(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】P2024153369
(43)【公開日】2024-10-29
(54)【発明の名称】駆動装置、測距装置及び発光装置
(51)【国際特許分類】
G01S 7/484 20060101AFI20241022BHJP
G01S 17/89 20200101ALI20241022BHJP
G01C 3/06 20060101ALI20241022BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20241022BHJP
H01S 5/062 20060101ALI20241022BHJP
H01S 5/40 20060101ALI20241022BHJP
H01S 5/022 20210101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
G01S7/484
G01S17/89
G01C3/06 120Q
G01C3/06 140
H01L33/00 J
H01S5/062
H01S5/40
H01S5/022
H01L33/00 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023067229
(22)【出願日】2023-04-17
(71)【出願人】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104880
【弁理士】
【氏名又は名称】古部 次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(72)【発明者】
【氏名】井口 大介
(72)【発明者】
【氏名】早川 純一朗
(72)【発明者】
【氏名】竹山 慶
【テーマコード（参考）】
2F112
5F142
5F173
5F241
5J084
【Ｆターム（参考）】
2F112AD01
2F112BA05
2F112CA12
2F112DA02
2F112DA25
2F112DA28
2F112EA03
2F112GA01
5F142DB52
5F142DB54
5F142GA40
5F173MA10
5F173MD65
5F173MF40
5F173SA17
5F173SA33
5F173SC10
5F173SE02
5F173SG02
5F241BB07
5F241BB18
5F241BC35
5J084AA04
5J084AA05
5J084AD01
5J084AD02
5J084BA04
5J084BA07
5J084BA36
5J084BA40
5J084BB01
5J084CA03
5J084CA65
(57)【要約】
【課題】ある発光区画における予定回数の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くする。
【解決手段】駆動装置は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光デバイスを駆動する駆動装置であって、第１の発光区画及び第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、発光期間において発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光デバイスを駆動する。
【選択図】図７
【解決手段】駆動装置は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光デバイスを駆動する駆動装置であって、第１の発光区画及び第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、発光期間において発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光デバイスを駆動する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光デバイスを駆動する駆動装置であって、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、
前記発光期間において前記発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、
前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光デバイスを駆動する
ことを特徴とする駆動装置。
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、
前記発光期間において前記発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、
前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光デバイスを駆動する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項2】
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群の前記予め定められた複数回の発光期間の後に、当該他の発光区画群が発光期間を有するように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記一の発光区画群に属する発光区画同士が隣接するように、前記発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記非発光期間は、前記発光期間に相当する時間を単位時間として、当該単位時間の数にて定められ、
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群に属する発光区画の数は、前記非発光期間として定められた単位時間の数と一致する
ことを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群に属する発光区画の数は、前記非発光期間として定められた単位時間の数と一致する
ことを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記発光デバイスの備える前記第１の発光区画と隣接しない第３の発光区画の発光期間と当該第１の発光区画の発光期間とが重なるように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項6】
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、
前記発光部から出射され対象物で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部における受光の結果に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、を備え、
前記駆動部は、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動する
ことを特徴とする測距装置。
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、
前記発光部から出射され対象物で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部における受光の結果に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、を備え、
前記駆動部は、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動する
ことを特徴とする測距装置。
【請求項7】
前記発光部は、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とを備え、
前記算出部は、前記一の発光区画群に属するすべての発光区画が１回ずつ発光期間を終えた後で、当該一の発光区画群において最初の発光区画が発光期間を開始してから最後の発光区画が発光期間を終えるまでの間に前記受光部が受光した結果を取得することを特徴とする、請求項６に記載の測距装置。
前記算出部は、前記一の発光区画群に属するすべての発光区画が１回ずつ発光期間を終えた後で、当該一の発光区画群において最初の発光区画が発光期間を開始してから最後の発光区画が発光期間を終えるまでの間に前記受光部が受光した結果を取得することを特徴とする、請求項６に記載の測距装置。
【請求項8】
前記受光部は、前記第１の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第１の受光区画と、前記第２の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第２の受光区画とを備え、
前記算出部は、前記受光部が備える受光区画毎に、前記受光の結果を取得する
ことを特徴とする、請求項６記載の測距装置。
前記算出部は、前記受光部が備える受光区画毎に、前記受光の結果を取得する
ことを特徴とする、請求項６記載の測距装置。
【請求項9】
前記駆動部は、前記算出部が前記第１の受光区画における受光の結果を取得する期間において、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする、請求項８記載の測距装置。
【請求項10】
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた発光期間を予め定められた複数回有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記発光期間において前記発光部を５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、当該発光部を駆動する
ことを特徴とする発光装置。
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた発光期間を予め定められた複数回有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記発光期間において前記発光部を５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、当該発光部を駆動する
ことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動装置、測距装置及び発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
光の出射から対象物で反射された光を受光するまでの時間を計測する、いわゆるタイムオブフライト（ＴｏＦ：Time of Flight）法により、対象物までの距離を測定（「測距」と呼ぶ。）する測距装置が存在する。
例えば、特許文献１には、複数の発光部を有する測距装置において、全ての発光部を同時に発光させず、発光部を第１～第４グループの４つのグループに分け、時系列で、発光させるグループを選択（切替）する制御を実行することが記載されている。
例えば、特許文献１には、複数の発光部を有する測距装置において、全ての発光部を同時に発光させず、発光部を第１～第４グループの４つのグループに分け、時系列で、発光させるグループを選択（切替）する制御を実行することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１５３７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数の発光区画を含む発光部を備えた測距装置において、１つの発光区画あたり予め定められた複数回（「予定回数」と呼ぶ場合がある。）の発光期間を設けて測距を行う場合がある。このような測距装置において、ある発光区画における予定回数の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合、例えば発光に伴う発熱の影響を小さくするために発光期間同士の間隔を長くすると、すべての発光区画で予定回数の発光期間が完了するまでの時間が長くなってしまう。
本発明の目的は、ある発光区画において発光期間同士の間隔を長くとりつつ予定回数の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることにある。
本発明の目的は、ある発光区画において発光期間同士の間隔を長くとりつつ予定回数の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項１に記載の発明は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光デバイスを駆動する駆動装置であって、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、前記発光期間において前記発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光デバイスを駆動することを特徴とする駆動装置である。
請求項２に記載の発明は、前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群の前記予め定められた複数回の発光期間の後に、当該他の発光区画群が発光期間を有するように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置である。
請求項３に記載の発明は、前記一の発光区画群に属する発光区画同士が隣接するように、前記発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項２に記載の駆動装置である。
請求項４に記載の発明は、前記非発光期間は、前記発光期間に相当する時間を単位時間として、当該単位時間の数にて定められ、前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群に属する発光区画の数は、前記非発光期間として定められた単位時間の数と一致することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置である。
請求項５に記載の発明は、前記発光デバイスの備える前記第１の発光区画と隣接しない第３の発光区画の発光期間と当該第１の発光区画の発光期間とが重なるように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置である。
請求項６に記載の発明は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、前記発光部から出射され対象物で反射した光を受光する受光部と、前記受光部における受光の結果に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、を備え、前記駆動部は、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする測距装置である。
請求項７に記載の発明は、前記発光部は、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とを備え、前記算出部は、前記一の発光区画群に属するすべての発光区画が１回ずつ発光期間を終えた後で、当該一の発光区画群において最初の発光区画が発光期間を開始してから最後の発光区画が発光期間を終えるまでの間に前記受光部が受光した結果を取得することを特徴とする、請求項６に記載の測距装置である。
請求項８に記載の発明は、前記受光部は、前記第１の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第１の受光区画と、前記第２の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第２の受光区画とを備え、前記算出部は、前記受光部が備える受光区画毎に、前記受光の結果を取得することを特徴とする、請求項６記載の測距装置である。
請求項９に記載の発明は、前記駆動部は、前記算出部が前記第１の受光区画における受光の結果を取得する期間において、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする、請求項８記載の測距装置である。
請求項１０に記載の発明は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた発光期間を予め定められた複数回有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記発光期間において前記発光部を５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、当該発光部を駆動することを特徴とする発光装置である。
請求項２に記載の発明は、前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群の前記予め定められた複数回の発光期間の後に、当該他の発光区画群が発光期間を有するように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置である。
請求項３に記載の発明は、前記一の発光区画群に属する発光区画同士が隣接するように、前記発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項２に記載の駆動装置である。
請求項４に記載の発明は、前記非発光期間は、前記発光期間に相当する時間を単位時間として、当該単位時間の数にて定められ、前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群に属する発光区画の数は、前記非発光期間として定められた単位時間の数と一致することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置である。
請求項５に記載の発明は、前記発光デバイスの備える前記第１の発光区画と隣接しない第３の発光区画の発光期間と当該第１の発光区画の発光期間とが重なるように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置である。
請求項６に記載の発明は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、前記発光部から出射され対象物で反射した光を受光する受光部と、前記受光部における受光の結果に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、を備え、前記駆動部は、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする測距装置である。
請求項７に記載の発明は、前記発光部は、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とを備え、前記算出部は、前記一の発光区画群に属するすべての発光区画が１回ずつ発光期間を終えた後で、当該一の発光区画群において最初の発光区画が発光期間を開始してから最後の発光区画が発光期間を終えるまでの間に前記受光部が受光した結果を取得することを特徴とする、請求項６に記載の測距装置である。
請求項８に記載の発明は、前記受光部は、前記第１の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第１の受光区画と、前記第２の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第２の受光区画とを備え、前記算出部は、前記受光部が備える受光区画毎に、前記受光の結果を取得することを特徴とする、請求項６記載の測距装置である。
請求項９に記載の発明は、前記駆動部は、前記算出部が前記第１の受光区画における受光の結果を取得する期間において、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする、請求項８記載の測距装置である。
請求項１０に記載の発明は、第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた発光期間を予め定められた複数回有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記発光期間において前記発光部を５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、当該発光部を駆動することを特徴とする発光装置である。
【発明の効果】
【0006】
請求項１，６，１０に記載の発明によれば、ある発光区画における予め定められた複数回の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項２に記載の発明によれば、発光区画群単位の駆動を行わない場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項３に記載の発明によれば、互いに近接する照射区画への予め定められた複数回の光の照射が、短い時間で行われる。
請求項４に記載の発明によれば、一の発光区画群に属する発光区画の数が非発光時間として定められた単位時間の数よりも多い場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項５に記載の発明によれば、第１の発光区画の発光期間と第３の発光区画の発光期間とが重ならない場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項７に記載の発明によれば、異なるタイミングで読み出しを行う場合と比較して、すべての照射区画で測距が完了するまでの時間が短くなる。
請求項８に記載の発明によれば、発光区画の発光期間毎に受光の結果が取得され、測距の精度の向上に寄与する。
請求項９に記載の発明によれば、第１の受光区画における受光の結果を取得する期間に第２の発光区画が発光期間を有しない場合と比較して、測距が完了するまでの時間が短くなる。
請求項２に記載の発明によれば、発光区画群単位の駆動を行わない場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項３に記載の発明によれば、互いに近接する照射区画への予め定められた複数回の光の照射が、短い時間で行われる。
請求項４に記載の発明によれば、一の発光区画群に属する発光区画の数が非発光時間として定められた単位時間の数よりも多い場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項５に記載の発明によれば、第１の発光区画の発光期間と第３の発光区画の発光期間とが重ならない場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
請求項７に記載の発明によれば、異なるタイミングで読み出しを行う場合と比較して、すべての照射区画で測距が完了するまでの時間が短くなる。
請求項８に記載の発明によれば、発光区画の発光期間毎に受光の結果が取得され、測距の精度の向上に寄与する。
請求項９に記載の発明によれば、第１の受光区画における受光の結果を取得する期間に第２の発光区画が発光期間を有しない場合と比較して、測距が完了するまでの時間が短くなる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本実施の形態が適用される測距装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態に係る発光部の発光面と、発光部から出射された光が照射される照射面との関係を説明する図である。
【図3】本実施の形態に係る発光部の一例を示す図である。
【図4】本実施の形態に係る受光部の受光面と、上述した照射面との関係を説明する図である。
【図5】本実施の形態における距離画像について説明する図であり、（ａ）は測距装置と対象物との位置関係を示す図、（ｂ）は照射面の様子を示す図、（ｃ）は制御部が作成する距離画像の例を示す図である。
【図6】比較例の動作パターンを示す図である。
【図7】本実施の形態が適用される測距装置の第１の動作パターンを示す図である。
【図8】本実施の形態が適用される測距装置の第２の動作パターンを示す図である。
【図9】本実施の形態が適用される測距装置の第３の動作パターンを示す図である。
【図10】本実施の形態が適用される測距装置の第４の動作パターンを示す図である。
【図11】第２の動作パターンの変形例を示す図である。
【図12】第２の動作パターンの変形例を示す図である。
【図13】本実施の形態が適用される測距装置の第５の動作パターンを示す図である。
【図14】本実施の形態が適用される測距装置の第６の動作パターンを示す図である。
【図15】（ａ）、（ｂ）は、各発光区画の１回の発光期間での発光動作の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、本発明の技術的範囲は、以下に実施の形態として記載する範囲に限定されるものではない。複数の実施例を組み合わせたものや、これらの実施例に種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
なお、本発明の技術的範囲は、以下に実施の形態として記載する範囲に限定されるものではない。複数の実施例を組み合わせたものや、これらの実施例に種々の変更又は改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0009】
＜測距装置１＞
（全体構成）
図１は、本実施の形態が適用される測距装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。
測距装置１は、発光部４から光が出射されたタイミングから、対象物で反射した光が受光部５にて受光されるタイミングまでの時間に基づいて、対象物までの距離を測定する。つまり、測距装置１はＴｏＦ法に基づいて測距を行う装置である。ＴｏＦ法には、出射された光の位相と受光した光の位相との差から時間を測定する間接ＴｏＦ（ｉＴｏＦ：indirect ToF）法と、光の出射から受光までの時間を直接計測する直接ＴｏＦ（ｄＴｏＦ：direct ToF）法とがあるが、本実施の形態では、測距装置１が間接ＴｏＦ法に基づいて測距を行うものとして説明する。
（全体構成）
図１は、本実施の形態が適用される測距装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。
測距装置１は、発光部４から光が出射されたタイミングから、対象物で反射した光が受光部５にて受光されるタイミングまでの時間に基づいて、対象物までの距離を測定する。つまり、測距装置１はＴｏＦ法に基づいて測距を行う装置である。ＴｏＦ法には、出射された光の位相と受光した光の位相との差から時間を測定する間接ＴｏＦ（ｉＴｏＦ：indirect ToF）法と、光の出射から受光までの時間を直接計測する直接ＴｏＦ（ｄＴｏＦ：direct ToF）法とがあるが、本実施の形態では、測距装置１が間接ＴｏＦ法に基づいて測距を行うものとして説明する。
【0010】
図１に示すように、測距装置１は、光学装置３と、制御部８とを備えている。
光学装置３は、予め定められた照射範囲に向けて光を出射する発光部４と、発光部４から出射され照射範囲に存在する対象物で反射した光を受光する受光部５と、発光部４を駆動する発光駆動部６と、受光部５を駆動する受光駆動部７とを備えている。
光学装置３の発光部４及び受光部５の構成については、詳細を後述する。また、破線で示す符号２及び一点鎖線で示す符号９については、後段にて説明する。
光学装置３は、予め定められた照射範囲に向けて光を出射する発光部４と、発光部４から出射され照射範囲に存在する対象物で反射した光を受光する受光部５と、発光部４を駆動する発光駆動部６と、受光部５を駆動する受光駆動部７とを備えている。
光学装置３の発光部４及び受光部５の構成については、詳細を後述する。また、破線で示す符号２及び一点鎖線で示す符号９については、後段にて説明する。
【0011】
制御部８は、光学装置３の発光部４及び受光部５の動作を制御する。
また、制御部８は、受光部５における受光の結果を取得し、この受光の結果に基づいて、ＴｏＦ法により、測距装置１から対象物までの距離を算出する。
制御部８は、受光の結果に基づいて対象物までの距離を算出する算出部の一例である。
また、制御部８は、受光部５における受光の結果を取得し、この受光の結果に基づいて、ＴｏＦ法により、測距装置１から対象物までの距離を算出する。
制御部８は、受光の結果に基づいて対象物までの距離を算出する算出部の一例である。
【0012】
（発光部４）
図２は、本実施の形態に係る発光部４の発光面４０と、発光部４から出射された光が照射される照射面６０との関係を説明する図である。図２では、紙面の左方向を＋ｘ方向、紙面の上方向を＋ｙ方向、紙面の裏側方向を＋ｚ方向として、各々反対方向を－ｘ，－ｙ，－ｚ方向とする。なお、図２では、発光面４０と照射面６０とを紙面の上下方向（±ｙ方向）にずらして示しているが、実際には、発光面４０と照射面６０とは対向するように配置される。図２では、紙面の表側方向（－ｚ方向）に発光部４の発光面４０が位置し、紙面の裏側方向（＋ｚ方向）に照射面６０が位置している。つまり、図２は、照射面６０へ光を出射している発光部４を、発光部４が光を出射する側とは反対側から見た様子である。
発光部４は、例えば１枚または複数枚の発光チップにより構成される。発光部４は、発光デバイスの一例である。
図２は、本実施の形態に係る発光部４の発光面４０と、発光部４から出射された光が照射される照射面６０との関係を説明する図である。図２では、紙面の左方向を＋ｘ方向、紙面の上方向を＋ｙ方向、紙面の裏側方向を＋ｚ方向として、各々反対方向を－ｘ，－ｙ，－ｚ方向とする。なお、図２では、発光面４０と照射面６０とを紙面の上下方向（±ｙ方向）にずらして示しているが、実際には、発光面４０と照射面６０とは対向するように配置される。図２では、紙面の表側方向（－ｚ方向）に発光部４の発光面４０が位置し、紙面の裏側方向（＋ｚ方向）に照射面６０が位置している。つまり、図２は、照射面６０へ光を出射している発光部４を、発光部４が光を出射する側とは反対側から見た様子である。
発光部４は、例えば１枚または複数枚の発光チップにより構成される。発光部４は、発光デバイスの一例である。
【0013】
発光部４は、垂直共振器型面発光レーザＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser、後述する図３において符号４３で示す。）が複数配列された発光面４０を備える。そして、発光部４は、ＶＣＳＥＬの発光により、照射面６０に向けて光を出射する。なお、ＶＣＳＥＬは、発光素子の一例である。図２では、ＶＣＳＥＬの記載を省略している。
【0014】
発光面４０は、少なくとも１つのＶＣＳＥＬを含む複数の発光区画４１に分割されている。ここでは、発光面４０は、一例として、ｘ方向に４個、ｙ方向に３個ずつ並ぶ計１２個の発光区画４１に分割されている。図示するように、各発光区画４１について区別が必要な場合は、図２における左上側（＋ｘ方向及び＋ｙ方向の端）から順に、発光区画Ａ１～Ａ１２として区別する。
なお、本明細書中では、「～」は、番号によってそれぞれが区別された複数の構成要素を示すもので、「～」の前後に記載されたもの及びその間の番号のものを含むことを意味する。例えば、発光区画Ａ１～Ａ１２は、発光区画Ａ１から番号順に発光区画Ａ１２までの１２個の発光区画４１を含む。
なお、本明細書中では、「～」は、番号によってそれぞれが区別された複数の構成要素を示すもので、「～」の前後に記載されたもの及びその間の番号のものを含むことを意味する。例えば、発光区画Ａ１～Ａ１２は、発光区画Ａ１から番号順に発光区画Ａ１２までの１２個の発光区画４１を含む。
【0015】
各発光区画４１は、発光駆動部６（図１参照）により、独立に駆動されて発光動作を行う。発光区画４１の駆動とは、発光区画４１に含まれるＶＣＳＥＬに電力が供給されて発光することを指し、発光動作とは、発光区画４１に含まれるＶＣＳＥＬが予め定められた発光期間の間発光することを指す。また、「独立に駆動」とは、発光区画４１毎に駆動して発光した状態とすることを指す。発光駆動部６は、制御部８（図１参照）からの制御信号に応じて、各発光区画４１を駆動する。
したがって、各発光区画４１は、必ずしもすべて同時に発光するものではなく、例えば、図２の例において、発光区画Ａ１は発光しているが発光区画Ａ１２は発光していない、という状態をとり得る。
したがって、各発光区画４１は、必ずしもすべて同時に発光するものではなく、例えば、図２の例において、発光区画Ａ１は発光しているが発光区画Ａ１２は発光していない、という状態をとり得る。
【0016】
照射面６０は、発光面４０の中心４０Ｃから光を出射する方向（＋ｚ方向）におけるある距離において光を出射する方向に直交する、発光部４からの光が照射される面である。
図２の例では、発光部４は、＋ｚ方向に向けて光を出射するため、照射面６０は、＋ｚ方向のある距離においてｘ方向及びｙ方向に広がっている。ここで、照射面６０の中心６０Ｃと発光面４０の中心４０Ｃとを通る中心軸Ａｘ（二点鎖線）は、発光面４０及び照射面６０に対して垂直である。なお、本実施の形態では、発光面４０が矩形状であることに対応して、照射面６０が矩形状になっている。
図２の例では、発光部４は、＋ｚ方向に向けて光を出射するため、照射面６０は、＋ｚ方向のある距離においてｘ方向及びｙ方向に広がっている。ここで、照射面６０の中心６０Ｃと発光面４０の中心４０Ｃとを通る中心軸Ａｘ（二点鎖線）は、発光面４０及び照射面６０に対して垂直である。なお、本実施の形態では、発光面４０が矩形状であることに対応して、照射面６０が矩形状になっている。
【0017】
図示するように、照射面６０は、発光面４０における発光区画４１に対応して、複数の照射区画６１に分割される。図２の例では、ｘ方向に４個、ｙ方向に３個ずつ並ぶ１２個の照射区画６１に分割される。各照射区画６１について区別が必要な場合は、図２における左上側（＋ｘ方向及び＋ｙ方向の端）から順に、照射区画Ｂ１～Ｂ１２と表記する。
なお、ある照射区画Ｂｉに対し同じ番号ｉが付与された発光区画Ａｉを、「対応する発光区画」と呼ぶ場合がある。例えば、発光区画Ａ１は照射区画Ｂ１に対応する発光区画である。反対に、ある発光区画Ａｉに対し同じ番号ｉが付与された照射区画Ｂｉを、「対応する照射区画」と呼ぶ場合がある。
なお、ある照射区画Ｂｉに対し同じ番号ｉが付与された発光区画Ａｉを、「対応する発光区画」と呼ぶ場合がある。例えば、発光区画Ａ１は照射区画Ｂ１に対応する発光区画である。反対に、ある発光区画Ａｉに対し同じ番号ｉが付与された照射区画Ｂｉを、「対応する照射区画」と呼ぶ場合がある。
【0018】
照射区画Ｂ１～Ｂ１２は、発光区画Ａ１～Ａ１２とｘｙ平面について面対称な配列を有している。例えば、図２において発光区画Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が－ｘ方向にこの順で配列されるのに対応して、照射区画Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が－ｘ方向にこの順で配列される。
それぞれの発光区画４１は、対応する照射区画６１に向けて光を出射する。そして、それぞれの照射区画６１には、対応する発光区画４１から出射された光が照射される。ここで、発光区画４１が対応する照射区画６１に向けて光を出射するとは、それぞれの発光区画４１から出射される光の光軸が対応する照射区画６１を向いていることを意味し、発光区画４１から出射された光の全てが対応する照射区画６１に照射されることに限定されない。言い換えると、ある発光区画４１から出射された光の一部が、対応する照射区画６１とは異なる照射区画６１や照射面６０の範囲外に照射される場合がある。
それぞれの発光区画４１は、対応する照射区画６１に向けて光を出射する。そして、それぞれの照射区画６１には、対応する発光区画４１から出射された光が照射される。ここで、発光区画４１が対応する照射区画６１に向けて光を出射するとは、それぞれの発光区画４１から出射される光の光軸が対応する照射区画６１を向いていることを意味し、発光区画４１から出射された光の全てが対応する照射区画６１に照射されることに限定されない。言い換えると、ある発光区画４１から出射された光の一部が、対応する照射区画６１とは異なる照射区画６１や照射面６０の範囲外に照射される場合がある。
【0019】
図３は、本実施の形態に係る発光部４の一例を示す図である。図３では、図２とは反対に、発光部４が光を出射する側から見た様子を示している。よって、図３における紙面の右方向が＋ｘ方向、紙面の上方向が＋ｙ方向、紙面の表方向が＋ｚ方向である。
図３に示すように、発光部４では、基板４２と、複数のＶＣＳＥＬ４３が配置された発光面４０とを有している。より詳しくは、基板４２と発光面４０とは、光を出射する方向（＋ｚ方向、紙面の表方向）に重ねて設けられている。なお、基板４２上には、電力の供給や電気信号のやり取りのための配線の他、発光部４の動作に係る電子部品等が形成又は取り付けられている場合があるが、記載を省略している。
図３に示すように、発光部４では、基板４２と、複数のＶＣＳＥＬ４３が配置された発光面４０とを有している。より詳しくは、基板４２と発光面４０とは、光を出射する方向（＋ｚ方向、紙面の表方向）に重ねて設けられている。なお、基板４２上には、電力の供給や電気信号のやり取りのための配線の他、発光部４の動作に係る電子部品等が形成又は取り付けられている場合があるが、記載を省略している。
【0020】
上述したように、発光部４は、発光面４０にＶＣＳＥＬ４３が配列された１２個の発光区画４１（発光区画Ａ１～Ａ１２）を備えている。図３に示すように、発光区画Ａ１～Ａ１２は、すべて同じ面積になっている。また、それぞれの発光区画Ａ１～Ａ１２には、互いに同じ数（この例では７個）のＶＣＳＥＬ４３が配置されている。
なお、各発光区画４１の面積や配置されるＶＣＳＥＬ４３の個数は限定されるものではなく、一部又は全部の発光区画４１について、互いに異なる面積としてもよく、異なる個数のＶＣＳＥＬ４３が配置されることとしてもよい。
なお、各発光区画４１の面積や配置されるＶＣＳＥＬ４３の個数は限定されるものではなく、一部又は全部の発光区画４１について、互いに異なる面積としてもよく、異なる個数のＶＣＳＥＬ４３が配置されることとしてもよい。
【0021】
なお、発光部４のそれぞれの発光区画４１から出射された光は、不図示の拡散部により、出射方向（中心軸Ａｘの軸方向）に垂直な面に広げられて照射面６０に照射される。拡散部としては、光の光路上に設けられ、散乱等により光を拡散する拡散板、入射する光の角度を変更して出射する回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）又は／及びレンズ等の光学部材を用いうる。
【0022】
（受光部５）
図４は、本実施の形態に係る受光部５の受光面５０と、上述した照射面６０との関係を説明する図である。図４では、図２と同様に、紙面の左方向を＋ｘ方向、紙面の上方向を＋ｙ方向、紙面の裏側方向をｚ方向として、各々反対方向を－ｘ，－ｙ，－ｚ方向とする。なお、図４では、受光面５０と照射面６０とを紙面の上下方向（±ｙ方向）にずらして示しているが、実際には、受光面５０と照射面６０とは対向するように配置される。図４では、紙面の表側方向（－ｚ方向）に受光部５（受光面５０）が位置し、紙面の裏側方向（＋ｚ方向）に照射面６０が位置している。つまり、図４は、照射面６０から反射してきた光を受光している受光部５を、受光部５が光を受光する側とは反対側から見た様子である。
図４は、本実施の形態に係る受光部５の受光面５０と、上述した照射面６０との関係を説明する図である。図４では、図２と同様に、紙面の左方向を＋ｘ方向、紙面の上方向を＋ｙ方向、紙面の裏側方向をｚ方向として、各々反対方向を－ｘ，－ｙ，－ｚ方向とする。なお、図４では、受光面５０と照射面６０とを紙面の上下方向（±ｙ方向）にずらして示しているが、実際には、受光面５０と照射面６０とは対向するように配置される。図４では、紙面の表側方向（－ｚ方向）に受光部５（受光面５０）が位置し、紙面の裏側方向（＋ｚ方向）に照射面６０が位置している。つまり、図４は、照射面６０から反射してきた光を受光している受光部５を、受光部５が光を受光する側とは反対側から見た様子である。
【0023】
受光部５は、ｘ方向及びｙ方向に広がり、不図示の受光素子が複数配列された受光面５０を備える。そして、受光部５は、それぞれの受光素子により、発光部４から出射され照射面６０に存在する対象物で反射した光を受光する。
照射面６０の中心６０Ｃと受光面５０の中心５０Ｃとを通る中心軸Ｂｘ（二点鎖線）は、照射面６０及び受光面５０に対して垂直である。なお、本実施の形態では、発光面４０（図２参照）及び照射面６０と同様に、受光面５０が矩形状になっている。
照射面６０の中心６０Ｃと受光面５０の中心５０Ｃとを通る中心軸Ｂｘ（二点鎖線）は、照射面６０及び受光面５０に対して垂直である。なお、本実施の形態では、発光面４０（図２参照）及び照射面６０と同様に、受光面５０が矩形状になっている。
【0024】
受光面５０は、発光面４０（図２参照）の発光区画４１（図２参照）及び照射面６０の照射区画６１に対応して、複数の受光区画５１に分割される。図４の例では、ｘ方向に４個、ｙ方向に３個ずつ並ぶ１２個の受光区画５１に分割される。各受光区画５１について区別が必要な場合は、図４における左上側（＋ｘ方向及び＋ｙ方向の端）から順に、受光区画Ｃ１～Ｃ１２として区別する。
なお、ある発光区画Ａｉ又はある照射区画Ｂｉに対し同じ番号ｉが付与された受光区画Ｃｉを、「対応する受光区画」と呼ぶ場合がある。例えば、受光区画Ｃ１は、発光区画Ａ１又は照射区画Ｂ１に対応する受光区画である。反対に、ある受光区画Ｃｉに対し同じ番号が付与された発光区画Ａｉを、「対応する発光区画」と呼び、ある受光区画Ｃｉに対し同じ番号が付与された照射区画Ｂｉを、「対応する照射区画」と呼ぶ場合がある。
なお、ある発光区画Ａｉ又はある照射区画Ｂｉに対し同じ番号ｉが付与された受光区画Ｃｉを、「対応する受光区画」と呼ぶ場合がある。例えば、受光区画Ｃ１は、発光区画Ａ１又は照射区画Ｂ１に対応する受光区画である。反対に、ある受光区画Ｃｉに対し同じ番号が付与された発光区画Ａｉを、「対応する発光区画」と呼び、ある受光区画Ｃｉに対し同じ番号が付与された照射区画Ｂｉを、「対応する照射区画」と呼ぶ場合がある。
【0025】
受光区画Ｃ１～Ｃ１２は、照射区画Ｂ１～Ｂ１２とｘｙ平面について面対称な配列を有している。例えば、図４では、照射区画Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が－ｘ方向にこの順で配列されるのに対応して、受光区画Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が－ｘ方向にこの順で配列される。
それぞれの受光区画５１は、発光部４から出射され、対応する照射区画６１に存在する対象物で反射した光を受光する。
それぞれの受光区画５１は、発光部４から出射され、対応する照射区画６１に存在する対象物で反射した光を受光する。
【0026】
それぞれの受光区画５１は、規則的に配列される複数の受光素子を有する。それぞれの受光素子は、発光部４から出射され照射面６０に存在する対象物で反射した光を受光し、受光した光に応じて電気信号を出力可能である。受光素子としては、フォトダイオードやフォトトランジスタを例示することができる。
【0027】
各受光区画５１は、受光駆動部７（図１参照）により独立に駆動されて受光動作を行う。ここで、受光区画５１の駆動とは、受光区画５１を受光素子の受光に応じた電荷の蓄積が可能な状態にすることを指し、受光動作とは、受光区画５１の受光素子が受光に応じて電荷の蓄積を行うことを指す。また、「独立に駆動」とは、受光区画５１毎に駆動して、受光に応じた電荷の蓄積が可能な状態にすることを指す。受光駆動部７は、制御部８（図１参照）からの制御信号に応じて、各受光区画５１を駆動する。
また、受光部５は、制御部８の読み出し動作（詳細は後述する。）に応じて、受光区画５１にて蓄積した電荷、すなわち受光区画５１における受光の結果に対応する電気信号を制御部８へと出力する。
また、受光部５は、制御部８の読み出し動作（詳細は後述する。）に応じて、受光区画５１にて蓄積した電荷、すなわち受光区画５１における受光の結果に対応する電気信号を制御部８へと出力する。
【0028】
（制御部８）
図１に戻り、制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３により構成されている。
ＣＰＵ８１は、プロセッサの一例であって、ＲＯＭ８２等に記憶された各種プログラムをＲＡＭ８３にロードして実行することにより、後述する各機能を実現する。ＲＡＭ８３は、ＣＰＵ８１の作業用メモリ等として用いられるメモリである。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１が実行する各種プログラム等を記憶するメモリである。
図１に戻り、制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３により構成されている。
ＣＰＵ８１は、プロセッサの一例であって、ＲＯＭ８２等に記憶された各種プログラムをＲＡＭ８３にロードして実行することにより、後述する各機能を実現する。ＲＡＭ８３は、ＣＰＵ８１の作業用メモリ等として用いられるメモリである。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１が実行する各種プログラム等を記憶するメモリである。
【0029】
ここで、ＣＰＵ８１によって実行されるプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータが読取可能な記録媒体に記憶した状態で提供しうる。また、ＣＰＵ８１によって実行されるプログラムは、インターネットなどの通信手段を用いて提供してもよい。
【0030】
また、本実施の形態において、プロセッサとは広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ：Central Processing Unit等）や、専用のプロセッサ（例えばＧＰＵ：Graphics Processing Unit、ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit、ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array、プログラマブル論理デバイス等）を含むものである。
また、本実施の形態におけるプロセッサの動作は、１つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は、本実施の形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、変更してもよい。
また、本実施の形態におけるプロセッサの動作は、１つのプロセッサによって成すのみでなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサが協働して成すものであってもよい。また、プロセッサの各動作の順序は、本実施の形態において記載した順序のみに限定されるものではなく、変更してもよい。
【0031】
制御部８は、発光駆動部６を通じて発光部４の発光動作を制御し、受光駆動部７を通じて受光部５の受光動作を制御する。
また、制御部８は、受光駆動部７を通じて受光部５に対する読み出し動作を行う。ここで、「読み出し動作」とは、制御部８が受光駆動部７を通じて受光部５を制御し、受光区画５１における受光素子の受光の結果に対応する電気信号を出力させて、受光区画５１毎の受光の結果として取得することをいう。なお、本実施の形態に係る制御部８は、受光区画５１毎に独立して読み出し動作を行うことができる。例えば、ある受光区画Ｃｉと他の受光区画Ｃｊとが受光動作を行って電荷を蓄積している場合に、受光区画Ｃｉおよび受光区画Ｃｊの両方に対する読み出し動作を行うだけでなく、受光区画Ｃｉに対する読み出し動作のみを行うこともできる。
また、制御部８は、受光駆動部７を通じて受光部５に対する読み出し動作を行う。ここで、「読み出し動作」とは、制御部８が受光駆動部７を通じて受光部５を制御し、受光区画５１における受光素子の受光の結果に対応する電気信号を出力させて、受光区画５１毎の受光の結果として取得することをいう。なお、本実施の形態に係る制御部８は、受光区画５１毎に独立して読み出し動作を行うことができる。例えば、ある受光区画Ｃｉと他の受光区画Ｃｊとが受光動作を行って電荷を蓄積している場合に、受光区画Ｃｉおよび受光区画Ｃｊの両方に対する読み出し動作を行うだけでなく、受光区画Ｃｉに対する読み出し動作のみを行うこともできる。
【0032】
ところで、一般に、間接ＴｏＦ法では、光の出射に対して複数の位相差で受光を行い、各位相差における受光の結果から、出射された光の位相と受光した光の位相との差を求めて測距を行う。また、一般に、外来光（環境光）による測距の精度の低下を抑制するため、１つの位相差について複数回受光を行う。このため、ｎ個の位相差φ（φ１，φ２，…，φｎ）でそれぞれｋ回の受光を行う場合、光の出射と、ある位相差φにおける受光と、受光の結果の読み出しとを、ｎ×ｋ回分繰り返すことになる。
本実施の形態が適用される測距装置１は、光の出射に対して０度、１８０度の２個の位相差φでそれぞれ２回の受光を行った結果から、間接ＴｏＦ法に基づく測距を行う。したがって、測距装置１では、例えばある照射区画Ｂｉの測距を行う場合、対応する発光区画Ａｉにおける発光動作と、対応する受光区画Ｃｉにおける受光動作と、制御部８による受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、をそれぞれ４回繰り返す。より詳しくは、測距装置１では、各発光区画４１における４回の発光動作、各受光区画５１における４回の受光動作、各受光区画５１に対する４回の読み出し動作が、予め定められた動作パターンに従って行われる。この予め定められた動作パターンについては、図８を用いて詳細を後述する。
本実施の形態が適用される測距装置１は、光の出射に対して０度、１８０度の２個の位相差φでそれぞれ２回の受光を行った結果から、間接ＴｏＦ法に基づく測距を行う。したがって、測距装置１では、例えばある照射区画Ｂｉの測距を行う場合、対応する発光区画Ａｉにおける発光動作と、対応する受光区画Ｃｉにおける受光動作と、制御部８による受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、をそれぞれ４回繰り返す。より詳しくは、測距装置１では、各発光区画４１における４回の発光動作、各受光区画５１における４回の受光動作、各受光区画５１に対する４回の読み出し動作が、予め定められた動作パターンに従って行われる。この予め定められた動作パターンについては、図８を用いて詳細を後述する。
【0033】
制御部８は、各受光区画５１における受光の結果に基づいて、各照射区画６１の測距を行う。そして、各照射区画６１における測距の結果をまとめ、測距装置１と対象物との距離を表した距離画像を作成する。より詳しくは、制御部８は、各受光区画５１における４回の受光の結果として受光部５から取得した４つの電気信号に、予め定められた演算処理を施すことで、照射面６０の各照射区画６１における測距装置１と対象物との距離を算出（測距）し、距離画像を作成する。
【0034】
＜距離画像１００＞
図５は、本実施の形態における距離画像１００について説明する図であり、（ａ）は測距装置１と対象物Ｓ１，Ｓ２との位置関係を示す図、（ｂ）は照射面６０の様子を示す図、（ｃ）は制御部８が作成する距離画像１００の例を示す図である。
図５（ｃ）に示す距離画像１００は、照射面６０におけるすべての照射区画６１について測距を行うことで、結果として作成されたものである。なお、図５の例において、対象物Ｓ１，Ｓ２（区別せずに対象物Ｓと表記する場合がある。）は、少なくとも、測距装置１において距離画像１００の作成に必要な測距が開始してから完了するまでの間は静止しており、測距装置１に対する位置を変化させなかったものとする。
図５は、本実施の形態における距離画像１００について説明する図であり、（ａ）は測距装置１と対象物Ｓ１，Ｓ２との位置関係を示す図、（ｂ）は照射面６０の様子を示す図、（ｃ）は制御部８が作成する距離画像１００の例を示す図である。
図５（ｃ）に示す距離画像１００は、照射面６０におけるすべての照射区画６１について測距を行うことで、結果として作成されたものである。なお、図５の例において、対象物Ｓ１，Ｓ２（区別せずに対象物Ｓと表記する場合がある。）は、少なくとも、測距装置１において距離画像１００の作成に必要な測距が開始してから完了するまでの間は静止しており、測距装置１に対する位置を変化させなかったものとする。
【0035】
図５（ｃ）に示すように、距離画像１００は、発光面４０の発光区画４１、照射面６０の照射区画６１および受光面５０の受光区画５１（図２、図４参照）に対応する、複数の画像区画１０１を有する。図５（ｃ）の例では、距離画像１００は、照射面６０および受光面５０の±ｘ方向に対応する図の左右方向に４個、±ｙ方向に対応する図の上下方向に３個並ぶ１２個の画像区画１０１を有している。各画像区画１０１について区別が必要な場合は、図５（ｃ）における左上側から順に、画像区画Ｄ１～Ｄ１２として区別する。
距離画像１００における画像区画Ｄｉは、発光面４０の発光区画Ａｉにて出射され、照射面６０の照射区画Ｂｉにて対象物により反射され、受光面５０の受光区画Ｃｉで受光された光に基づいて得られた画像である。なお、発光区画Ａｉ、照射区画Ｂｉおよび受光区画Ｃｉに対し同じ番号ｉが付与された画像区画Ｄｉを、「対応する画像区画」と呼ぶ場合がある。反対に、画像区画Ｄｉに対し同じ番号ｉが付与された発光区画Ａｉを「対応する発光区画」と呼び、画像区画Ｄｉに対し同じ番号ｉが付与された照射区画Ｂｉを「対応する照射区画」と呼び、画像区画Ｄｉに対し同じ番号が付与された受光区画Ｃｉを「対応する受光区画」と呼ぶ場合がある。
距離画像１００における画像区画Ｄｉは、発光面４０の発光区画Ａｉにて出射され、照射面６０の照射区画Ｂｉにて対象物により反射され、受光面５０の受光区画Ｃｉで受光された光に基づいて得られた画像である。なお、発光区画Ａｉ、照射区画Ｂｉおよび受光区画Ｃｉに対し同じ番号ｉが付与された画像区画Ｄｉを、「対応する画像区画」と呼ぶ場合がある。反対に、画像区画Ｄｉに対し同じ番号ｉが付与された発光区画Ａｉを「対応する発光区画」と呼び、画像区画Ｄｉに対し同じ番号ｉが付与された照射区画Ｂｉを「対応する照射区画」と呼び、画像区画Ｄｉに対し同じ番号が付与された受光区画Ｃｉを「対応する受光区画」と呼ぶ場合がある。
【0036】
距離画像１００のそれぞれの画像区画１０１は、対応する受光区画５１が有する複数の受光素子に対応付けられた複数の画素（不図示）を有している。距離画像１００では、画像区画１０１のそれぞれの画素の画素値が、受光区画５１のそれぞれの受光素子からの電気信号から算出された、測距装置１から対象物までの距離に対応している。
【0037】
図５（ａ）に示す例では、測距装置１からある距離だけ離れた位置に、対象物Ｓ１，Ｓ２が存在している。図５（ｂ）に示すように、この例における対象物Ｓ１は、照射面６０の照射区画Ｂ１，Ｂ５，Ｂ９に亘る範囲に存在し、対象物Ｓ２は、照射区画Ｂ２，Ｂ６に亘る範囲に存在する。また、測距装置１から対象物Ｓ１までの距離（例えば１ｍ程度）は、測距装置１から対象物Ｓ２までの距離（例えば３ｍ程度）と比べて小さい。
【0038】
そして、図５（ｃ）に示すように、距離画像１００には、各画像区画１０１に含まれる画素により、対象物Ｓ１を表す像Ｓ１´および対象物Ｓ２を表す像Ｓ２´（区別せずに像Ｓ′と表記する場合がある。）が描写されている。より詳しくは、距離画像１００のうち照射区画Ｂ１，Ｂ５，Ｂ９に対応する画像区画Ｄ１，Ｄ５，Ｄ９に亘って像Ｓ１´が描写され、距離画像１００のうち照射区画Ｂ２，Ｂ６に対応する画像区画Ｄ２，Ｄ６に亘って像Ｓ２´が描写されている。
この例では、距離画像１００において像Ｓ１´および像Ｓ２´を構成する画素の画素値（図では網掛けで表現する。）によって、測距装置１から対象物Ｓ１までの距離、および測距装置１から対象物Ｓ２までの距離に係る情報を得ることができる。
この例では、距離画像１００において像Ｓ１´および像Ｓ２´を構成する画素の画素値（図では網掛けで表現する。）によって、測距装置１から対象物Ｓ１までの距離、および測距装置１から対象物Ｓ２までの距離に係る情報を得ることができる。
【0039】
なお、距離画像１００は、対象物Ｓの表面上の各地点と、測距装置１との距離の情報を含むので、対象物Ｓの三次元形状の情報を含むものと捉えることもできる。したがって、本実施の形態が適用される測距装置１は、三次元測定にも利用可能である。
【0040】
＜動作パターン＞
ところで、測距装置１のように、発光部４の各発光区画４１が４回の発光動作を行う場合、４回の発光期間が設けられることになる。なお、４回の発光期間は、本実施の形態における予め定められた複数回（予定回数）の発光期間の一例である。
このような測距装置において、ある発光区画Ａｉにおける４回の発光期間の後に他の発光区画Ａｊの発光期間を設ける場合、例えば発光に伴う発熱の影響（詳細は後述する。）を小さくするために発光区画Ａｉの発光期間同士の間隔を長くすると、すべての発光区画４１で４回の発光期間が完了するまでの時間が長くなってしまう。
ところで、測距装置１のように、発光部４の各発光区画４１が４回の発光動作を行う場合、４回の発光期間が設けられることになる。なお、４回の発光期間は、本実施の形態における予め定められた複数回（予定回数）の発光期間の一例である。
このような測距装置において、ある発光区画Ａｉにおける４回の発光期間の後に他の発光区画Ａｊの発光期間を設ける場合、例えば発光に伴う発熱の影響（詳細は後述する。）を小さくするために発光区画Ａｉの発光期間同士の間隔を長くすると、すべての発光区画４１で４回の発光期間が完了するまでの時間が長くなってしまう。
【0041】
ここで、発光期間内の発光区画４１の発光動作について、図１５を用いてより詳細に説明する。図１５（ａ）、（ｂ）は、各発光区画４１（図２、図３参照）の１回の発光期間での発光動作の一例を説明する図である。なお、図１５では、複数の発光区画４１のうち２つの発光区画Ａ１，Ａ２による発光動作の一例を示している。
本実施の形態に係る各発光区画４１は、発光動作として、発光駆動部６（図１参照）により駆動され、発光期間の間にＶＣＳＥＬを多数回パルス発光させて光を出射し、対応する照射区画６１を照射する。より具体的には、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、発光区画Ａ１の発光期間（符号９１１～９１４で示す）の各々は、多数回のパルス９００により構成されている。同様に、発光区画Ａ２の発光期間（符号９２１～９２４で示す）の各々は、多数回のパルス９００により構成されている。なお、１回の発光期間を構成するパルス９００の回数は、発光期間の長さやパルス９００の幅によっても異なるが、数十～数百回程度を例示することができる。本実施の形態に係る発光区画４１は、１回の発光期間内に１万回のパルス発光を行う。パルス発光の回数は、測距装置１に求められる測距の精度やデバイスの性能等に応じて変更してよいが、少なくとも５００回以上であるとよい。
本実施の形態に係る各発光区画４１は、発光動作として、発光駆動部６（図１参照）により駆動され、発光期間の間にＶＣＳＥＬを多数回パルス発光させて光を出射し、対応する照射区画６１を照射する。より具体的には、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、発光区画Ａ１の発光期間（符号９１１～９１４で示す）の各々は、多数回のパルス９００により構成されている。同様に、発光区画Ａ２の発光期間（符号９２１～９２４で示す）の各々は、多数回のパルス９００により構成されている。なお、１回の発光期間を構成するパルス９００の回数は、発光期間の長さやパルス９００の幅によっても異なるが、数十～数百回程度を例示することができる。本実施の形態に係る発光区画４１は、１回の発光期間内に１万回のパルス発光を行う。パルス発光の回数は、測距装置１に求められる測距の精度やデバイスの性能等に応じて変更してよいが、少なくとも５００回以上であるとよい。
【0042】
各発光区画４１は例えば、図１５（ａ）に示すように、一の発光区画４１（例えば、発光区画Ａ１）の発光期間（例えば、発光期間９１１、９１２）同士の間に、他の発光区画４１（例えば、発光区画Ａ２）の発光期間（例えば、発光期間９２１）が含まれるように、発光動作を行うことができる。また例えば、各発光区画４１は、図１５（ｂ）に示すように、一の発行区画４１（発光区画Ａ１）の発光期間（発光期間９１１）を構成するパルス９００同士の間に、他の発光区画４１（発光区画Ａ２）の発光期間（発光期間９２１）を構成するパルス９００が含まれるように、発光動作を行うことができる。
【0043】
以下、本実施の形態が適用されない比較例の動作パターンと本実施の形態が適用される測距装置１の動作パターンとを説明するが、各発光区画４１の発光期間が５００μｓ（マイクロ秒）である場合を例にして説明する。すなわち、各発光区画４１は、発光動作として、発光駆動部６（図１参照）により駆動されＶＣＳＥＬを５００μｓ発光させて光を出射し、対応する照射区画６１を照射する。より詳しくは、図１５を用いて上述したように、本実施の形態に係る発光区画４１は、１回の発光期間５００μｓの間に１万回のパルス発光を行い、対応する照射区画６１を照射する。なお、発光期間は５００μｓに限定されるものではなく、測距の精度を確保する上で必要な光量等に応じて予め定められる。
【0044】
図６は、比較例の動作パターン７０１を示す図である。
図７は、本実施の形態が適用される測距装置１の第１の動作パターン８０１を示す図である。
なお、図６、図７では、動作パターン７０１，８０１を２段（前段、後段）に分けて記載している。また、図６では、動作パターン７０１の途中一部、前段と後段との間にあたる部分を省略している。
図７は、本実施の形態が適用される測距装置１の第１の動作パターン８０１を示す図である。
なお、図６、図７では、動作パターン７０１，８０１を２段（前段、後段）に分けて記載している。また、図６では、動作パターン７０１の途中一部、前段と後段との間にあたる部分を省略している。
【0045】
図６、図７において、１行目の「時間」の項目は、測距装置が測距に係る動作を開始してからの時間経過を示し、図の右方向に進む（右の列に進む）につれて時間が経過することを示す。各列に記載された数字は、経過した時間を単位時間の個数ｕを用いて示したものである。なお、単位時間としては、各発光区画４１の発光期間に相当する時間が用いられ、この例では５００μｓである。
また、図６、図７において、２行目～１３行目の「Ｂ１」～「Ｂ１２」の項目は、何れの照射区画６１の測距に係る動作であるかを、照射区画の符号Ｂｉ（ｉ＝１～１２）（図２、図４参照）を用いて示したものである。すなわち、時間ｕの列と照射区画Ｂｉの行とが交差するセルは、測距装置が測距に係る動作を開始してから単位時間×ｕだけ経過した時点における、照射区画Ｂｉの測距に係る動作を示している。
また、図６、図７において、２行目～１３行目の「Ｂ１」～「Ｂ１２」の項目は、何れの照射区画６１の測距に係る動作であるかを、照射区画の符号Ｂｉ（ｉ＝１～１２）（図２、図４参照）を用いて示したものである。すなわち、時間ｕの列と照射区画Ｂｉの行とが交差するセルは、測距装置が測距に係る動作を開始してから単位時間×ｕだけ経過した時点における、照射区画Ｂｉの測距に係る動作を示している。
【0046】
図６、図７において、網掛けＨ１（図面右端の凡例参照）が施されたセルは、対応する発光区画Ａｉが発光動作を行い、対応する受光区画Ｃｉが受光動作を行っていることを示している。すなわち、網掛けＨ１が施されたセルは、対応する発光区画Ａｉにおける発光期間に対応する。また、網掛けＨ２（凡例参照）が施されたセルは、制御部８が対応する受光区画Ｃｉに対する読み出し動作を行っていることを示している。なお、本実施の形態が適用される測距装置１において、制御部８は、受光区画５１に対する読み出し動作に単位時間１個分、５００μｓを要するものとして説明する。
【0047】
ここで、発光区画４１について複数回の発光期間が設けられる場合、発光期間と次回の発光期間との間には、発光区画４１が発光しない非発光期間が設けられることになる。この非発光期間が短すぎると、ＶＣＳＥＬの発光に伴う発熱により発光区画４１の温度が高くなり過ぎてしまい、ＶＣＳＥＬの光出力の低下や寿命の低下等の影響を及ぼす恐れがある。このため、発光区画４１の非発光期間は、発光に伴う発熱の影響を抑制するための予め定められた冷却期間を含むようにして設けられる。ここでは、冷却期間が１５００μｓ（＝単位時間５００μｓ×３個分）である場合を例にして説明する。なお、冷却期間の長さは、ＶＣＳＥＬの発光期間の長さや発光区画４１の放熱効率等に応じて定められるため、限定されるものではない。
図６、図７において、網掛けＨ３（凡例参照）が施されたセルは、対応する発光区画Ａｉの非発光期間であって、冷却期間として確保される期間であることを示している。なお、制御部８による読み出し動作の期間と冷却期間とを並列で設けることも可能であるため、その場合は、網掛けＨ２を優先して施している。
図６、図７において、網掛けＨ３（凡例参照）が施されたセルは、対応する発光区画Ａｉの非発光期間であって、冷却期間として確保される期間であることを示している。なお、制御部８による読み出し動作の期間と冷却期間とを並列で設けることも可能であるため、その場合は、網掛けＨ２を優先して施している。
【0048】
まず、図６に示す比較例の動作パターン７０１を詳しく説明する。
比較例の動作パターン７０１では、ある照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了してから、次の照射区画Ｂｊ（ｊ＝ｉ＋１）の測距に係る動作が開始するようになっている。ここで、照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了するとは、予定回数の４回の発光動作および受光動作と、各受光動作に対応する読み出し動作とが完了し、照射区画Ｂｉの測距に必要なデータが揃うことを指す。
比較例の動作パターン７０１では、ある照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了してから、次の照射区画Ｂｊ（ｊ＝ｉ＋１）の測距に係る動作が開始するようになっている。ここで、照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了するとは、予定回数の４回の発光動作および受光動作と、各受光動作に対応する読み出し動作とが完了し、照射区画Ｂｉの測距に必要なデータが揃うことを指す。
【0049】
より具体的には、比較例の動作パターン７０１の時間ｕ＝１では、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１における発光動作と、対応する受光区画Ｃ１における１回目の位相差φ＝０度での受光動作とが行われる。次に、時間ｕ＝２では、制御部８により受光区画Ｃ１に対する読み出し動作が行われるとともに、発光区画Ａ１の冷却期間のうち１／３（単位時間１個分）が経過する。さらに、時間ｕ＝３，４において、発光区画Ａ１の冷却期間の残り２／３（単位時間２個分）が経過する。時間ｕ＝２～４において予め定められた冷却期間（単位時間３個分）が経過するので、時間ｕ＝５においては、発光区画Ａ１における発光動作と、受光区画Ｃ１における２回目の位相差φ＝０度での受光動作とが行われる。時間ｕ＝６～８では、時間ｕ＝２～４と同様に、制御部８による読み出し動作が行われ、発光区画Ａ１の冷却期間が経過する。同様に、時間ｕ＝９～１２においては、発光区画Ａ１における発光動作と、受光区画Ｃ１における位相差φ＝１８０度での受光動作と、制御部８による読み出し動作とが行われ、発光区画Ａ１の冷却期間が経過する。そして、時間ｕ＝１３において、発光区画Ａ１における発光動作と、受光区画Ｃ１における２回目の位相差φ＝１８０度での受光動作とが行われ、時間ｕ＝１４において、制御部８による読み出し動作が行われることで、照射区画Ｂ１の測距に係る動作が完了する。以降の照射区画Ｂ２～Ｂ１２の測距に係る動作も、照射区画Ｂ１の測距に係る動作と同様に行われ、時間ｕ＝１６８において、制御部８が最後の照射区画Ｂ１２に対応する受光区画Ｃ１２への４回目の読み出し動作を行うことで、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
【0050】
このように、比較例の動作パターン７０１では、照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了してから次の照射区画Ｂｊ（ｊ＝ｉ＋１）の測距に係る動作を開始させることを繰り返す。そして、最後の照射区画Ｂ１２の測距に係る動作が完了することで、すべての照射区画６１の測距が完了し、制御部８による距離画像１００の作成に必要なデータが揃うことになる。図６に示すように、比較例の動作パターン７０１において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×１６８個分（＝８４．０ｍｓ）である。
また、比較例の動作パターン７０１では、発光区画Ａｉにおける４回の発光期間の後に、他の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）の発光期間が設けられている。図６に示すように、比較例の動作パターン７０１において、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×１６７個分（＝８３．５ｍｓ）である。
また、比較例の動作パターン７０１では、発光区画Ａｉにおける４回の発光期間の後に、他の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）の発光期間が設けられている。図６に示すように、比較例の動作パターン７０１において、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×１６７個分（＝８３．５ｍｓ）である。
【0051】
次に、図７に示す本実施の形態が適用される測距装置１の第１の動作パターン８０１を詳しく説明する。
第１の動作パターン８０１では、ある照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了していない時点において、次の照射区画Ｂｊ（ｊ＝ｉ＋１）の測距に係る動作が開始するようになっている。より詳しくは、ある照射区画Ｂｉに対応する発光区画Ａｉの発光期間と次回の発光期間との間の、発光区画Ａｉの非発光期間に、次の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）が発光期間を有するようになっている。なお、この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｊは第２の発光区画の一例である。
第１の動作パターン８０１では、ある照射区画Ｂｉの測距に係る動作が完了していない時点において、次の照射区画Ｂｊ（ｊ＝ｉ＋１）の測距に係る動作が開始するようになっている。より詳しくは、ある照射区画Ｂｉに対応する発光区画Ａｉの発光期間と次回の発光期間との間の、発光区画Ａｉの非発光期間に、次の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）が発光期間を有するようになっている。なお、この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｊは第２の発光区画の一例である。
【0052】
図７を参照して具体的に説明すると、第１の動作パターン８０１の時間ｕ＝１では、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１における発光動作と、対応する受光区画Ｃ１における位相差φ＝０度での受光動作とが行われる。次に、時間ｕ＝２では、発光区画Ａ１の冷却期間のうち１／３（単位時間１個分）が経過するとともに、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２における発光動作と、対応する受光区画Ｃ２における位相差φ＝０度での受光動作とが行われる。さらに、時間ｕ＝３において、発光区画Ａ１および発光区画Ａ２の冷却期間のうち１／３が経過するとともに、照射区画Ｂ３に対応する発光区画Ａ３における発光動作と、対応する受光区画Ｃ３における位相差φ＝０度での受光動作とが行われる。このことを繰り返し、時間ｕ＝１２において、最後の照射区画Ｂ１２に対応する発光区画Ａ１２における発光動作と、対応する受光区画Ｃ１２における位相差φ＝０度での受光動作とが行われると、時間ｕ＝１３では、冷却期間が完了していない発光区画Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２の冷却期間のうち１／３が経過するとともに、制御部８によりすべての受光区画５１（Ｃ１～Ｃ１２）に対する読み出し動作が行われる。これにより、制御部８は、すべての照射区画６１について１回目の位相差φ＝０度での受光の結果を取得する。そして、時間ｕ＝１４以降では、同様にして、２回目の位相差φ＝０度における受光の結果と、１回目の位相差φ＝１８０度での受光の結果と、２回目の位相差φ＝１８０度での受光の結果と、が取得される。そして、時間ｕ＝５２において、制御部８により受光区画Ｃ１～Ｃ１２に対する合計４回目の読み出し動作が行われることで、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
なお、図７の例では、発光区画Ａ１～Ａ１２の発光動作が番号順に行われることとしたが、発光動作を行う順番は限定されない。同様に、他の動作パターンにおいても、順序の変更が可能である。
なお、図７の例では、発光区画Ａ１～Ａ１２の発光動作が番号順に行われることとしたが、発光動作を行う順番は限定されない。同様に、他の動作パターンにおいても、順序の変更が可能である。
【0053】
以上説明したように、第１の動作パターン８０１では、発光区画Ａｉの発光動作と受光区画Ｃｉの受光動作の後、次の発光区画Ａｊの発光動作と受光区画Ｃｊの受光動作を行い、すべての照射区画６１について１回の受光動作が完了してから、すべての受光区画５１に対する読み出し動作が行われる。これを４回繰り返し、４回目の受光の結果の読み出し動作が完了することで、すべての照射区画６１の測距が完了し、制御部８による距離画像１００（図５（ｃ）参照）の作成に必要なデータが揃うことになる。図７に示すように、第１の動作パターン８０１において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×５２個分（＝２６．０ｍｓ）である。
また、第１の動作パターン８０１では、発光区画Ａｉにおける４回の発光期間の後に、他の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）の発光期間が設けられている。図７に示すように、第１の動作パターン８０１において、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×５１個分（＝２５．５ｍｓ）である。
また、第１の動作パターン８０１では、発光区画Ａｉにおける４回の発光期間の後に、他の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）の発光期間が設けられている。図７に示すように、第１の動作パターン８０１において、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×５１個分（＝２５．５ｍｓ）である。
【0054】
このように、第１の動作パターンでは、すべての発光区画４１における予定回数の発光期間が完了するまでの時間（２５．５ｍｓ）が、比較例の動作パターン７０１（８３．５ｍｓ）と比較して、短くなる。
また、第１の動作パターンでは、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間（２６．０ｍｓ）が、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。この結果、第１の動作パターン８０１に従って動作する測距装置１では、比較例の動作パターン７０１に従って動作する測距装置と比較して、制御部８が１枚の距離画像１００を作成するために必要な時間が短くなる。
また、第１の動作パターンでは、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間（２６．０ｍｓ）が、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。この結果、第１の動作パターン８０１に従って動作する測距装置１では、比較例の動作パターン７０１に従って動作する測距装置と比較して、制御部８が１枚の距離画像１００を作成するために必要な時間が短くなる。
【0055】
ところで、測距装置１において、図５（ｃ）に示した距離画像１００を連続して作成して時系列で並べ、時間経過に対応する測距の結果を示す動画（「距離動画」と呼ぶ場合がある。）を作成する場合がある。このような距離動画を用いると、例えば、動体である対象物Ｓについて時間経過による距離（位置）の変化を追跡し、移動速度の算出や移動パターンの監視等を行うことができる。
距離動画は、１枚の距離画像１００を１フレームとして作成され、単位時間あたりに作成された距離画像１００の枚数に対応するフレームレートを有する。上述したように、比較例の動作パターン７０１に従って動作する測距装置では、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間が８４．０ｍｓであるので、距離動画のフレームレートは最大でも１２ｆｐｓ（frames per second）となる。一方、第１の動作パターン８０１に従って動作する測距装置１では、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間が２６．０ｍｓであるので、距離動画のフレームレートが最大３８ｆｐｓまで向上する。したがって、より移動速度の高い対象物Ｓの追跡に用いることができる。
距離動画は、１枚の距離画像１００を１フレームとして作成され、単位時間あたりに作成された距離画像１００の枚数に対応するフレームレートを有する。上述したように、比較例の動作パターン７０１に従って動作する測距装置では、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間が８４．０ｍｓであるので、距離動画のフレームレートは最大でも１２ｆｐｓ（frames per second）となる。一方、第１の動作パターン８０１に従って動作する測距装置１では、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間が２６．０ｍｓであるので、距離動画のフレームレートが最大３８ｆｐｓまで向上する。したがって、より移動速度の高い対象物Ｓの追跡に用いることができる。
【0056】
次に、本実施の形態が適用される測距装置１の他の動作パターンの例を説明する。
なお、以降説明する図８～図１４において、１行目～１３行目の各項目および網掛けＨ１～Ｈ３の示す内容は、図７の対応する表記と同様である。また、各図において、動作パターンを２段（前段、後段）に分けて記載する場合がある。さらに、何れの動作パターンも、図７を用いて説明した第１の動作パターン８０１と同様に、各発光区画４１の発光期間が５００μｓであり、冷却期間が１５００μｓである場合を例にして説明する。
なお、以降説明する図８～図１４において、１行目～１３行目の各項目および網掛けＨ１～Ｈ３の示す内容は、図７の対応する表記と同様である。また、各図において、動作パターンを２段（前段、後段）に分けて記載する場合がある。さらに、何れの動作パターンも、図７を用いて説明した第１の動作パターン８０１と同様に、各発光区画４１の発光期間が５００μｓであり、冷却期間が１５００μｓである場合を例にして説明する。
【0057】
図８は、本実施の形態が適用される測距装置１の第２の動作パターン８０２を示す図である。
第２の動作パターン８０２では、照射区画６１および対応する発光区画４１、受光区画５１を複数のグループに分け、このグループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。図示するように、照射区画Ｂ１～Ｂ３はグループＧ１に属し、照射区画Ｂ４～Ｂ６はグループＧ２に属し、照射区画Ｂ７～Ｂ９はグループＧ３に属し、照射区画Ｂ１０～Ｂ１２はグループＧ４に属している。また、各発光区画Ａｉおよび各受光区画Ｃｉは、対応する照射区画Ｂｉと同じグループに属している。なお、図８では、各グループに３つずつ、照射区画６１および対応する発光区画４１、受光区画５１が属する場合を例示しているが、限定されない。発光部４（図２参照）の備える発光区画４１の個数や、優先する性能（図１２を用いて後述）に応じて、グループ分けを行ってよい。以下、これらのグループＧ１～Ｇ４を区別せず、グループＧと呼ぶ場合がある。
第２の動作パターン８０２では、照射区画６１および対応する発光区画４１、受光区画５１を複数のグループに分け、このグループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。図示するように、照射区画Ｂ１～Ｂ３はグループＧ１に属し、照射区画Ｂ４～Ｂ６はグループＧ２に属し、照射区画Ｂ７～Ｂ９はグループＧ３に属し、照射区画Ｂ１０～Ｂ１２はグループＧ４に属している。また、各発光区画Ａｉおよび各受光区画Ｃｉは、対応する照射区画Ｂｉと同じグループに属している。なお、図８では、各グループに３つずつ、照射区画６１および対応する発光区画４１、受光区画５１が属する場合を例示しているが、限定されない。発光部４（図２参照）の備える発光区画４１の個数や、優先する性能（図１２を用いて後述）に応じて、グループ分けを行ってよい。以下、これらのグループＧ１～Ｇ４を区別せず、グループＧと呼ぶ場合がある。
【0058】
そして、図８に示す第２の動作パターン８０２では、グループＧｉの測距に係る動作が完了した後に、グループＧｊ（ｊ＝ｉ＋１）の測距に係る動作が開始される。発光動作の観点からは、グループＧｉに属する発光区画Ａｉの非発光期間に同じグループＧｉに属する発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光期間が設けられ、グループＧｉに属する発光区画Ａｉ，Ａｊにおける予定回数４回の発光期間の後に、グループＧｊに属する発光区画Ａｋ（ｋ≠ｉ，ｊ）の発光期間が設けられている。なお、この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｊは第２の発光区画の一例であり、グループＧｉは一の発光区画群の一例であり、グループＧｊは他の発光区画群の一例である。
【0059】
図示するように、第２の動作パターン８０２では、時間ｕ＝１において、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。また、時間ｕ＝２において、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ２が受光動作を行う。さらに、時間ｕ＝３において、照射区画Ｂ３に対応する発光区画Ａ３が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ３が受光動作を行う。そして、時間ｕ＝４において、制御部８が受光区画Ｃ１～Ｃ３の各々に対する読み出し動作を行う。これにより、測距装置１（制御部８）は、グループＧ１に属する照射区画Ｂ１～Ｂ３における、位相差φ＝０度での１回目の受光の結果を取得する。つまり、第２の動作パターン８０２における制御部８は、グループＧ１に属するすべての発光区画Ａ１～Ａ３が１回ずつ発光期間を終えた後で、最初の発光区画Ａ１が発光期間を開始してから最後の発光区画Ａ３が発光期間を終えるまでの間に、受光区画Ｃ１～Ｃ３が受光した結果を取得することになる。なお、時間ｕ＝２～４において発光区画Ａ１の冷却期間が確保され、時間ｕ＝３～５において発光区画Ａ２の冷却期間が確保され、時間ｕ＝４～６において発光区画Ａ１の冷却期間が確保される。同様に、時間ｕ＝５～８では位相差φ＝０度での２回目の受光の結果が取得され、時間ｕ＝９～１２では位相差φ＝１８０度での１回目の受光の結果が取得され、時間ｕ＝１３～１６では位相差φ＝１８０度での２回目の受光の結果が取得される。このようにして、時間ｕ＝１～１６において、グループＧ１の照射区画Ｂ１～Ｂ３に対応する発光区画Ａ１～Ａ３における４回の発光動作と、対応する受光区画Ｃ１～Ｃ３における４回の受光動作と、制御部８の受光区画Ｃ１～Ｃ３に対する４回の読み出し動作と、が行われる。言い換えると、時間ｕ＝１６において、グループＧ１に属するすべての照射区画Ｂ１～Ｂ３についての予定回数４回の発光動作、受光動作および読み出し動作が完了し、グループＧ１の測距に係る動作が完了する。
【0060】
グループＧ１の測距に係る動作が完了すると、時間ｕ＝１７において、照射区画Ｂ４に対応する発光区画Ａ４が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ４が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行うことで、グループＧ２の測距に係る動作が開始する。そして、グループＧ１と同様に、グループＧ２に属する発光区画Ａ４～Ａ６による予定回数４回の発光動作、受光区画Ｃ４～Ｃ６による予定回数４回の受光動作、制御部８による４回の読み出し動作が行われ、時間ｕ＝３２にてグループＧ２の測距に係る動作が完了する。同様に、時間ｕ＝３３～４８にてグループＧ３の測距に係る動作が行われ、時間ｕ＝４９～６４にてグループＧ４の測距に係る動作が行われる。こうして、第２の動作パターン８０２では、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
【0061】
このように、第２の動作パターン８０２では、最後のグループＧ４における４回目の読み出し動作が行われることで、すべての照射区画６１の測距が完了し、制御部８による距離画像１００（図５（ｃ）参照）の作成に必要なデータが揃うことになる。図８に示すように、第２の動作パターン８０２において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×６４個分（＝３２．０ｍｓ）である。また、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×６３個分（＝３１．５ｍｓ）である。すなわち、第２の動作パターン８０２を適用した場合であっても、すべての発光区画４１における予定回数の発光期間が完了するまでの時間（３１．５ｍｓ）が、比較例の動作パターン７０１（８３．５ｍｓ）と比較して、短くなる。また、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間（３２．０ｍｓ）も、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。この結果、第２の動作パターン８０２に従って動作する測距装置１においても、比較例の動作パターン７０１に従って動作する測距装置と比較して、制御部８が１枚の距離画像１００を作成するために必要な時間が短くなる。付言すると、第２の動作パターン８０２に従って動作する測距装置１では、距離動画のフレームレートが最大３１ｆｐｓまで向上する。
【0062】
ここで、対象物Ｓ（図５（ａ）参照）が動体である場合、測距装置１のある照射区画６１に対する発光動作および受光動作と次回の発光動作および受光動作との間隔（「測距間隔」と呼ぶ場合がある。）が大きいと、モーションアーチファクト（motion artifact）の影響が大きくなる恐れがある。より具体的には、例えば、ある照射区画６１に対応する発光区画４１の１回目の発光動作および受光区画５１の１回目の受光動作と、同じ発光区画４１の２回目の発光動作および受光区画５１の２回目の受光動作との間隔が大きいと、その間の対象物Ｓの動きが大きくなり、１回目の受光の結果と２回目の受光の結果に大きな差が生じてしまう。この受光の結果の差は、モーションアーチファクトとして測距の結果に影響を及ぼし、例えば対象物Ｓまでの距離に大きな誤差が生じる他、距離画像１００（図５（ｃ）参照）において像Ｓ′が実際の対象物Ｓとは異なる形状で描写される等、測距の精度の低下をもたらす恐れがある。
【0063】
図７を用いて説明したように、第１の動作パターン８０１では、例えば照射区画Ｂ１に対する１回目の発光動作および受光動作は時間ｕ＝１において行われ、２回目の発光動作および受光動作は時間ｕ＝１４において行われる。つまり、第１の動作パターン８０１に従って動作する測距装置１では、測距間隔は単位時間１２個分（６．０ｍｓ）である。
これに対し、第２の動作パターン８０２では、例えば照射区画Ｂ１に対する１回目の発光動作および受光動作は時間ｕ＝１において行われ、２回目の発光動作および受光動作は時間ｕ＝５において行われる。つまり、第２の動作パターン８０２に従って動作する測距装置１では、測距間隔は単位時間３個分（１．５ｍｓ）であり、第１の動作パターン８０１に従って動作する場合に比べ、モーションアーチファクトの影響を軽減することができる。
これに対し、第２の動作パターン８０２では、例えば照射区画Ｂ１に対する１回目の発光動作および受光動作は時間ｕ＝１において行われ、２回目の発光動作および受光動作は時間ｕ＝５において行われる。つまり、第２の動作パターン８０２に従って動作する測距装置１では、測距間隔は単位時間３個分（１．５ｍｓ）であり、第１の動作パターン８０１に従って動作する場合に比べ、モーションアーチファクトの影響を軽減することができる。
【0064】
図９は、本実施の形態が適用される測距装置１の第３の動作パターン８０３を示す図である。
図７、図８を用いて説明した第１の動作パターン８０１、第２の動作パターン８０２では、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｉの受光動作とを並列で行わないように、動作パターンが定められている場合を例にして説明した。これに対し、図９に示す第３の動作パターン８０３では、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｊの受光動作とを並列で行うことが許容される。より詳しくは、第３の動作パターン８０３では、制御部８が受光区画Ｃｉに対する読み出し動作を行い、受光区画Ｃｉにおける受光の結果を取得する期間において、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）が発光動作を行い、発光期間を有するようになっている。なお、この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｊは第２の発光区画の一例である。
なお、第３の動作パターン８０３では、照射区画Ｂ１～Ｂ４はグループＧ１に属し、照射区画Ｂ５～Ｂ８はグループＧ２に属し、照射区画Ｂ９～Ｂ１２はグループＧ３に属しており、グループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。また、発光区画Ａ１～Ａ１２および受光区画Ｃ１～Ｃ１２は、それぞれ、対応する照射区画６１と同じグループに属している。以下、これらのグループＧ１～Ｇ３を区別せず、グループＧと呼ぶ場合がある。
図７、図８を用いて説明した第１の動作パターン８０１、第２の動作パターン８０２では、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｉの受光動作とを並列で行わないように、動作パターンが定められている場合を例にして説明した。これに対し、図９に示す第３の動作パターン８０３では、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｊの受光動作とを並列で行うことが許容される。より詳しくは、第３の動作パターン８０３では、制御部８が受光区画Ｃｉに対する読み出し動作を行い、受光区画Ｃｉにおける受光の結果を取得する期間において、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）が発光動作を行い、発光期間を有するようになっている。なお、この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｊは第２の発光区画の一例である。
なお、第３の動作パターン８０３では、照射区画Ｂ１～Ｂ４はグループＧ１に属し、照射区画Ｂ５～Ｂ８はグループＧ２に属し、照射区画Ｂ９～Ｂ１２はグループＧ３に属しており、グループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。また、発光区画Ａ１～Ａ１２および受光区画Ｃ１～Ｃ１２は、それぞれ、対応する照射区画６１と同じグループに属している。以下、これらのグループＧ１～Ｇ３を区別せず、グループＧと呼ぶ場合がある。
【0065】
図示するように、第３の動作パターン８０３では、時間ｕ＝１において、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。また、時間ｕ＝２において、制御部８の受光区画Ｃ１に対する読み出し動作と並列で、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ２が受光動作を行う。さらに、時間ｕ＝３において、制御部８の受光区画Ｃ２に対する読み出し動作と並列で、照射区画Ｂ３に対応する発光区画Ａ３が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ３が受光動作を行う。さらにまた、時間ｕ＝４において、制御部８の受光区画Ｃ３に対する読み出し動作と並列で、照射区画Ｂ４に対応する発光区画Ａ４が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ４が受光動作を行う。そして、時間ｕ＝５では、制御部８の受光区画Ｃ４に対する読み出し動作と並列で、発光区画Ａ１が発光動作を行い、受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で２回目の受光動作を行う。これにより、測距装置１（制御部８）は、照射区画Ｂ１～Ｂ４における位相差φ＝０度での１回目の受光の結果を取得するとともに、位相差φ＝０度での２回目の測距に係る動作を開始する。これを繰り返し、時間ｕ＝１～１７において、グループＧ１の照射区画Ｂ１～Ｂ４に対応する発光区画Ａ１～Ａ４における４回の発光動作と、対応する受光区画Ｃ１～Ｃ４における４回の受光動作と、制御部８の受光区画Ｃ１～Ｃ４に対する４回の読み出し動作と、が行われる。言い換えると、時間ｕ＝１７において、グループＧ１に属するすべての照射区画Ｂ１～Ｂ４についての予定回数４回の発光動作、受光動作および読み出し動作が完了し、グループＧ１の測距に係る動作が完了する。
【0066】
また、時間ｕ＝１７において、制御部８の受光区画Ｃ４に対する４回目の読み出し動作と並列に、照射区画Ｂ５に対応する発光区画Ａ５が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ５が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行うことで、グループＧ２の測距に係る動作が開始する。そして、グループＧ１と同様に、グループＧ２に属する発光区画Ａ５～Ａ８による予定回数４回の発光動作、受光区画Ｃ５～Ｃ８による４回の受光動作、制御部８の受光区画Ｃ５～Ｃ８に対する４回の読み出し動作が行われ、時間ｕ＝３３にてグループＧ２の測距に係る動作が完了する。同様に、時間ｕ＝３４～４９にてグループＧ３の測距に係る動作が行われる。こうして、第３の動作パターン８０３では、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
【0067】
図９に示すように、第３の動作パターン８０３において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×４９個分（＝２４．５ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。また、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×４８個分（＝２４．０ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８３．５ｍｓ）と比較して、短くなる。付言すると、第３の動作パターン８０３に従って動作する測距装置１では、距離動画のフレームレートが最大４０ｆｐｓまで向上する。また、第３の動作パターン８０３における測距間隔は単位時間３個分（１．５ｍｓ）であり、第１の動作パターン８０１に従って動作する場合に比べ、モーションアーチファクトの影響を軽減することができる。
【0068】
ここで、図２を用いて、発光区画４１同士の隣接について説明する。上述したように、本実施の形態に係る発光部４において、１２個の発光区画Ａ１～Ａ１２は、ｘ方向（図２における紙面左右方向）、およびｘ方向に直交するｙ方向（紙面上下方向）の２方向に沿って並んでいる。そして、ある発光区画Ａｉに隣接するとは、発光区画Ａｉに対してｘ方向およびｙ方向の何れか一方に、他の発光区画４１を挟まずに並ぶことを指す。したがって、発光区画Ａｉに対し他の発光区画４１を挟んで並ぶ発光区画４１や、発光区画Ａｉに対して紙面斜め方向、すなわちｘ方向且つｙ方向に並ぶ発光区画４１は、発光区画Ａｉに隣接しない。例えば、図２に示す発光部４において、発光区画Ａ６に隣接するのは、発光区画Ａ６に対して＋ｙ方向に並ぶ発光区画Ａ２、＋ｘ方向に並ぶ発光区画Ａ５、－ｘ方向に並ぶ発光区画Ａ７、－ｙ方向に並ぶ発光区画Ａ１０のみであり、他の発光区画４１は発光区画Ａ６に隣接しない発光区画４１である。
図８、図９に例示した第２の動作パターン８０２および第３の動作パターン８０３では、同じグループＧに属する発光区画４１が互いに隣接するように、グループ分けが行われている。グループ分けの方法は限定されず、例えば発光区画Ａ１，Ａ７，Ａ１２のように、互いに隣接しない発光区画４１が同じグループＧに属していても良い。ただし、図８、図９の例のように、グループＧが互いに隣接する発光区画４１で構成されると、対応する照射区画６１も互いに近接することとなる。この結果、互いに近接する照射区画６１への予定回数の発光動作および受光動作が、短い時間で行われることになり、測距装置１における測距の精度の向上に寄与する。
図８、図９に例示した第２の動作パターン８０２および第３の動作パターン８０３では、同じグループＧに属する発光区画４１が互いに隣接するように、グループ分けが行われている。グループ分けの方法は限定されず、例えば発光区画Ａ１，Ａ７，Ａ１２のように、互いに隣接しない発光区画４１が同じグループＧに属していても良い。ただし、図８、図９の例のように、グループＧが互いに隣接する発光区画４１で構成されると、対応する照射区画６１も互いに近接することとなる。この結果、互いに近接する照射区画６１への予定回数の発光動作および受光動作が、短い時間で行われることになり、測距装置１における測距の精度の向上に寄与する。
【0069】
図１０は、本実施の形態が適用される測距装置１の第４の動作パターン８０４を示す図である。
図７～図９を用いて説明した第１の動作パターン８０１、第２の動作パターン８０２、第３の動作パターン８０３では、ある発光区画Ａｉにおける発光期間と、他の発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）における発光期間とが重ならないように、動作パターンが定められている場合を例にして説明した。これに対し、図１０に示す第４の動作パターン８０４では、ある発光区画Ａｉにおける発光期間と、発光区画Ａｉと隣接しない発光区画Ａｋ（ｋ≠ｉ）の発光期間とが重なるように、発光動作を行うことが許容される。この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｋは第３の発光区画の一例である。
図７～図９を用いて説明した第１の動作パターン８０１、第２の動作パターン８０２、第３の動作パターン８０３では、ある発光区画Ａｉにおける発光期間と、他の発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）における発光期間とが重ならないように、動作パターンが定められている場合を例にして説明した。これに対し、図１０に示す第４の動作パターン８０４では、ある発光区画Ａｉにおける発光期間と、発光区画Ａｉと隣接しない発光区画Ａｋ（ｋ≠ｉ）の発光期間とが重なるように、発光動作を行うことが許容される。この例において、発光区画Ａｉは第１の発光区画の一例であり、発光区画Ａｋは第３の発光区画の一例である。
【0070】
第４の動作パターン８０４では、時間ｕ＝１において、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。同じく時間ｕ＝１において、並列して、照射区画Ｂ３に対応する発光区画Ａ３が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ３が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。また、時間ｕ＝２において、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ２が受光動作を行う。同じく時間ｕ＝２において、並列して、照射区画Ｂ４に対応する発光区画Ａ４が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ４が受光動作を行う。同様に、照射区画Ｂ５，Ｂ７の組み合わせ、照射区画Ｂ６，Ｂ８の組み合わせ、照射区画Ｂ９，Ｂ１１の組み合わせ、照射区画Ｂ１０，Ｂ１２の組み合わせについて、対応する発光区画４１の発光動作および対応する受光区画５１の受光動作が、並列して行われる。したがって、第４の動作パターン８０４では、隣接しない発光区画Ａ１，Ａ３の組み合わせ、発光区画Ａ２，Ａ４の組み合わせ、発光区画Ａ５，Ａ７の組み合わせ、発光区画Ａ６，Ａ８の組み合わせ、発光区画Ａ９，Ａ１１の組み合わせ、発光区画Ａ１０，Ａ１２の組み合わせで、同じ時間ｕにて発光動作が行われ、発光期間が重なることになる。そして、時間ｕ＝７にて、制御部８が、各受光区画Ｃ１～Ｃ１２に対する読み出し動作を行うことで、すべての照射区画６１について位相差φ＝０度での１回目の受光の結果を取得する。同様に、時間ｕ＝８～１４では、位相差φ＝０度での２回目の受光の結果が取得され、時間ｕ＝１５～２１では、位相差φ＝１８０度での１回目の受光の結果が取得され、時間ｕ＝２２～２８では、位相差φ＝１８０度での２回目の受光の結果が取得される。こうして、第４の動作パターン８０４では、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
【0071】
図１０に示すように、第４の動作パターン８０４において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×２８個分（＝１４．０ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。また、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×２７個分（＝１３．５ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８３．５ｍｓ）と比較して、短くなる。付言すると、第４の動作パターン８０４に従って動作する測距装置１では、距離動画のフレームレートが最大７１ｆｐｓまで向上する。また、第４の動作パターン８０４における測距間隔は単位時間６個分（３．０ｍｓ）であり、第１の動作パターン８０１に従って動作する場合に比べ、モーションアーチファクトの影響を軽減することができる。
【0072】
ここで、上述した第４の動作パターン８０４とは異なり、発光区画Ａｉの発光期間と隣接する発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ，ｋ）の発光期間とが重なるように、測距装置１の動作パターンを設定することも可能である。この場合も、第４の動作パターン８０４と同様に、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間、及びすべての発光区画４１における予定回数の発光期間が完了するまでの時間は短くなる。しかしながら、隣接する発光区画Ａｉ，Ａｊの発光期間が重なると、対応する受光区画Ｃｉ，Ｃｊが受光動作を行う期間が重なることになる。この結果、例えば発光区画Ａｉが照射して対応する照射区画Ｂｉにて反射した光が、対応する受光区画Ｃｉだけでなく隣接する受光区画Ｃｊにも入射し、受光区画Ｃｊにおける測距の精度が低下する恐れがある。このため、第４の動作パターン８０４のように、発光区画Ａｉの発光期間と隣接しない発光区画Ａｋの発光期間とが重なることを許容し、発光区画Ａｉの発光期間と隣接する発光区画Ａｊの発光期間とが重なることは許容せずに、測距装置１の動作パターンを設定するとよい。
【0073】
なお、発光期間が重なる発光区画４１の組み合わせは、図１０に例示したものに限定されない。例えば、発光区画Ａ１，Ａ４の組み合わせ、発光区画Ａ２，Ａ９の組み合わせのように、上記とは異なる組み合わせにて、発光期間が重なることとしてもよい。
また、図１０の例では、何れか２つの発光区画４１の組み合わせについて、互いの発光期間が重なるように動作パターンを設定したが、発光期間が重なる発光区画４１の数は限定されない。例えば、互いに隣接しない３個以上の発光区画４１の組み合わせにて、発光期間が重なることとしてもよい。
さらに、図１０の例では、すべての受光区画５１（Ｃ１～Ｃ１２）の読み出し動作が同じ時間ｕにて行われるように動作パターンを設定したが、例えば図８、図９に示した動作パターン８０２，８０３のように、一部または全部の受光区画５１について互いに異なる時間ｕにて読み出し動作が行われることとしてもよい。
また、図１０の例では、何れか２つの発光区画４１の組み合わせについて、互いの発光期間が重なるように動作パターンを設定したが、発光期間が重なる発光区画４１の数は限定されない。例えば、互いに隣接しない３個以上の発光区画４１の組み合わせにて、発光期間が重なることとしてもよい。
さらに、図１０の例では、すべての受光区画５１（Ｃ１～Ｃ１２）の読み出し動作が同じ時間ｕにて行われるように動作パターンを設定したが、例えば図８、図９に示した動作パターン８０２，８０３のように、一部または全部の受光区画５１について互いに異なる時間ｕにて読み出し動作が行われることとしてもよい。
【0074】
＜その他＞
（冷却期間）
上述した第１～第４の動作パターン８０１，８０２，８０３，８０４では、何れも、冷却期間が単位時間３個分である場合を例にして説明した。冷却期間の長さは限定されるものではなく、単位時間３個分より短くてもよく、長くてもよい。また、冷却期間は単位時間の整数倍に限定されない。何れの場合であっても、ある照射区画Ｂｉに対応する発光区画Ａｉの発光期間と次回の発光期間との間の、発光区画Ａｉの非発光期間に、次の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）が発光期間を有するように、動作パターンが設定されていればよい。一例として、第２の動作パターン８０２において、冷却期間を単位時間４個分とした変形例を説明する。
（冷却期間）
上述した第１～第４の動作パターン８０１，８０２，８０３，８０４では、何れも、冷却期間が単位時間３個分である場合を例にして説明した。冷却期間の長さは限定されるものではなく、単位時間３個分より短くてもよく、長くてもよい。また、冷却期間は単位時間の整数倍に限定されない。何れの場合であっても、ある照射区画Ｂｉに対応する発光区画Ａｉの発光期間と次回の発光期間との間の、発光区画Ａｉの非発光期間に、次の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）が発光期間を有するように、動作パターンが設定されていればよい。一例として、第２の動作パターン８０２において、冷却期間を単位時間４個分とした変形例を説明する。
【0075】
図１１は、第２の動作パターンの変形例８０２′を示す図である。
図示するように、変形例８０２′では、照射区画Ｂ１～Ｂ４はグループＧ１に属し、照射区画Ｂ５～Ｂ８はグループＧ２に属し、照射区画Ｂ９～Ｂ１２はグループＧ３に属しており、グループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。また、発光区画Ａ１～Ａ１２および受光区画Ｃ１～Ｃ１２は、それぞれ、対応する照射区画６１と同じグループに属している。
図示するように、変形例８０２′では、照射区画Ｂ１～Ｂ４はグループＧ１に属し、照射区画Ｂ５～Ｂ８はグループＧ２に属し、照射区画Ｂ９～Ｂ１２はグループＧ３に属しており、グループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。また、発光区画Ａ１～Ａ１２および受光区画Ｃ１～Ｃ１２は、それぞれ、対応する照射区画６１と同じグループに属している。
【0076】
変形例８０２′では、時間ｕ＝１～３における測距装置１の動作は、第２の動作パターン８０２と同様である。時間ｕ＝４において、照射区画Ｂ４に対応する発光区画Ａ４が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ４が受光動作を行う。そして、時間ｕ＝５において、制御部８が受光区画Ｃ１～Ｃ４の各々に対する読み出し動作を行う。これにより、測距装置１（制御部８）は、グループＧ１に属する照射区画Ｂ１～Ｂ４における、位相差φ＝０度での１回目の受光の結果を取得する。なお、時間ｕ＝２～５において発光区画Ａ１の冷却期間が確保され、時間ｕ＝３～６において発光区画Ａ２の冷却期間が確保され、時間ｕ＝４～７において発光区画Ａ３の冷却期間が確保され、時間ｕ＝５～８において発光区画Ａ４の冷却期間が確保される。同様に、時間ｕ＝６～１０では位相差φ＝０度での２回目の受光の結果が取得され、時間ｕ＝１１～１５では位相差φ＝１８０度での１回目の受光の結果が取得され、時間ｕ＝１６～２０では位相差φ＝１８０度での２回目の受光の結果が取得される。このようにして、時間ｕ＝１～２０において、グループＧ１の照射区画Ｂ１～Ｂ４に対応する発光区画Ａ１～Ａ４における４回の発光動作と、対応する受光区画Ｃ１～Ｃ４における４回の受光動作と、制御部８の受光区画Ｃ１～Ｃ４に対する４回の読み出し動作と、が行われる。また、発光区画Ａ１～Ａ４の発光動作の後には、読み出し動作の期間を含む、単位時間４個分の冷却期間が確保される。
その後、他のグループＧ２，Ｇ３についても同様にして、測距に係る動作が行われる。
その後、他のグループＧ２，Ｇ３についても同様にして、測距に係る動作が行われる。
【0077】
図１１に示すように、変形例８０２′において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×６０個分（＝３０．０ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。また、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×５９個分（＝２９．５ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８３．５ｍｓ）と比較して、短くなる。付言すると、変形例８０２′に従って動作する測距装置１では、距離動画のフレームレートが最大３３ｆｐｓまで向上する。また、第４の動作パターン８０４における測距間隔は単位時間４個分（２．０ｍｓ）である。
このように、冷却期間に応じて動作パターンを変形した場合であっても、予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。なお、第２の動作パターン８０２の変形例８０２′を例示したが、第１、第３、第４の動作パターン８０１，８０３，８０４においても、冷却期間に応じた変形が可能である。
このように、冷却期間に応じて動作パターンを変形した場合であっても、予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。なお、第２の動作パターン８０２の変形例８０２′を例示したが、第１、第３、第４の動作パターン８０１，８０３，８０４においても、冷却期間に応じた変形が可能である。
【0078】
ところで、発光部４が設置される環境の温度によって、発光動作を行った後の発光部４の温度の推移が異なる場合がある。例えば発光部４が低温環境に設置された場合は、高温環境に設置された場合と比較して、発光動作を行った後の発光部４の温度低下が早くなる。そこで、発光部４の冷却期間は、環境の温度及び発光部４の温度に基づいて決定されてもよい。例えば制御部８が、温度センサ等により測定された環境の温度と発光部４の温度とを取得し、取得した温度の情報に応じて冷却期間を決定することとしてもよい。より具体的には、制御部８は、環境の温度と発光部４の温度との差がより大きいときには冷却期間を短く、環境の温度と発光部４の温度との差がより小さいときには冷却期間を長く決定するとよい。そして、制御部８は、決定した冷却期間に応じた動作パターンを選択し、測距に係る動作を制御するとよい。
【0079】
（非発光期間）
また、上述した第１～第４の動作パターン８０１，８０２，８０３，８０４及び変形例８０２′では、何れも、非発光期間が冷却期間と一致する場合を例にして説明した。非発光期間の長さは限定されるものではなく、冷却期間よりも長くてもよい。一例として、第２の動作パターン８０２において、冷却期間を単位時間３個分とし、非発光期間を単位時間４個分とした変形例を説明する。
図１２は、第２の動作パターンの変形例８０２″を示す図である。
また、上述した第１～第４の動作パターン８０１，８０２，８０３，８０４及び変形例８０２′では、何れも、非発光期間が冷却期間と一致する場合を例にして説明した。非発光期間の長さは限定されるものではなく、冷却期間よりも長くてもよい。一例として、第２の動作パターン８０２において、冷却期間を単位時間３個分とし、非発光期間を単位時間４個分とした変形例を説明する。
図１２は、第２の動作パターンの変形例８０２″を示す図である。
【0080】
図示するように、変形例８０２″は、各発光区画４１における冷却期間が単位時間３個分である他は、図１１に示した変形例８０２′と同様である。したがって、変形例８０２″において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間（単位時間６０個分＝３０．０ｍｓ）、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間（単位時間５９個分＝２９．５ｍｓ）、距離動画のフレームレート（最大３３ｆｐｓ）、測距間隔（単位時間４個分＝２．０ｍｓ）は、変形例８０２′と等しくなっている。
このように、非発光期間を冷却期間とは異ならせた場合であっても、予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。
このように、非発光期間を冷却期間とは異ならせた場合であっても、予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。
【0081】
ところで、各グループＧに属する発光区画４１の数や非発光期間の長さは限定されないため、各グループＧに属する発光区画４１の数と、非発光期間として定められた単位時間の数とを異ならせて、動作パターンを設定することもできる。しかしながら、第２の動作パターン８０２、第３の動作パターン８０３、変形例８０２′、変形例８０２″のように、各グループＧに属する発光区画４１の数と、非発光期間として定められた単位時間の数とを一致させることで、これらを異ならせる場合に比べ、各グループＧにおける予定回数の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
【0082】
また、変形例８０２″においては、非発光期間が冷却期間に一致する第２の動作パターン８０２に比べ、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間、及び、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間が短くなっており、距離動画のフレームレートが向上している。一方で、測距間隔は、第２の動作パターン８０２でより短くなっている。つまり、各グループＧに属する発光区画４１の数と、非発光期間として定められた単位時間の数とを一致させる場合、変形例８０２″のように、非発光期間を冷却期間よりも長くして、各グループＧに属する発光区画４１の数を増やすと、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間、及び、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができ、距離動画のフレームレートが向上する。反対に、第２の動作パターン８０２のように、非発光期間を冷却期間に一致させ、各グループＧに属する発光区画４１の数を減らすと、測距間隔を短くすることができる。このように、非発光期間は、測距装置１において優先される性能に応じて定められてもよい。
【0083】
なお、冷却期間と同様に、非発光期間は単位時間の整数倍に限定されない。このため、単位時間の整数倍でない冷却時間に一致させ、単位時間の整数倍でない非発光期間を設けることも可能である。しかしながら、図７～図１２の例のように、発光動作や読み出し動作の期間が単位時間と対応している場合には、非発光期間を単位時間の整数倍にすることで、動作パターンを設定し易くなる。したがって、仮に冷却期間が単位時間の整数倍でなくとも、単位時間の整数倍で非発光期間を設けるとよい。例えば、冷却期間が単位時間２．５個分である場合、非発光期間を単位時間３個分として、冷却期間を確保しつつ非発光期間を単位時間の整数倍にするとよい。
【0084】
（単位時間）
上述した例では、発光区画４１が発光動作を行う発光期間と、制御部８が受光区画５１に対する読み出し動作を行う期間とが等しいものとして、発光期間及び読み出し動作の期間に相当する時間（５００μｓ）を単位時間とし、動作パターンを設定することを説明した。発光期間と読み出し動作の期間は異なっていてもよく、発光期間と読み出し動作の期間とのうち、より長い一方及びより短い他方の何れかに対応する時間を、単位時間とすることができる。そして、より長い一方を選択した場合には、より短い他方を単位時間とする場合と比較して、非発光期間が長く確保される。反対に、より短い他方を選択した場合には、より長い一方を単位時間とする場合と比較して、すべての発光区画４１で予定回数の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
その他、上述した例とは異なり、単位時間に基づかずに動作パターンが設定されていてもよい。
上述した例では、発光区画４１が発光動作を行う発光期間と、制御部８が受光区画５１に対する読み出し動作を行う期間とが等しいものとして、発光期間及び読み出し動作の期間に相当する時間（５００μｓ）を単位時間とし、動作パターンを設定することを説明した。発光期間と読み出し動作の期間は異なっていてもよく、発光期間と読み出し動作の期間とのうち、より長い一方及びより短い他方の何れかに対応する時間を、単位時間とすることができる。そして、より長い一方を選択した場合には、より短い他方を単位時間とする場合と比較して、非発光期間が長く確保される。反対に、より短い他方を選択した場合には、より長い一方を単位時間とする場合と比較して、すべての発光区画４１で予定回数の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
その他、上述した例とは異なり、単位時間に基づかずに動作パターンが設定されていてもよい。
【0085】
（予定回数）
上述した例では、各発光区画４１が予定回数４回の発光期間を有するものとして、動作パターンを説明した。予定回数は限定されるものではなく、例えば間接ＴｏＦ法においては、光の出射に対して０度、９０度、１８０度、２７０度の４個の位相差φでそれぞれ２回の受光を行った結果から、測距を行う場合もある。この場合、測距装置１では、例えばある照射区画Ｂｉの測距を行う場合、対応する発光区画Ａｉにおける発光動作と、対応する受光区画Ｃｉにおける位相差φでの受光動作と、制御部８による受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、をそれぞれ８回繰り返す。より詳しくは、各発光区画４１における８回の発光動作と、各受光区画５１における８回の受光動作と、各受光区画５１に対する８回の読み出し動作とを行うことになる。
予定回数が増加すると、測距に係る動作に必要な時間は長くなる。例えば、比較例の動作パターン７０１（図６参照）において、予定回数を８回とした場合、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間２４０個分（１２０．０ｍｓ）となる。また、すべての発光区画４１において発光期間が完了するまでの時間は、単位時間２３９個分（１１９．５ｍｓ）となる。そして、距離動画のフレームレートは、最大５ｆｐｓとなる。
上述した例では、各発光区画４１が予定回数４回の発光期間を有するものとして、動作パターンを説明した。予定回数は限定されるものではなく、例えば間接ＴｏＦ法においては、光の出射に対して０度、９０度、１８０度、２７０度の４個の位相差φでそれぞれ２回の受光を行った結果から、測距を行う場合もある。この場合、測距装置１では、例えばある照射区画Ｂｉの測距を行う場合、対応する発光区画Ａｉにおける発光動作と、対応する受光区画Ｃｉにおける位相差φでの受光動作と、制御部８による受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、をそれぞれ８回繰り返す。より詳しくは、各発光区画４１における８回の発光動作と、各受光区画５１における８回の受光動作と、各受光区画５１に対する８回の読み出し動作とを行うことになる。
予定回数が増加すると、測距に係る動作に必要な時間は長くなる。例えば、比較例の動作パターン７０１（図６参照）において、予定回数を８回とした場合、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間２４０個分（１２０．０ｍｓ）となる。また、すべての発光区画４１において発光期間が完了するまでの時間は、単位時間２３９個分（１１９．５ｍｓ）となる。そして、距離動画のフレームレートは、最大５ｆｐｓとなる。
【0086】
以下、予定回数を８回とした測距装置１の第５の動作パターン及び第６の動作パターンを説明する。なお、第５の動作パターン及び第６の動作パターンでは、第３の動作パターン８０３（図９参照）と同様に、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｊの受光動作とを並列で行うことが許容される。
図１３は、本実施の形態が適用される測距装置１の第５の動作パターン８０５を示す図である。
図１４は、本実施の形態が適用される測距装置１の第６の動作パターン８０６を示す図である。
図１３は、本実施の形態が適用される測距装置１の第５の動作パターン８０５を示す図である。
図１４は、本実施の形態が適用される測距装置１の第６の動作パターン８０６を示す図である。
【0087】
図１３に示すように、第５の動作パターン８０５では、時間ｕ＝１において、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。また、時間ｕ＝２において、制御部８の受光区画Ｃ１に対する読み出し動作と並列で、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ２が受光動作を行う。これを繰り返し、時間ｕ＝１３では、制御部８の受光区画Ｃ１２に対する読み出し動作と並列で、発光区画Ａ１が発光動作を行い、受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で２回目の受光動作を行う。これにより、測距装置１（制御部８）は、照射区画Ｂ１～Ｂ４における位相差φ＝０度での１回目の受光の結果を取得するとともに、位相差φ＝０度での２回目の測距に係る動作を開始する。これを各位相差φについて繰り返し、時間ｕ＝９７において、すべての照射区画Ｂ１～Ｂ１２に対応する発光区画Ａ１～Ａ１２における予定回数８回の発光動作と、対応する受光区画Ｃ１～Ｃ１２における８回の受光動作と、制御部８の受光区画Ｃ１～Ｃ１２に対する８回の読み出し動作とが完了する。こうして、第５の動作パターン８０５では、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
【0088】
図１４に示すように、第６の動作パターン８０６では、第３の動作パターン８０３（図９参照）と同様に、照射区画Ｂ１～Ｂ４がグループＧ１に属し、照射区画Ｂ５～Ｂ８がグループＧ２に属し、照射区画Ｂ９～Ｂ１２がグループＧ３に属しており、グループ分けに基づいて測距装置１の動作が定められている。また、発光区画Ａ１～Ａ１２および受光区画Ｃ１～Ｃ１２は、それぞれ、対応する照射区画６１と同じグループに属している。
そして、第６の動作パターン８０６では、時間ｕ＝１において、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。また、時間ｕ＝２において、制御部８の受光区画Ｃ１に対する読み出し動作と並列で、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ２が受光動作を行う。これを繰り返し、時間ｕ＝５では、制御部８の受光区画Ｃ４に対する読み出し動作と並列で、発光区画Ａ１が発光動作を行い、受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で２回目の受光動作を行う。これにより、測距装置１（制御部８）は、照射区画Ｂ１～Ｂ４における１回目の受光の結果を取得するとともに、位相差φ＝０度での２回目の測距に係る動作を開始する。これを繰り返し、時間ｕ＝３３において、グループＧ１に属するすべての照射区画Ｂ１～Ｂ４についての予定回数８回の発光動作、受光動作および読み出し動作が完了し、グループＧ１の測距に係る動作が完了する。
また、時間ｕ＝３３において、制御部８の受光区画Ｃ４に対する８回目の読み出し動作と並列に、照射区画Ｂ５に対応する発光区画Ａ５が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ５が１回目の受光動作を行うことで、グループＧ２の測距に係る動作が開始する。そして、グループＧ１と同様に、グループＧ２に属する発光区画Ａ５～Ａ８による予定回数８回の発光動作、受光区画Ｃ５～Ｃ８による８回の受光動作、制御部８の受光区画Ｃ５～Ｃ８に対する８回の読み出し動作が行われ、時間ｕ＝６５にてグループＧ２の測距に係る動作が完了する。同様に、時間ｕ＝６５～９７にてグループＧ３の測距に係る動作が行われる。こうして、第６の動作パターン８０６では、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
そして、第６の動作パターン８０６では、時間ｕ＝１において、照射区画Ｂ１に対応する発光区画Ａ１が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で１回目の受光動作を行う。また、時間ｕ＝２において、制御部８の受光区画Ｃ１に対する読み出し動作と並列で、照射区画Ｂ２に対応する発光区画Ａ２が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ２が受光動作を行う。これを繰り返し、時間ｕ＝５では、制御部８の受光区画Ｃ４に対する読み出し動作と並列で、発光区画Ａ１が発光動作を行い、受光区画Ｃ１が位相差φ＝０度で２回目の受光動作を行う。これにより、測距装置１（制御部８）は、照射区画Ｂ１～Ｂ４における１回目の受光の結果を取得するとともに、位相差φ＝０度での２回目の測距に係る動作を開始する。これを繰り返し、時間ｕ＝３３において、グループＧ１に属するすべての照射区画Ｂ１～Ｂ４についての予定回数８回の発光動作、受光動作および読み出し動作が完了し、グループＧ１の測距に係る動作が完了する。
また、時間ｕ＝３３において、制御部８の受光区画Ｃ４に対する８回目の読み出し動作と並列に、照射区画Ｂ５に対応する発光区画Ａ５が発光動作を行い、対応する受光区画Ｃ５が１回目の受光動作を行うことで、グループＧ２の測距に係る動作が開始する。そして、グループＧ１と同様に、グループＧ２に属する発光区画Ａ５～Ａ８による予定回数８回の発光動作、受光区画Ｃ５～Ｃ８による８回の受光動作、制御部８の受光区画Ｃ５～Ｃ８に対する８回の読み出し動作が行われ、時間ｕ＝６５にてグループＧ２の測距に係る動作が完了する。同様に、時間ｕ＝６５～９７にてグループＧ３の測距に係る動作が行われる。こうして、第６の動作パターン８０６では、すべての照射区画６１（Ｂ１～Ｂ１２）の測距が完了する。
【0089】
図１３、図１４に示すように、第５の動作パターン８０５及び第６の動作パターン８０６において、すべての照射区画６１の測距が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×９７個分（＝４８．５ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８４．０ｍｓ）と比較して、短くなる。また、すべての発光区画４１における予定回数４回の発光期間が完了するまでの時間は、単位時間ｕ×９６個分（＝４８．０ｍｓ）であり、比較例の動作パターン７０１（８３．５ｍｓ）と比較して、短くなる。付言すると、第５の動作パターン８０５または第６の動作パターン８０６に従って動作する測距装置１では、距離動画のフレームレートが最大２０ｆｐｓまで向上する。
このように、本実施の形態に係る動作パターンによれば、予定回数が増加した場合であっても、すべての発光区画４１にて予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。なお、第５の動作パターン８０５及び第６の動作パターン８０６とは異なり、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｊの受光動作とを並列で行うことが許容されない場合であっても、ある照射区画Ｂｉに対応する発光区画Ａｉの発光期間と次回の発光期間との間の、発光区画Ａｉの非発光期間に、次の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）が発光期間を有するように、動作パターンを設定することで、すべての発光区画４１にて予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。
このように、本実施の形態に係る動作パターンによれば、予定回数が増加した場合であっても、すべての発光区画４１にて予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。なお、第５の動作パターン８０５及び第６の動作パターン８０６とは異なり、制御部８の受光区画Ｃｉに対する読み出し動作と、発光区画Ａｊ（ｊ≠ｉ）の発光動作および受光区画Ｃｊの受光動作とを並列で行うことが許容されない場合であっても、ある照射区画Ｂｉに対応する発光区画Ａｉの発光期間と次回の発光期間との間の、発光区画Ａｉの非発光期間に、次の発光区画Ａｊ（ｊ＝ｉ＋１）が発光期間を有するように、動作パターンを設定することで、すべての発光区画４１にて予定回数の発光期間が完了するまでの時間を短くすることができる。
【0090】
（動作パターンの切り替え）
本実施の形態が適用される測距装置１は、上述したような動作パターンのうち、何れか１つのみに従ってもよく、複数の動作パターンを切り替え可能であってもよい。例えば、制御部８は、ユーザの入力や測距の履歴等に基づいて、複数の動作パターンの中から１つを選択し、選択した動作パターンに従って測距装置１の動作を制御してよい。なお、制御部８における動作パターンの選択肢としては、上述した本実施の形態に係る動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″だけでなく、比較例の動作パターン７０１のように、本実施の形態が適用されない動作パターンが含まれていてもよい。
付言すると、制御部８は、複数の動作パターンの各々での測距の結果から、対象物Ｓの測距の精度を評価した評価値に基づいて、より測距の精度が向上する動作パターンを選択してもよい。
本実施の形態が適用される測距装置１は、上述したような動作パターンのうち、何れか１つのみに従ってもよく、複数の動作パターンを切り替え可能であってもよい。例えば、制御部８は、ユーザの入力や測距の履歴等に基づいて、複数の動作パターンの中から１つを選択し、選択した動作パターンに従って測距装置１の動作を制御してよい。なお、制御部８における動作パターンの選択肢としては、上述した本実施の形態に係る動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″だけでなく、比較例の動作パターン７０１のように、本実施の形態が適用されない動作パターンが含まれていてもよい。
付言すると、制御部８は、複数の動作パターンの各々での測距の結果から、対象物Ｓの測距の精度を評価した評価値に基づいて、より測距の精度が向上する動作パターンを選択してもよい。
【0091】
（測距装置１、発光装置２及び駆動装置９）
以上説明した動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″に従って動作する測距装置１は、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光部を駆動する駆動部を備えた測距装置の一例である。
また、図１において破線で示すように、発光部４と、発光駆動部６と、制御部８とを含む発光装置２を構成することができる。言い換えると、動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″に従って発光部４を発光させる発光装置２を構成することができる。この発光装置２は、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光部を駆動する駆動部を備えた発光装置の一例である。
さらに、図１において一点鎖線で示すように、発光駆動部６と、制御部８とを含み、発光部４（発光デバイスの一例）を駆動する駆動装置９を構成することができる。言い換えると、動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″に従って発光部４が発光するように、発光部４を駆動する駆動装置９を構成することができる。この駆動装置９は、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光デバイスを駆動する駆動装置の一例である。
以上説明した動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″に従って動作する測距装置１は、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光部を駆動する駆動部を備えた測距装置の一例である。
また、図１において破線で示すように、発光部４と、発光駆動部６と、制御部８とを含む発光装置２を構成することができる。言い換えると、動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″に従って発光部４を発光させる発光装置２を構成することができる。この発光装置２は、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光部を駆動する駆動部を備えた発光装置の一例である。
さらに、図１において一点鎖線で示すように、発光駆動部６と、制御部８とを含み、発光部４（発光デバイスの一例）を駆動する駆動装置９を構成することができる。言い換えると、動作パターン８０１～８０６，８０２′，８０２″に従って発光部４が発光するように、発光部４を駆動する駆動装置９を構成することができる。この駆動装置９は、第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、第１の発光区画が発光しない非発光期間に、第２の発光区画が発光期間を有するように、発光デバイスを駆動する駆動装置の一例である。
【0092】
＜付記＞
(((１)))
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光デバイスを駆動する駆動装置であって、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、
前記発光期間において前記発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、
前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光デバイスを駆動する
ことを特徴とする駆動装置。
(((２)))
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群の前記予め定められた複数回の発光期間の後に、当該他の発光区画群が発光期間を有するように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、(((１)))に記載の駆動装置。
(((３)))
前記一の発光区画群に属する発光区画同士が隣接するように、前記発光デバイスを駆動することを特徴とする、(((２)))に記載の駆動装置。
(((４)))
前記非発光期間は、前記発光期間に相当する時間を単位時間として、当該単位時間の数にて定められ、
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群に属する発光区画の数は、前記非発光期間として定められた単位時間の数と一致する
ことを特徴とする、(((１)))に記載の駆動装置。
(((５)))
前記発光デバイスの備える前記第１の発光区画と隣接しない第３の発光区画の発光期間と当該第１の発光区画の発光期間とが重なるように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、(((１)))乃至(((４)))に記載の駆動装置。
(((６)))
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、
前記発光部から出射され対象物で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部における受光の結果に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、を備え、
前記駆動部は、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動する
ことを特徴とする測距装置。
(((７)))
前記発光部は、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とを備え、
前記算出部は、前記一の発光区画群に属するすべての発光区画が１回ずつ発光期間を終えた後で、当該一の発光区画群において最初の発光区画が発光期間を開始してから最後の発光区画が発光期間を終えるまでの間に前記受光部が受光した結果を取得することを特徴とする、(((６)))に記載の測距装置。
(((８)))
前記受光部は、前記第１の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第１の受光区画と、前記第２の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第２の受光区画とを備え、
前記算出部は、前記受光部が備える受光区画毎に、前記受光の結果を取得する
ことを特徴とする、(((６)))記載の測距装置。
(((９)))
前記駆動部は、前記算出部が前記第１の受光区画における受光の結果を取得する期間において、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする、(((８)))記載の測距装置。
(((１０)))
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた発光期間を予め定められた複数回有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記発光期間において前記発光部を５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、当該発光部を駆動する
ことを特徴とする発光装置。
(((１)))
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光デバイスを駆動する駆動装置であって、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有し、
前記発光期間において前記発光デバイスを５００回以上パルス発光させ、
前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光デバイスを駆動する
ことを特徴とする駆動装置。
(((２)))
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群の前記予め定められた複数回の発光期間の後に、当該他の発光区画群が発光期間を有するように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、(((１)))に記載の駆動装置。
(((３)))
前記一の発光区画群に属する発光区画同士が隣接するように、前記発光デバイスを駆動することを特徴とする、(((２)))に記載の駆動装置。
(((４)))
前記非発光期間は、前記発光期間に相当する時間を単位時間として、当該単位時間の数にて定められ、
前記発光デバイスが備える前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とについて、当該一の発光区画群に属する発光区画の数は、前記非発光期間として定められた単位時間の数と一致する
ことを特徴とする、(((１)))に記載の駆動装置。
(((５)))
前記発光デバイスの備える前記第１の発光区画と隣接しない第３の発光区画の発光期間と当該第１の発光区画の発光期間とが重なるように、当該発光デバイスを駆動することを特徴とする、(((１)))乃至(((４)))に記載の駆動装置。
(((６)))
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた複数回の発光期間を有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、
前記発光部から出射され対象物で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部における受光の結果に基づいて、前記対象物までの距離を算出する算出部と、を備え、
前記駆動部は、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動する
ことを特徴とする測距装置。
(((７)))
前記発光部は、前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画を含む一の発光区画群と、他の発光区画を含む他の発光区画群とを備え、
前記算出部は、前記一の発光区画群に属するすべての発光区画が１回ずつ発光期間を終えた後で、当該一の発光区画群において最初の発光区画が発光期間を開始してから最後の発光区画が発光期間を終えるまでの間に前記受光部が受光した結果を取得することを特徴とする、(((６)))に記載の測距装置。
(((８)))
前記受光部は、前記第１の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第１の受光区画と、前記第２の発光区画の発光期間において対象物で反射した光を受光する第２の受光区画とを備え、
前記算出部は、前記受光部が備える受光区画毎に、前記受光の結果を取得する
ことを特徴とする、(((６)))記載の測距装置。
(((９)))
前記駆動部は、前記算出部が前記第１の受光区画における受光の結果を取得する期間において、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、前記発光部を駆動することを特徴とする、(((８)))記載の測距装置。
(((１０)))
第１の発光区画と第２の発光区画とを含む発光部と、
前記第１の発光区画及び前記第２の発光区画の各々が、予め定められた発光期間を予め定められた複数回有するように、前記発光部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記発光期間において前記発光部を５００回以上パルス発光させ、前記第１の発光区画の発光期間と次回の発光期間との間の、当該第１の発光区画が発光しない非発光期間に、前記第２の発光区画が発光期間を有するように、当該発光部を駆動する
ことを特徴とする発光装置。
【0093】
(((１)))に係る駆動装置によれば、ある発光区画における予め定められた複数回の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((２)))に係る駆動装置によれば、発光区画群単位の駆動を行わない場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((３)))に係る駆動装置によれば、互いに近接する照射区画への予め定められた複数回の光の照射が、短い時間で行われる。
(((４)))に係る駆動装置によれば、一の発光区画群に属する発光区画の数が非発光時間として定められた単位時間の数よりも多い場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((５)))に係る駆動装置によれば、第１の発光区画の発光期間と第３の発光区画の発光期間とが重ならない場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((６)))に係る測距装置によれば、ある発光区画における予め定められた複数回の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((７)))に係る測距装置によれば、異なるタイミングで読み出しを行う場合と比較して、すべての照射区画で測距が完了するまでの時間が短くなる。
(((８)))に係る測距装置によれば、発光区画の発光期間毎に受光の結果が取得され、測距の精度の向上に寄与する。
(((９)))に係る発光装置によれば、第１の受光区画における受光の結果を取得する期間に第２の発光区画が発光期間を有しない場合と比較して、測距が完了するまでの時間が短くなる。
(((１０)))に係る発光装置によれば、ある発光区画における予め定められた複数回の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((２)))に係る駆動装置によれば、発光区画群単位の駆動を行わない場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((３)))に係る駆動装置によれば、互いに近接する照射区画への予め定められた複数回の光の照射が、短い時間で行われる。
(((４)))に係る駆動装置によれば、一の発光区画群に属する発光区画の数が非発光時間として定められた単位時間の数よりも多い場合と比較して、一の発光区画群における予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((５)))に係る駆動装置によれば、第１の発光区画の発光期間と第３の発光区画の発光期間とが重ならない場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((６)))に係る測距装置によれば、ある発光区画における予め定められた複数回の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
(((７)))に係る測距装置によれば、異なるタイミングで読み出しを行う場合と比較して、すべての照射区画で測距が完了するまでの時間が短くなる。
(((８)))に係る測距装置によれば、発光区画の発光期間毎に受光の結果が取得され、測距の精度の向上に寄与する。
(((９)))に係る発光装置によれば、第１の受光区画における受光の結果を取得する期間に第２の発光区画が発光期間を有しない場合と比較して、測距が完了するまでの時間が短くなる。
(((１０)))に係る発光装置によれば、ある発光区画における予め定められた複数回の発光期間の後に他の発光区画の発光期間を設ける場合と比較して、すべての発光区画で予め定められた複数回の発光期間が完了するまでの時間が短くなる。
【符号の説明】
【0094】
１…測距装置、２…発光装置、３…光学装置、４…発光部、５…受光部、６…発光駆動部、７…受光駆動部、８…制御部、９…駆動装置、４１…発光区画、５１…受光区画、４３…ＶＣＳＥＬ、１００…距離画像、８０１，８０２，８０２′，８０２″，８０３，８０４，８０５，８０６…動作パターン
【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】