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光検出素子、測距方法、及び測距システムに関する。

【背景技術】

【0002】

物体（対象物）までの距離をＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）に基づいて計測する測距システムが一般に知られている。ＴＯＦには、一般に、直接ＴＯＦ（ｄＴＯＦ）と間接ＴＯＦ（ｉＴＯＦ）とがある。直接ＴｏＦは、レーザーアレイから複数のパルス光を発射し、パルス光それぞれが照射された物体からの反射光をＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれる受光素子でフォトンを検出する。

【0003】

これにより発生したキャリアを、アバランシェ増倍を用いて電気信号パルスに変換して、これをＴＤＣ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に入力することで反射光の到来時刻を計測し、物体までの距離を算出する技術である。一方、間接ＴｏＦは、受光素子からパルス光を発射し、物体からの反射光により発生した電荷の検出及びその蓄積量が光の到来タイミングに依存して変化する半導体素子構造を利用して、光の飛行時間を計測する。このＳＰＡＤを用いた測距システムを監視システムに組み込むことが試みられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１２０６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、測距レンジにおける対象物の領域（ＲＯＩ）の抽出に、２次元の観察画像が必要となる。このため、ホストコンピュータが常に動作状態となり、消費電力が大きくなったり、２次元の観察画像とＳＰＡＤを用いた距離画像との融合処理に時間がかかったりしてしまう恐れがある。

【0006】

そこで、本開示では、より短時間、且つよりすくない消費電力での測定が可能な光検出素子、測距方法、及び測距システムが提供される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本開示によれば、
照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、
Ｎフレームにおける前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御回路と、
を備える、光検出素子が提供される。

【0008】

前記発光方法は、前記発光の発数を制限してもよい。

【0009】

前記制御回路は、前記発光部の領域毎に前記発数を制限してもよい。

【0010】

前記発光方法は、前記発光を所定期間において停止してもよい。

【0011】

前記制御回路は、前記発光部の領域毎に前記発光を停止してもよい。

【0012】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、前記制御回路は、復帰信号を主制御部に出力してもよい。

【0013】

受光回数は、前記照射光の照射タイミングから所定の時間範囲に設定されてもよい。

【0014】

前記所定の時間範囲は、測距レンジに応じて設定されてもよい。

【0015】

前記照射光は、レーザー光であり、前記反射した光は、フォトンであってもよい。

【0016】

前記発光部は複数の発光素子を有し、
前記受光部の受光面は、複数の素子群領域に分けられており、
前記複数の発光素子は、その位置に基づき、前記複数の素子群領域に対応づけられ、
前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎に、前記発光の発数を制限してもよい。

【0017】

前記制御回路は、前記複数の素子群領域ごとの反応状態に基づいて、前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎の発数を制限してもよい。

【0018】

前記発光部は複数の発光素子を有し、
前記受光部の受光面は、複数の素子群領域に分けられており、
前記複数の発光素子は、その位置に基づき、前記複数の素子群領域に対応づけられ、
前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎に、前記発光を停止してもよい。

【0019】

前記制御回路は、前記複数の素子群領域ごとの反応状態に基づいて、前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎の発光を停止してもよい。

【0020】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、前記制御回路は、復帰信号を主制御部に出力してもよい。

【0021】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子それぞれの受光回数を前記照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、
前記加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、
前記制御回路は、前記発光の発数を制限してもよい。

【0022】

前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子それぞれの受光回数を前記照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、
前記加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、
前記制御回路は、前記発光を所定期間において停止してもよい。

【0023】

前記フレームは、所定の制御期間に対応してもよい。

【0024】

上記の課題を解決するために、本開示によれば、照射光が物体で反射した光を複数の受光素子が受光する工程と、
Ｎフレームにおいて前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御工程と、
を備える、測距方法が提供される。

【0025】

上記の課題を解決するために、本開示によれば、照射光を発光する発光部を有する発光部と、
前記発光部を制御する照射制御部と、
光検出部と、
を備える測距システムであって、
前記光検出部は、
照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、
Ｎフレームにおける前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御回路と、
を有する、測距システムが提供される。

【0026】

前記光検出部を制御可能である主制御部を更に備え、
前記主制御部は、前記受光部が、前記発光方法を制御する場合に、省電力状態となってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本技術の一実施形態における測距システムの構成の一例を示すブロック図。

【図2】発光部の構成例を示す図。

【図3】発光制御装置と、光検出部との詳細を説明するブロック図。

【図4】素子アレイ部の平面模式図。

【図5】バンク例を示す図。

【図6】レーザートリガ信号とヒストグラムとの関係を示す図。

【図7】バンク０に対応する領域に被写がある例を模式的に示す図。

【図8】第１モードを模式的に説明する図。

【図9】第１モードの更に詳細な制御シーケンス例を示す図。

【図10】第２モードを模式的に説明する図。

【図11】第２モードの更に詳細な制御シーケンス例を示す図。

【図12】レジスタに記憶されるレジスタ構成の例を示す図。

【図13】停止情報生成回路が生成する情報信号のデータ構成例を示す図。

【図14】素子群ごとに各フレームで生成したヒストグラム例を示す図。

【図15】素子群ごとに各フレームで生成したヒストグラム例のピーク有りを示す図。

【図16】判定情報をレジスタに記録した例を示す図。

【図17】レジスタに記録した復帰させない判定情報例を示す図。

【図18】ＡＰ復帰処理を含むシーケンス例を示す図。

【図19】本実施形態に係る処理例を示すフローチャート。

【図20】近距離の場合のピーク検出範囲を示す図。

【図21】遠距離の場合のピーク検出範囲を示す図。

【図22】遠距離の場合の強度変更例を示す図。

【図23】処理回路の判定処理を示す図。

【図24】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。

【図25】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。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、光検出素子、測距方法、及び測距システムの実施形態について説明する。以下では、光検出素子、測距方法、及び測距システムの主要な構成部分を中心に説明するが、光検出装置及び測距システムには、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。

【0029】

（第１実施形態）
図１は、本技術の一実施形態における測距システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る測距システム１は、パルス光を発射し、パルス光が照射された物体Ｏｂｊからの反射光に基づいて、物体Ｏｂｊ（対象物ないしは被写体）が監視領域に存在するか否かを判定可能なシステムである。すなわち、この測距システム１は、例えば、発光部１００と、発光制御部（ＬＤＤ）２００と、光検出部３００と、撮像部４００と、主制御部（ＡＰ）５００と、を備える。

【0030】

図２は、発光部１００の構成例を示す図である。図２に示すように、発光部１００は、例えばレーザーアレイ部であり、発光面に沿って２次元状に配置された複数の発光素子１１０を有する。発光部１００は、レーザー光を照射光として物体Ｏｂｊに照射可能である。この照射光は、複数の発光素子１１０の発光により生成され、所定の方向に照射される。

【0031】

各発光素子１１０は、発光制御部２００による駆動制御に従い、所定のパルス繰返し周期（ＰＲＩ周期ともいう）で所定波長のレーザー光（照射光ともいう）を出力する。各発光素子１１０には、例えば、垂直共振器面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ：ＶＣＳＥＬ）を用いることができる。ただし、これに限定されず、所定波長の光を出射することが可能な種々の光源を用いることが可能である。

【0032】

また、複数の発光素子１１０の中の複数の発光素子１１０ｍは、後述する素子群ＭＰ０～ＭＰ１３（図４参照）の各位置に対応付けられている。これらの複数の発光素子１１０ｍは、ＭＰ０～ＭＰ１３（図４参照）の各位置に対応して、選択的に発光可能である。

【0033】

再び図１に示すように、発光制御部（ＬＤＤ）２００は、例えば、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ｄｒｉｖｅｒｓ）であり、光検出部３００、或いは、主制御部５００の制御に従い、発光部１００の発光素子の領域、及び発光タイミングを制御する。すなわち、この発光制御部２００は、発光部１００の各発光素子１１０を駆動制御する。この発光制御部２００は、個々の発光素子１１０を独立して駆動可能に構成されていてもよいし、或いは、エリアごとに発光素子１１０の独立駆動を可能に構成されていてもよい。或いは、行ごと、列ごとに個々の発光素子１１０の独立駆動を可能とする。なお、発光制御部２００の詳細も後述する。また、発光部１００と発光制御部２００との組合せを光源と称する場合がある。

【0034】

光検出部３００は、例えば直接ＴＯＦ型測距部である。この光検出部３００は、反射光をＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれる受光素子で受光することにより得られる電気信号パルスに基づいて、距離画像を生成することなく、物体Ｏｂｊ（対象物ないしは被写体）の領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を検出可能である。また、光検出部３００は、受光素子の反応状態に基づいて、発光方法を制御する情報を発光制御部２００に出力する。さらにまた、光検出部３００は、物体Ｏｂｊまでの距離を測定し、距離画像を生成可能である。

【0035】

本実施形態は、直接ＴＯＦ型測距部を例にして説明されるが、これに限定されない。例えば間接ＴＯＦ型測距部に対しても同様に適用することが可能である。発光制御部２００、及び光検出部３００は、例えば、ＣＭＯＳ ＬＳＩのようなシステム・オン・チップ（ＳｏＣ）として一体的に構成することが可能であるが、これに限定されない。例えば、発光制御部２００、及び光検出部３００は、いくつかのコンポーネントが別体のＬＳＩとして構成されてもよい。なお、本実施系形態に係る光検出部３００が光検出素子に対応する。また、光検出部３００の詳細も後述する。

【0036】

撮像部４００は、例えばカメラであり、可視光又は赤外光での２次元の観察画像の撮像が可能である。撮像部４００は、２次元の観察画像を主制御部５００に出力する。

【0037】

主制御部５００は、例えばアプリケーションプロセッサ（ＡＰ）であり、測距システム１全体の制御を実行する。例えば、主制御部５００は、発光制御部２００、光検出部３００、及び撮像部４００の制御を実行する。これらの撮像部４００、及び主制御部５００は、発光部１００、発光制御部２００、及び光検出部３００が監視モードである場合に、電力消費を制限した省電力モードに移行可能である。また、これらの撮像部４００、及び主制御部５００は、光検出部３００が、物体Ｏｂｊを検出した場合に、省電力モードから通常モードに移行可能である。さらにまた、主制御部５００は、撮像部４００が撮像した２次元画像と、光検出部３００が生成した物体Ｏｂｊの領域（ＲＯＩ）の融合処理、或いは、２次元画像と距離画像との融合処理などが可能である。なお、主制御部５００は、ホストコンピュータと称する場合がある。

【0038】

ここで、図３を用いて、発光制御部２００と、光検出部３００との詳細を説明する。図３は、発光制御部２００と、光検出部３００との詳細を説明するブロック図である。図３に示すように、発光制御部２００は、光検出部３００から供給される情報信号ＳＰＩに基づき、発光部１００の各発光素子１１０ｍの発光方法を制御する。すなわち、この発光制御部２００は、制御回路２１０と、駆動回路２２０と、外部インターフェース（ＩＦ）２３０とを有する。更に、制御回路２１０は、レジスタ２１０ａと、レーザー発数閾値制御回路２１０ｂと、を有する。

【0039】

光検出部３００は、受光部３１０と、ＴＤＣ３２０と、処理回路３３０と、制御回路３４０と、レーザートリガ生成回路３５０と、停止情報生成回路３６０と、外部インターフェース（ＩＦ）３７０とを有する。更に、受光部３１０は、素子アレイ部３１０ａと、検出回路３１０ｂとを有する。また、処理回路３３０は、ヒストグラム生成回路３３０ａ、判定回路３３０ｂ、及び距離演算回路３３０ｃを有し、制御回路３４０は、レジスタ３４０ａを有する。また、制御ユニットＵ１００は、各発光素子１１０ｍの発光方法を制御する場合に、主として制御に用いられるユニットである。

【0040】

上述のように、本実施形態に係る測距システム１は、監視モードと、通常モードとを有する。上述のように、監視モードでは、撮像部４００、及び主制御部５００は、省電力モードに移行することが可能である。

【0041】

上述のように、監視モードでは、発光部１００、発光制御部２００、及び光検出部３００が、主制御部５００から独立して、監視状態となる。つまり、本実施形態に係る測距システム１は、撮像部４００が撮像した２次元画像を用いることなく、光検出部３００の情報に基づき、監視領域内に物体Ｏｂｊが存在するか、否かを判定可能である。この場合、２次元の距離画像の生成も不要となる。このため、高速且つ、省電力での観察が可能となる。更に、本実施形態に係る監視モードでは、光検出部３００の制御に従い、２つのモードを有する。

【0042】

第１モードは、フレーム間引きモードである。第１モードは、物体Ｏｂｊからの反射光のない領域に対応する発光部１００の発光素子１１０ｍ、及び光検出部３００の受光素子を停止させ、定期的に発光素子１１０ｍ、及び／受光素子を復帰させて物体Ｏｂｊからの反射光があるか否かをチェックするモードである。すなわち、第１モードでは、一定期間において、物体Ｏｂｊからの反射光のない領域に対応する発光部１００の発光素子１１０ｍの発光を停止する。このように、一定期間において、物体Ｏｂｊからの反射光のない領域に対応する発光部１００の発光素子１１０ｍの発光を停止するように、発光方法が制御される。

【0043】

第２モードは、発数制限モードである。第２モードは、物体Ｏｂｊからの反射光のない領域に対応する発光部１００の発光素子１１０ｍの発数を削減するモードである。第２モードでは、光検出部３００の受光素子は、駆動状態を維持する。このため、第１モードよりも、光検出部３００における判定の応答速度がより早くなる。すなわち、第２モードでは、一定期間において、物体Ｏｂｊからの反射光のない領域に対応する発光部１００の発光素子１１０ｍの発数が制限される。このように、一定期間において、物体Ｏｂｊからの反射光のない領域に対応する発光部１００の発光素子１１０ｍの発数を制限するように、発光方法が制御される。

【0044】

図３に示すように、制御回路２１０は、例えば、光検出部３００又は主制御部５００からの制御に従い、駆動回路１２０を制御する。光検出部３００は、監視モードでは、光検出部３００における受光素子の反応状態に基づいて、制御回路２１０を介して発光部１００を制御する。

【0045】

レジスタ２１０ａは、ユーザの設定に基づき、各制御モードでの、制御パラメータを記憶する。例えば、レジスタ２１０ａは、第２モードでのレーザー発数の閾値を記憶する。レーザー発数閾値制御回路２１０ｂは、レジスタ２１０ａの情報に従い、駆動回路２２０を介して発光部１００の単位時間あたりの発数を制御する。

【0046】

駆動回路２２０は、制御回路２１０の制御に従い、発光部１００の発光素子１１０の発光を制御する。この駆動回路１２０は、例えば、発光素子１１０それぞれに対して一対一に設けられた複数の駆動回路を含み得る。その場合、発光部１００には、例えば、個々の発光素子１１０と個々の駆動回路とが対応するように構成される。

【0047】

図４は、受光部３１０の素子アレイ部３１０ａの平面模式図である。素子アレイ部３１０ａは、受光面に沿って２次元アレイ状に配置された複数の受光素子３１１を有する。更に、素子アレイ部３１０ａは、検出回路３１０ｂを有する。この受光素子３１１は、ＳＰＡＤを含み構成される。

【0048】

検出回路３１０ｂは、例えば、各受光素子３１１に対して一対一に対応する読出し回路を備えており、各受光素子３１１によるフォトンの検出を読み出して出力する。すなわち、本実施形態に係る受光素子３１１は、受光素子３１１内のＳＰＡＤ素子とこれに接続された検出回路３１０ｂの読出し回路とで構成される。なお、受光素子３１１は、画素と称する場合がある。

【0049】

図４では、複数の受光素子３１１の中から素子群ＭＰ０～ＭＰ１３として選択された受光素子３１１のみを模式的に図示している。このように、受光部３１０の受光面は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の領域に分けられている。

【0050】

各素子群ＭＰ０～ＭＰ１３は、例えば複数の受光素子３１１を含み構成されたＣＭＯＳイメージセンサである。すなわち、素子アレイ部３１０ａは、２次元アレイ状に配置された複数のＳＰＡＤを含み構成されたＣＭＯＳイメージセンサである。また、各受光素子３１１は、飛来した光（フォトン）を検出し、これにより発生したキャリアを、アバランシェ増倍を用いて電気信号パルスに変換する。なお、隣接する幾つかのＳＰＡＤの集合体（ＳＰＡＤ群）を素子と称し得る。例えば、本実施形態に係る素子群ＭＰ０～ＭＰ１３は、隣接する２×３素子の集合体により構成される。監視モードでは、複数の素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとにヒストグラムを生成可能である。

【0051】

また、通常の距離画像を生成する場合には、受光素子３１１ごとに距離値の生成が可能である。なお、複数の素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を、隣接する２×３素子の集合体により構成するがこれに限定されない。例えば、複数の素子群ＭＰ０～ＭＰ１３は、隣接する２×２、３×２、３×３、６×６、９×９といった任意の数の配列（アレイパターン）からなる受光素子３１１の集合体により構成されてもよい。また、複数の素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の数も、１４に限定されないものである。

【0052】

上述のように、検出回路３１０ｂは、例えば、各受光素子３１１に対して一対一に対応する読出し回路を備えており、各受光素子３１１によるフォトンの検出を読み出して出力する。各読出し回路は、例えば、各受光素子３１１がフォトンを検出してクエンチ状態に入ることを検知する機能と、各受光素子３１１を素早く元の状態にリチャージさせる機能とを備える。また、各受光素子３１１がフォトンを検出したタイミングを立ち上がりとするパルス（検出信号ＰＸＯＵＴ）を出力する。

【0053】

ＴＤＣ３２０は、例えば、発光部１００が発光してから反射光がＳＰＡＤ素子で検出されるまでのフォトンの飛行時間を計測し、計測された時間をデジタルの出力値ＴＤＣＯＵＴとして出力する。すなわち、受光素子３１１が出力する検出信号ＰＸＯＵＴの生成タイミングと、後述するレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号の生成タイミングとの時間差を出力値ＴＤＣＯＵＴとして出力する。

【0054】

このように、ＴＤＣ３２０は、素子ごとにＴＤＣ回路を備え、後述するレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号の生成タイミング又は照射光の照射タイミングから反射光の検出タイミングまでの経過時間を素子ごとに高分解能（例えば、１００ｐｓ（ピコ秒）周期程度）で計測し、それにより得られた時間をデジタルの出力値ＴＤＣＯＵＴとして出力する。なお、本実施形態における素子とは、複数の素子群ＭＰ０～ＭＰ１３それぞれを１つの素子として扱った場合の各素子であってもよいし、１つのＳＰＡＤ素子を１つの素子として扱った場合の各素子であってもよい。

【0055】

監視モードでは、処理回路３３０は、例えば、ＴＤＣ３２０から出力された各素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の出力値ＴＤＣＯＵＴに基づいて、各素子群ＭＰ０～ＭＰ１３に対応する領域ごとに物体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。また、処理回路３３０は、通常の距離画像を生成する場合には、ＴＤＣ３２０から出力された受光素子３１１ごとの被写体までの距離情報を計算する。

【0056】

より詳細には、監視モードでは、ヒストグラム生成回路３３０ａは、ＴＤＣ３２０から出力された各素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の出力値ＴＤＣＯＵＴに基づいて、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとのヒストグラムを生成する。例えば、ヒストグラム生成回路３３０ａは、ＴＤＣ３２０から素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとに出力された出力値ＴＤＣＯＵＴを、サンプリング周期に対応するビン（ＢＩＮ）に格納されているカウント値（累積値）に加算することで、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとのヒストグラムを生成する。

【0057】

また、通常の撮像モードでは、ヒストグラム生成回路３３０ａは、ＴＤＣ３２０から出力された各受光素子３１１の出力値ＴＤＣＯＵＴに基づいて、受光素子３１１ごとのヒストグラムを生成する。例えば、ヒストグラム生成回路３３０ａは、ＴＤＣ３２０から受光素子３１１ごとに出力された出力値ＴＤＣＯＵＴを、サンプリング周期に対応するビン（ＢＩＮ）に格納されているカウント値（累積値）に加算することで、受光素子３１１ごとのヒストグラムを生成する。すなわち、ヒストグラム生成回路３３０ａは、所定の受光素子１１０の受光回数を、照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算する。

【0058】

判定回路３３０ｂは、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成した素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとのヒストグラムに基づき、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの対応領域に、物体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。例えば、判定回路３３０ｂは、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成した素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとのヒストグラムの形状に基づき、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの対応領域に、物体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。

【0059】

より具体的には、判定回路３３０ｂは、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成した素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとのヒストグラムに所定のピーク、すなわち、フォトンの検出回数の所定のピークが存在する場合に、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの対応領域に、物体Ｏｂｊが存在すると判定する。このように、ストグラム生成回路３３０ａが所定の受光素子１１０の受光回数を、照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、判定回路３３０ｂは、加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、物体Ｏｂｊが存在すると判定する。

【0060】

また、監視モードでは、ヒストグラム生成回路３３０ａは、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の中の後述するバンク０～３毎に集合化された複数の素子群毎にヒストグラムを生成することも可能である。この場合。判定回路３３０ｂは、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成したバンク０～３ごとのヒストグラムの形状に基づき、バンク０～３ごとの対応領域に、物体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。

【0061】

距離演算回路３３０ｃは、ヒストグラム生成回路３３０ａにより生成されたヒストグラムに基づいて、各受光素子３１１の距離情報を計算する。例えば、距離演算回路は、各ヒストグラムの累積値のピーク（すなわち、フォトンの検出回数のピーク）を特定し、特定したピークのビン番号に基づいて、素子ごとの距離情報を生成する。なお、累積値のピークとして複数のビン番号を特定した場合には、例えば、特定したビンとその累積値とから求まる重心（平均）に基づいて、当該素子の距離情報が算出されてもよい。また、距離演算回路３３０ｃは、ヒストグラム生成回路３３０ａにより生成されたヒストグラムに基づいて、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの距離情報を計算することも可能である。同様に、また、距離演算回路３３０ｃは、ヒストグラム生成回路３３０ａにより生成されたヒストグラムに基づいて、バンク０～３ごとの距離情報を計算することも可能である。

【0062】

制御回路３４０は、監視モードでは、主制御部５００から独立した制御が可能である。すなわち、監視モードでは、制御回路３４０は、光検出部３００の各構成を制御する。制御回路３４０は、判定回路３３０ｂの判定情報に基づき、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの駆動制御、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３に対応する発光素子群１１０ｍごとの駆動制御、ＴＤＣ３２０、及び処理回路３３０の制御が可能である。

【0063】

また、制御回路３４０は、監視モードでは、省電モードの主制御部５００を通常モードに復帰させることが可能である。すなわち、制御回路３４０は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の反射光に対する反応状態が、所定の状態になった場合に、主制御部５０に復帰信号を送信する。

【0064】

また、制御回路３４０は、通常モードでは、距離演算回路３３０ｃで生成された各受光素子３１１の距離情報から１フレーム分の測距画像を生成し、生成した距画像を外部Ｉ／Ｆ３７０を介して主制御部５００へ出力することが可能である。レジスタ３４０ａは、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の組み合わせを示すバンク０～３の識別情報（図５、図１２参照）を含め、各制御パラメータが記憶される。

【0065】

レーザートリガ生成回路３５０は、例えば、制御回路３４０からの制御に従い、発光部１００に照射光を出力させるレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号を生成する。上述のように、停止情報生成回路３６０は、例えば、制御回路３４０からの制御に従い、後述するバンク０～バンク３に対応する発光素子１１０ｍの発光を停止、或いは、発数を制限させる情報信号ＳＰＩを、外部Ｉ／Ｆ３７０、２３０を介して、制御回路２１０に出力する。また、停止情報生成回路３６０は、例えば、制御回路３４０からの制御に従い、後述するバンク０～バンク３に対応する発光素子１１０ｍの発光を通常状態に戻す情報信号ＳＰＩを、外部Ｉ／Ｆ３７０、２３０を介して、制御回路２１０に出力する。なお、外部Ｉ／Ｆ３７０、２３０間は、例えばＩ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＳＰＩ（Ｓｔａｔｅｆｕｌ Ｐａｃｋｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）での通信が可能である。

【0066】

［バンクについて］
図５は、バンク例を示す図である。各発光素子１１０ｍ（図２参照）には、発光面上の位置に応じてバンク０～３がアサインされている。横軸は、時間を示す。また、上から順にバンク（Ｂａｎｋ）情報、発光部１００の発光素子１１０ｍの位置を模式的に示す図、受光部３１０の受光素子３１１の位置を模式的に示す図である。なお、本実施形態に係るバンク０～３の数は、４であるがこれに限定されない。例えば、バンクの数は８、１２、２４などでもよい。

【0067】

本実施形態に係るバンクとは、例えば、複数の発光素子１１０ｍ、及び複数の受光素子３１１のうちの駆動対象を特定するための識別情報である。例えば、バンク０は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３（図４、後述する図１４参照）のうちのＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５の識別情報を示す。また、バンク０は、このＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５に対応させて発光する発光素子１１０ｍ（図２参照）の識別情報を示す。

【0068】

同様に、例えば、バンク１は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３（図４参照）のうちのＭＰ１、ＭＰ３、及びＭＰ６の識別情報を示す。また、バンク１は、このＭＰ１、ＭＰ３、及びＭＰ６に対応させて発光する発光素子１１０ｍの識別情報を示す。同様に、例えば、バンク２は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３（図４参照）のうちのＭＰ８、ＭＰ９、及びＭＰ１２の識別情報を示す。また、バンク２は、このＭＰ８、ＭＰ９、及びＭＰ１２に対応させて発光する発光素子１１０ｍの情報を示す。同様に、例えば、バンク３は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３（図４参照）のうちのＭＰ１０、ＭＰ１１、及びＭＰ１３の識別情報を示す。また、バンク３は、このＭＰ１０、ＭＰ１１、及びＭＰ１３に対応させて発光する発光素子１１０ｍの識別情報を示す。これらのバンク０～３の識別情報は、レジスタ３４０ａに記憶される。

【0069】

図５に示すように、本実施形態では、バンク０～３に対応する発光素子１１０ｍ、及び受光素子３１１を時系列に制御する。すなわち、バンク０に対応する発光素子１１０ｍ、及び受光素子を駆動する場合には、バンク１～３に対応する発光素子１１０ｍ、及び受光素子は、駆動を停止している。これにより、電力消費が抑制可能となる。また、本実施形態では、時系列な、バンク０～３の制御シーケンスを、１フレームと称する。例えば１フレームは、バンク０～３の制御シーケンスが１回繰り返されることを意味する。

【0070】

［レーザートリガ信号とヒストグラムの関係］
図６は、レーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｇｅｒ）信号とヒストグラム（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）との関係を示す図である。図６（ａ）は、監視モードでのバンク０（Ｂａｎｋ０）でのレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｅｒ）信号を示す。横軸は時間ｔａを示し、縦軸は、レーザートリガ信号を示す。レーザートリガ信号が、ハイレベルであるときに、バンク０に対応付けられる発光素子１１０ｍが発光する。例えば、レーザートリガ生成回路３５０は、バンク０に対応付けられる発光素子１１０ｍに対して、時間ｔ１０の間に例えば数千回のレーザートリガ信号を出力する。すなわち、１つのハイレベル信号が出力され、次のハイレベル信号が出力されまでの期間が、発光部１００のＰＲＩ周期に対応する。なお、図６は、上述の情報信号ＳＰＩに停止情報も、発数の制限情報も含まれていない場合の例である。

【0071】

図６（ｂ）は、監視モードでのバンク０（Ｂａｎｋ０）でのヒストグラム例を示す。横軸が時間ｔａを示し、縦軸が、ＴＤＣ３２０が計測した、素子群ＭＰ０で検出されフォトンの飛行時間の出現頻度に対応する。また、時間軸ｔａと、時間軸ｔｂのスケールは異なる。例えば、ヒストグラムの時間幅は、ＰＲＩ周期に対応する。

【0072】

上述のように、ヒストグラム生成回路３３０ａは、ＴＤＣ３２０から出力された素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５それぞれの出力値ＴＤＣＯＵＴに基づいて、素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５それぞれのヒストグラムを生成する。例えば、ヒストグラム生成回路３３０ａは、ＴＤＣ３２０から素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５ごとに出力された出力値ＴＤＣＯＵＴを、サンプリング周期に対応するビン（ＢＩＮ）に格納されているカウント値（累積値）に加算することで、バンク０の各ヒストグラムを生成する。同様に、ヒストグラム生成回路３３０ａは、バンク１～３ごとのヒストグラムも各バンク１～３に対応する素子群ごとに出力された出力値ＴＤＣＯＵＴを、サンプリング周期に対応するビン（ＢＩＮ）に格納されているカウント値（累積値）に加算することにより、生成する。

【0073】

ヒストグラムのビンの時間幅は、例えばサンプリング周期に対応する。サンプリング周期とは、発光部１００が照射光を出射してから受光部３１０で反射光の入射が検出されるまでの時間（飛行時間）を計測する周期である。このサンプリング周期には、発光部１００のＰＲＩ周期よりも短い周期が設定される。例えば、サンプリング周期をより短くすることで、より高い時間分解能で、発光部１００から出射して被写体で反射したフォトンの飛行時間を推定又は算出することが可能となる。これは、サンプリング周波数をより高くすることで、より高い測距分解能で被写体までの距離を推定又は算出することが可能となることを意味している。すなわち、ヒストグラムの時間幅を、レーザートリガ信号の１つのハイレベル信号が出力され、次のハイレベル信号が出力されまでの期間とする場合に、ビンの時間幅は、１つのハイレベル信号が出力され、次のハイレベル信号が出力されまでの期間をビンの数で除算した数に対応する。

【0074】

図７は、バンク０に対応する領域に被写体Ｏｂｊ１０がある例を模式的に示す図である。例えば、バンク０に対応する領域に被写体Ｏｂｊ１０があると、図６（ｂ）に示すように、被写体Ｏｂｊ１０に対応する距離にヒストグラムのピークＰ１０が出現する。すなわち、このピークＰ１０は、被写体Ｏｂｊ１０までの距離に対応する。

【0075】

例えば、距離演算回路３３０ｃは、距離演算を行う場合に、ピークＰ１０に対応する時間をｔとすると、光速Ｃが一定（Ｃ≒３００、０００、０００ｍ（メートル）／ｓ（秒）であることから、被写体までの距離Ｌは、以下の式（１）ように推定又は算出する。
Ｌ＝Ｃ×ｔ／２ （１）

【0076】

［第１モード］
図８、及び図９を用いて、第１モードのシーケンス例を説明する。上述のように、第１モードは、フレーム間引きモードである。図８、及び図９の処理例では、バンク０～３ごとに生成されたヒストグラムに基づき、判定回路３３０ｂが、ヒストグラムのピークの有無を判定する判定処理を行う。なお、後述するように、判定回路３３０ｂは、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの判定処理を並行して行うことも可能である。例えば、バンク０の判定処理を行う場合に、バンク０に含まれる素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５ごとのヒストグラムのピークの有無を判定する判定処理を行うことが可能である。

【0077】

図８は、第１モードを模式的に説明する図である。図８（ａ）、（ｃ）は、第１モードでのバンク０（Ｂａｎｋ０）でのレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｅｒ）信号を示す。横軸は時間ｔａを示し、縦軸は、レーザートリガ信号を示す。図８（ａ）は、例えばフレームＮ＝ｎであり、図８（ｃ）は、例えばフレームＮ＝ｎ＋１である。図８（ｂ）、（ｄ）は、第１モードでのバンク０（Ｂａｎｋ０）でのヒストグラム例を示す。横軸が時間ｔａを示し、縦軸が、ＴＤＣ３２０が計測した、素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５で検出されフォトンの飛行時間の出現頻度に対応する。図８（ｂ）は、例えばフレームＮ＝ｎであり、図８（ｄ）は、例えばフレームＮ＝ｎ＋１である。

【0078】

図８（ｂ）に示すように、例えば判定回路３３０ｂ（図２参照）は、フレームＮ＝ｎにおいて、ピークＰ１０が存在しないので、バンク０に対応する領域に被写体が存在しないと判定する。この場合、制御回路３３０は、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝ｎ＋１において、バンク０に対応する発光素子群の駆動を停止させる情報信号ＳＰＩを制御回路２１０に出力する。このように、制御回路３３０は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の反応状態に基づいて、Ｎ＝ｎ以降のフレームにおける発光部１００の発光方法を制御する情報である情報信号ＳＰＩを制御回路２１０に出力する。この場合の発光方法は、発光を所定期間において停止することである。

【0079】

この情報信号ＳＰＩにより、図８（ｃ）に示すように、フレームＮ＝ｎ＋１では、発光部１００の発光が停止される。この場合、図８（ｄ）に示すように、フレームＮ＝ｎ＋１では、ヒストグラムの生成も停止される。すなわち、制御回路３３０は、バンク０に対応する複数の受光素子３１１の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、発光部１００の対応する発光素子１１０ｍの発光を所定期間において停止する。また、制御回路３３０は、バンク０～３に対応する発光部１００の領域毎に、所定期間において発光を停止する制御を実行する。

【0080】

図９は、第１モードの更に詳細な制御シーケンス例を示す図である。ここでは、フレームＮ＝ｎにおいて、ピークＰ１０が存在しないバンクに対応する発光素子の発光を、Ｎ＝ｎ＋１、ｎ＋２において、停止する例を説明する。横軸は時間であり、上からバンク０～３を繰り返すシーケンス（Ｂａｎｋシーケンス）の回数Ｎ、バンク（Ｂａｎｋ）の種類、発光部１００、及び光検出部３００の受光素子、及び発光素子の模式的位置、レーザートリガ生成回路３５０の出力するレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｅｒ）信号の出力タイミング、停止情報生成回路３６０の出力する情報信号ＳＰＩの出力タイミング、制御回路３３０のチェック状態、各バンクに対応する発光素子の発光タイミング（レーザー）、光検出部３００の反射光の受光状態（ＳＰＡＤ反射光状態）、ヒストグラム生成回路３３０ａの駆動状態（Ｅｎａｂｌｅ）、判定回路３３０ｂの判定状態（ピーク検出）を示す。

【0081】

まず、バンクシーケンスＮ＝０では、バンク０～３の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～３で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、バンク０～３で規定される受光素子群も時系列に駆動する。

【0082】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応するヒストグラムが全て有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク２、３に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光がないので、バンク２、３に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成されない。このため、判定回路３３０ｂは、バンク２、３に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがないと判定する。

【0083】

そして、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝ｎと、フレームＮ＝ｎ＋１の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク２、３には所定のピークがないので、バンク２、３に対応する発光素子群の発光を停止させる情報が含まれている。

【0084】

本実施形態では、情報信号ＳＰＩを出力するフレームをチェックフレームと称し、情報信号ＳＰＩを出力しないフレームをチェックスキップ（チェックＳｋｉｐ）と称する。つまり、図９で示す第１モードでは、フレーム３回に１回の割合で情報信号ＳＰＩを出力し、続くフレームＮ＝１、２では、Ｎ＝０で出力された情報信号ＳＰＩにしたがった制御が行われる。チェックスキップするフレーム数は、監視対象となる被写体Ｏｂｊの移動速度に応じて、設定可能である。

【0085】

次に、バンクシーケンスＮ＝１では、チェックスキップフレームであるので、制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝０での情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～１の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～１で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、バンク０～１で規定される受光素子群も時系列に駆動する。一方で、情報信号ＳＰＩに含まれる停止情報に基づき、バンク２～３で規定される発光素子群の発光は停止される。ことき、バンク２～３で規定される受光素子群も駆動停止する。これにより、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を停止可能となり、省電力化が可能となる。一方で、被写体Ｏｂｊが存在した領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を継続するので、被写体Ｏｂｊが存在した領域に、引き続き被写体Ｏｂｊが存在するか否かの判定が可能となる。

【0086】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、制御回路３３０の制御に従い、バンク０～１で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～１で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。一方で、制御回路３３０は、バンク２～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、無効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。

【0087】

判定回路３３０ｂは、バンク０～１に対応するヒストグラムは有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク０、１に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光がないので、バンク０、１に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成されない。このため、判定回路３３０ｂは、バンク０、１に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがないと判定する。

【0088】

一方で、判定回路３３０ｂは、バンク２～３に対応するヒストグラムは無効であるので、各ヒストグラムに対しての判定を行なわないものである。判定回路３３０ｂは、判定を行なわない場合に、デフルト出力として、所定のピークがないことを示す出力をしてもよい。

【0089】

次に、バンクシーケンスＮ＝２は、チェックスキップフレームであるので、制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝０での情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～１の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～１で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、バンク０～１で規定される受光素子群も時系列に駆動する。一方で、情報信号ＳＰＩに含まれる停止情報に基づき、バンク２～３で規定される発光素子群の発光は停止される。ことき、バンク２～３で規定される受光素子群も駆動停止する。これにより、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を停止可能となり、省電力化が可能となる。一方で、被写体Ｏｂｊが存在した領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を継続するので、被写体Ｏｂｊが存在した領域に対して、引き続き被写体Ｏｂｊが存在するか否かの判定が可能となる。

【0090】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、制御回路３３０の制御に従い、バンク０～１で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～１で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。一方で、制御回路３３０は、バンク２～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、無効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。

【0091】

判定回路３３０ｂは、バンク０～１に対応するヒストグラムは有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク０に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光がないので、バンク０に対応するヒストグラムには、所定のピークが生成されない。このため、判定回路３３０ｂは、バンク０に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがないと判定する。一方で、バンク１に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光があるので、バンク１に対応するヒストグラムには、所定のピークが生成される。このため、判定回路３３０ｂは、バンク１に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがあると判定する。

【0092】

次に、バンクシーケンスＮ＝３は、バンクシーケンスＮ＝０と同様に、チェックフレームであるので、バンクシーケンスＮ＝０と同様の制御が行われる。このように、予め定められたバンクシーケンスがチェックフレームとなり、チェックフレームに続く所定回数のバンクシーケンスが、チェックスキップするフレームとなる。上述のように、チェックスキップするフレームでは、チェックフレームの判定に基づく監視状態が反映され、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を停止可能となり、省電力化が可能となる。

【0093】

このように、制御回路３３０は、チェックフレーム（Ｎ＝０、３など）での受光素子３１１（図４参照）の反応状態に基づいて、チェックフレームに続くチェックスキップフレーム（Ｎ＝１、２、４、５など）における発光方法を制御する情報信号ＳＰＩを発光制御部２００に出力する。これにより、発光制御部２００は、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群を効率的に発光させることが可能となり、被写体Ｏｂｊの追跡精度の低下を抑制しつつ省電力化が可能となる。

【0094】

［第２モード］
図１０、及び図１１を用いて、第２モードのシーケンス例を説明する。上述のように、第２モードは、発数制限モードである。図１０、及び図１１の処理例では、バンク０～３ごとに生成されたヒストグラムに基づき、判定処理を行う。なお、後述するように、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３ごとの判定処理を並行して行うことも可能である。例えば、バンク０の判定処理を行う場合に、バンク０に含まれる素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５ごとの判定処理を並行して行うことも可能である。

【0095】

図１０は、第２モードを模式的に説明する図である。図１０（ａ）、（ｃ）は、第２モードでのバンク０（Ｂａｎｋ０）でのレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｅｒ）信号を示す。横軸は時間ｔａを示し、縦軸は、レーザートリガ信号を示す。図１０（ａ）は、例えばフレームＮ＝ｎであり、図９（ｃ）は、例えばフレームＮ＝ｎ＋１である。図１０（ｂ）、（ｄ）は、第２モードでのバンク０（Ｂａｎｋ０）でのヒストグラム例を示す。横軸が時間ｔａを示し、縦軸が、ＴＤＣ３２０が計測した、素子群ＭＰ０、ＭＰ２、ＭＰ４、及びＭＰ５で検出されフォトンの飛行時間の出現頻度に対応する。図１０（ｂ）は、例えばフレームＮ＝ｎであり、図１０（ｄ）は、例えばフレームＮ＝ｎ＋１である。

【0096】

図１０（ｂ）に示すように、例えば判定回路３３０ｂ（図２参照）は、フレームＮ＝ｎにおいて、ピークＰ１０が存在しないので、バンク０に対応する領域に被写体Ｏｂｊが存在しないと判定する。この場合、制御回路３３０は、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝ｎ＋１において、バンク０に対応する発光素子群の発数を制限させる情報信号ＳＰＩを制御回路２１０に出力する。このように、制御回路３３０は、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の反応状態に基づいて、Ｎ＝ｎ以降のフレームにおける発光部１００の発光方法を制御する情報である情報信号ＳＰＩを制御回路２１０に出力する。この場合の発光方法は、発光の発数を制限することである。

【0097】

この情報信号ＳＰＩにより、図１０（ｃ）に示すように、フレームＮ＝ｎ＋１では、発光部１００のレーザー発数が制限される。すなわち、制御回路２１０のレーザー発数閾値制御回路２１０ｂは、情報信号ＳＰＩに応じて、レジスタ２１０ａに規定される発光回数に、レーザー発数を制限する。すなわち、通常であれば時間ｔ１０に対応する発光回数であるのに対して、時間ｔ１０ａに対応する発光回数に制限される。第２モードでは、回数は制限されるが、レーザー光は発光されるので、バンク０に対応する領域の受光素子は、時間ｔ１０ａに対応する間は駆動する。

【0098】

これにより、図１０（ｄ）に示すように、ヒストグラムが生成される。すなわち、ヒストグラム生成回路３３０ａは、バンク０に対応する領域のヒストグラムを生成可能である。このため、判定回路３３０ｂは、被写体が存在するか、否かを判定可能となる。つまり、第２モードでは、被写体Ｏｂｊが存在する領域には、より多くの回数のレーザー光を照射し、被写体が存在するか、否かの判定を行う。一方で、被写体Ｏｂｊが存在しない領域には、レーザー光の発数を制限し、省電力化を可能とする。なお、モード２では、レーザーの発数が制限されるので、例えばヒストグラム生成回路３３０ａは、頻度を正規化して、ヒストグラムを生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０に対応する複数の受光素子３１１の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、発光部１００の対応する発光素子１１０ｍの発光の発数を制限する。また、制御回路３３０は、バンク０～３に対応する発光部１００の領域毎に、所定期間において発光の発数を制限する制御を実行する。

【0099】

図１１は、第２モードの更に詳細な制御シーケンス例を示す図である。ここでは、フレームＮ＝０から制御を開始する例を説明する。図９と同様に、横軸は時間であり、上からバンク０～３を繰り返すシーケンス（Ｂａｎｋシーケンス）の回数Ｎ、バンク（Ｂａｎｋ）の種類、発光部１００、及び光検出部３００の受光素子、及び発光素子の模式的位置、レーザートリガ生成回路３５０の出力するレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｅｒ）信号の出力タイミング、停止情報生成回路３６０の出力する情報信号ＳＰＩの出力タイミング、各バンクに対応する発光素子の発光タイミング（レーザー）、光検出部３００の反射光の受光状態（ＳＰＡＤ反射光状態）、ヒストグラム生成回路３３０ａの駆動状態（Ｅｎａｂｌｅ）、判定回路３３０ｂの判定状態（ピーク検出）を示す。

【0100】

まず、バンクシーケンスＮ＝０では、バンク０～３の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～３で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、バンク０～３で規定される受光素子群も時系列に発光する。

【0101】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応するヒストグラムが全て有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク２、３に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光がないので、バンク２、３に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成されない。このため、判定回路３３０ｂは、バンク２、３に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがないと判定する。

【0102】

そして、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝０と、フレームＮ＝１の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク２、３には所定のピークがないので、バンク２、３に対応する発光素子群の発光を制限させる情報が含まれている。

【0103】

次に、バンクシーケンスＮ＝１では制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝０での情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～１の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～１で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、バンク０～１で規定される受光素子群も時系列に駆動する。一方で、情報信号ＳＰＩに含まれる制限情報に基づき、バンク２～３で規定される発光素子群の発数は制限される。ことき、バンク２～３で規定される受光素子群も駆動が制限される。これにより、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を制限可能となり、省電力化が可能となる。

【0104】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、制御回路３３０の制御に従い、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。

【0105】

判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応するヒストグラムは有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク０～３に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光がないので、バンク０～３に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成されない。このため、判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがないと判定する。

【0106】

そして、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝１と、フレームＮ＝２の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク０～３には所定のピークがないので、バンク０～３に対応する発光素子群の発光を制限させる情報が含まれている。

【0107】

次に、バンクシーケンスＮ＝２では、制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝１での情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～３の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～３で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、情報信号ＳＰＩに含まれる制限情報に基づき、バンク０～３で規定される発光素子群の発数は制限される。バンク０～３で規定される受光素子群も駆動時間が制限される。これにより、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を制限可能となり、省電力化が可能となる。

【0108】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、制御回路３３０の制御に従い、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。

【0109】

判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応するヒストグラムは有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク０、２、３に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光がないので、バンク０、２、３に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成されない。このため、判定回路３３０ｂは、バンク０、２、３に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがないと判定する。

【0110】

一方で、バンク１に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光があるので、バンク１に対応するヒストグラムには、所定のピークが生成される。このため、判定回路３３０ｂは、バンク１に対応するヒストグラムに対して、所定のピークがあると判定する。そして、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝２と、フレームＮ＝３の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク０、２、３には所定のピークがないので、バンク０、２、３に対応する発光素子群の発光を制限させる情報が含まれている。

【0111】

次に、バンクシーケンスＮ＝３では、制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝２での情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～３の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～３で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、情報信号ＳＰＩに含まれる制限情報に基づき、バンク０、２、３で規定される発光素子群の発数は制限される。バンク０、２、３で規定される受光素子群も駆動時間が制限される。一方で、バンク１で規定される発光素子群の発数は制限されず、バンク１で規定される受光素子群も駆動時間が制限されない。これにより、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動を制限可能となり、省電力化が可能となる。一方で、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は制限されないので、より精度の高い追跡が可能となる。

【0112】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、制御回路３３０の制御に従い、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。

【0113】

判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応するヒストグラムは有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク０～３に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光があるので、バンク０～３に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成される。このため、判定回路３３０ｂは、バンク０から３に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがあると判定する。そして、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝３と、フレームＮ＝４の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク０～３には所定のピークがあるので、バンク０～３に対応する発光素子群の発光を制限させない情報が含まれている。

【0114】

次に、バンクシーケンスＮ＝４では、制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝３での情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～３の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～３で規定される発光素子群が時系列に発光する。このとき、情報信号ＳＰＩに含まれる制限情報には制限がないことを示す情報が含まれる。これにより、バンク０～３で規定される発光素子群の発数は制限されず、バンク０～３で規定される受光素子群も駆動時間も制限されないものである。これにより、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は制限されないので、より精度の高い追跡が可能となる。

【0115】

ヒストグラム生成回路３３０ａは、制御回路３３０の制御に従い、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するヒストグラムを時系列に生成する。すなわち、制御回路３３０は、バンク０～３で規定される受光素子群に対応するＥｎａｂｌｅ信号として、有効信号をヒストグラム生成回路３３０ａに出力する。

【0116】

判定回路３３０ｂは、バンク０～３に対応するヒストグラムは有効であるので、各ヒストグラムに対して、所定のピークがあるか否か、すなわち、被写体Ｏｂｊが存在するか否かを判定する。バンク０～３に対応する受光素子の領域には、被写体Ｏｂｊからの反射光があるので、バンク０～３に対応する各ヒストグラムには、所定のピークが生成される。このため、判定回路３３０ｂは、バンク０から３に対応する各ヒストグラムに対して、所定のピークがあると判定する。そして、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝４と、フレームＮ＝５の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク０～３には所定のピークがあるので、バンク０～３に対応する発光素子群の発光を制限させない情報が含まれている。

【0117】

このように、制御回路３３０は、バンクシーケンスでの受光素子３１１（図４参照）の反応状態に基づいて、バンクシーケンスに続くバンクシーケンスにおける発光方法を制御する情報信号ＳＰＩを発光制御部２００に出力する。これにより、発光制御部２００は、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群を効率的に発光させることが可能となり、被写体Ｏｂｊの追跡精度の低下を抑制しつつ省電力化が可能となる。

【0118】

図１２は、光検出部３００のレジスタ３４０ａに記憶されるレジスタ構成の例を示す図である。図４を参照しつつ、図１２に示すように、各Ｂａｎｋ０～３の素子群ＭＰ０～１３ごとにＭＰＸ（Ｘ座標）、ＭＰＹ（Ｙ座標）、ＭＰＢＭ（ＢＩＴＭＡＰ）をもつレジスタ構成である。ＭＰＸ（Ｘ座標）、ＭＰＹ（Ｙ座標）は、受光素子３１１の範囲を示す。ＭＰＢＭ（ＢＩＴＭＡＰ）は、Ｂａｎｋ０～３に含まれるか否かを示す情報である。制御回路３４０は、これらのＭＰＸ（Ｘ座標）、ＭＰＹ（Ｙ座標）、及びＭＰＢＭ（ＢＩＴＭＡＰ）の情報を参照することにより、Ｂａｎｋ０～３ごとに駆動すべき、受光素子３１１を制御可能となる。

【0119】

図１３は、停止情報生成回路３６０が生成する情報信号ＳＰＩのデータ構成例を示す図である。ＢａｎｋＩＤには、バンク０～３のいずれかの情報が、例えば２ｂｉｔで割り振られる。また、ＭＰ番号には、対応するＭＰ０～１３のいずれかの情報が、例えば４ｂｉｔで割り振られる。Ｅｎａｂｌｅには、レーザー停止閾値制御を行うか否かのコードが、例えば１ｂｉｔで割り振られる。例えばＥｎａｂｌｅが０であれ第１モード（通常）であり、例えばＥｎａｂｌｅが１であれば第２モード（停止閾値制御）である。これらがバンク０～３の数×素子群ＭＰ０～１３の数＝５６個分が構成される。レーザー発光数閾値の欄には、第１モードの場合、例えば０が３０ｂｉｔで規定され、第２モードの場合、例えばレーザー発光する回数が例えば３０ｂｉｔで規定される。

【0120】

［ＡＰの復帰処理］
本実施形態では、制御回路３４０は、被写体Ｏｂｊが存在すると判定される場合に、所定の条件にしたがい、監視モードから通常モードに測距システム１を復帰させる。すなわち、本実施形態では、ヒストグラム生成回路３３０ａが、所定の受光素子３１１それぞれの受光回数を発光部１００における照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、制御回路３４０は、加算した加算数（頻度）が所定の閾値を超えた状態になると、主制御部５００に復帰信号を送信する。このように、本実施形態では、所定の期間内に、例えば素子群ＭＰ０～１３ごとに生成されるヒストグラムにおけるピークが所定の閾値を超える状態に応じて、制御回路３４０は、主制御部５００に復帰信号を送信する。

【0121】

なお、主制御部５００は、AP復帰通知レジスタを有して構成してもよい。この場合、制御回路３４０は、外部インターフェース３７０を介して、例えばＩ２Ｃを用いてAP復帰通知レジスタにアクセスし、発光方法を制御する情報を通知してもよい。この場合、主制御部５００は、監視モードでは省電力状態であるが、外部インターフェース３７０を介して、I2C通信は可能な状態に維持される。これにより、主制御部５００は、AP復帰通知レジスタを定期的にリードしてAP復帰したかを観測してもよい。これらから分かるように、省電力を維持しつつ、主制御部５００を通常モードに復帰させることが可能である。

【0122】

通常モードでは、上述のように、撮像部４００と、主制御部５００が通常の監視状態に復帰する。例えば、通常モードでは、上述のように、撮像部４００による２次元画像の撮像、及び２次元画像と、距離画像の合成処理などが可能となる。

【0123】

図１４乃至図１７を用いて、本実施形態における復帰処理例の詳細を以下に説明する。図１４は、ヒストグラム生成回路３３０ａが素子群ＭＰ０～１３ごとに各フレームＮ＝０～３で生成したヒストグラム例を示す図である。例えば、図１４（ａ）は、素子群ＭＰ０のフレームＮ＝０でのヒストグラムであり、図１４（ｂ）は、素子群ＭＰ０のフレームＮ＝１でのヒストグラムであり、図１４（ｃ）は、素子群ＭＰ０のフレームＮ＝２でのヒストグラムであり、図１４（ｄ）は、素子群ＭＰ０のフレームＮ＝３でのヒストグラムである。判定回路３３０ｂは、ピークＰ１０が閾値Ｃｔｈを超えたか否かを判定し、超えたフレームの番号と、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の情報をレジスタ３４０ａに記録する。例えば、判定回路３３０ｂは、連続で閾値Ｃｔｈを超えた数が、所定回数を超えると、ピークアリと判定する。これにより、判定回路３３０ｂは、被写体Ｏｂｊが、監視領域に、連続的に存在する場合に、被写体Ｏｂｊありと判定が可能となる。換言すると、判定回路３３０ｂは、鳥などがたまたま通過した場合などのように、被写体Ｏｂｊの通過速度が、想定される監視対象より速い場合などに存在ありと判定しないものである。これにより、監視対象外の物体Ｏｂｊによる誤判定が抑制される。

【0124】

同様に、図１５は、ヒストグラム生成回路３３０ａが素子群ＭＰ０～１３ごとに各フレームＮ＝０～３で生成したヒストグラム例を示す図である。例えば、図１５（ａ）は、素子群ＭＰ３のフレームＮ＝０でのヒストグラムであり、図１５（ｂ）は、素子群ＭＰ３のフレームＮ＝１でのヒストグラムであり、図１５（ｃ）は、素子群ＭＰ３のフレームＮ＝２でのヒストグラムであり、図１５（ｄ）は、素子群ＭＰ３のフレームＮ＝３でのヒストグラムである。判定回路３３０ｂは、ピークＰ１０が閾値Ｃｔｈを超えたか否かを判定し、超えたフレームの番号と、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の情報をレジスタ３４０ａに記録する。例えば、判定回路３３０ｂは、連続で閾値Ｃｔｈを超えた数が所定回数（例えば３）を超えたので、ピーク有りと判定する。すなわち、素子群ＭＰ３の対応する領域に被写体Ｏｂｊありと判定する。

【0125】

図１６は、判定情報をレジスタ３４０ａに記録した例を示す図である。横軸がフレームＮ＝０～４を示し、縦軸が素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を示す。図１５では、ピークアリと判定された素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を〇で、ピークアリと判定されない素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を×で示す。例えばＡＰ復帰閾値Ｔｈａｐ＝６が予めレジスタ３４０ａに設定される。図１６の例では、〇の数が８個であり、ＡＰ復帰閾値Ｔｈａｐ＝６を超えるので、制御回路３４０は、監視モードから通常モードに測距システム１を復帰させる復帰信号を主制御部５００に送信する。

【0126】

図１７は、レジスタ３４０ａに記録した復帰させない判定情報例を示す図である。横軸がフレームＮ＝０～４を示し、縦軸が素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を示す。図１６では、ピークアリと判定された素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を〇で、ピークアリと判定されない素子群ＭＰ０～ＭＰ１３を×で示す。図１６の例では、〇の数が４個であり、ＡＰ復帰閾値Ｔｈａｐ＝６を超えないので、制御回路３４０は、監視モードを維持させる。つまり、制御回路３４０は、復帰信号を主制御部５００に送信しないものである。

【0127】

図１８は、ＡＰ復帰処理を含むシーケンス例を示す図である。横軸は時間であり、上から監視モード（ｄＴｏＦ－ＲＯＩ）であるか、通常モード（ＡＰ復帰）であるかを示す全体の制御モード（Ｓｔａｔｅ）、監視モードの中の制御モード、ＡＰ復帰判定結果を示すコード、バンク０～３を繰り返すシーケンス（Ｂａｎｋシーケンス）の回数Ｎ、バンク（Ｂａｎｋ）の種類、レーザートリガ生成回路３５０の出力するレーザートリガ（Ｌａｓｅｒ Ｔｒｉｇｅｒ）信号の出力タイミング、停止情報生成回路３６０の出力する情報信号ＳＰＩの出力タイミング、制御回路３３０の出力するＡＰ復帰通知信号、発光停止する場合の発光タイミング（レーザー（１））、発光停止しない場合の発光タイミング（レーザー（２））を示す。

【0128】

まず、バンクシーケンスＮ＝ｎでは、測距システム１は、監視モード（ｄＴｏＦ－ＲＯＩ）で制御されている。このときの制御モードは、第１モード（ＭＯＤＥ＝間引きモード）であり、間引き回数ＤＥＣは３である。つまり、１回のチェックフレーム（Ｎ＝ｎ）の後に２回のチェックスキップフレームが続く例である。例えば判定回路３３０ｂは、バンク０～１に対応する領域に被写体Ｏｂｊが存在すると判定し、バンク２～３に対応する域に被写体Ｏｂｊが存在しないと判定している。これにより、制御回路３３０は、判定回路３３０ｂの判定結果の情報を含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０を介して、フレームＮ＝ｎと、フレームＮ＝ｎ＋１の間に、制御回路２１０に出力する。この情報信号ＳＰＩには、バンク２、３には所定のピークがないので、バンク２、３に対応する発光素子群の発光を停止させる情報が含まれている。

【0129】

次に、バンクシーケンスＮ＝ｎ＋１では、チェックスキップフレームであるので、制御回路２１０側はバンクシーケンスＮ＝ｎでの情報信号ＳＰＩにしたがった制御を実行する。すなわち、バンク０～１の順で、レーザートリガ信号の出力タイミングに同期して、バンク０～１で規定される発光素子群が時系列に発光する。ことき、バンク０～１で規定される受光素子群も時系列に駆動する。一方で、情報信号ＳＰＩに含まれる停止情報に基づき、バンク２～３で規定される発光素子群の発光は停止される。ことき、バンク２～３で規定される受光素子群も駆動停止する。

【0130】

一方で、バンクシーケンスＮ＝ｎ＋１が終了した時点で、例えば図１６に示すように連続する４フレームＮ＝ｎ―２、ｎ―１、ｎ、ｎ＋１で、ピークアリと判定された素子群ＭＰ０～ＭＰ１３が閾値である６を超えたので、制御回路３３０は、通常モード（ＡＰ復帰）の制御を実行する。このとき、情報信号ＳＰＩも停止するので、バンクシーケンスＮ＝ｎ＋１の発光素子１１０ｍ、及び受光素子３１１の駆動制御状態が維持される。例えば、（レーザー（１））の例では、バンク２、３に対応する発光素子１１０ｍの発光が停止される。例えば、（レーザー（２））の例では、停止される発光素子１１０は、ない例である。

【0131】

このように、通常モード（ＡＰ復帰）の制御を実行する場合にも、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群、及び受光素子群の駆動は制限されないので、より精度の高い追跡が可能となる。一方で、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は停止するので省電力化が可能となる。このように、通常モード（ＡＰ復帰）の制御を実行する場合にも、制御回路３３０は、バンクシーケンスでの受光素子の反応状態に基づいて、バンクシーケンスに続くバンクシーケンスにおける発光方法を制御する情報信号ＳＰＩを発光制御部２００に出力する。これにより、通常モード（ＡＰ復帰）の制御を実行する場合にも、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は制限されないので、より精度の高い追跡が可能となる。一方で、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は停止するので省電力化が可能となる。

【0132】

図１９は、本実施形態に係る処理例を示すフローチャートである。先ず、操作者は、制御パラメータを、光検出部３００の操作部を介して制御回路３３０のレジスタ３４０ａに設定する（ステップＳ１００）。すなわち、レジスタ３４０ａには、制御モードがフレーム間引きモード（第１モード）であるか、発数制限モード（第２モード）であるかが設定される。また、フレーム間引きモードでは、間引き回数ＤＥＣが設定される。間引き回数ＤＥＣ－１の回数がチェックスキップフレームの回数に対応する。さらにまた、レーザー発数閾値Ｔｈがレジスタ２１０ａに設定される。本例では、第１モードでのレーザー発数閾値Ｔｈは０である。ここでは、情報信号ＳＰＩのない初回のフレームＮ＝０では、デフォルト設定での制御がされることとする。

【0133】

次に、制御回路３３０は、バンクシーケンスの回数Ｎ＝０を設定し（ステップＳ１０２）、バンク番号ＮＢ＝０を設定し、バンクシーケンスの制御を開始する（ステップＳ１０４）。次に、制御回路３３０は、所定のバンクシーケンスが完了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。例えば、バンク番号ＮＢ＝０～３であれば完了していないと判定（ステップＳ１０６のＮｏ）し、レーザー発数閾値制御回路２１０ｂは、バンクシーケンスのバンクＮＢのレーザー発数をレーザー発数閾値Ｔｈに従い制御する（ステップＳ１０８）。すなわち、フレーム間引きモードであれば、０かデフォルト設定値が情報信号ＳＰＩに従いレーザー発数として設定される。一方で、発数制限モードであれば、レーザー発数閾値Ｔｈか、デフォルト設定値がレーザー発数として設定される。なお、上述のように、Ｎ＝０では、発数は、デフォルト設定値となる。

【0134】

次に、ヒストグラム生成回路３３０ａは、バンクＮＢに対応する領域のヒストグラムを生成し、判定回路３３０ｂは、ヒストグラムに基づき、所定のピークを検出する（ステップＳ１１０）。判定回路３３０ｂは、所定のピークが検出されない場合にバンクＮＢに対応する領域のアドレス情報を、レジスタ３４０ａに記憶する（ステップＳ１１２）。制御回路３３０は、バンク番号ＮＢに１を加算する（ステップＳ１１４）。続けて、ステップＳ１０６からの処理を繰り返し、制御回路３３０は、例えば、バンク番号ＮＢ＝４であればバンクシーケンスが終了したと判定する（ステップＳ１０６のＹＥＳ）。

【0135】

次に、制御回路３３０は、制御モードが、フレーム間引きモードであるか、発数制限モードであるかを判定する（ステップＳ１１６）。フレーム間引きモードである場合（ステップＳ１１６のＹｅｓ）、制御回路３３０は、バンクシーケンスの回数Ｎを判定する（ステップＳ１１８）。

【0136】

バンクシーケンスの回数Ｎ＝０であれば、チェックフレームとしての制御として、ステップＳ１１４の情報に従い、制御回路３３０は、レーザーを停止する発光素子１１０ｍのアドレスを情報信号ＳＰＩに設定し（ステップＳ１２２）、レーザー発数値設定＝０を含む情報信号ＳＰＩを停止情報生成回路３６０を生成させ、レーザー発数閾値制御回路２１０ｂに出力する（ステップＳ１２２）。続けて、ステップＳ１１４の情報に従い、駆動を停止するバンクに対応する素子群を素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の中から、レジスタ３４０ａに記憶する（ステップＳ１２４）、そして、制御回路３３０は、バンクシーケンスの回数Ｎ＝Ｎ＋１として（ステップＳ１２６）、ステップＳ１０６からの処理を繰り返す。

【0137】

一方で、バンクシーケンスの回数Ｎが１～（ＤＥＣ－２）であれば、チェックスキップフレームなので、制御状態を変更せずに、（ステップＳ１２６）からの処理を繰り返す。一方で、バンクシーケンスの回数Ｎ＝（ＤＥＣ－２）であれば、最終のチェックスキップフレームなので、チェックフレームとしての制御を次のフレームで開始するため、発光素子の停止アドレス設定をオフ（ＯＦＦ）にし（ステップＳ１２８）、素子群ＭＰ０～ＭＰ１３の停止アドレス設定をオフ（ＯＦＦ）にして（ステップＳ１３０）、ステップＳ１２６からの処理を繰り返す。

【0138】

一方で、制御回路３３０は、制御モードが発数制限モードである場合、（ステップＳ１１６のＮｏ）、制御回路３３０は、レーザーを停止する発光素子１１０ｍのアドレスを情報信号ＳＰＩに設定し（ステップＳ１３２）、レーザー発数値設定＝Ｔｈを含む情報信号ＳＰＩを、停止情報生成回路３６０に生成させ、レーザー発数閾値制御回路２１０ｂに出力する（ステップＳ１３４）。そして、ステップＳ１２６からの処理を繰り返す。

【0139】

以上説明したように、本実施形態によれば、制御回路３３０は、バンクシーケンスでの受光素子の反応状態に基づいて、バンクシーケンスに続くバンクシーケンスにおける発光方法を制御する情報信号ＳＰＩを発光制御部２００に出力することとした。これにより、被写体Ｏｂｊが存在する領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は制限されないので、より精度の高い被写体Ｏｂｊの追跡が可能となる。一方で、被写体Ｏｂｊが存在しない領域に対応する発光素子群及び受光素子群の駆動は停止または制限するので省電力化が可能となる。

【0140】

（第１実施形態の変形例１）
第１実施形態の変形例１に係る測距システム１は、監視対象とする被写体Ｏｂｊの距離範囲に応じて、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成したヒストグラムの判定範囲を変更する点で、第１実施形態に係る測距システム１と相違する。以下では、第１実施形態に係る測距システム１と相違する点を説明する。

【0141】

第１実施形態の変形例１に係る測距システム１では、光検出部３００の操作部を介して制御回路３３０のレジスタ３４０ａにピーク検出範囲を設定する。図２０は、近距離の場合のピーク検出範囲ｔｎ０を示す図である。図２０（ａ）、（ｂ）は、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成したヒストグラムを示す。横軸は時間であり、縦軸は頻度である。図２０（ａ）は、ピーク検出範囲ｔｎ０にピークがない場合であり、図２０（ｂ）は、ピーク検出範囲ｔｎ０にピークがある場合である。判定回路３３０ｂは、ピーク検出範囲ｔｎ０からピークの有無を判定する。それ以外の処理は、第１実施形態に係る測距システム１と同等である。

【0142】

図２１は、遠距離の場合のピーク検出範囲ｔｆ０を示す。図２１（ａ）、（ｂ）は、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成したヒストグラムを示す。横軸は時間であり、縦軸は頻度である。図２１（ａ）は、ピーク検出範囲ｔｆ０にピークがない場合であり、図２１（ｂ）は、ピーク検出範囲ｔｆ０にピークがある場合である。判定回路３３０ｂは、ピーク検出範囲ｔｆ０からピークの有無を判定する。すなわち、受光部１００における受光回数の加算による頻度演算は、発光部１１０の照射光の照射タイミングから所定の時間範囲に設定される。これらの時間範囲は、測距レンジに応じて設定される。それ以外の処理は、第１実施形態に係る測距システム１と同等である。

【0143】

以上説明したように、第１実施形態の変形例１に係る測距システム１では、監視対象とする被写体Ｏｂｊの距離範囲に応じて、ヒストグラムにおけるピークの検出範囲を設定することとした。これにより、目的とする距離範囲の被写体Ｏｂｊの監視領域に存在するか否かを判定可能となる。

【0144】

（第１実施形態の変形例２）
第１実施形態の変形例２に係る測距システム１は、監視対象とする被写体Ｏｂｊが存在しないと判定された場合に、発光部１００のレーザー強度を変更可能である点で第１実施形態の変形例１に係る測距システム１と相違する。以下では、第１実施形態の変形例１に係る測距システム１と相違する点を説明する。

【0145】

図２２は、遠距離の場合の強度変更例を示す図である。図２２（ａ）、（ｂ）は、ヒストグラム生成回路３３０ａが生成したヒストグラムを示す。横軸は時間であり、縦軸は頻度である。図２２（ａ）は、ピーク検出範囲ｔｆ０にピークがない場合であり、図２２（ｂ）は、制御回路３４０の制御に従い、制御回路２１０にレーザー強度を増加させる制御を行った例を示す。レーザー強度を増加させることにより、判定回路３３０ｂは、ピーク検出範囲ｔｆ０からピークがあることを判定可能となる。それ以外の処理は、第１実施形態の変形例１に係る測距システム１と同等である。

【0146】

以上説明したように、第１実施形態の変形例２に係る測距システム１では、監視対象とする被写体Ｏｂｊが存在しないと判定された場合に、発光部１００のレーザー強度を変更可能することとした。これにより、反射率の低い被写体Ｏｂｊからの反射光を検出可能となり、反射率の低い被写体Ｏｂｊが監視領域に存在するか否かを判定可能となる。

【0147】

（第１実施形態の変形例３）
第１実施形態の変形例３に係る測距システム１は、処理回路３３０の判定処理が第１実施形態の変形例１に係る測距システム１と相違する。以下では、第１実施形態の変形例１に係る測距システム１と相違する点を説明する。

【0148】

図２３は、処理回路３３０の判定処理を示す図である。制御回路３４０は、フレームＮ＝０で、発光部１００に発光させる。この場合、バンク０～３のいずれかに対応する発光素子１１０ｍを発光させることが可能である。処理回路３３０は、各ＳＰＡＤ素子がフォトンを検出したタイミングを立ち上がりとするパルス（検出信号ＰＸＯＵＴ）をバンク０～３のなかの対応する素子群から取得し、検出信号ＰＸＯＵＴの数の合計をカウント値Ａ［ｃｏｕｎｔ］とする。一方で、処理回路３３０は、発光部１００を停止させて状態での、各ＳＰＡＤ素子がフォトンを検出したタイミングを立ち上がりとするパルス（検出信号ＰＸＯＵＴ）をバンク０～３のなかの対応する素子群から取得し、検出信号ＰＸＯＵＴの数の合計をカウント値Ｂ［ｃｏｕｎｔ］とする。

【0149】

処理回路３３０は、カウント値Ａ［ｃｏｕｎｔ］から環境光に相当するカウント値Ｂ［ｃｏｕｎｔ］を減算し、所定値をこえると、バンク０～３の中の監視対象とした素子群に対応する領域に被写体が存在すると判定する。それ以外の処理は、第１実施形態に係る測距システム１と同等である。このように、環境光の影響を低減させた状態で、処理回路３３０は、監視対象領域に被写体が存在するか否かの判定が可能となる。

【0150】

＜＜応用例＞＞
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される部として実現されてもよい。

【0151】

図２４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７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０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２４に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。

【0152】

各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の部を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の部又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２４では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。

【0153】

駆動系制御ユニット７１００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部の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００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部、駆動力を車輪に伝送するための駆動力伝送機構、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部等の制御部として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）又はＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御部としての機能を有してもよい。

【0154】

駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング部又はブレーキ部等を制御する。

【0155】

ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種部の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ部、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部として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００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７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック部、パワーウィンドウ部、ランプ等を制御する。

【0156】

バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ部から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ部に備えられた冷却部等の制御を行う。

【0157】

車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００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７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。

【0158】

環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ部及びＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）部のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし部として備えられてもよいし、複数のセンサないし部が統合された部として備えられてもよい。

【0159】

ここで、図２５は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０、７９１２、７９１４、７９１６、７９１８は、例えば、車両７９００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のうちの少なくとも一つ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７９１０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７９１８は、主として車両７９００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７９１２、７９１４は、主として車両７９００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７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８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。

【0160】

なお、図２５には、それぞれの撮像部７９１０、７９１２、７９１４、７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ、ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２、７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０、７９１２、７９１４、７９１６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７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

【0161】

車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０、７９２２、７９２４、７９２６、７９２８、７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ部であってよい。車両７９００のフロントノーズ、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に設けられる車外情報検出部７９２０、７９２６、７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ部であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。

【0162】

図２４に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ部又はＬＩＤＡＲ部である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。

【0163】

また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。

【0164】

車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０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。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。

【0165】

統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る部によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール部であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル部の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。

【0166】

記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。

【0167】

汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）若しくはＬＴＥ－Ａ（ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ Ｔｏ Ｐｅｅｒ）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）端末）と接続してもよい。

【0168】

専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ ｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、車車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ）通信、路車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）通信、車両と家との間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｈｏｍｅ）の通信及び歩車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。

【0169】

測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。

【0170】

ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。

【0171】

車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インターフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、又はＭＨＬ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｈｉｇｈ－ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｌｉｎｋ）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション部を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。

【0172】

車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインターフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。

【0173】

統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生部、ステアリング機構又は制動部の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０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ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生部、ステアリング機構又は制動部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ってもよい。

【0174】

マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を生成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。

【0175】

音声画像出力部７６７０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部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２４の例では、出力部として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０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。表示部７７２０は、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）表示機能を有していてもよい。出力部は、これらの部以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の部であってもよい。出力部が表示部の場合、表示部は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力部が音声出力部の場合、音声出力部は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。

【0176】

なお、図２４に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は部が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。

【0177】

なお、図１を用いて説明した本実施形態に係る測距システム１の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。

【0178】

以上説明した車両制御システム７０００において、図１を用いて説明した本実施形態に係る測距システム１は、図２４に示した応用例の統合制御ユニット７６００に適用することができる。例えば、測距システム１は、撮像部７４１０に相当する。

【0179】

なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。

【0180】

（１）
照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、
Ｎフレームにおける前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御部と、
を備える、光検出素子。

【0181】

（２）
前記発光方法は、前記発光の発数を制限することである、（１）に記載の光検出素子。

【0182】

（３）
前記制御回路は、前記発光部の領域毎に前記発数を制限する、（２）に記載の光検出素子。

【0183】

（４）
前記発光方法は、前記発光を所定期間において停止することである、（１）に記載の光検出素子。

【0184】

（５）
前記制御回路は、前記発光部の領域毎に前記発光を停止する、（４）に記載の光検出素子。

【0185】

（６）
前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、前記制御回路は、復帰信号を主制御部に出力する、（１）に記載の光検出素子。

【0186】

（７）
受光回数は、前記照射光の照射タイミングから所定の時間範囲に設定される、（６）に記載の光検出素子。

【0187】

（８）
前記所定の時間範囲は、測距レンジに応じて設定される、（７）に記載の光検出素子。

【0188】

（９）
前記照射光は、レーザー光であり、前記反射した光は、フォトンである、（１）に記載の光検出素子。

【0189】

（１０）
前記発光部は複数の発光素子を有し、
前記受光部の受光面は、複数の素子群領域に分けられており、
前記複数の発光素子は、その位置に基づき、前記複数の素子群領域に対応づけられ、
前記複数の素子群領域に対応づけられた前記発光素子毎に、前記発光の発数を制限する、（１）に記載の光検出素子。

【0190】

（１１）
前記制御回路は、前記複数の素子群領域ごとの反応状態に基づいて、前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎の発数を制限する、（１０）に記載の光検出素子。

【0191】

（１２）
前記発光部は複数の発光素子を有し、
前記受光部の受光面は、複数の素子群領域に分けられており、
前記複数の発光素子は、その位置に基づき、前記複数の素子群領域に対応づけられ、
前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎に、前記発光を停止する、（１）に記載の光検出素子。

【0192】

（１３）
前記制御回路は、前記複数の素子群領域ごとの反応状態に基づいて、前記複数の素子群領域に対応づけられた素子毎の発光を停止する、（１２）に記載の光検出素子。

【0193】

（１４）
前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子の受光回数が所定の閾値を超えた状態になると、前記制御回路は、復帰信号を主制御部に出力する、（１）に記載の光検出素子。

【0194】

（１５）
前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子それぞれの受光回数を前記照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、
前記加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、
前記制御回路は、前記発光の発数を制限する、（２）に記載の光検出素子。

【0195】

（１６）
前記照射光は、所定の回数で照射され、
前記複数の受光素子それぞれの受光回数を前記照射光の照射タイミングからの経過時間に応じて加算し、
前記加算した加算数が所定の閾値を超えた状態になると、
前記制御回路は、前記発光を所定期間において停止する、（４）に記載の光検出素子。

【0196】

（１７）
前記フレームは、所定の制御期間に対応する、（１）に記載の光検出素子。

【0197】

（１８）
照射光が物体で反射した光を複数の受光素子が受光する工程と、
Ｎフレームにおいて前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御工程と、
を備える、測距方法。

【0198】

（１９）
照射光を発光する発光部を有する発光部と、
前記発光部を制御する照射制御部と、
光検出部と、
を備える測距システムであって、
前記光検出部は、
照射光が物体で反射した光を受ける複数の受光素子を有する受光部と、
Ｎフレームにおいて前記複数の受光素子の反応状態に基づいて、Ｎ以降のフレームにおける発光方法を制御する情報を含む情報信号を、前記照射光を発光する発光部を制御する照射制御部に送信する制御回路と、
を有する、測距システム。

【0199】

（２０）
前記光検出部を制御可能である主制御部を更に備え、
前記主制御部は、前記受光部が、前記発光方法を制御する場合に、省電力状態となる、（１９）に記載の測距システム。

【0200】

本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

【符号の説明】

【0201】

１：測距システム、１００：発光部、２００：発光制御部、３００：光検出部（光検出素子）、３１０：受光部、３４０：制御回路、５００：主制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】