特開 2024-175869 検出装置

(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】P2024175869

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/484 20060101AFI20241212BHJP

   G01S 17/86 20200101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

G01S7/484

G01S17/86

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093936

(22)【出願日】2023-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】船越 秀隼

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA05

5J084AB07

5J084AD01

5J084AD05

5J084AD07

5J084BA04

5J084BA07

5J084BA34

5J084BB24

5J084CA03

5J084CA11

5J084CA67

5J084CA68

5J084EA07

(57)【要約】

【課題】消費電力を抑制しつつ、測距可能距離を向上させることが可能な検出装置を提供すること。
【解決手段】検出装置は、複数の検出領域ごとに照射する光の照射強度を切り替え可能な光源を備え、検出領域に光を照射し、検出領域からの反射光を用いて検出領域までの第１の距離情報を取得する第１の測距部と、画像情報を用いて検出領域までの第２の距離情報を取得する第２の測距部と、第２の距離情報に基づいて照射強度を決定する決定部とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の検出領域ごとに照射する光の照射強度を切り替え可能な光源を備え、前記検出領域に光を照射し、前記検出領域からの反射光を用いて前記検出領域までの第１の距離情報を取得する第１の測距部と、
画像情報を用いて前記検出領域までの第２の距離情報を取得する第２の測距部と、
前記第２の距離情報に基づいて前記照射強度を決定する決定部とを有することを特徴とする検出装置。

【請求項2】

前記複数の検出領域は、第１の検出領域と前記第１の検出領域より遠方に位置する第２の検出領域を含み、
前記決定部は、前記第１の検出領域に照射する光の照射強度が前記第２の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記第１の距離情報と前記第２の距離情報とを合成する合成部を更に有し、
前記合成部は、前記第１の距離情報が取得されていない前記検出領域までの距離情報として前記第２の距離情報を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記複数の検出領域は、前記第２の距離情報が取得された第３の検出領域と前記第２の距離情報が取得されていない第４の検出領域を含み、
前記決定部は、前記第３の検出領域に照射する光の照射強度が前記第４の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項5】

前記第２の測距部は、前記画像情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。

【請求項6】

複数の検出領域ごとに照射する光の照射強度を切り替え可能な光源を備え、前記検出領域に光を照射し、前記検出領域からの反射光を用いて前記検出領域までの第１の距離情報を取得する第１の測距部と、
前記検出領域の画像情報を取得する撮像部と、
前記画像情報に基づいて前記照射強度を決定する決定部とを有することを特徴とする検出装置。

【請求項7】

前記画像情報を用いて特定の検出対象を判定する判定部を更に有し、
前記決定部は、前記特定の検出対象を含む第１の検出領域に照射する光の照射強度が前記特定の検出対象を含まない第２の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする請求項６に記載の検出装置。

【請求項8】

前記決定部は、複数フレームの前記画像情報を用いて推定される前記特定の検出対象の移動量が所定量より大きい場合、前記第１の検出領域の大きさを広げ、前記移動量が前記所定量より小さい場合、前記第１の検出領域の大きさを維持することを特徴とする請求項７に記載の検出装置。

【請求項9】

前記特定の検出対象は、人体であることを特徴とする請求項７又は８に記載の検出装置。

【請求項10】

前記特定の検出対象は、頭部であることを特徴とする請求項７又は８に記載の検出装置。

【請求項11】

前記特定の検出対象は、眼であることを特徴とする請求項７又は８に記載の検出装置。

【請求項12】

前記特定の検出対象は、美術品であることを特徴とする請求項７又は８に記載の検出装置。

【請求項13】

前記画像情報を用いて主被写体を判定する判定部を更に有し、
前記決定部は、前記主被写体を含む第３の検出領域に照射する光の照射強度が前記主被写体を含まない第４の検出領域に照射する光の照射強度よりも強くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする請求項６に記載の検出装置。

【請求項14】

前記画像情報を用いて測距する必要がない測距不要領域を判定する判定部を更に有し、
前記決定部は、前記測距不要領域である第５の検出領域に照射する光の照射強度が前記測距不要領域でない第６の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする請求項６に記載の検出装置。

【請求項15】

前記測距不要領域は、空と判定された領域であることを特徴とする請求項１４に記載の検出装置。

【請求項16】

前記判定部は、前記画像情報に対してセマンティックセグメンテーションを行うことを特徴とする請求項７、１３、及び１４の何れか一項に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測距対象に関する情報に基づいて発光素子の発光パラメータを決定することで測距精度を改善する検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザー光を照射した検出対象からの反射光を検出することにより、検出対象までの距離を計測するＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）が知られている。特許文献１には、前のフレームで測距できなかった領域のレーザー強度を測距できた領域より強くすることで、システム全体としてのレーザー強度を上げることなく、遠方の検出対象に対する測距精度を改善する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１４１７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の構成では、空のような測距することができない領域のレーザー強度を強めてしまう場合がある。この場合、システム全体のレーザー強度を一定に保つと、測距することができない領域以外の領域のレーザー強度は弱くなり、測距精度や測距可能距離が悪化してしまう可能性がある。

【0005】

本発明は、消費電力を抑制しつつ、測距可能距離を向上させることが可能な検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面としての検出装置は、複数の検出領域ごとに照射する光の照射強度を切り替え可能な光源を備え、検出領域に光を照射し、検出領域からの反射光を用いて検出領域までの第１の距離情報を取得する第１の測距部と、画像情報を用いて検出領域までの第２の距離情報を取得する第２の測距部と、第２の距離情報に基づいて照射強度を決定する決定部とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、消費電力を抑制しつつ、測距可能距離を向上させることが可能な検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の検出装置の構成を表すブロック図である。

【図2】実施例１の撮像素子の画素部の配置例を示す模式図である。

【図3】実施例１の撮像素子の画素部の構造を示す模式図である。

【図4】実施例１の発光部を示す模式図である。

【図5】実施例１の処理を示すフローチャートである。

【図6】実施例１の画像信号の一例を示すイメージ図である。

【図7】実施例１の距離マップの一例を示すイメージ図である。

【図8】実施例１のレーザー光の照射強度を示すイメージ図である。

【図9】実施例１の検出装置が自動車に搭載された様子を示すイメージ図である。

【図10】実施例２の検出装置の構成を表すブロック図である。

【図11】実施例２の領域判定を行った画像の一例を示すイメージ図である。

【図12】実施例２のレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。

【図13】実施例２のレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。

【図14】実施例２のレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。

【図15】実施例２のレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

【実施例0010】

本実施例では、撮像素子（撮像部）からの視差画像信号に基づく距離情報を用いて複数の照射領域（検出領域）ごとの発光部の照射強度を決定する例について説明する。

【0011】

図１は、本実施例の検出装置（測距装置）１００の構成を表すブロック図である。

【0012】

発光部１０５と受光部１０４は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式で検出対象（検出領域、対象物、物体）までの距離を検出する第１の測距部として機能する。発光部１０５は、受発光制御手段１０７から送られてくる発光タイミングと光源パラメータに従って、２次元上に配置された発光素子を発光する。受光部１０４は、受発光制御手段１０７から送られてくる発光タイミングに従って距離データを測定する。光学系１１１は、光の一部を透過し、一部を反射するハーフミラーや反射抑制構造を有する。発光部１０５から発光した光は光学系１１１を通過して検出対象に照射され、検出対象で反射された光は光学系１１１を通過して受光部１０４に入射する。光源パラメータ生成手段（決定部）１１４は、発光部１０５の照射強度等を決定し、発光部１０５が所定の発光をするための光源パラメータを生成する。受発光制御手段１０７は、光源パラメータや発光タイミングを受光部１０４と発光部１０５に出力する。距離マップ補正手段１０６は、受光部１０４から出力される距離データに対して、誤差補正や光学補正等の各種補正を行う。

【0013】

ＣＰＵ１０８は、検出装置１００全体の制御を司るマイクロコンピュータ等で構成され、各機能ブロックに対して動作指示を行い、各種の制御処理を実行する。また、ＣＰＵ１０８は、各種の制御処理の際に必要となる演算も行う。更に、ＣＰＵ１０８は、バス１１２を介してメモリ制御部１１５や不揮発性メモリ制御部１１６等を制御する。ＣＰＵ１０８を起動するために必要なプログラムは、不揮発性メモリ１１７にあらかじめ記録されている。また、起動後に必要なプログラムも同様に不揮発性メモリ１１７に記録されている。

【0014】

メモリ１０９は、例えばＤＲＡＭ等のデータを記憶するメモリで、画像処理における中間画像データ、及びＣＰＵ１０８の動作用の定数やプログラム等を格納可能な記憶容量を備える。メモリ制御部１１５は、ＣＰＵ１０８からの指示に応じて、メモリ１０９へのデータ書き込み及びデータ読み出しを行う。

【0015】

不揮発性メモリ制御部１１６は、ＣＰＵ１０８からの指示に応じて、不揮発性メモリ１１７へのデータ書き込み及びデータ読み出しを行う。不揮発性メモリ１１７は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、ＣＰＵ１０８の動作用の定数やプログラム等を記憶している。

【0016】

バス１１２は、主にＣＰＵ１０８等から各ブロックに制御信号を伝送したり、距離マップ等のデータを転送したりする。

【0017】

光学系１２０は、焦点レンズを含む複数のレンズ群と絞りを備え、撮像素子１０１に検出対象像を形成する。

【0018】

撮像素子１０１は、複数の光電変換素子を備え、ＣＣＤやＣＭＯＳで構成され、光電変換により検出対象像を電気信号に変換して、画像信号として出力する。光電変換素子は、入射方向が異なる光束を捕らえて受光するように構成されている。撮像素子１０１は、入射方向が異なる光束ごとに視差画像信号として出力可能であると共に、複数の光電変換素子で受光し電気信号に変換された画像信号をまとめて１つの画像信号として出力可能である。

【0019】

図２は、撮像素子１０１の画素部の配置例を示す模式図である。受光部２０１ではフォトダイオードに代表される光電変換素子が二次元上に配列され、各光電変換素子上部には検出対象からの光束のうち特定の波長帯域を透過させるためにカラーフィルターが備えられている。フィルター２０２，２０３，２０４はそれぞれ、赤色、緑色、青色の光を透過させるカラーフィルターであり、規則的に配置されている。フィルター２０２，２０３，２０４を透過した光束は、各フィルターの直下に配置された光電変換部で光電変換され、電気信号として撮像素子１０１から出力される。

【0020】

図３は、撮像素子１０１の画素部３０３の構造を示す模式図である。画素部３０３は、２つの光電変換部３０１，３０２と、１つのマイクロレンズ３０４とを備える。フィルターは画素部３０３に対して１対１でマイクロレンズ３０４の上部に形成されている。このような構造により、ペアとなっている光電変換部から個別に信号を取り出すことで入射方向の異なる光束を受光した画像信号を取得することができる。また、ペアとなっている光電変換部から同時に信号を取り出すことで、画像処理装置や撮像装置で表示したり記録したりするための画像信号を取得することができる。

【0021】

なお、撮像素子１０１上に存在する他の画素部についても、図示した位置関係で構成され、撮像素子１０１上の水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている。

【0022】

また、本実施例では、２つの光電変換部に共通で１つのマイクロレンズが設けられているが、位相差を検出可能であれば、上記構造に限定されない。また、一部の画素部が位相差を検出可能であればよく、全ての画素部が位相差を検出可能でなくてもよい。

【0023】

像ずれマップ生成手段１０２は、撮像素子１０１で得られた視差画像信号から像ずれマップを生成する。距離マップ生成手段１０３は、像ずれマップ生成手段１０２で生成された像ずれマップから、距離マップを生成する。本実施例では、撮像素子１０１、像ずれマップ生成手段１０２、及び距離マップ生成手段１０３が第２の測距部として機能する。距離マップ合成手段（合成部）１１０は、距離マップ生成手段１０３と距離マップ補正手段１０６からそれぞれ出力される２枚の距離マップを、１枚に合成する。

【0024】

図４は、発光部１０５を示す模式図である。発光部１０５は、光源ユニット４０２、光源制御部４０３、及び駆動回路４０４を備える。

【0025】

光源ユニット４０２は、基板上に２次元アレイ状に配列された複数の発光素子４０１を含む。発光素子４０１は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：垂直共振器面発光レーザー）である。光源ユニット４０２は、領域ごとに光の照射強度を調整可能である。

【0026】

なお、図４では発光素子４０１は水平方向と垂直方向に８個ずつ配列されているが、発光素子４０１の配列数は任意に設定可能である。

【0027】

また、発光素子４０１は、本実施例ではＶＣＳＥＬであるが、本発明はこれに限定されない。ただし、１次元や２次元アレイ状に集積可能なものが好ましく、例えば、端面発光型レーザーやＬＥＤ（発光ダイオード）であってもよい。発光素子４０１として端面発光型レーザーを用いる場合、基板上で１次元配列したレーザーバーや、これを積層して２次元発光素子アレイ構成としたレーザーバースタックを用いることができる。発光素子４０１としてＬＥＤを用いる場合、基板上に２次元アレイ状にＬＥＤが配列されたものを用いることができる。

【0028】

また、環境光の影響を抑制するために、発光素子４０１の発する光の波長を近赤外帯域とすることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。

【0029】

光源制御部４０３は、受発光制御手段１０７から送られてくる発光タイミングと光源パラメータに従って、駆動回路４０４を制御する。駆動回路４０４は、光源ユニット４０２を駆動し、複数の照射領域ごとにレーザー光の照射強度を切り替えることができる。

【0030】

以下、図５を参照して本実施例の処理フローについて説明する。図５は、本実施例の処理を示すフローチャートである。

【0031】

ステップＳ５０１では、像ずれマップ生成手段１０２は、撮像素子１０１から可視領域の視差画像信号を取得する。本ステップでは、図３に示される画素部に含まれる各光電変換部で変換された電気信号が視差画像信号として出力される。図６は、撮像素子１０１から得られる画像信号の一例を示すイメージ図である。

【0032】

ステップＳ５０２では、像ずれマップ生成手段１０２はまず、ステップＳ５０１で取得した視差画像信号を用いて視差画像間でＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）演算等の相関演算処理を行う。次に、像ずれマップ生成手段１０２は、相関度合いに基づいて２つの視差画像間の像のずれ量（像ずれ量）を算出し、像ずれ量を２次元マップ化した像ずれマップを生成する。なお、像ずれ量は、視差画像を構成する１画素単位の粒度で求めてもよいし、所定の画素数で領域を定義し各領域単位で算出するようにしてもよい。

【0033】

ステップＳ５０３では、距離マップ生成手段１０３は、ステップＳ５０２で生成された像ずれマップから距離マップを生成する。像ずれマップを距離マップに変換するための変換パラメータはメモリ１０９に格納されており、距離マップ生成手段１０３はメモリ１０９から変換パラメータを読み出して距離マップを生成する。図７は、距離マップの一例を示すイメージである。図７は、濃淡が薄いほど検出対象までの距離が近く、濃淡が濃いほど検出対象までの距離が遠いことを示している。

【0034】

ステップＳ５０４では、光源パラメータ生成手段１１４はまず、ステップＳ５０３で生成された距離マップを用いて発光部１０５の複数の照射領域ごとにレーザー光の照射強度を決定する。次に、光源パラメータ生成手段１１４は、発光部１０５が決定した照射強度となる発光をするための光源パラメータを生成する。

【0035】

本実施例では、光源パラメータ生成手段１１４は、検出対象までの距離が近い領域について照射強度が弱く、検出対象までの距離が遠い領域について照射強度が強くなるように照射強度を決定する。図８は、複数の照射領域ごとのレーザー光の照射強度を示すイメージ図である。図８では、濃淡が薄いほど照射強度が強く、濃淡が濃いほど照射強度が弱いことを示している。

【0036】

レーザー光を含む光は、飛行距離が長いほど強度が減衰する。受光部１０４は検出対象からの反射光だけでなく環境光も受光するため、受光部１０４が受光する検出対象からの反射光の強度が弱いと、環境光等のノイズの影響により測距精度が低下する。そのため、近距離に存在する検出対象に対する測距は比較的精度が高く、遠距離に存在する検出対象に対する測距は比較的精度が低い、又は不可能となる。測距精度はレーザー光の照射強度にも依存し、照射強度が強いほど測距精度や測距可能距離が改善する。本実施例では遠距離に存在する検出対象に照射するレーザー光の照射強度を強くすることで、遠距離に存在する検出対象に対する測距精度や測距可能距離を改善することができる。一方、近距離に存在し、比較的測距精度が高くなる検出対象に照射するレーザー光の照射強度を弱くする。これにより、受光部１０４と発光部１０５に必要な消費電力を低減し、測距可能距離を改善することができる。

【0037】

ステップＳ５０５では、発光部１０５は、ステップＳ５０４で生成された光源パラメータに従って、パルス発光を行う。駆動回路４０４は、光源ユニット４０２を駆動し、各照射領域が所定の照射強度になるように調整する。

【0038】

ステップＳ５０６では、受光部１０４は、ＴＯＦ方式で検出対象までの距離を検出し、距離マップを取得する。ＴＯＦ方式では、ステップＳ５０５の発光タイミングから検出対象からの反射光を受光するタイミングまでの時間に基づき、検出対象までの距離が測定される。

【0039】

具体的には、受発光制御手段１０７は、発光タイミングを発光部１０５と受光部１０４に出力する。発光部１０５から照射された光は、光学系１１１を通過し、検出対象に照射される。検出対象に照射された光の一部は反射され、光学系１１１を通過して受光部１０４に入射する。受光部１０４は、反射光を検出したタイミングと、受発光制御手段１０７から通知された発光タイミングとの差分に基づいて、距離データを測定する。受光部１０４は、各受光素子について測定された距離データを、距離マップとして取得する。

【0040】

ステップＳ５０７では、距離マップ合成手段１１０は、ステップＳ５０３で像ずれマップから生成された距離マップと、ステップＳ５０６でＴＯＦ方式を用いて取得された距離マップとを合成し、１枚の距離マップとして出力する。

【0041】

図８において、レーザー光の照射強度を弱くした領域は、測距精度が低下、又は測距不可能となる場合がある。レーザー光の照射強度を弱くした領域については、ステップＳ５０６で取得された距離マップではなく、ステップＳ５０３で像ずれマップから生成された距離マップを合成することで、レーザー光の照射強度を弱くしたことによる測距精度の低下を抑制可能である。

【0042】

視差画像から検出対象までの距離を検出する場合、測距精度や測距可能距離は視差画像の視差の大きさに依存する。撮像素子１０１から出力される視差画像から距離マップを生成する場合、遠方の検出対象に対する測距の精度は低く、かつ測距可能距離が比較的短い。一方、ＴＯＦ方式では、測距可能距離が比較的長い。

【0043】

そこで、本実施例では、ステップＳ５０６で生成された距離マップの領域のうち、レーザー光の照射強度を弱くした領域にステップＳ５０３で像ずれマップから生成された距離マップを合成する。これにより、受光部１０４と発光部１０５の消費電力を低減しつつ、視野全体の測距精度を改善することができる。

【0044】

なお、図８において、視差画像で測距可能な距離にある検出対象には発光部１０５でレーザー光の照射を行わないようにしてもよい。この場合、受光部１０４と発光部１０５の消費電力を更に低減することが可能である。レーザー光の照射を行わなかった領域にはステップＳ５０３で生成された距離マップを合成すればよい。

【0045】

以下、本実施例の検出装置１００を電子機器に用いた例について説明する。図９は、検出装置１００が自動車９０１に搭載された様子を示すイメージ図である。図９では、検出装置１００は、自動車９０１の前方に設置されているが、後方に設置されてもよい。図９では、検出装置１００の検出結果（測距結果）に基づいて、自動ブレーキや衝突警告等の運転支援システムを動作させる。運転支援システムには、可視光センサ、ＴＯＦ方式による測距装置、及びミリ波レーダー等の種々の検出装置が搭載される。可視光センサ又は視差画像による測距装置と、ＴＯＦ方式による測距装置とを搭載した運転支援システムでは、検出装置１００を適用する場合に、追加で可視光センサ等を搭載する必要がなく、測距可能距離を改善することが可能である。また、検出装置１００は、自立走行型の車両にも適用可能である。

【実施例0046】

本実施例では、撮像素子で得られた画像情報を用いて領域判定を行い、発光部の照射強度を決定する例について説明する。

【0047】

図１０は、本実施例の検出装置（測距装置）１００の構成を表すブロック図である。図１０において、図１と同一の部材については同一の参照番号を付し、説明は省略する。

【0048】

撮像素子８０２は、画像信号を出力する。実施例１とは異なり、撮像素子８０２が出力する画像信号は視差画像信号でなくてもよい。撮像素子８０２で得られた画像信号は、画像補正手段８０３で補正され、領域判定手段（判定部）８０１に出力される。

【0049】

領域判定手段８０１は、画像補正手段８０３で補正された画像信号を用いて領域判定を行う。具体的には、領域判定手段８０１は、画像信号について検出対象判定やセマンティックセグメンテーションを行い、複数の領域に分割して、領域ごとにラベルを付与する。図１１は、図６の画像信号に対して領域判定手段８０１が領域判定を行った画像の一例を示すイメージ図である。図１１では、濃淡によって図６の画像信号が領域ごとに分割されていることを示しており、各領域に対してはラベルが付与されている。例えば、領域１１０１，１１０２，１１０３，１１０４，１１０５はそれぞれ、空、地面、木、人体、建物のラベルが付与されている。

【0050】

光源パラメータ生成手段１１４は、領域判定手段８０１の出力である分割された領域と、領域ごとに付与されたラベルを用いて発光部１０５の複数の照射領域ごとにレーザー光の照射強度を決定する。また、光源パラメータ生成手段１１４は、発光部１０５が決定した照射強度となる発光をするための光源パラメータを生成する。

【0051】

図１２は、照射領域ごとのレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。図１２では、領域判定手段８０１において主被写体であると判定された領域の照射強度が強く、それ以外の領域の照射強度が弱くなるように設定されている。

【0052】

以下の説明において、照射領域ごとの照射強度を示す図は、濃淡が薄いほど照射強度が強く、濃淡が濃いほど照射強度が弱い領域を示している。レーザー光の照射強度が強いと、受光部１０４に入射する検出対象からの反射光強度も強くなる。受光部１０４はノイズとなる環境光も受光するため、検出対象からの反射光強度が強いほど反射光を検出しやすく、測距精度が高くなる。そのため、主被写体等の測距を行いたい注目領域に対するレーザー光の照射強度を強くすることで、注目領域に対する測距精度を向上させることができる。図１２では人体を注目領域とするが、撮影シーンに応じて動物、車、及び物等の領域を注目領域としてもよい。また、光学系１２０で焦点を合わせている領域に対応する照射領域の照射強度を強くしてもよい。

【0053】

図１３は、照射領域ごとのレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。図１３では、空と判定された領域の照射強度を弱く設定している。運転支援システム等においては、空に対して測距する必要はない。撮影シーンに応じて測距する必要がない領域（測距不要領域）を判定すればよく、空のように測距する必要がないと判定された領域については照射強度を弱くし、その他の領域の照射強度を強くすることで、測距精度や測距可能距離を改善することができる。また、測距精度や測距可能距離を改善する必要がない場合は、測距不要な領域以外の照射強度を強くする必要はない。この場合、検出装置１００の消費電力を低減することができる。

【0054】

図１４は、照射領域ごとのレーザー光の照射強度の一例を示すイメージ図である。図１４では、人体と判定された領域の照射強度を弱く設定している。レーザー光が人間の眼に照射されると、レーザー光の強度や波長によっては眼に損傷を与えることがある。そこで、人体と判定された領域の照射強度を弱くすることで、レーザー光の人体への影響を低減することができる。なお、図１１では人体の領域の照射強度を弱く設定したが、人体と判定された領域全体ではなく、頭部や眼を含む領域の照射強度を弱く設定してもよい。また、美術品のようにレーザー光を照射することにより劣化が生じる物等に対する照射強度を弱く設定してもよい。

【0055】

また、人体領域が移動している場合、撮像素子８０２で画像信号を取得してから、画像補正手段８０３、領域判定手段８０１、及び光源パラメータ生成手段１１４での処理により遅延が生じる。発光部１０５は受発光制御手段１０７が所定のタイミングで出力した発光タイミングで発光するが、光源パラメータ生成手段１１４で光源パラメータが生成されたタイミングと発光タイミングは同時であるとは限らない。そのため、光源パラメータが生成された後、次の発光タイミングまでの期間に遅延が生じることがある。遅延が生じている間、人体が移動していると、正しく人体と判定された領域のレーザー光を弱くできない場合がある。人体の移動量が大きいほど、人体の照射強度が強いレーザー光を照射される領域が大きくなってしまう。

【0056】

そこで、本実施例では、前のフレームにおいて撮像素子８０２で取得した画像情報に対して、領域判定手段８０１から出力された分割領域をメモリ１０９に書き込む。当該フレームでは、前フレームの分割領域をメモリ１０９から読み出し、当該フレームの分割領域と比較することで、人体と判定された領域の移動量を算出することができる。人体と判定された領域の移動量が所定量より大きい場合、図１５に示されるように人体と判定された領域及びその周囲におけるレーザー光の照射強度を弱くする。言い換えると、レーザー光の照射強度を弱くする、人体と判定された領域を広げることに相当する。人体と判定された領域の移動量が所定量より小さい場合、図１１に示されるように人体と判定された領域のみレーザー光の照射強度を弱くする。言い換えると、レーザー光の照射強度を弱くする人体と判定された領域を維持することに相当する。また、移動量に応じて人体周囲に設ける照射強度の弱い領域の大きさを変化させてもよい。このように複数フレームを使用して人体と判定された領域の移動量を推定することで、移動している人体に対してもレーザー光の照射強度を弱くすることができる。

【0057】

本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
複数の検出領域ごとに照射する光の照射強度を切り替え可能な光源を備え、前記検出領域に光を照射し、前記検出領域からの反射光を用いて前記検出領域までの第１の距離情報を取得する第１の測距部と、
画像情報を用いて前記検出領域までの第２の距離情報を取得する第２の測距部と、
前記第２の距離情報に基づいて前記照射強度を決定する決定部とを有することを特徴とする検出装置。
（構成２）
前記複数の検出領域は、第１の検出領域と前記第１の検出領域より遠方に位置する第２の検出領域を含み、
前記決定部は、前記第１の検出領域に照射する光の照射強度が前記第２の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする構成１に記載の検出装置。
（構成３）
前記第１の距離情報と前記第２の距離情報とを合成する合成部を更に有し、
前記合成部は、前記第１の距離情報が取得されていない前記検出領域までの距離情報として前記第２の距離情報を使用することを特徴とする構成１又は２に記載の検出装置。
（構成４）
前記複数の検出領域は、前記第２の距離情報が取得された第３の検出領域と前記第２の距離情報が取得されていない第４の検出領域を含み、
前記決定部は、前記第３の検出領域に照射する光の照射強度が前記第４の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする構成１乃至３の何れか一つの構成に記載の検出装置。
（構成５）
前記第２の測距部は、前記画像情報を取得することを特徴とする構成１乃至４の何れか一つの構成に記載の検出装置。
（構成６）
複数の検出領域ごとに照射する光の照射強度を切り替え可能な光源を備え、前記検出領域に光を照射し、前記検出領域からの反射光を用いて前記検出領域までの第１の距離情報を取得する第１の測距部と、
前記検出領域の画像情報を取得する撮像部と、
前記画像情報に基づいて前記照射強度を決定する決定部とを有することを特徴とする検出装置。
（構成７）
前記画像情報を用いて特定の検出対象を判定する判定部を更に有し、
前記決定部は、前記特定の検出対象を含む第１の検出領域に照射する光の照射強度が前記特定の検出対象を含まない第２の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする構成６に記載の検出装置。
（構成８）
前記決定部は、複数フレームの前記画像情報を用いて推定される前記特定の検出対象の移動量が所定量より大きい場合、前記第１の検出領域の大きさを広げ、前記移動量が前記所定量より小さい場合、前記第１の検出領域の大きさを維持することを特徴とする構成７に記載の検出装置。
（構成９）
前記特定の検出対象は、人体であることを特徴とする構成７又は８に記載の検出装置。
（構成１０）
前記特定の検出対象は、頭部であることを特徴とする構成７又は８に記載の検出装置。
（構成１１）
前記特定の検出対象は、眼であることを特徴とする構成７又は８に記載の検出装置。
（構成１２）
前記特定の検出対象は、美術品であることを特徴とする構成７又は８に記載の検出装置。
（構成１３）
前記画像情報を用いて主被写体を判定する判定部を更に有し、
前記決定部は、前記主被写体を含む第３の検出領域に照射する光の照射強度が前記主被写体を含まない第４の検出領域に照射する光の照射強度よりも強くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする構成６乃至１２の何れか一つの構成に記載の検出装置。
（構成１４）
前記画像情報を用いて測距する必要がない測距不要領域を判定する判定部を更に有し、
前記決定部は、前記測距不要領域である第５の検出領域に照射する光の照射強度が前記測距不要領域でない第６の検出領域に照射する光の照射強度よりも弱くなるように前記照射強度を決定することを特徴とする構成６乃至１３の何れか一つの構成に記載の検出装置。
（構成１５）
前記測距不要領域は、空と判定された領域であることを特徴とする構成１４に記載の検出装置。
（構成１６）
前記判定部は、前記画像情報に対してセマンティックセグメンテーションを行うことを特徴とする構成７乃至１５の何れか一つの構成に記載の検出装置。

【0058】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。