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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-12
(45)【発行日】2024-09-24
(54)【発明の名称】測距装置
(51)【国際特許分類】
G01S 17/66 20060101AFI20240913BHJP
G01S 17/89 20200101ALI20240913BHJP
【ＦＩ】
G01S17/66
G01S17/89
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2022505787
(86)(22)【出願日】2020-12-28
(86)【国際出願番号】 JP2020049225
(87)【国際公開番号】W WO2021181841
(87)【国際公開日】2021-09-16
【審査請求日】2023-10-27
(31)【優先権主張番号】P 2020041891
(32)【優先日】2020-03-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100188813
【弁理士】
【氏名又は名称】川喜田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100184985
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 悠
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(74)【代理人】
【識別番号】100218981
【弁理士】
【氏名又は名称】武田 寛之
(72)【発明者】
【氏名】鳴海 建治
(72)【発明者】
【氏名】加藤 弓子
【審査官】▲高▼場 正光
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－０７２５６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５０９４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０７２５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－１１０３８９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－１７４５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２９０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０６５４１１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭５０－１２８９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公昭６３－０２２５４６（ＪＰ，Ｙ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／００ － Ｇ０１Ｓ ７／６４
Ｇ０１Ｓ １３／００ － Ｇ０１Ｓ １７／９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、
前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、
を備え、
前記処理回路は、
前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得られた第１の信号に基づいて第１の距離データを生成し、
前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得られた第２の信号に基づいて第２の距離データを生成し、
対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記発光装置に前記第２の光が前記対象物を追尾するように前記第２の光を照射させ、
前記対象物が前記第１の対象範囲の外側から内側に進入したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記追尾を停止させる、
測距装置。
【請求項2】
前記処理回路は、前記対象物が前記第１の対象範囲の内側に進入した後、前記第１の距離データに加えて前記対象物の位置の変化を記録する、請求項１に記載の測距装置。
【請求項3】
前記処理回路は、前記発光装置に、前記第１の対象範囲の外側にある第２の対象範囲を前記第２の光によってスキャンさせ、
前記スキャンによって得られた前記第２の信号または前記第２の距離データに基づき、前記対象物を検知し、
前記対象物を検知したことを受けて、前記発光装置に前記第２の光によって前記対象物の追尾を開始させる、
請求項１または２に記載の測距装置。
【請求項4】
第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、
前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、
を備え、
前記処理回路は、
前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得た第１の信号に基づいて第１の距離データを生成し、
前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得た第２の信号に基づいて第２の距離データを生成し、
対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の内側に存在するとき、前記第１の距離データに加えて前記対象物の位置の変化を記録し、
前記対象物が、前記第１の対象範囲の内側から外側に移動したとき、前記発光装置に前記第２の光が前記対象物を追尾するように前記第２の光の照射を開始させる、
測距装置。
【請求項5】
前記処理回路は、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記第１の光による測距を実行する、
請求項１から４のいずれかに記載の測距装置。
【請求項6】
前記処理回路は、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側に存在するか内側に存在するかを、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、前記第２の距離データ、および外部のセンサから入力された外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて決定する、請求項１から５のいずれかに記載の測距装置。
【請求項7】
前記処理回路は、前記対象物の前記第１の対象範囲の外側から内側への移動、および内側から外側への移動を、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、前記第２の距離データ、および外部のセンサから入力された外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて予測する、請求項１から６のいずれかに記載の測距装置。
【請求項8】
前記受光装置は、２次元に配列された複数の画素を有するイメージセンサである、請求項１から７のいずれかに記載の測距装置。
【請求項9】
前記処理回路は、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、前記第２の距離データ、および外部のセンサから入力された外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて前記第１の対象範囲を変化させる、請求項１に記載の測距装置。
【請求項10】
前記処理回路は、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、第２の距離データ、および前記外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて前記対象物の位置を検出し、
前記対象物の位置の分散によって規定される前記対象物の位置の信頼度を算出し、
前記対象物の位置の信頼度に基づいて、前記第１の対象範囲を決定する、
請求項９に記載の測距装置。
【請求項11】
前記処理回路は、前記第１の距離データおよび前記第２の距離データを統合して出力する、請求項１から１０のいずれかに記載の測距装置。
【請求項12】
前記第１の光はフラッシュ光であり、前記第２の光は光ビームである、
請求項１から１１のいずれかに記載の測距装置。
【請求項13】
第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、
前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を含む測距装置に用いられるプログラムであって、
前記処理回路に、
前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得られた第１の信号に基づいて第１の距離データを生成することと、
前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得られた第２の信号に基づいて第２の距離データを生成することと、
対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記発光装置に前記第２の光が前記対象物を追尾するように前記第２の光を照射させることと、
前記対象物が前記第１の対象範囲の外側から内側に進入したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記追尾を停止させることと、を実行させる、
プログラム。
【請求項14】
第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、
前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を含む測距装置に用いられるプログラムであって、
前記処理回路に、
前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得た第１の信号に基づいて第１の距離データを生成することと、
前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得た第２の信号に基づいて第２の距離データを生成することと、
対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の内側に存在するとき、前記第１の距離データに加えて前記対象物の位置の変化を記録させることと、
前記対象物が、前記第１の対象範囲の内側から外側に移動したとき、前記発光装置に前記第２の光が前記対象物を追尾するように前記第２の光の照射を開始させることと、を実行させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、測距装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、物体に光を照射し、当該物体からの反射光を検出することにより、当該物体の位置または距離に関するデータを取得する種々のデバイスが提案されている。
【0003】
例えば特許文献１は、光源を含む投光系と、投光系から投光され物体で反射された光を受光する光検出器を含む受光系と、光検出器の出力信号が入力される信号処理系と、制御系とを備える物体検出装置を開示している。制御系は、投光系の投光範囲内の少なくとも１つの領域を注目領域として設定し、投光系の投光条件または信号処理系の処理条件を、注目領域に投光するときと注目領域以外の領域に投光するときとで異なるように制御する。
【0004】
特許文献２は、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）装置を開示している。当該ＬｉＤＡＲ装置は、第１のビームスキャナと、第２のビームスキャナと、コントローラとを備える。第１のビームスキャナは、第１のスキャンパターンの第１のレーザビームで第１の領域をスキャンする。第２のビームスキャナは、第２のスキャンパターンの第２のレーザビームで、第１の領域よりも狭い第２の領域をスキャンする。コントローラは、第１のビームスキャナを駆動して第１の領域をスキャンし、第１のレーザビームによる反射光のデータを取得する。当該データから、１つ以上の対象物を決定し、第２のビームスキャナを駆動して第２の領域内を照射することにより、当該対象物をモニターする。
【0005】
特許文献３は、測距撮像装置を開示している。この測距撮像装置は、パッシブ光を検出するイメージセンサから出力された信号に基づき、撮像対象エリア全体の中から測距を必要とする被写体を特定する。この測距撮像装置は、当該被写体をレーザ光で照射し、その反射光を検出することにより、当該被写体までの距離を計測する。
【0006】
特許文献４は、光ビームによって空間を走査し、イメージセンサによって物体からの反射光を受光して距離情報を取得する装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１７－１７３２９８号公報
【文献】米国特許第１００６１０２０号明細書
【文献】特開２０１８－１８５３４２号公報
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１７２５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本開示は、測距対象シーンにおける対象物の距離データを効率的に取得することを可能にする技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の一態様に係る測距装置は、第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を備え、前記処理回路は、前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得られた第１の信号に基づいて第１の距離データを生成し、前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得られた第２の信号に基づいて第２の距離データを生成し、対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記発光装置に前記第２の光によって前記対象物を追尾させ、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側から内側に進入したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記追尾を停止させる。
【0010】
本開示の包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録ディスク等の記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意の組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ‐Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性の記録媒体を含み得る。装置は、１つ以上の装置で構成されてもよい。装置が２つ以上の装置で構成される場合、当該２つ以上の装置は、１つの機器内に配置されてもよく、分離した２つ以上の機器内に分かれて配置されてもよい。本明細書および特許請求の範囲では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。
【発明の効果】
【0011】
本開示の実施形態によれば、測距対象シーンにおける対象物の距離データを効率的に取得することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の例示的な実施形態を説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【0014】
【0015】
図１は、本開示の例示的な実施形態による測距装置１０の概略的な構成を示すブロック図である。本実施形態における測距装置１０は、発光装置１００と、受光装置２００と、処理回路３００とを備える。測距装置１０は、例えば車両に搭載されるＬｉＤＡＲシステムの一部として利用され得る。測距装置１０は、測距対象のシーンを光で照射し、距離データを生成して出力するように構成されている。なお、本開示における「距離データ」とは、計測点の基準点からの絶対的な距離、または計測点間の相対的な深度を表す様々なデータを意味する。距離データは、例えば、距離画像データであってもよいし、３次元点群データであってもよい。距離データは、直接的に距離または深度を表すデータに限られず、距離または深度を算出するためのセンサデータそのもの、すなわちＲａｗデータであってもよい。Ｒａｗデータは、例えば受光装置２００が受けた光の強度に基づき生成した輝度データであり得る。輝度データは、例えば、輝度画像データであってもよい。
【0016】
発光装置１００は、広がりの程度の異なる複数種類の光を出射する。例えば、シーンに向けて相対的に広がりの大きい光ビームまたはフラッシュ光を照射したり、シーン中の特定の対象物に向けて広がりの小さい光ビームを照射したりすることができる。言い替えれば、発光装置１００は、相対的にブロードな第１の光と、第１の光の照射範囲よりも狭い範囲を照射する第２の光を出射することができる。発光装置１００は、第１の光を出射する第１の光源と、第２の光を出射する第２の光源とを備えていてもよい。あるいは、発光装置１００は、第１の光および第２の光の両方を出射することが可能な１つの光源を備えていてもよい。
【0017】
受光装置２００は、発光装置１００から出射された光によって生じた反射光を検出し、反射光の強度に応じた信号を出力する。受光装置２００は、例えば１つ以上のイメージセンサを備える。２次元に配列された複数の光検出セル（以下、画素とも称する。）を有するイメージセンサから出力された信号は、反射光の２次元強度分布の情報を含む。受光装置２００は、第１の光の照射によって生じた第１の反射光を検出して第１の反射光の強度に応じた第１の信号を出力する。受光装置２００はまた、第２の光の照射によって生じた第２の反射光を検出して第２の反射光の強度に応じた第２の信号を出力する。受光装置２００は、第１の反射光を検出して第１の信号を出力する第１イメージセンサと、第２の反射光を検出して第２の信号を出力する第２イメージセンサとを備えていてもよい。あるいは、受光装置２００は、第１の反射光および第２の反射光を検出して第１の信号および第２の信号をそれぞれ出力することが可能な１つのイメージセンサを備えていてもよい。受光装置２００が１つのセンサを備える場合、受光装置２００の構成を簡略化できる。
【0018】
処理回路３００は、発光装置１００および受光装置２００を制御し、受光装置２００から出力された信号を処理する。処理回路３００は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上の記録媒体とを含む。記録媒体は、例えばＲＡＭおよびＲＯＭなどのメモリを含む。記録媒体には、プロセッサによって実行されるコンピュータプログラム、および処理の過程で生じた種々のデータが格納され得る。処理回路３００は、複数の回路の集合体であってもよい。例えば、処理回路３００は、発光装置１００および受光装置２００を制御する制御回路と、受光装置２００から出力された信号を処理する信号処理回路とを含んでいてもよい。
【0019】
処理回路３００は、発光装置１００および受光装置２００とは別の筐体に内蔵されてもよい。また、処理回路は、発光装置１００および受光装置２００とは離れた場所に設置され、無線通信により発光装置１００および受光装置２００を遠隔制御してもよい。
【0020】
図２は、測距装置１０の動作の概要を説明するための図である。図２には、測距装置１０の一例と、測距装置１０によって生成され得る距離画像の一例とが模式的に示されている。図２に示す例において、発光装置１００は、第１の光源１１０と、第２の光源１２０とを備える。第１の光源１１０は、第１の光として、フラッシュ光Ｌ１を出射するように構成されている。第２の光源１２０は、第２の光として、光ビームＬ２を出射するように構成されている。第２の光源１２０は、光ビームＬ２の出射方向を変化させることができる。これにより、空間中の所定の領域を光ビームＬ２でスキャンすることもできる。受光装置２００は、イメージセンサ２１０を備える。この例におけるイメージセンサ２１０は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）による測距が可能なＴＯＦイメージセンサである。イメージセンサ２１０は、直接ＴＯＦまたは間接ＴＯＦの技術を利用して、測距対象のシーンの距離画像を生成することができる。処理回路３００は、第１の光源１１０、第２の光源１２０、およびイメージセンサ２１０を制御する。
【0021】
本実施形態における測距装置１０は、歩行者、自動車、二輪車、または自転車などの特定の対象物の距離データを、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２を用いて取得する。測距装置１０は、フラッシュ光Ｌ１によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲３０Ｔ１の内部に当該対象物が存在するか否かに応じて動作モードを変更する。図２の例において、第１の対象範囲３０Ｔ１は、受光装置２００によって取得される画像中でフラッシュ光Ｌ１によって照射される範囲に含まれる矩形の範囲である。第１の対象範囲３０Ｔ１は、矩形に限らず、楕円形などの範囲であってもよい。処理回路３００は、測距の動作に先立って、第１の対象範囲３０Ｔ１をまず決定する。第１の対象範囲３０Ｔ１は、例えば現実の３次元空間中の座標の範囲、または受光装置２００によって取得される画像の２次元平面中の座標の範囲として設定され得る。この例における測距装置１０は、対象物が第１の対象範囲３０Ｔ１の外側に存在する場合には、光ビームＬ２で対象物を照射して距離データを取得する動作を繰り返す。一方、対象物が第１の対象範囲３０Ｔ１の内側に存在する場合には、フラッシュ光Ｌ１で対象物を照射して距離データを取得する動作を繰り返す。以下に、対象物が第１の対象範囲３０Ｔ１の外を移動する場合と、第１の対象範囲３０Ｔ１内を移動する場合とにおける処理回路３００の動作をより詳細に説明する。
【0022】
対象物が第１の対象範囲３０Ｔ１の外側に存在する場合、処理回路３００は、第２の光源１２０に光ビームＬ２を出射させ、光ビームＬ２によって生じた反射光をイメージセンサ２１０に検出させ、各画素の検出光量に応じた第２の信号を出力させる。処理回路３００は、第２の信号に基づいて、シーンの中の対象物の距離データまたは輝度データをフレームごとに生成して出力する。
【0023】
処理回路３００は、複数のフレームにおける距離データまたは輝度データに基づいて、対象物の動く方向を算出し、第２の光源１２０に、その方向に合わせて光ビームＬ２を出射させる。これにより、処理回路３００は、光ビームＬ２のビームスポットの範囲３０Ｂを、対象物に追尾させることができる。図２の右側の図に示す複数の白丸は、光ビームＬ２によって照射されるビームスポットの範囲３０Ｂの例を表す。ビームスポットの範囲３０Ｂの大きさは、イメージセンサ２１０によって撮像されるシーンの画角、光ビームＬ２の広がり角、および対象物の距離に依存して変化する。対象物が第１の対象範囲３０Ｔ１の外側に存在している間、測距装置１０は、フラッシュ光Ｌ１の出射を停止してもよいし、フラッシュ光Ｌ１を用いて第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データを取得してもよい。
【0024】
対象物が第１の対象範囲３０Ｔ１の内側に存在する場合、処理回路３００は、第１の光源１１０にフラッシュ光Ｌ１を出射させ、フラッシュ光Ｌ１によって生じた反射光をイメージセンサ２１０に検出させ、各画素の検出光量に応じた第１の信号を出力させる。フラッシュ光Ｌ１の広がりの程度は、光ビームＬ２の広がりの程度よりも大きい一方で、フラッシュ光Ｌ１は、光ビームＬ２と比較して、低いエネルギー密度を有する。よって、フラッシュ光Ｌ１は、比較的近距離で広い第１の対象範囲３０Ｔ１を照射する。処理回路３００は、後述するように、第１の信号に基づいて、第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在する対象物の位置を検出して記録する動作を繰り返す。以下の説明において、この動作を、「対象物を内部的に追尾する」と表現することがある。フラッシュ光Ｌ１は比較的広い範囲を照射することができるので、フラッシュ光Ｌ１の出射方向は固定であり得る。発光装置１００は、フラッシュ光Ｌ１の出射方向を変化させることができるように構成されていてもよい。
【0025】
処理回路３００は、上記の動作を繰り返すことにより、例えば対象物の距離データまたは輝度データを所定のフレームレートで出力する。
【0026】
図３は、前面に測距装置１０が搭載された車両５０の例を模式的に示す斜視図である。図３に示す例において、車両５０における測距装置１０は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２を車両５０の前方に向けて出射する。測距装置１０の車両５０への搭載位置は、その前面に限らず、その上面、側面、または後面でもよい。当該搭載位置は、対象物を測距する方向に応じて適切に決定される。
【0027】
図４は、道路を走行中の車両５０の例を模式的に示す側面図である。光ビームＬ２の広がりの程度は、フラッシュ光Ｌ１の広がりの程度よりも小さいので、光ビームＬ２の照射エネルギー密度は、フラッシュ光Ｌ１の照射エネルギー密度よりも高い。したがって、光ビームＬ２は、フラッシュ光Ｌ１よりも遠方の対象物２０を照射するのに適している。図４に示す例において、遠方の対象物２０は、歩行者であるが、対象物２０は人以外の物体であり得る。
【0028】
（実施形態１）
以下、図５から図６Ｅを参照して、本開示の例示的な実施形態１を説明する。図５は、道路を走行中の車両５０に対向車などの対象物が近づく場合における測距動作の例を示すフローチャートである。処理回路３００は、測距動作中、図５のフローチャートに示すステップＳ１０１からステップＳ１１４の動作を実行する。図６Ａから図６Ｅは、道路を走行中の車両５０に対向車が近づく様子を模式的に示す図である。図６Ａから図６Ｅの順に、時間が経過する。図６Ａから図６Ｅには、車両５０の正面から対向車を含むシーンを撮影することによって取得される画像の例が模式的に示されている。図６Ａに示す画像内で上下に並ぶ破線によって囲まれた範囲のうち、下の範囲は、フラッシュ光Ｌ１で照射される第１の対象範囲３０Ｔ１であり、上の範囲は、光ビームＬ２によってスキャンされる第２の対象範囲３０Ｔ２である。第２の対象範囲３０Ｔ２は、第１の対象範囲３０Ｔ１の外側に存在する。処理回路３００は、測距動作の前に、第１の対象範囲３０Ｔ１および第２の対象範囲３０Ｔ２を決定する。第１の対象範囲３０Ｔ１および第２の対象範囲３０Ｔ２の決定方法については後述する。以下、図５に示す各ステップの動作を説明する。
以下、図５から図６Ｅを参照して、本開示の例示的な実施形態１を説明する。図５は、道路を走行中の車両５０に対向車などの対象物が近づく場合における測距動作の例を示すフローチャートである。処理回路３００は、測距動作中、図５のフローチャートに示すステップＳ１０１からステップＳ１１４の動作を実行する。図６Ａから図６Ｅは、道路を走行中の車両５０に対向車が近づく様子を模式的に示す図である。図６Ａから図６Ｅの順に、時間が経過する。図６Ａから図６Ｅには、車両５０の正面から対向車を含むシーンを撮影することによって取得される画像の例が模式的に示されている。図６Ａに示す画像内で上下に並ぶ破線によって囲まれた範囲のうち、下の範囲は、フラッシュ光Ｌ１で照射される第１の対象範囲３０Ｔ１であり、上の範囲は、光ビームＬ２によってスキャンされる第２の対象範囲３０Ｔ２である。第２の対象範囲３０Ｔ２は、第１の対象範囲３０Ｔ１の外側に存在する。処理回路３００は、測距動作の前に、第１の対象範囲３０Ｔ１および第２の対象範囲３０Ｔ２を決定する。第１の対象範囲３０Ｔ１および第２の対象範囲３０Ｔ２の決定方法については後述する。以下、図５に示す各ステップの動作を説明する。
【0029】
（ステップＳ１０１）
処理回路３００は、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。フラッシュ光Ｌ１の広がりの程度は、光ビームＬ２の広がりの程度よりも大きい。この例における第１の対象範囲３０Ｔ１は、第２の対象範囲３０Ｔ２よりも相対的に近い距離に対応する。
処理回路３００は、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。フラッシュ光Ｌ１の広がりの程度は、光ビームＬ２の広がりの程度よりも大きい。この例における第１の対象範囲３０Ｔ１は、第２の対象範囲３０Ｔ２よりも相対的に近い距離に対応する。
【0030】
（ステップＳ１０２）
処理回路３００は、発光装置１００に、光ビームＬ２の出射方向を変化させながら連続的に光ビームＬ２を出射させることにより、シーン内の第２の対象範囲３０Ｔ２を光ビームＬ２でスキャンする。図６Ａに示す矢印は、スキャンによるビームスポットの範囲３０Ｂの軌道を表す。この例における第２の対象範囲３０Ｔ２は、第１の対象範囲３０Ｔ１よりも相対的に遠い距離に対応する。
処理回路３００は、発光装置１００に、光ビームＬ２の出射方向を変化させながら連続的に光ビームＬ２を出射させることにより、シーン内の第２の対象範囲３０Ｔ２を光ビームＬ２でスキャンする。図６Ａに示す矢印は、スキャンによるビームスポットの範囲３０Ｂの軌道を表す。この例における第２の対象範囲３０Ｔ２は、第１の対象範囲３０Ｔ１よりも相対的に遠い距離に対応する。
【0031】
（ステップＳ１０３）
処理回路３００は、受光装置２００に、フラッシュ光Ｌ１の照射によって生じた第１の反射光および光ビームＬ２の照射によって生じた第２の反射光を検出させて、それぞれ第１の信号および第２の信号を出力させる。処理回路３００は、第１の信号および第２の信号に基づいて、対象物２０の位置または距離を示す第１の検出データおよび第２の検出データをそれぞれ生成して出力する。処理回路３００は、第１の検出データおよび第２の検出データを処理回路３００内の不図示のメモリに記憶する。第１の検出データは、例えば、図２に示す第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データであり得る。第２の検出データは、例えば、図２に示すビームスポットの範囲３０Ｂ内の距離データであり得る。本明細書では、第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データを「第１の距離データ」と称し、ビームスポットの範囲３０Ｂ内の距離データを「第２の距離データ」と称する。図２に示すように、第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データと、ビームスポットの範囲３０Ｂ内の距離データとを統合して出力してもよい。この統合により、遠距離および近距離での対象物２０の距離データを把握しやすくなる。距離データではなく、輝度データを生成して出力してもよい。第２の検出データとして、照射方向の異なる複数のビームスポットの範囲３０Ｂ内の検出データを統合して出力してもよい。
処理回路３００は、受光装置２００に、フラッシュ光Ｌ１の照射によって生じた第１の反射光および光ビームＬ２の照射によって生じた第２の反射光を検出させて、それぞれ第１の信号および第２の信号を出力させる。処理回路３００は、第１の信号および第２の信号に基づいて、対象物２０の位置または距離を示す第１の検出データおよび第２の検出データをそれぞれ生成して出力する。処理回路３００は、第１の検出データおよび第２の検出データを処理回路３００内の不図示のメモリに記憶する。第１の検出データは、例えば、図２に示す第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データであり得る。第２の検出データは、例えば、図２に示すビームスポットの範囲３０Ｂ内の距離データであり得る。本明細書では、第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データを「第１の距離データ」と称し、ビームスポットの範囲３０Ｂ内の距離データを「第２の距離データ」と称する。図２に示すように、第１の対象範囲３０Ｔ１内の距離データと、ビームスポットの範囲３０Ｂ内の距離データとを統合して出力してもよい。この統合により、遠距離および近距離での対象物２０の距離データを把握しやすくなる。距離データではなく、輝度データを生成して出力してもよい。第２の検出データとして、照射方向の異なる複数のビームスポットの範囲３０Ｂ内の検出データを統合して出力してもよい。
【0032】
処理回路３００は、メモリ内に時系列で記憶された対象物２０の距離データまたは輝度データなどの検出データに基づいて、運転支援または自動運転による車両の挙動を決定してもよい。処理回路３００は、対象物２０の距離データに関連する情報を、車両５０内の不図示のディスプレイまたは計器に表示させてもよい。
【0033】
（ステップＳ１０４）
処理回路３００は、第２の検出データに基づき、追尾すべき対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２に存在するか否かを判定する。処理回路３００は、距離データまたは輝度データに基づいて公知の画像認識技術によって特定の物体を認識することにより、対象物２０が何であるかを決定してもよい。特定の物体は、例えば、自動車、二輪車、自転車、または歩行者である。複数の物体が存在する場合、物体の種類によって物体の優先順位を決定し、最も優先順位の高い物体を、対象物２０としてもよい。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２内に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ１０１からステップＳ１０４の動作を繰り返し実行し、追尾すべき対象物２０の探索を継続する。図６Ａに示すように対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２内に存在する場合、ステップＳ１０５に進む。
処理回路３００は、第２の検出データに基づき、追尾すべき対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２に存在するか否かを判定する。処理回路３００は、距離データまたは輝度データに基づいて公知の画像認識技術によって特定の物体を認識することにより、対象物２０が何であるかを決定してもよい。特定の物体は、例えば、自動車、二輪車、自転車、または歩行者である。複数の物体が存在する場合、物体の種類によって物体の優先順位を決定し、最も優先順位の高い物体を、対象物２０としてもよい。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２内に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ１０１からステップＳ１０４の動作を繰り返し実行し、追尾すべき対象物２０の探索を継続する。図６Ａに示すように対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２内に存在する場合、ステップＳ１０５に進む。
【0034】
（ステップＳ１０５）
処理回路３００は、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。この動作は、ステップＳ１０１の動作と同じである。
処理回路３００は、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。この動作は、ステップＳ１０１の動作と同じである。
【0035】
（ステップＳ１０６）
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて光ビームＬ２の出射方向を決定し、発光装置１００に、対象物２０に向けて光ビームＬ２を照射させる。対象物２０の位置に関する情報は、例えば、対象物２０の距離または輝度の値であり得る。処理回路３００は、対象物２０の位置に関する情報に基づいて対象物２０を検知し、図６Ｂに示すように光ビームＬ２によるスキャン動作を中断する。その後、処理回路３００は、対象物２０を検知したことを受けて、図６Ｃに示すように光ビームＬ２によって対象物２０を追尾する。これにより、対象物２０の少なくとも一部は、ビームスポットの範囲３０Ｂ内に含まれ続ける。処理回路３００は、第２の検出データに基づいて、追尾における対象物２０の位置を決定する。第２の検出データではなく、カメラなどの外部のセンサから取得された外部データを用いて対象物２０の位置を決定してもよい。あるいは、第２の検出データおよび外部データの両方を用いてもよい。
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて光ビームＬ２の出射方向を決定し、発光装置１００に、対象物２０に向けて光ビームＬ２を照射させる。対象物２０の位置に関する情報は、例えば、対象物２０の距離または輝度の値であり得る。処理回路３００は、対象物２０の位置に関する情報に基づいて対象物２０を検知し、図６Ｂに示すように光ビームＬ２によるスキャン動作を中断する。その後、処理回路３００は、対象物２０を検知したことを受けて、図６Ｃに示すように光ビームＬ２によって対象物２０を追尾する。これにより、対象物２０の少なくとも一部は、ビームスポットの範囲３０Ｂ内に含まれ続ける。処理回路３００は、第２の検出データに基づいて、追尾における対象物２０の位置を決定する。第２の検出データではなく、カメラなどの外部のセンサから取得された外部データを用いて対象物２０の位置を決定してもよい。あるいは、第２の検出データおよび外部データの両方を用いてもよい。
【0036】
（ステップＳ１０７）
処理回路３００は、ステップＳ１０３と同様の動作を実行することにより、第１の検出データおよび第２の検出データを生成して出力する。処理回路３００は、第１の検出データおよび第２の検出データを処理回路３００内の不図示のメモリに記憶する。
処理回路３００は、ステップＳ１０３と同様の動作を実行することにより、第１の検出データおよび第２の検出データを生成して出力する。処理回路３００は、第１の検出データおよび第２の検出データを処理回路３００内の不図示のメモリに記憶する。
【0037】
（ステップＳ１０８）
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たか否かを判定する。判定は、例えば第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値に基づいて行われ得る。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値が、第１基準値よりも大きい場合、または第２基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、図６Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最長および最短の距離に相当する。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、例えば２００ｍおよび５０ｍであり得る。判定は、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行ってもよい。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値が、第３基準値よりも大きい場合、または第４基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第３基準値および第４基準値は、それぞれ、図６Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最短および最長の距離での輝度値に相当する。光ビームＬ２の照射エネルギー密度は相対的に高く、第３基準値は、例えば受光装置２００における輝度値の飽和値の９０％であり得る。第４基準値は、例えば輝度値の飽和値の１％であり得る。
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たか否かを判定する。判定は、例えば第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値に基づいて行われ得る。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値が、第１基準値よりも大きい場合、または第２基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、図６Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最長および最短の距離に相当する。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、例えば２００ｍおよび５０ｍであり得る。判定は、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行ってもよい。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値が、第３基準値よりも大きい場合、または第４基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第３基準値および第４基準値は、それぞれ、図６Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最短および最長の距離での輝度値に相当する。光ビームＬ２の照射エネルギー密度は相対的に高く、第３基準値は、例えば受光装置２００における輝度値の飽和値の９０％であり得る。第４基準値は、例えば輝度値の飽和値の１％であり得る。
【0038】
対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ１０５からステップＳ１０８の動作を繰り返し実行し、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を継続する。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出た場合、ステップＳ１０９に進む。
【0039】
（ステップＳ１０９）
図６Ｄに示すように対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出た場合、処理回路３００は、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したか否かを判定する。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値が、所定の基準値以下である場合には、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したと判定してもよい。基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離に相当し、例えば５０ｍであり得る。あるいは、第１の検出データに基づいて対象物２０の距離の値を取得できた場合には対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したと判定してもよい。判定は、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行われてもよい。例えば、対象物２０の輝度値が、所定の基準値以上である場合には、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したと判定してもよい。この基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離での輝度値に相当し、例えば、輝度の飽和値の９０％であり得る。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入していない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出るが、第１の対象範囲３０Ｔ１に進入しない状況は、例えば、対象物２０が道路を横切る場合に発生する。この場合、処理回路３００は、ステップＳ１０１の動作を再開してもよい。
図６Ｄに示すように対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出た場合、処理回路３００は、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したか否かを判定する。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値が、所定の基準値以下である場合には、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したと判定してもよい。基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離に相当し、例えば５０ｍであり得る。あるいは、第１の検出データに基づいて対象物２０の距離の値を取得できた場合には対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したと判定してもよい。判定は、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行われてもよい。例えば、対象物２０の輝度値が、所定の基準値以上である場合には、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入したと判定してもよい。この基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離での輝度値に相当し、例えば、輝度の飽和値の９０％であり得る。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入していない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出るが、第１の対象範囲３０Ｔ１に進入しない状況は、例えば、対象物２０が道路を横切る場合に発生する。この場合、処理回路３００は、ステップＳ１０１の動作を再開してもよい。
【0040】
（ステップＳ１１０）
図６Ｄに示すように対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入した場合、処理回路３００は、ステップＳ１０１と同様、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。
図６Ｄに示すように対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に進入した場合、処理回路３００は、ステップＳ１０１と同様、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。
【0041】
（ステップＳ１１１）
処理回路３００は、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を停止する。その後、処理回路３００は、図６Ｅに示すように、ステップＳ１０２と同様、光ビームでスキャン範囲をスキャンする。
処理回路３００は、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を停止する。その後、処理回路３００は、図６Ｅに示すように、ステップＳ１０２と同様、光ビームでスキャン範囲をスキャンする。
【0042】
（ステップＳ１１２）
処理回路３００は、ステップＳ１０３と同様、第１の検出データおよび第２の検出データを生成して出力する。処理回路３００は、第１の検出データおよび第２の検出データを処理回路３００内の不図示のメモリに記憶する。
処理回路３００は、ステップＳ１０３と同様、第１の検出データおよび第２の検出データを生成して出力する。処理回路３００は、第１の検出データおよび第２の検出データを処理回路３００内の不図示のメモリに記憶する。
【0043】
（ステップＳ１１３）
処理回路３００は、図６Ｅに示すように、フラッシュ光Ｌ１によって対象物２０を内部的に追尾する。図６Ｅに示す白抜きの矢印は、内部的に追尾していることを表す。この動作は、第１の検出データに加えて対象物２０の位置の変化を記録することに相当する。この点において、当該動作は、光ビームＬ２によって対象物２０を追尾する動作とは異なる。フラッシュ光Ｌ１の広がりの程度は、光ビームＬ２の広がりの程度よりも大きい。したがって、フラッシュ光Ｌ１の照射方向を固定してもよい。対象物２０の移動に合わせてフラッシュ光の照射方向を変化させることは必ずしも必要ではない。処理回路３００は、第１の検出データに基づいて、追尾における対象物２０の位置を決定する。第１の検出データではなく、カメラなどの外部のセンサから取得された外部データを用いてもよい。あるいは、第１の検出データおよび外部データの両方を用いてもよい。
処理回路３００は、図６Ｅに示すように、フラッシュ光Ｌ１によって対象物２０を内部的に追尾する。図６Ｅに示す白抜きの矢印は、内部的に追尾していることを表す。この動作は、第１の検出データに加えて対象物２０の位置の変化を記録することに相当する。この点において、当該動作は、光ビームＬ２によって対象物２０を追尾する動作とは異なる。フラッシュ光Ｌ１の広がりの程度は、光ビームＬ２の広がりの程度よりも大きい。したがって、フラッシュ光Ｌ１の照射方向を固定してもよい。対象物２０の移動に合わせてフラッシュ光の照射方向を変化させることは必ずしも必要ではない。処理回路３００は、第１の検出データに基づいて、追尾における対象物２０の位置を決定する。第１の検出データではなく、カメラなどの外部のセンサから取得された外部データを用いてもよい。あるいは、第１の検出データおよび外部データの両方を用いてもよい。
【0044】
（ステップＳ１１４）
処理回路３００は、第１の検出データに基づいて、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出たか否かを判定する。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出たという状況は、例えば、対向車が車両５０の横を通り過ぎる場合に発生する。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出た場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ１０１の動作を再開してもよい。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ１１０からステップＳ１１４の動作を繰り返し実行し、フラッシュ光Ｌ１による対象物２０の内部的な追尾を継続する。
処理回路３００は、第１の検出データに基づいて、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出たか否かを判定する。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出たという状況は、例えば、対向車が車両５０の横を通り過ぎる場合に発生する。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出た場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ１０１の動作を再開してもよい。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ１１０からステップＳ１１４の動作を繰り返し実行し、フラッシュ光Ｌ１による対象物２０の内部的な追尾を継続する。
【0045】
実施形態１におけるステップＳ１０１からステップＳ１１４の動作によって以下の効果を得ることができる。すなわち、車両５０の近くに存在する第１の対象範囲３０Ｔ１に対象物２０が移動した場合、処理回路３００は、対象物２０を光ビームＬ２によって追尾する必要がなくなる。したがって、処理回路３００は、その分、第２の対象範囲３０Ｔ２内を移動する遠方の対象物２０を光ビームＬ２によって効率的に追尾することができる。その結果、測距対象シーンにおける対象物２０の位置を示すデータを効率的に取得でき、当該データの量を増加させることができる。さらに、光ビームＬ２によって測距対象シーン全体をスキャンする構成と比較して、必要なデータを短い時間で取得することができる。
【0046】
（実施形態２）
以下、図７および図８Ｅを参照して、本開示の例示的な実施形態２を説明する。実施形態１における説明と重複する説明は省略することがある。図７は、道路を走行中の車両５０から先行車が遠ざかる場合における、本開示の例示的な実施形態２における測距動作のフローチャートである。処理回路３００は、測距動作中、図７のフローチャートに示すステップＳ２０１からＳ２１４の動作を実行する。図８Ａから図８Ｅは、道路を走行中の車両５０から先行車が遠ざかる様子を模式的に示す図である。図８Ａから図８Ｅの順番に、時間が経過する。以下、図７に示す各ステップの動作を説明する。
以下、図７および図８Ｅを参照して、本開示の例示的な実施形態２を説明する。実施形態１における説明と重複する説明は省略することがある。図７は、道路を走行中の車両５０から先行車が遠ざかる場合における、本開示の例示的な実施形態２における測距動作のフローチャートである。処理回路３００は、測距動作中、図７のフローチャートに示すステップＳ２０１からＳ２１４の動作を実行する。図８Ａから図８Ｅは、道路を走行中の車両５０から先行車が遠ざかる様子を模式的に示す図である。図８Ａから図８Ｅの順番に、時間が経過する。以下、図７に示す各ステップの動作を説明する。
【0047】
（ステップＳ２０１）
処理回路３００は、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１０１の動作と同じである。
処理回路３００は、発光装置１００に、シーン内の第１の対象範囲３０Ｔ１をフラッシュ光Ｌ１で照射させる。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１０１の動作と同じである。
【0048】
（ステップＳ２０２）
処理回路３００は、発光装置１００に、光ビームＬ２の出射方向を変化させ、シーン内の第２の対象範囲３０Ｔ２を光ビームＬ２でスキャンしながら照射させる。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１０２の動作と同じである。
処理回路３００は、発光装置１００に、光ビームＬ２の出射方向を変化させ、シーン内の第２の対象範囲３０Ｔ２を光ビームＬ２でスキャンしながら照射させる。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１０２の動作と同じである。
【0049】
（ステップＳ２０３）
処理回路３００は、受光装置２００に、フラッシュ光Ｌ１の照射によって生じた第１の反射光および光ビームＬ２の照射によって生じた第２の反射光を検出させて、それぞれ第１の信号および第２の信号を出力させる。処理回路３００は、第１の信号および第２の信号に基づいて、対象物２０の位置を示す第１の検出データおよび第２の検出データを生成させて出力させる。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１０３の動作と同じである。
処理回路３００は、受光装置２００に、フラッシュ光Ｌ１の照射によって生じた第１の反射光および光ビームＬ２の照射によって生じた第２の反射光を検出させて、それぞれ第１の信号および第２の信号を出力させる。処理回路３００は、第１の信号および第２の信号に基づいて、対象物２０の位置を示す第１の検出データおよび第２の検出データを生成させて出力させる。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１０３の動作と同じである。
【0050】
（ステップＳ２０４）
処理回路３００は、第１の検出データに基づき、追尾すべき対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に存在するか否かを判定する。対象物２０が何であるかを決定する方法については、実施形態１におけるステップＳ１０４において説明した通りである。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ２０１からステップＳ２０４の動作を繰り返し、追尾すべき対象物２０の探索を継続する。
処理回路３００は、第１の検出データに基づき、追尾すべき対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１に存在するか否かを判定する。対象物２０が何であるかを決定する方法については、実施形態１におけるステップＳ１０４において説明した通りである。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ２０１からステップＳ２０４の動作を繰り返し、追尾すべき対象物２０の探索を継続する。
【0051】
（ステップＳ２０５）
図８Ａに示すように対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在する場合、処理回路３００は、ステップＳ２０１と同様の動作を実行する。
図８Ａに示すように対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在する場合、処理回路３００は、ステップＳ２０１と同様の動作を実行する。
【0052】
（ステップＳ２０６）
処理回路３００は、ステップＳ２０２と同様の動作を実行する。
処理回路３００は、ステップＳ２０２と同様の動作を実行する。
【0053】
（ステップＳ２０７）
処理回路３００は、ステップＳ２０３と同様の動作を実行する。
処理回路３００は、ステップＳ２０３と同様の動作を実行する。
【0054】
（ステップＳ２０８）
処理回路３００は、図８Ｂに示すように、フラッシュ光Ｌ１によって対象物２０を内部的に追尾する。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１１３の動作と同じである。
処理回路３００は、図８Ｂに示すように、フラッシュ光Ｌ１によって対象物２０を内部的に追尾する。この動作は、実施形態１におけるステップＳ１１３の動作と同じである。
【0055】
（ステップＳ２０９）
処理回路３００は、第１の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出たか否かを判定する。例えば、第１の検出データに含まれる対象物２０の距離値が、所定の基準値以上である場合には、対象物２０は第１の対象範囲３０Ｔ１を出たと判定してもよい。基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離値に相当する。距離値の基準値は、例えば５０ｍであり得る。あるいは、第１の検出データに基づいて対象物２０の距離の値を取得できない場合には対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出たと判定してもよい。判定は、第１の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行われてもよい。例えば、対象物２０の輝度値が、所定の基準値以下である場合には、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出たと判定してもよい。この基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離値での輝度値に相当する。フラッシュ光Ｌ１の照射エネルギー密度は相対的に低く、輝度値の基準値は、例えば、輝度値の飽和値の１０％であり得る。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ２０５からステップＳ２０９の動作を繰り返し実行し、フラッシュ光Ｌ１による対象物２０の内部的な追尾を継続する。
処理回路３００は、第１の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出たか否かを判定する。例えば、第１の検出データに含まれる対象物２０の距離値が、所定の基準値以上である場合には、対象物２０は第１の対象範囲３０Ｔ１を出たと判定してもよい。基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離値に相当する。距離値の基準値は、例えば５０ｍであり得る。あるいは、第１の検出データに基づいて対象物２０の距離の値を取得できない場合には対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出たと判定してもよい。判定は、第１の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行われてもよい。例えば、対象物２０の輝度値が、所定の基準値以下である場合には、対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出たと判定してもよい。この基準値は、第１の対象範囲３０Ｔ１のうち、最長の距離値での輝度値に相当する。フラッシュ光Ｌ１の照射エネルギー密度は相対的に低く、輝度値の基準値は、例えば、輝度値の飽和値の１０％であり得る。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ２０５からステップＳ２０９の動作を繰り返し実行し、フラッシュ光Ｌ１による対象物２０の内部的な追尾を継続する。
【0056】
（ステップＳ２１０）
図８Ｃに示すように対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出た場合、処理回路３００は、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２に進入したか否かを判定する。判定は、例えば第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値に基づいて行われ得る。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値が、第１基準値よりも大きい場合、または第２基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、図８Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最長および最短の距離に相当する。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、例えば２００ｍおよび５０ｍであり得る。判定は、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行ってもよい。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値が、第３基準値よりも大きい場合、または第４基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第３基準値および第４基準値は、それぞれ、図８Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最短および最長の距離での輝度値に相当する。第３基準値および第４基準値は、それぞれ、例えば輝度値の飽和値の９０％および１％であり得る。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２に進入していない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出るが、第２の対象範囲３０Ｔ２に進入しない状況は、例えば、対象物２０が道路を横切る場合に発生する。処理回路３００は、ステップＳ２０１の動作を再開してもよい。
図８Ｃに示すように対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１から出た場合、処理回路３００は、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２に進入したか否かを判定する。判定は、例えば第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値に基づいて行われ得る。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の距離の値が、第１基準値よりも大きい場合、または第２基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、図８Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最長および最短の距離に相当する。第１基準値および第２基準値は、それぞれ、例えば２００ｍおよび５０ｍであり得る。判定は、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値に基づいて行ってもよい。例えば、第２の検出データに含まれる対象物２０の輝度値が、第３基準値よりも大きい場合、または第４基準値よりも小さい場合、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出たと判定することができる。第３基準値および第４基準値は、それぞれ、図８Ａに示す第２の対象範囲３０Ｔ２のうち、最短および最長の距離での輝度値に相当する。第３基準値および第４基準値は、それぞれ、例えば輝度値の飽和値の９０％および１％であり得る。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２に進入していない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１を出るが、第２の対象範囲３０Ｔ２に進入しない状況は、例えば、対象物２０が道路を横切る場合に発生する。処理回路３００は、ステップＳ２０１の動作を再開してもよい。
【0057】
（ステップＳ２１１）
処理回路３００は、ステップＳ２０１と同様の動作を実行する。
処理回路３００は、ステップＳ２０１と同様の動作を実行する。
【0058】
（ステップＳ２１２）
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて光ビームＬ２の出射方向を決定し、発光装置１００に、対象物２０に向けて光ビームＬ２を照射させる。言い換えれば、処理回路３００は、図８Ｃに示すように光ビームＬ２によるスキャン動作を中断し、図８Ｄに示すように光ビームＬ２によって対象物２０を追尾する。
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて光ビームＬ２の出射方向を決定し、発光装置１００に、対象物２０に向けて光ビームＬ２を照射させる。言い換えれば、処理回路３００は、図８Ｃに示すように光ビームＬ２によるスキャン動作を中断し、図８Ｄに示すように光ビームＬ２によって対象物２０を追尾する。
【0059】
（ステップＳ２１３）
処理回路３００は、ステップＳ２０３と同様の動作を実行する。
処理回路３００は、ステップＳ２０３と同様の動作を実行する。
【0060】
（ステップＳ２１４）
処理回路３００は、第２の検出データに基づいて、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出たか否かを判定する。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出た場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ２０１の動作を再開してもよい。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ２１１からステップＳ２１４の動作を繰り返し実行し、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を継続する。
処理回路３００は、第２の検出データに基づいて、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出たか否かを判定する。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から出た場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ２０１の動作を再開してもよい。対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２を出ていない場合、処理回路３００は、ステップＳ２１１からステップＳ２１４の動作を繰り返し実行し、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を継続する。
【0061】
実施形態２におけるステップＳ２０１からステップＳ２１４の動作により、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【0062】
実際には、実施形態１のように車両５０に近づく対向車と、実施形態２のように車両５０から遠ざかる先行車との両方が、同時に存在し得る。この場合、車両５０に搭載された１つの測距装置１０が、車両５０に近づく対向車を測距する第１動作と、車両５０から遠ざかる先行車を測距する第２動作とを別々のフレームで実行してもよい。当該１つの測距装置１０は、第１動作および第２動作をフレームごとに交互に実行してもよいし、第１動作を所定フレーム数だけ実行し、その後第２動作を所定フレーム数だけ実行してもよい。第１動作と第２動作とは入れ替えてもよい。あるいは、車両５０に２つの測距装置１０を搭載し、当該２つの測距装置１０のうち、一方が車両５０に近づく対向車を測距し、他方が車両５０から遠ざかる先行車を測距してもよい。
【0063】
（第１の対象範囲３０Ｔ１および第２の対象範囲３０Ｔ２の決定）
次に、第１の対象範囲３０Ｔ１の決定方法を説明する。
次に、第１の対象範囲３０Ｔ１の決定方法を説明する。
【0064】
第１の対象範囲３０Ｔ１は、距離値に基づいて決定してもよい。第１の対象範囲３０Ｔ１は、距離値が測距装置１０から２０ｍ以上５０ｍ以下の範囲内であり得る。あるいは、第１の対象範囲３０Ｔ１は、対象物２０からの反射光の輝度値に基づいて決定してもよい。その理由として、特にフラッシュ光の場合では、照射範囲内において照明光の強度が一様ではないことが挙げられる。また、他の理由として、同じ距離の対象物２０であっても、対象物２０の反射率もしくは散乱性、または対象物２０の表面の法線の向きに依存して、イメージセンサ２１０によって検出される反射光の輝度値が変化することが挙げられる。
【0065】
反射光の輝度値の例として、フラッシュ光Ｌ１の照射によって生じた対象物２０からの反射光の輝度値が挙げられる。フラッシュ光Ｌ１の照射エネルギー密度は相対的に低く、第１の対象範囲３０Ｔ１は、当該反射光の輝度値が輝度値の飽和値の１０％以上の範囲であり得る。
【0066】
反射光の輝度値の他の例として、光ビームＬ２の照射によって生じた対象物２０からの反射光の輝度値が挙げられる。光ビームＬ２の照射エネルギー密度は相対的に高く、第１の対象範囲３０Ｔ１は、当該反射光の輝度値が輝度値の飽和値の９０％以上の範囲であり得る。
【0067】
あるいは、第１の対象範囲３０Ｔ１は、第１の検出データ、第２の検出データ、および外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて決定してもよい。第１の検出データ、第２の検出データ、および外部データからなる群から選択される少なくとも１つから得られた距離データから、前述した距離値の第１基準値および第２基準値を決定してもよい。また、第１の検出データ、第２の検出データ、および外部データからなる群から選択される少なくとも１つから得られた輝度データから、前述した輝度値の第３基準値および第４基準値を決定してもよい。
【0068】
あるいは、第１の対象範囲３０Ｔ１は、対象物２０の位置の信頼度に基づいて決定してもよい。対象物２０の位置の信頼度は、例えば、複数の第１の検出データ、複数の第２の検出データ、および複数の外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて決定された対象物２０の位置の分散によって規定され得る。処理回路３００は、第１の検出データもしくは第２の検出データを複数回生成して出力し、または外部の装置から外部データを複数回取得して、対象物２０の位置の信頼度を算出する。対象物２０の位置の分散が所定の基準値よりも大きい範囲では、対象物２０の位置の信頼度が低いと考えられる。したがって、当該分散が所定の基準値以上の範囲を、第１の対象範囲３０Ｔ１としてもよい。
【0069】
第１の対象範囲３０Ｔ１は、輝度値、距離値、および外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて、決定してもよいし、適宜変化させてもよい。
【0070】
次に、第２の対象範囲３０Ｔ２の決定方法を説明する。第２の対象範囲３０Ｔ２は、第１の対象範囲３０Ｔ１と同様の方法によって決定してもよい。
【0071】
第２の対象範囲３０Ｔ２は、例えば、距離値が測距装置１０から５０ｍ以上２００ｍ以下の範囲内であり得る。あるいは、第２の対象範囲３０Ｔ２は、例えば、光ビームＬ２の照射によって生じる反射光の輝度値が、輝度値の飽和値の１％以上９０％以下の範囲であり得る。あるいは、第２の対象範囲３０Ｔ２は、例えば、第１の対象範囲３０Ｔ１に含まれない範囲であり、かつ、光ビームＬ２の照射によって生じた反射光によって距離データまたは輝度データを生成することが可能な範囲であり得る。
【0072】
（発光装置および受光装置の動作）
次に、発光装置および受光装置の動作を説明する。
次に、発光装置および受光装置の動作を説明する。
【0073】
図９は、１フレームにおける、発光装置１００から出射されるフラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２の発光タイミングと、受光装置２００への第１の反射光および第２の反射光の入射タイミングと、受光装置２００の露光タイミングとの第１の例を模式的に示す図である。図９に示す例では、間接ＴＯＦの動作が説明されている。イメージセンサ２１０による光検出のための露光期間は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２の発光期間Δｔの３倍に設定されている。露光期間を３等分した第１期間から第３期間における受光装置２００の検出光量を、それぞれＡ０からＡ２とする。発光開始のタイミングと、露光開始のタイミングとの差をｔ
０
とする。処理回路３００は、間接ＴＯＦの技術を利用して、検出光量Ａ０から検出光量Ａ２、およびタイミング差ｔ０から、対象物２０までの距離を算出する。フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２が出射され、対象物２０で反射され、それぞれ第１の反射光および第２の反射光として戻ってくるまでの往復時間をτ、空気中での光速をｃとすると、対象物２０までの距離はｃτ／２である。
【0074】
図９に示す例において、フラッシュ光Ｌ１の往復時間は、τ＝ｔ０＋Δｔ×（Ａ１－Ａ２）／（Ａ０＋Ａ１－２×Ａ２）によって表される。この式におけるＡ２は、Ａ０およびＡ１に含まれるノイズ光の検出光量に相当する。一方、光ビームＬ２の往復時間は、τ＝ｔ０＋Δｔ＋Δｔ×（Ａ２－Ａ０）／（Ａ１＋Ａ２－２×Ａ０）によって表される。この式におけるＡ０は、Ａ１およびＡ２に含まれるノイズ光の検出光量に相当する。用途によっては、ノイズ光の検出光量は、考慮しなくてもよい。
【0075】
各フレームにおいて、処理回路３００は、発光装置１００に、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２を同時に出射させ、イメージセンサ２１０に、第１の反射光および第２の反射光を同一の露光期間内に検出させる。この動作により、フレーム当たりの露光回数を増やすことができる。その結果、イメージセンサ２１０によって検出される信号のＳ／Ｎを向上させることができ、高精度の測距が可能になる。
【0076】
フラッシュ光Ｌ１によって対象物２０を測距する距離と、光ビームＬ２によって対象物２０を測距する距離とが大きく異なる場合、第１の反射光が受光装置２００に入射するタイミングと、第２の反射光が受光装置２００に入射するタイミングとの時間差が大きくなり得る。この場合、フラッシュ光Ｌ１の発光タイミングと、光ビームＬ２の発光タイミングとを時間的にずらすことにより、第１の反射光および第２の反射光を共通の露光期間内に検出することができる。
【0077】
図１０は、１フレームにおける、発光装置１００から出射されるフラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２の発光タイミングと、受光装置２００への第１の反射光および第２の反射光の入射タイミングと、受光装置２００の露光タイミングとの第２の例を模式的に示す図である。図１０に示す例では、フラッシュ光Ｌ１の発光動作および第１の反射光の露光動作と、光ビームＬ２の発光動作および第２の反射光の露光動作が独立している。この場合、第１の反射光を検出する露光期間と、第２の反射光を検出する露光期間とを独立に設定することができる。したがって、フラッシュ光Ｌ１によって対象物２０を測距する距離と、光ビームＬ２によって対象物２０を測距する距離とが大きく異なる場合でも、対象物２０を問題なく測距することができる。
【0078】
（実施形態１の変形例）
次に、図１１を参照して、実施形態１の変形例を説明する。図１１は、実施形態１の変形例における測距動作のフローチャートである。実施形態１の変形例が実施形態１とは異なる点は、ステップＳ１２１からステップＳ１２３の動作である。
次に、図１１を参照して、実施形態１の変形例を説明する。図１１は、実施形態１の変形例における測距動作のフローチャートである。実施形態１の変形例が実施形態１とは異なる点は、ステップＳ１２１からステップＳ１２３の動作である。
【0079】
（ステップＳ１２１）
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて、将来の対象物２０の位置を予測する。「将来」は、次のフレームであってもよいし、複数フレーム先であってもよい。
処理回路３００は、第２の検出データに含まれる対象物２０の位置に関する情報に基づいて、将来の対象物２０の位置を予測する。「将来」は、次のフレームであってもよいし、複数フレーム先であってもよい。
【0080】
対象物２０の将来の位置は、例えば、以下のようにして予測され得る。繰り返しの動作によって取得された現在のフレームまでの距離データから３次元空間中の対象物２０の移動ベクトルを算出し、当該移動ベクトルに基づいて、対象物２０の将来の位置を予測してもよい。あるいは、繰り返しの動作によって取得された現在のフレームまでの輝度データから対象物２０のオプティカルフローを算出し、当該オプティカルフローに基づいて、対象物２０の将来の位置を予測してもよい。
【0081】
（ステップＳ１２２）
処理回路３００は、対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２の外に存在するか否かを判定する。対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２の外に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ１０５からステップＳ１２２の動作を繰り返し実行し、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を継続する。
処理回路３００は、対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２の外に存在するか否かを判定する。対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２の外に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ１０５からステップＳ１２２の動作を繰り返し実行し、光ビームＬ２による対象物２０の追尾を継続する。
【0082】
（ステップＳ１２３）
対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２の外に存在する場合、処理回路３００は、予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在するか否かを判定する。判定基準は、実施形態１におけるステップＳ１０９において説明した通りである。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在しない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ１０１の動作を再開してもよい。
対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２の外に存在する場合、処理回路３００は、予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在するか否かを判定する。判定基準は、実施形態１におけるステップＳ１０９において説明した通りである。対象物２０が第１の対象範囲３０Ｔ１内に存在しない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ１０１の動作を再開してもよい。
【0083】
実施形態１の変形例におけるステップＳ１２１からステップＳ１２３の動作によって以下の効果を得ることができる。すなわち、対象物２０が第２の対象範囲３０Ｔ２から第１の対象範囲３０Ｔ１に移動した場合、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２で対象物２０を同時に照射するオーバーヘッドの時間を低減することができる。その結果、測距対象シーンにおける対象物２０の位置を示すデータをさらに効率的に取得でき、当該データの量をさらに増加させることができる。
【0084】
（実施形態２の変形例）
次に、図１２を参照して、実施形態２の変形例を説明する。図１２は、実施形態２の変形例における測距動作のフローチャートである。実施形態２の変形例が実施形態２とは異なる点は、ステップＳ２２１からステップＳ２２３の動作である。
次に、図１２を参照して、実施形態２の変形例を説明する。図１２は、実施形態２の変形例における測距動作のフローチャートである。実施形態２の変形例が実施形態２とは異なる点は、ステップＳ２２１からステップＳ２２３の動作である。
【0085】
（ステップＳ２２１）
処理回路３００は、第１の検出データに含まれる対象物２０の情報に基づいて、将来の対象物２０の位置を予測する。対象物２０の位置を予測については、実施形態１の変形例におけるステップＳ１２１において説明した通りである。
処理回路３００は、第１の検出データに含まれる対象物２０の情報に基づいて、将来の対象物２０の位置を予測する。対象物２０の位置を予測については、実施形態１の変形例におけるステップＳ１２１において説明した通りである。
【0086】
（ステップＳ２２２）
処理回路３００は、対象物２０の予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１の外に存在するか否かを判定する。対象物２０の予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１の外に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ２０５からステップＳ２２２の動作を繰り返し実行し、フラッシュ光Ｌ１による対象物２０の内部的な追尾を継続する。
処理回路３００は、対象物２０の予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１の外に存在するか否かを判定する。対象物２０の予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１の外に存在しない場合、処理回路３００は、ステップＳ２０５からステップＳ２２２の動作を繰り返し実行し、フラッシュ光Ｌ１による対象物２０の内部的な追尾を継続する。
【0087】
（ステップＳ２２３）
対象物２０の予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１の外にある場合、処理回路３００は、予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２内であるか否かを判定する。判定基準は、実施形態２におけるステップＳ２１０において説明した通りである。対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２に存在しない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ２０１の動作を再開してもよい。
対象物２０の予測位置が第１の対象範囲３０Ｔ１の外にある場合、処理回路３００は、予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２内であるか否かを判定する。判定基準は、実施形態２におけるステップＳ２１０において説明した通りである。対象物２０の予測位置が第２の対象範囲３０Ｔ２に存在しない場合、処理回路３００は、フラッシュ光Ｌ１および光ビームＬ２による対象物２０の追尾を終了する。処理回路３００は、ステップＳ２０１の動作を再開してもよい。
【0088】
実施形態２の変形例におけるステップＳ２２１からステップＳ２２３の動作により、実施形態１の変形例と同様の効果を得ることができる。
【0089】
以下に、本開示の実施形態１および実施形態２における測距装置を項目ごとに記載する。
【0090】
第１の項目に係る測距装置は、第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を備える。前記処理回路は、前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得られた第１の信号に基づいて第１の距離データを生成し、前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得られた第２の信号に基づいて第２の距離データを生成し、対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記発光装置に前記第２の光によって前記対象物を追尾させ、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側から内側に進入したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記追尾を停止させる。
【0091】
この測距装置では、測距対象シーンにおける第１の対象範囲の外側から内側に進入する対象物の距離データを効率的に取得することが可能になる。
【0092】
第２の項目に係る測距装置は、第１の項目に係る測距装置において、前記対象物が前記第１の対象範囲の内側に進入した後、前記処理回路が、前記第１の距離データに加えて前記対象物の位置の変化を記録する。
【0093】
この測距装置では、第１の対象範囲の内側に進入した対象物を内部的に追尾することができる。
【0094】
第３の項目に係る測距装置は、第１または第２の項目に係る測距装置において、前記処理回路が、前記発光装置に、前記第１の対象範囲の外側にある第２の対象範囲を前記第２の光によってスキャンさせ、前記スキャンによって得られた前記第２の信号または前記第２の距離データに基づき、前記対象物を検知し、前記対象物を検知したことを受けて、前記発光装置に前記第２の光によって前記対象物の追尾を開始させる。この測距装置では、第２の対象範囲にある対象物を追尾することができる。
【0095】
第４の項目に係る測距装置は、第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を備える。前記処理回路は、前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得た第１の信号に基づいて第１の距離データを生成し、前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得た第２の信号に基づいて第２の距離データを生成し、対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の内側に存在するとき、前記第１の距離データに加えて前記対象物の位置の変化を記録し、前記対象物が、前記第１の対象範囲の内側から外側に移動したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記対象物の追尾を開始させる。
【0096】
この測距装置では、測距対象シーンにおける第１の対象範囲の内側から外側に移動する対象物の距離データを効率的に取得することが可能になる。
【0097】
第５の項目に係る測距装置は、第１から第４の項目のいずれかに係る測距装置において、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記処理回路が、前記第１の光による測距を実行する。
【0098】
この測距装置では、第１の対象範囲の外側にある対象物が、第１の対象範囲の内側に進入しても、すぐに対象物の測距を実行することができる。第６の項目に係る測距装置は、第１から第５の項目のいずれかに係る測距装置において、前記処理回路が、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側に存在するか内側に存在するかを、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、前記第２の距離データ、および外部のセンサから入力された外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて決定する。
【0099】
この測距装置では、対象物の位置を、輝度値、距離値、および外部データからなる群から選択される少なくとも１つによって決定することができる。
【0100】
第７の項目に係る測距装置は、第１から第６の項目のいずれかに係る測距装置において、前記処理回路が、前記対象物の前記第１の対象範囲の外側から内側への移動、および内側から外側への移動を、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、前記第２の距離データ、および外部のセンサから入力された外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて予測する。
【0101】
この測距装置では、対象物の上記の移動を、輝度値、距離値、および外部データからなる群から選択される少なくとも１つによって決定することができる。
【0102】
第８の項目に係る測距装置は、第１から第７の項目のいずれかに係る測距装置において、前記受光装置が、２次元に配列された複数の画素を有するイメージセンサである。
【0103】
この測距装置では、対象物の測距画像データまたは輝度画像データを取得することができる。
【0104】
第９の項目に係る測距装置は、第１の項目に係る測距装置において、前記処理回路が、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、前記第２の距離データ、および外部のセンサから入力された外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて前記第１の対象範囲を変化させる。
【0105】
この測距装置では、距離値、輝度値、および外部データから選択される少なくとも１つに基づいて、第１の対象範囲が決定される。
【0106】
第１０の項目に係る測距装置は、第８の項目に係る測距装置において、前記処理回路が、前記第１の信号の強度、前記第２の信号の強度、前記第１の距離データ、第２の距離データ、および前記外部データからなる群から選択される少なくとも１つに基づいて前記対象物の位置を検出し、前記対象物の位置の分散によって規定される前記対象物の位置の信頼度を算出し、前記対象物の位置の信頼度に基づいて、前記第１の対象範囲を決定する。
【0107】
この測距装置では、対象物の位置の信頼度に基づいて、第１の対象範囲が決定される。
【0108】
第１１の項目に係る測距装置は、第１から第１０の項目のいずれかに係る測距装置において、前記処理回路が、前記第１の距離データおよび前記第２の距離データを統合して出力する。
【0109】
この測距装置では、遠距離および近距離での対象物の距離データを把握しやすくなる。
【0110】
第１２の項目に係る測距装置は、第１から第１１の項目のいずれかに係る測距装置において、前記第１の光はフラッシュ光であり、前記第２の光は光ビームである。
【0111】
この測距装置では、照射範囲が大きく異なるフラッシュ光および光ビームによって対象物の距離データを効率的に取得することが可能になる。
【0112】
第１３の項目に係るプログラムは、第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を含む測距装置に用いられるプログラムであって、前記処理回路に、前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得られた第１の信号に基づいて第１の距離データを生成することと、前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得られた第２の信号に基づいて第２の距離データを生成することと、対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の外側に存在するとき、前記発光装置に前記第２の光によって前記対象物を追尾させることと、前記対象物が前記第１の対象範囲の外側から内側に進入したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記追尾を停止させることと、を実行させる。
【0113】
このプログラムでは、測距対象シーンにおける第１の対象範囲の外側から内側に進入する対象物の距離データを効率的に取得することが可能になる。
【0114】
第１４の項目に係るプログラムは、第１の光、および前記第１の光よりも広がりの程度が小さい第２の光を出射し、前記第２の光の出射方向を変化させることが可能な発光装置と、受光装置と、前記発光装置および前記受光装置を制御し、前記受光装置から出力された信号を処理する処理回路と、を含む測距装置に用いられるプログラムであって、前記処理回路に、前記受光装置が前記第１の光によって生じた第１の反射光を検出することにより得た第１の信号に基づいて第１の距離データを生成することと、前記受光装置が前記第２の光によって生じた第２の反射光を検出することにより得た第２の信号に基づいて第２の距離データを生成することと、対象物が前記第１の光によって照射される範囲に含まれる第１の対象範囲の内側に存在するとき、前記第１の距離データに加えて前記対象物の位置の変化を記録させることと、前記対象物が、前記第１の対象範囲の内側から外側に移動したとき、前記発光装置に前記第２の光による前記対象物の追尾を開始させることと、を実行させる。
【0115】
このプログラムでは、測距対象シーンにおける第１の対象範囲の内側から外側に移動する対象物の距離データを効率的に取得することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【0116】
本開示における測距装置は、例えば、自動車、ＡＧＶ（無人搬送車）などの車両、および、ＵＡＶ（無人飛行機）などの飛行体に搭載されるＬｉＤＡＲシステムの用途に利用できる。本開示における測距装置は、例えば、建築物に取り付ける監視システムにも適用できる。
【符号の説明】
【0117】
１０ 測距装置
２０ 対象物
３０Ｂ ビームスポット範囲
３０Ｔ 対象範囲
３０Ｓ スキャン範囲
５０ 車両
１００ 発光装置
１１０ 第１の光源
１２０ 第２の光源
２００ 受光装置
２１０ イメージセンサ
３００ 処理回路
２０ 対象物
３０Ｂ ビームスポット範囲
３０Ｔ 対象範囲
３０Ｓ スキャン範囲
５０ 車両
１００ 発光装置
１１０ 第１の光源
１２０ 第２の光源
２００ 受光装置
２１０ イメージセンサ
３００ 処理回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】