JP2023106153A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧の変動に依存せずに精度よく距離を計測できるようにする。【解決手段】測距装置は、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、予め定めた第１期間内の第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、第１カウント部での複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、物体からの反射光信号を受光する受光素子と、反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、第１ヒストグラムに基づいて、物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、測距装置に関する。

物体に対して光信号を照射し、物体からの反射光信号を受光して、光信号の発光タイミングと反射光信号の受光タイミングとの時間差から、物体までの距離を計測するｄＴｏＦ（direct Time of Flight）方式の測距装置が知られている。

この種の測距装置で反射光信号を受光する受光素子には、太陽光などの環境光信号も受光されるため、光信号の発光と反射光信号の受光を繰り返し行って、反射光信号の受光タイミングと受光頻度を表すヒストグラムを生成し、ヒストグラムのピーク位置により受光タイミングを決定するのが一般的である。

しかしながら、ｄＴｏＦでは、複数の受光素子が同時に反射光信号を受光するため、受光した瞬間に電源電圧が一時的に低下するおそれがある。複数の発光素子の発光タイミングを制御する発振器の電源電圧が変動すると、光信号の発光タイミングが変動し、ヒストグラムの頻度分布にばらつきが生じる。

電源電圧の変動による発振器の発振周波数の変動はジッタと呼ばれる。特許文献１には、発振器の出力のジッタを測定して、デジタル回路のオン・オフに起因する基板電流を検出する技術が開示されている。

特開２００３－１４２５８６号公報

しかしながら、特許文献１は、ジッタの具体的な測定方法を開示していない。また、特許文献１は、測距装置とは無関係の技術に関するものであり、測定されたジッタにより、ヒストグラムの頻度分布のばらつきを抑制することは念頭に置いていない。さらに、特許文献１では、半導体集積回路とは別個にジッタ測定装置を設けており、半導体集積回路内でジッタを測定する具体的な構成は特許文献１には開示も示唆もない。

そこで、本開示では、電源電圧の変動に依存せずに精度よく距離を計測可能な測距装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本開示によれば、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、
予め定めた第１期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、
前記第１カウント部での前記複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、
複数の前記第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
前記反射光信号が受光されたタイミング情報を検出する受光情報検出部と、
前記受光情報検出部で検出された前記タイミング情報に基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置が提供される。

前記受光情報検出部は、前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成してもよい。

前記第１期間は、固定期間である、請求項１に記載の測距装置。

前記ジッタ検出部は、前記第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値と、前記第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化してもよい。

前記第２期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部を備え、
前記ジッタ検出部は、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、前記ジッタを検出してもよい。

前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部を備え、
前記距離計算部は、前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測してもよい。

前記ヒストグラム補正部は、前記受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるように前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成してもよい。

前記受光素子で受光された前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、を備え、
前記受光情報検出部は、前記第１デジタル信号に基づいて前記第１ヒストグラムを生成し、
前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと、前記第２ヒストグラムとに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成してもよい。

前記受光情報検出部は、前記反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は前記環境光信号のみを含む信号、又は前記環境光信号を含まない前記反射光信号に対応する前記第１ヒストグラムを生成してもよい。

前記受光情報検出部は、前記環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に前記第１ヒストグラムを生成してもよい。

前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの周波数特性を補正するジッタ補正部を備え、
前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ補正部で補正されたジッタに基づいて前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成してもよい。

前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正してもよい。

前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと温度情報とに基づいて、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正してもよい。

前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記受光素子が前記反射光信号を受光してから、前記受光情報検出部が前記第１ヒストグラムを生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御するジッタ付加部を備えてもよい。

基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記第２クロック信号に同期させて前記第１期間を生成する計数ウインドウ生成部と、
前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、を備えてもよい。

前記ジッタ付加部は、前記第２クロック信号に前記ジッタを付加し、
前記発光タイミング制御部は、前記ジッタが付加された前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御してもよい。

前記ジッタ付加部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御してもよい。

基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
前記第１時間デジタル変換器及び前記受光情報検出部を制御する第１制御部と、
前記第２クロック信号に同期して、前記第１制御部を制御する第２制御部と、
複数の前記受光素子を有する画素アレイ部と、を備え、
前記ジッタ付加部は、前記画素アレイ部内の複数の前記受光素子から出力される複数の前記反射光信号に応じた複数の電気信号と、前記第１制御部を制御するための第１制御信号と、前記第２制御部から出力される前記第１制御部を制御するための第２制御信号との少なくとも一つに前記ジッタを付加してもよい。

本開示によれば、複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、
前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、
前記第２ヒストグラムに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部と、
前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置が提供される。

複数の前記受光素子を有する画素アレイ部を備え、
前記画素アレイ部内にそれぞれ離隔して配置される２以上の前記受光素子に対応づけて、複数の前記疑似入力生成部と、複数の前記第２時間デジタル変換器とが設けられてもよい。

ジッタを検出する検波部の主要部の構成を示すブロック図。 図１の循環カウンタ、第１ラッチ回路、第２ラッチ回路、及び同期化処理部の動作を示す図。 第１の実施形態に係る測距装置の概略構成を示すブロック図。 図３の構成をより具体化した測距システムのブロック図。 第１の実施形態に係る測距装置の処理動作を示すフローチャート。 光源部内の発光素子の発光周期、電源電圧の変動、及び計数部がカウントするカウント値の一例を示す図。 図５のステップＳ２の処理結果の一例を示す図。 図５のステップＳ３の処理結果の一例を示す図。 図５のステップＳ４の検波処理の結果の一例を示す図。 補間処理の一例を示す図。 ジッタの補正処理の一例を示す図。 第１ヒストグラムの補正処理を模式的に示す図。 第２の実施形態に係る測距装置の概略構成を示すブロック図。 図８の構成をより具体化した測距システムのブロック図。 ジッタ付加部の具体的構成の第１例を示す図。 ジッタ付加部の具体的構成の第２例を示す図。 第３の実施形態に係る測距装置の概略構成を示すブロック図。 図１１の構成をより具体化した測距システムのブロック図。 反射光と環境光を含むヒストグラムを生成する例を示す図。 反射光のみを含むヒストグラムを生成する例を示す図。 第４の実施形態に係る測距システムの内部構成を示すブロック図。 画素アレイ部の四隅に疑似入力生成部、第２時間デジタル変換器、及び第２ヒストグラム生成部を配置した例を示すレイアウト図。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図。

以下、図面を参照して、測距装置及び電子機器の実施形態について説明する。以下では、測距装置及び電子機器の主要な構成部分を中心に説明するが、測距装置及び電子機器には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。

（第１の実施形態）
図１はジッタを検出する検波部１の主要部の構成を示すブロック図である。図１の検波部１は、発振器２と、循環カウンタ３と、ＰＬＬ回路４と、分周器５と、第１ラッチ回路６と、第２ラッチ回路７と、同期化処理部８とを備えている。

発振器２は、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する。発振器２は、電源電圧の変動に対して発振周波数の帰還制御を行わない発振器であり、フリーランの発振器とも呼ばれる。第１クロック信号の発振周波数は、電源電圧の変動に対して敏感に変化する。また、発振器２は、電源電圧だけでなく、環境温度や製造プロセスの変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成してもよい。

循環カウンタ３は、発振器２で生成された第１クロック信号に同期して、カウント動作を繰り返し行う。より具体的には、循環カウンタ３は、第１クロック信号に同期して、最小カウント値から最大カウント値までのカウント動作を繰り返し行う。第１クロック信号の発振周波数が電源電圧の変動に応じて変化すると、循環カウンタ３のカウント値も変化する。

後述するように、循環カウンタ３は、予め定めた第１期間内の第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部として機能するとともに、複数の第１期間を含む第２期間内の第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部として機能する。第１期間とは、後述する計数ウインドウの時間幅である。

ＰＬＬ回路４は、基準クロック信号に同期させて、ＰＬＬ制御や適切な電源インピーダンス分離により、電源電圧に依存しない第２クロック信号を生成する。すなわち、ＰＬＬ回路４は、電源電圧が変動しても、ほぼ固定の発振周波数の第２クロック信号を生成する。

分周器５は、第２クロック信号を分周して、ＳＴＡＲＴ信号と、ＳＴＯＰ信号と、同期クロック信号とを生成する。後述する図２では、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号が逆位相である例を示しているが、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号の位相関係は任意である。同期クロック信号は、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号に同期した信号である。分周器５は、ＰＬＬ回路４で生成された第２クロック信号を分周するタイミング（以下、サンプリングタイミング）を外部から任意に設定できる。これにより、第１ラッチ回路６と第２ラッチ回路７が循環カウンタ３のカウント値をラッチするタイミングを任意にずらすことができる。

第１ラッチ回路６は、循環カウンタ３のカウント値をＳＴＡＲＴ信号の立ち上がりエッジでラッチする。第２ラッチ回路７は、循環カウンタ３のカウント値をＳＴＯＰ信号の立ち上がりエッジでラッチする。

同期化処理部８は、分周器５が生成した同期クロック信号に同期させて、第１ラッチ回路６がラッチしたカウント値と、第２ラッチ回路７がラッチしたカウント値と、分周器５に入力されるサンプリングタイミングずれ量と、同期クロック信号とを出力する。

図１では省略しているが、同期化処理部８の後段には、電源電圧の変動によるジッタを検出するブロックが設けられる。

図２は図１の循環カウンタ３、第１ラッチ回路６、第２ラッチ回路７、及び同期化処理部８の動作を示す図である。第１ラッチ回路６はＳＴＡＲＴ信号の立ち上がりエッジで循環カウンタ３のカウント値を繰り返しラッチし、第２ラッチ回路７はＳＴＯＰ信号の立ち上がりエッジで循環カウンタ３のカウント値を繰り返しラッチする。第１ラッチ回路６のカウント値と第２ラッチ回路７のカウント値との差分を繰り返し検出することで、ジッタを検出することができる。

図１の検波部１は、電源電圧の変動量を、循環カウンタ３のカウント値の差分として検出する。循環カウンタ３は、カウント動作を繰り返すため、同期化処理部８の出力により、カウント値の差分を繰り返し検出することができる。差分を平均化することで、ジッタを検出することができる。ジッタとは、ある電気的パルスのエッジのタイミングの理想タイミングからのずれを指す。

検波部１で検出されたジッタは、電源電圧の変動量に依存する値であり、例えば、測距装置におけるヒストグラムの補正に用いることができる。

図３は第１の実施形態に係る測距装置１０の概略構成を示すブロック図である。図３の測距装置１０は、検波部１と、ＰＬＬ回路４と、サンプリングパルス生成部１１と、測距処理部１２と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを備えている。

図３の検波部１は、図１の検波部１と同様の処理動作にて、カウント値の差分を繰り返し検出した結果に基づいてジッタを検出する。図３の検波部１は、発振器２と、循環カウンタ３と、ラッチ群１５と、時間平均計数部１６と、ジッタ補正部１７と、を有する。

図３の発振器２は図１の発振器２と同様に、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化するフリーランの発振器である。図３の循環カウンタ３は、図１の循環カウンタ３と同様であり、発振器２で生成された第１クロック信号に同期して、最小カウント値と最大カウント値の間で繰り返しカウント動作を行う。

図３のラッチ群１５は、図１の第１ラッチ回路６及び第２ラッチ回路７と同様のラッチ動作を行う。図３の時間平均計数部１６は、ラッチ群１５内の第１ラッチ回路６がラッチしたカウント値と、第２ラッチ回路７がラッチしたカウント値との差分を繰り返し検出して平均化する平均化処理を行い、電源電圧の変動によるジッタを検出する。時間平均計数部１６は、ジッタ検出部とも呼ばれる。

時間平均計数部１６は、第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された循環カウンタ３のカウント値と、第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された循環カウンタ３のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化する。

ジッタ補正部１７は、時間平均計数部１６で検出されたジッタの周波数特性を補正する。周波数特性の補正が必要になる理由は、検波部１の周波数特性と測距処理部１２の周波数特性とにずれがあり、検波部１で生成されたジッタに基づいて測距処理部１２で生成されたヒストグラムを補正するには、検波部１で生成されたジッタを、測距処理部１２の周波数特性に合わせる必要があるためである。

より具体的には、ジッタ補正部１７は、時間平均計数部１６から出力されたジッタの振幅と位相の少なくとも一方を補正してもよい。また、ジッタ補正部１７は、図３では不図示の温度センサ等で計測した温度情報を加味して、ジッタの周波数特性を補正してもよい。

図３のＰＬＬ回路４は、図１のＰＬＬ回路４と同様に構成されており、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成する。

図３のサンプリングパルス生成部１１は、図１の分周器５と同様に、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号を生成する。サンプリングパルス生成部１１は、発光素子の発光タイミングをトリガとして、ＳＴＡＲＴ信号とＳＴＯＰ信号を生成する。

測距処理部１２は、受光部２１と、時間デジタル変換器（ＴＤＣ：Time Digital Converter）２２と、ヒストグラム生成部（第１ヒストグラム生成部）２３とを有する。図３の測距処理部１２はｄＴｏＦ方式で測距を行う場合の構成を示しているが、ｄＴｏＦ方式以外の方式、例えば、ｉＴｏＦ方式やＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式などで測距を行ってもよい。よって、測距処理部１２は、種々の測距方式に対応する受光情報検出部を有していてもよい。受光情報検出部は、反射光信号が受光されたタイミング情報を検出するものであり、図３のヒストグラム生成部２３を包含するものである。以下では、ｄＴｏＦ方式で測距を行う例を説明する。

受光部２１は、物体からの反射光信号を受光する受光素子２１ａを有する。受光素子２１ａは、例えばＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche photo Diode）である。受光部２１は、複数の受光素子２１ａが一次元方向又は二次元方向に配置された画素アレイ部を有していてもよい。

時間デジタル変換器２２は、受光素子２１ａで受光された反射光信号の受光タイミングと、図３では不図示の発光素子の発光タイミングとの時間差をデジタル信号に変換する。時間デジタル変換器２２は、例えば、グレーコード生成部２２ａとラッチ群２２ｂとを有する。グレーコード生成部２２ａは、ＰＬＬ回路４で生成された第２クロック信号の数に応じたグレーコードを生成する。グレーコードは、０と１の遷移数の変化が最小になるようなコードである。ラッチ群２２ｂは、受光素子２１ａの受光タイミングに同期して、グレーコード生成部２２ａが生成したコードをデジタル信号として保持する。

ヒストグラム生成部２３は、受光部２１にて反射光信号が受光されたタイミングごとの頻度を表すヒストグラム（第１ヒストグラム）ＨＧ１を生成する。ヒストグラムは、図３に示すように、横軸が受光タイミング、縦軸が出現頻度である。出現頻度が高いほど、反射光信号の受光タイミングである可能性が高いことを示す。

ヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタに基づいて、測距処理部１２で生成されたヒストグラムを補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。第１ヒストグラムＨＧ１と補正ヒストグラムＲＨＧは、環境光信号の出現頻度と反射光信号の出現頻度とを合成したものである。環境光信号の出現頻度は、本来的には均一であるはずだが、電源電圧の変動により、環境光信号の出現頻度がばらつくおそれがある。第１ヒストグラムＨＧ１における環境光信号の出現頻度は均一でないが、補正ヒストグラムＲＨＧにおける環境光信号の出現頻度は均一になるように補正されている。

距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧに基づいて、物体までの距離を計測する。より具体的には、距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧで出現頻度がピークになる受光タイミングと発光タイミングとの時間差に基づいて、物体までの距離を計測する。

このように、図３の測距装置１０では、検波部１で検出されたジッタに基づいて、ヒストグラムを補正するため、電源電圧の変動によりヒストグラムの出現頻度にばらつきが生じても、ヒストグラムを精度よく補正できる。

図４は図３の構成をより具体化した測距システム３０のブロック図である。本明細書では、図４の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図４の測距システム３０は、光源部３１と、全体制御部３２と、測距装置１０とを備えている。

光源部３１は、一次元又は二次元方向に配置された複数の発光素子を有する。複数の発光素子は、所定の時間間隔で光信号を繰り返し発光する。光源部３１は、複数の発光素子が発光した光信号を所定の二次元空間上で走査することができる。光信号を走査させる具体的な手法は問わない。全体制御部３２は、光源部３１と測距装置１０を制御する。なお、全体制御部３２を測距装置１０に統合する構成も考えられる。

測距装置１０は、クロック生成部３３と、制御部３４と、測距制御部３５と、測距処理部１２と、発光タイミング制御部３６と、駆動回路３７と、画素アレイ部３８と、検波部１と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを有する。

クロック生成部３３は、図１のＰＬＬ回路４に該当する。クロック生成部３３は、基準クロック信号に同期させて、ＰＬＬ制御により、電源電圧の変動に依存しない発振周波数のクロック信号を生成する。以下では、クロック生成部３３が生成するクロック信号を第２クロック信号と呼ぶ。第２クロック信号の周波数は、基準クロック信号の周波数よりも高い周波数である。

制御部３４は、第２クロック信号に同期させて、発光タイミング制御部３６と測距処理部１２を制御する。発光タイミング制御部３６は、制御部３４からの指示に従って、光源部３１が光信号を発光するタイミングと、駆動回路３７とを制御する。制御部３４、測距制御部３５、及び発光タイミング制御部３６のうち少なくとも二つを統合してもよい。

光源部３１は、発光タイミング制御部３６からの指示に従って、複数の発光素子から周期的に光信号を発光する。複数の発光素子が発光する光信号は、所定のパルス幅の光パルス信号である。

駆動回路３７は、画素アレイ部３８内の各受光素子２１ａを駆動する。画素アレイ部３８は、一次元方向又は二次元方向に配置された複数の受光素子２１ａを有する。上述したように、各受光素子２１ａは例えばＳＰＡＤである。また、各受光素子２１ａは、不図示のクエンチ回路を有していてもよい。クエンチ回路は、初期状態では、ＳＰＡＤのアノードとカソード間にブレークダウン電圧を超える電位差の逆バイアス電圧を供給する。上述した駆動回路３７は、ＳＰＡＤが光子を検出した後に、対応するクエンチ回路を介してＳＰＡＤに逆バイアス電圧を供給する。

測距処理部１２は、時間デジタル変換器２２（ＴＤＣ）と、ヒストグラム生成部２３とを有する。時間デジタル変換器２２は、画素アレイ部３８で受光された反射光信号に応じた電気信号をデジタル信号に変換する。ヒストグラム生成部２３は、時間デジタル変換器２２で変換されたデジタル信号に基づいて、反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表すヒストグラム（第１ヒストグラムＨＧ１）を生成する。

図４の検波部１は、図１や図３の検波部１と実質的に同一である。図４の検波部１は、発振器２と、計数ウインドウ生成部４１と、計数部４２と、時間平均補正部４３とを有する。

図４の発振器２は、図１又は図３の発振器２と同様に、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する。

計数ウインドウ生成部４１は、クロック生成部３３で生成された第２クロック信号に基づいて、計数ウインドウ（第１期間）を生成する。計数ウインドウ生成部４１は、図３のラッチ群２２ｂと同様の処理を行う。計数ウインドウは、電源電圧の変動の影響を受けない一定の時間幅を有する。

計数部４２は、計数ウインドウの時間幅を、発振器２から出力された第１クロック信号でカウントする。第１クロック信号の発振周波数は電源電圧の変動により変化するのに対して、計数ウインドウの時間幅は、電源電圧の変動に依存せず一定である。よって、計数部４２がカウントするカウント値は、電源電圧の変動により変化する。このように、計数ウインドウの時間幅を第１クロック信号でカウントすることで、そのカウント値により、電源電圧の変動量を検出することができる。

時間平均補正部４３は、計数部４２でカウントされた数に基づいて、ジッタを補正する。時間平均補正部４３は、図３の時間平均計数部１６及びジッタ補正部１７と同様の処理を行う。時間平均補正部４３は、ジッタ検出部と呼ばれることもある。

ヒストグラム補正部１３は、ヒストグラム生成部２３で生成されたヒストグラム（第１ヒストグラムＨＧ１）を、時間平均補正部４３で補正されたジッタに基づいて補正して、補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。より具体的には、ヒストグラム補正部１３は、受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるようにヒストグラムを補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。補正ヒストグラムＲＨＧは、環境光信号の出現頻度のばらつきを抑制しているため、距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧに基づいて、物体２０までの距離を精度よく計算できる。

図５は第１の実施形態に係る測距装置１０の処理動作を示すフローチャートである。まず、計数部４２は、計数ウインドウ生成部４１が生成した計数ウインドウの時間幅を、発振器２から出力された第１クロック信号でカウントする（ステップＳ１）。

図６Ａは、光源部３１内の発光素子の発光周期（第２期間）、電源電圧の変動、及び計数部４２がカウントするカウント値の一例を示す図である。発光素子の発光周期内に複数の計数ウインドウが設けられている。計数部４２は、個々の計数ウインドウの時間幅を第１クロック信号でカウントし、そのカウント値をＡＣカウント値と呼ぶ。また、計数部４２は、発光周期の時間幅を第１クロック信号でカウントし、そのカウント値をＤＣカウント値と呼ぶ。ＤＣカウント値は、発光周期内のすべての計数ウインドウのカウント値の合計値である。

図６Ａは、ある周期で３回発光した例を示しているが、実際には、多数の発光周期が存在し、計数部４２は、個々の発光周期ごとに、ＡＣカウント値とＤＣカウント値をカウントする。図６Ａに示すように、発光周期内で電源電圧が変動すると、第１クロック信号の発振周波数が変化する。第１クロック信号の発振周波数が変化すると、個々の計数ウインドウの時間幅をカウントする第１クロック信号の数も変化する。

次に、時間平均補正部４３は、各発光周期における同じ位置の計数ウインドウのカウント値を加算平均し、量子化誤差を除去する（ステップＳ２）。

図６Ｂは図５のステップＳ２の処理結果の一例を示す図である。図６Ａの例では、一つの発光周期内に６個の計数ウインドウが存在する。ステップＳ２では、各発光周期内のｎ番目（図６Ａ及び図６Ｂの例では、ｎは１から６までの任意の整数）の計数ウインドウのカウント値の平均値をそれぞれ計算する。時間平均補正部４３は、６個分の計数ウインドウの加算平均値をＡＣカウント値とし、これら６個分のＡＣカウント値の加算値をＤＣカウント値とする。

次に、ステップＳ２で加算平均したＡＣカウント値の逆数を計算して、新たなＡＣカウント値とする。また、ステップＳ２で加算平均したＤＣカウント値の逆数を計算し、ＤＣカウント値の逆数に発振周期内の計数ウインドウの数を掛け合わせた値を新たなＤＣカウント値とする（ステップＳ３）。ジッタは周期に比例するため、ＡＣカウント値及びＤＣカウント値の逆数を計算することで、周期に比例するジッタ成分を取得できる。

このように、時間平均補正部４３は、第２期間ごとにカウントされた第２カウント部のカウント値の平均値と、第２期間内の個々の第１期間ごとにカウントされた第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、第２期間ごとにカウントされた第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、第２期間内の個々の第１期間ごとにカウントされた第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、ジッタを検出する。

図６Ｃは図５のステップＳ３の処理結果の一例を示す図である。図６Ａの例では、発振周期内に６個の計数ウインドウがあるため、ステップＳ２で計算されたＤＣカウント値の逆数に６を乗じた値を新たなＤＣカウント値とする。

次に、ステップＳ３で計算されたＡＣカウント値からＤＣカウント値を引いた値を、ジッタに比例する値とする（ステップＳ４）。ステップＳ４の計算結果が負の値になるのは、電源電圧が平均電圧よりも高い場合であり、正の値になるのは、電源電圧が平均電圧以下の場合である。本明細書では、ステップＳ４の処理を検波処理と呼ぶ。

図６Ｄは図５のステップＳ４の検波処理の結果の一例を示す図である。図６Ｄは、１つの発振周期内の６個の計数ウインドウに対応する値を示している。１つの発振周期内の１番目、４番目及び６番目の計数ウインドウの値は負の値であり、これらの計数ウインドウでは、電源電圧が平均電圧よりも高かったことを示している。図６Ｄの各数値はジッタに比例した値である。

ステップＳ４の処理結果を最終的なジッタとしてもよいが、図４の検波部１と測距処理部１２の周波数特性は必ずしも同じではないため、ステップＳ４で得られたジッタの周波数特性を補正するには、以下のステップＳ５及びＳ６の処理を行えばよい。

ステップＳ５では、ステップＳ４の検波処理の結果に基づいて補間処理を行う。補間処理には、公知の手法を用いることができ、例えば、Bilinear法、Bicubic法、又はSpline法などの種々の補間処理を行うことができる。

図７Ａは補間処理の一例を示す図である。図７Ａでは、図５のステップＳ４で計算されたジッタに比例する値をプロットし、これらプロットを通過する曲線ｗ１を補間処理により生成する例を示している。図７Ａの例では、図６Ｄで負の値に対応するプロットを正側に表示し、正の値に対応するプロットを負側に表示している。これにより、図６Ｄで負の値に対応するジッタが正の値であることが直感的にわかるようにしている。

次に、ジッタ補正部１７にて検波処理結果であるジッタを補正する（ステップＳ６）。ここでは、典型的には、ステップＳ５の補間処理で得られた曲線に所定のゲインをかける振幅補正と、ステップＳ５の補間処理で得られた曲線を時間軸方向にずらす位相補正との少なくとも一方を行う。あるいは、ステップＳ５の補間処理で得られた曲線にデジタルフィルタをかけてもよい。ステップＳ６の処理により、ジッタの補正処理（検波処理）が終了する。

図７Ｂはジッタの補正処理の一例を示す図である。図７Ｂには、図７Ａの曲線ｗ１に対して振幅補正を行った曲線ｗ２と、位相補正を行った曲線ｗ３とが図示されている。

図５のステップＳ５及びＳ６の処理は、検波部１の周波数特性と測距処理部１２の周波数特性に違いがあるときに有効である。

次に、ヒストグラム補正部１３は、ヒストグラム生成部２３で生成されたヒストグラム（第１ヒストグラムＨＧ１）を、ステップＳ６で補正されたジッタに基づいて補正して、補正ヒストグラムＲＨＧを生成する（ステップＳ７）。

図７Ｃは第１ヒストグラムＨＧ１の補正処理を模式的に示す図である。第１ヒストグラムＨＧ１は、環境光信号成分と反射光信号成分を含み、本来であれば、環境光信号成分は均一な出現頻度になるはずである。ところが、電源電圧が変動すると、環境光信号成分の出現頻度にばらつきが生じる。第１ヒストグラムＨＧ１の環境光信号成分のばらつきは、ジッタと相関性がある。よって、ジッタに基づいて第１ヒストグラムＨＧ１の環境光信号成分のばらつきを補正することで、環境光信号成分の出現頻度を均一にすることができ、信頼性の高い補正ヒストグラムＲＨＧが得られる。

このように、第１の実施形態では、計数ウインドウの固定の時間幅を、電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号でカウントし、そのカウント値の逆数を取ってジッタを検出して補正する。補正後のジッタに基づいて、ヒストグラム生成部２３で生成された第１ヒストグラムＨＧ１を補正するため、第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分が電源電圧の変動の影響を受けなくなり、信頼性の高い補正ヒストグラムＲＨＧを生成でき、補正ヒストグラムＲＨＧを用いて物体２０の距離を計算することで、距離の計測精度を向上できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、補正されたジッタの用い方が第１の実施形態とは異なる。

図８は第２の実施形態に係る測距装置１０の概略構成を示すブロック図である。図８の測距装置１０は、図３と同様に、検波部１と、ＰＬＬ回路４と、サンプリングパルス生成部１１と、測距処理部１２と、距離計算部１４とを備えている。

図８の測距装置１０には、図３のヒストグラム補正部１３は設けられていない。図８の検波部１は、図３の検波部１と同様の処理を行って、計数ウインドウを用いてジッタを検出し、その後に振幅補正及び位相補正の少なくとも一方を行って、ジッタを補正する。

図８の測距処理部１２は、図３の測距処理部１２と同様に、受光部２１と、時間デジタル変換器２２（ＴＤＣ）と、ヒストグラム生成部２３とを有する他に、図３の測距処理部１２に存在しなかったジッタ付加部２４を有する。

ジッタ付加部２４は、検波部１で検出されたジッタに基づいて、受光素子２１ａが反射光信号を受光してから、ヒストグラム生成部２３がヒストグラムＨＧ１を生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御する。図８では、ＰＬＬ回路４で生成された第２クロック信号をジッタ付加部２４に入力する例を示している。この例では、ジッタ付加部２４にて、第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方が調整される。

図８の時間デジタル変換器２２内のグレーコード生成部２２ａは、ジッタ付加部２４で発振周波数及び位相の少なくとも一方が調整された第２クロック信号に基づいてグレーコードを生成する。これにより、時間デジタル変換器２２からは、ジッタを調整したデジタル信号を出力することができる。よって、図８のヒストグラム生成部２３は、環境光信号成分が均一な第１ヒストグラムＨＧ１を生成できる。

図９は図８の構成をより具体化した測距システム３０のブロック図である。本明細書では、図９の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図９では、図４と共通する構成部分には同一の符号を付している。

図９の測距システム３０は、図４と同様に、光源部３１と、全体制御部３２と、測距装置１０とを備えている。図９の測距装置１０は、図４の測距装置１０とは内部構成の一部が異なっている。図９の測距装置１０は、図４の測距装置１０には存在しなかったジッタ付加部２４を有する。その一方で、図９の測距装置１０は、図４の測距装置１０内のヒストグラム補正部１３を有していない。

図９の測距装置１０内のジッタ付加部２４は、クロック生成部３３と制御部３４の間に配置されており、クロック生成部３３で生成された第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御する。制御部３４は、ジッタ付加部２４で発振周波数及び位相の少なくとも一方が制御された第２クロック信号に同期して、発光タイミング制御部３６と測距制御部３５を制御する。

図９では、クロック生成部３３と制御部３４の間にジッタ付加部２４を配置しているが、図９とは異なる場所にジッタ付加部２４を配置してもよい。例えば、ジッタ付加部２４は、図９に破線枠で示した場所のいずれかに配置してもよい。

ジッタ付加部２４の配置場所の第１変形例は、制御部３４と測距制御部３５の間である。この場合、制御部３４が測距制御部３５を制御するための制御信号のタイミングを、検波部１で検出されたジッタに基づいて制御する。

ジッタ付加部２４の配置場所の第２変形例は、測距制御部３５と時間デジタル変換器２２の間である。この場合、測距制御部３５が時間デジタル変換器２２を制御するための制御信号のタイミングを、検波部１で検出されたジッタに基づいて制御する。

ジッタ付加部２４の配置場所の第３変形例は、画素アレイ部３８と時間デジタル変換器２２の間である。画素アレイ部３８からは、例えば画素行ごとに反射光信号に応じた電気信号が出力される。これら複数の電気信号のタイミングを、検波部１で検出されたジッタに基づいて制御する。

図１０Ａはジッタ付加部２４の具体的構成の第１例を示す図である。図１０Ａのジッタ付加部２４は、クロック生成部３３内の発振器３３ａに供給する電流を生成する電流源３３ｂを、検波部１で検出されたジッタで制御する。電流源３３ｂは、検波部１で検出されたジッタに基づいて、発振器２に供給する電流を制御する。これにより、発振器２から出力される第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御することができる。

なお、図１０Ａは、１個のＮＭＯＳトランジスタで電流源３３ｂを構成する例を示したが、電流源３３ｂの具体的な構成は任意であり、可変抵抗素子、可変インダクタ素子、及び可変容量素子の少なくとも一つを含む電流源３３ｂを構成し、検波部１で検出されたジッタに基づいて、抵抗値、インダクタンス、及びキャパシタンスの少なくとも一つを制御してもよい。

図１０Ｂはジッタ付加部２４の具体的構成の第２例を示す図である。図１０Ｂのジッタ付加部２４は、複数の遅延回路２４ａと、選択器２４ｂとを有する。複数の遅延回路２４ａは、ジッタの付加対象の信号を、それぞれ異なる遅延時間遅延させる。選択器２４ｂは、検波部１で検出されたジッタに基づいて、複数の遅延回路２４ａから一つの遅延回路２４ａを選択して、ジッタの付加対処の信号を遅延させる。

ジッタ付加部２４の具体的な構成は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示したものに限定されない。例えば、検波部１で検出されたジッタに基づいて、クロック生成部３３、制御部３４、測距制御部３５、及び画素アレイ部３８のうち少なくとも一つの電源電圧を制御してもよい。

このように、第２の実施形態では、電源電圧の変動により発振周波数が変化する第１クロック信号にて、計数ウインドウの時間幅をカウントしてジッタを検出し、検出されたジッタにて測距装置１０内の制御信号のタイミングを制御する。これにより、ヒストグラムを補正することなく、環境光信号成分による出現頻度が均一なヒストグラムを生成でき、距離計測精度を向上できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、反射光信号を含まない環境光信号に基づくヒストグラム（第２ヒストグラムＨＧ２）を生成するものである。

図１１は第３の実施形態に係る測距装置１０の概略構成を示すブロック図である。図１１の測距装置１０は、図３と同様に、検波部１と、ＰＬＬ回路４と、サンプリングパルス生成部１１と、測距処理部１２と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを備えている。

図１１の検波部１は、図３の検波部１と同様の処理を行って、計数ウインドウを用いてジッタを検出し、その後にジッタを補正する。

図１１の測距処理部１２は、図３の測距処理部１２の構成に加えて、疑似入力信号用の測距処理に関する構成を有する。より具体的には、図１１の測距処理部１２は、受光部２１と、第１時間デジタル変換器４４と、第１ヒストグラム生成部４５と、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。

図１１の測距処理部１２内の受光部２１、第１時間デジタル変換器４４、及び第１ヒストグラム生成部４５は、図３の測距処理部１２内の受光部２１、時間デジタル変換器２２、及びヒストグラム生成部２３と同様の処理動作を行う。すなわち、第１時間デジタル変換器４４は、反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する。第１ヒストグラム生成部４５は、反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムＨＧ１を生成する。

図１１の測距処理部１２内の疑似入力生成部４６は、反射光信号を含まない環境光信号を受光したと仮定した場合の電気信号を生成する。この電気信号を疑似入力信号と呼ぶ。第２時間デジタル変換器４７は、疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する。第２ヒストグラム生成部４８は、環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムＨＧ２を生成する。

ヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。距離計算部１４は、補正ヒストグラムＲＨＧに基づいて、物体２０までの距離を計測する。

疑似入力信号は、反射光信号を含まない環境光信号に対応する電気信号である。よって、疑似入力信号に対応する第２ヒストグラムＨＧ２は、本来的には、出現頻度が均一になるはずである。ところが、実際には、電源電圧の変動により、第２ヒストグラムＨＧ２の出現頻度にばらつきが生じる。そこで、本実施形態によるヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正する。

図１２は図１１の構成をより具体化した測距システム３０のブロック図である。本明細書では、図１２の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図１２では、図４と共通する構成部分には同一の符号を付している。

図１２の測距システム３０は、図４と同様に、光源部３１と、全体制御部３２と、測距装置１０とを備えている。図１２の測距装置１０は、図４と同様に、クロック生成部３３と、制御部３４と、測距制御部３５と、測距処理部１２と、発光タイミング制御部３６と、駆動回路３７と、画素アレイ部３８と、検波部１と、ヒストグラム補正部１３と、距離計算部１４とを有する。

図１２の測距装置１０内の測距処理部１２の内部構成は、図４の測距処理部１２と一部異なっている。それ以外の測距装置１０の内部構成は、図４と同様である。

図１２の測距処理部１２は、第１時間デジタル変換器４４と、第１ヒストグラム生成部４５と、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。図１２の測距処理部１２内の第１時間デジタル変換器４４及び第１ヒストグラム生成部４５は、図４の測距処理部１２内の時間デジタル変換器２２及びヒストグラム生成部２３と同様の処理を行う。図１２の測距処理部１２は、図４の測距処理部１２の内部構成に加えて、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。

第２時間デジタル変換器４７は、疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する。第２ヒストグラム生成部４８は、環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムＨＧ２を生成する。

図１２の測距装置１０内のヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。これにより、環境光信号成分によっては補正ヒストグラムＲＨＧの出現頻度が変動しなくなり、反射光信号成分を忠実に抽出できる。よって、距離計算部１４での距離計測の精度を向上できる。

図１２の測距システム３０内の受光部２１のうち、反射光信号を受光した受光素子２１ａは、反射光信号と環境光信号の両方を含む信号を受光するため、第１ヒストグラム生成部４５が生成する第１ヒストグラムＨＧ１は、図１３に示すような形状になる。図１３の第１ヒストグラムＨＧ１は、環境光信号成分と反射光信号成分とを含んでおり、環境光信号成分と反射光信号成分の双方とも、電源電圧の変動により出現頻度が変動している。なお、第１ヒストグラム生成部４５は、反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は環境光信号のみを含む信号、又は環境光信号を含まない反射光信号に対応する第１ヒストグラムを生成することができる。すなわち、第１ヒストグラム生成部４５は、環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に第１ヒストグラムを生成することができる。

一方、疑似入力生成部４６は、反射光信号を含まない環境光信号に対応する疑似入力信号を第２時間デジタル変換器４７に入力する。疑似入力信号は、電源電圧の変動の影響を受けるため、第２ヒストグラム生成部４８が生成する第２ヒストグラムＨＧ２は、図１３に示すように、電源電圧の変動に同期して、出現頻度が変化する。

第２ヒストグラムＨＧ２と、検波部１で検出されたジッタは、電源電圧の変動に同期して変動するため、ヒストグラム補正部１３では、両者を見比べることで、第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分の出現頻度が均一になるように補正ヒストグラムＲＨＧを生成できる。

測距装置１０と物体２０までの距離が短い場合や、反射光信号の信号強度が環境光信号の信号強度よりもはるかに大きい場合は、受光素子２１ａで反射光信号を受光した際に、環境光信号を無視できる。この場合、図１４に示すように、第１ヒストグラムＨＧ１は反射光信号成分のみを実質的に含んだものになる。疑似入力生成部４６に入力された疑似入力信号に基づく第２ヒストグラムＨＧ２は、図１３の第２ヒストグラムＨＧ２と同じになる。

図１４の場合も、ヒストグラム補正部１３は、検波部１で検出されたジッタと第２ヒストグラムＨＧ２とに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分の出現頻度が均一になるような補正ヒストグラムＲＨＧを生成できる。

このように、第３の実施形態では、疑似入力生成部４６を設けることで、環境光信号に基づく第２ヒストグラムＨＧ２の出現頻度の変動を簡易に把握でき、反射光信号を受光した際に生成した第１ヒストグラムＨＧ１に含まれる環境光信号成分を容易に補正でき、結果として、電源電圧の変動の影響を受けない補正ヒストグラムＲＨＧを生成して、物体２０までの距離を精度よく計測できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第３の実施形態に係る測距システム３０の構成を簡略化したものである。

図１５は第４の実施形態に係る測距システム３０の内部構成を示すブロック図である。本明細書では、図１５の測距システム３０を電子機器と呼ぶことがある。図１５では、図１２と共通する構成部分には同一の符号を付している。

図１５の測距システム３０は、図１２の測距システム３０内の検波部１を省略した構成を備えている。図１５の測距システム３０は、検波部１が存在しない点を除いては、図１２の測距システム３０と同様に構成されている。

図１５の測距システム３０内の測距装置１０は、図１２の測距装置１０と同様に、第１時間デジタル変換器４４と、第１ヒストグラム生成部４５と、疑似入力生成部４６と、第２時間デジタル変換器４７と、第２ヒストグラム生成部４８とを有する。

図１２のヒストグラム補正部１３は、第２ヒストグラムＨＧ２と検波部１で検出されたジッタとに基づいて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正する。これに対して、図１４のヒストグラム補正部１３は、第２ヒストグラムＨＧ２に基づいて第１ヒストグラムＨＧ１を補正する。より具体的には、ヒストグラム補正部１３は、環境光信号成分の出現頻度が均一になるように、第１ヒストグラムＨＧ１を補正して補正ヒストグラムＲＨＧを生成する。

このように、第４の実施形態では、電源電圧の変動によるジッタを検出することなく、疑似入力信号による第２ヒストグラムＨＧ２を生成して第１ヒストグラムＨＧ１を補正するため、第３の実施形態よりも、簡易な構成で補正ヒストグラムＲＨＧを生成できる。

（第５の実施形態）
画素アレイ部３８の面積が大きい場合は、画素の配置場所によって電源電圧の変動量が異なる場合がある。よって、画素アレイ部３８を複数の画素群に分けて、画素群ごとに第１～第４の実施形態に係る検波部１を設けて、第１ヒストグラムＨＧ１を補正してもよい。

また、画素アレイ部３８の面積が大きい場合は、画素の配置場所によって、環境光信号の信号強度が異なる場合がありうる。そこで、画素アレイ部３８内の複数箇所に疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８を設けてもよい。

図１６は画素アレイ部３８の四隅に疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８を配置した例を示すレイアウト図である。図１６は一例であり、疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８の配置場所と配置数は任意である。

このように、第５の実施形態では、画素アレイ部３８の面積が大きくて、面内での電源電圧の変動量が異なる場合は、画素アレイ部３８内の複数箇所に検波部１を設けたり、画素アレイ部３８内の複数箇所に疑似入力生成部４６、第２時間デジタル変換器４７、及び第２ヒストグラム生成部４８を配置できる。これにより、画素アレイ部３８内の任意の場所の画素で反射光信号が受光された場合の距離計測精度のばらつきを抑制できる。

＜＜応用例＞＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

図１７は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１７に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。

各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図１７では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。

駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。

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

ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

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

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

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

ここで、図１８は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

なお、図１８には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

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

図１７に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。

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

車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。

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

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

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

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

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

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

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

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

統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。

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

音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。

なお、図１７に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。

なお、図４等を用いて説明した本実施形態に係る測距システム３０の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。

以上説明した車両制御システム７０００において、図４等を用いて説明した本実施形態に係る測距システム３０は、図１７に示した応用例の統合制御ユニット７６００に適用することができる。例えば、測距システム３０の検波部１、測距処理部１２、制御部３４、及び全体制御部３２の少なくとも一つの処理動作は、統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０、記憶部７６９０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０が行うことができる。

また、図４等を用いて説明した測距システム３０の少なくとも一部の構成要素は、図１７に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図４等を用いて説明した測距システム３０が、図１７に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、
予め定めた第１期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、
前記第１カウント部での前記複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、
複数の前記第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
前記反射光信号が受光されたタイミング情報を検出する受光情報検出部と、
前記受光情報検出部で検出された前記タイミング情報に基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
（２）前記受光情報検出部は、前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する、（１）に記載の測距装置。
（３）前記第１期間は、固定期間である、（１）又は（２）に記載の測距装置。
（４）前記ジッタ検出部は、前記第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値と、前記第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化する、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の測距装置。
（５）前記第２期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部を備え、
前記ジッタ検出部は、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、前記ジッタを検出する、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の測距装置。
（６）前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部を備え、
前記距離計算部は、前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する、（２）に記載の測距装置。
（７）前記ヒストグラム補正部は、前記受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるように前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、（６）に記載の測距装置。
（８）前記受光素子で受光された前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、を備え、
前記受光情報検出部は、前記第１デジタル信号に基づいて前記第１ヒストグラムを生成し、
前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと、前記第２ヒストグラムとに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、（６）又は（７）に記載の測距装置。
（９）前記受光情報検出部は、前記反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は前記環境光信号のみを含む信号、又は前記環境光信号を含まない前記反射光信号に対応する前記第１ヒストグラムを生成する、（８）に記載の測距装置。
（１０）前記受光情報検出部は、前記環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に前記第１ヒストグラムを生成する、（９）に記載の測距装置。
（１１）前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの周波数特性を補正するジッタ補正部を備え、
前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ補正部で補正されたジッタに基づいて前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、（６）乃至（１０）のいずれか一項に記載の測距装置。
（１２）前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、（１１）に記載の測距装置。
（１３）前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと温度情報とに基づいて、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、（１１）又は（１２）に記載の測距装置。
（１４）前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記受光素子が前記反射光信号を受光してから、前記受光情報検出部が前記第１ヒストグラムを生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御するジッタ付加部を備える、（２）に記載の測距装置。
（１５）基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記第２クロック信号に同期させて前記第１期間を生成する計数ウインドウ生成部と、
前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、を備える、（１４）に記載の測距装置。
（１６）前記ジッタ付加部は、前記第２クロック信号に前記ジッタを付加し、
前記発光タイミング制御部は、前記ジッタが付加された前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する、（１５）に記載の測距装置。
（１７）前記ジッタ付加部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御する、（１６）に記載の測距装置。
（１８）基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
前記第１時間デジタル変換器及び前記受光情報検出部を制御する第１制御部と、
前記第２クロック信号に同期して、前記第１制御部を制御する第２制御部と、
複数の前記受光素子を有する画素アレイ部と、を備え、
前記ジッタ付加部は、前記画素アレイ部内の複数の前記受光素子から出力される複数の前記反射光信号に応じた複数の電気信号と、前記第１制御部を制御するための第１制御信号と、前記第２制御部から出力される前記第１制御部を制御するための第２制御信号との少なくとも一つに前記ジッタを付加する、（１４）に記載の測距装置。
（１９）複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、
前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、
前記第２ヒストグラムに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部と、
前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
（２０）複数の前記受光素子を有する画素アレイ部を備え、
前記画素アレイ部内にそれぞれ離隔して配置される２以上の前記受光素子に対応づけて、複数の前記疑似入力生成部と、複数の前記第２時間デジタル変換器とが設けられる、（８）、（９）、及び（１９）のいずれか一項に記載の測距装置。

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

１ 検波部、２ 発振器、３ 循環カウンタ、４ ＰＬＬ回路、５ 分周器、６ 第１ラッチ回路、７ 第２ラッチ回路、８ 同期化処理部、１０ 測距装置、１１ サンプリングパルス生成部、１２ 測距処理部、１３ ヒストグラム補正部、１４ 距離計算部、１５ ラッチ群、１６ 時間平均計数部、１７ ジッタ補正部、２０ 物体、２１ 受光部、２１ａ 受光素子、２２ 時間デジタル変換器、２２ａ グレーコード生成部、２２ｂ ラッチ群、２３ ヒストグラム生成部、２４ ジッタ付加部、２４ａ 遅延回路、２４ｂ 選択器、３０ 測距システム、３１ 光源部、３２ 全体制御部、３３ クロック生成部、３３ａ 発振器、３３ｂ 電流源、３４ 制御部、３５ 測距制御部、３６ 発光タイミング制御部、３７ 駆動回路、３８ 画素アレイ部、４１ 計数ウインドウ生成部、４２ 計数部、４３ 時間平均補正部、４４ 第１時間デジタル変換器、４５ 第１ヒストグラム生成部、４６ 疑似入力生成部、４７ 第２時間デジタル変換器、４８ 第２ヒストグラム生成部

Claims (20)

1. 電源電圧の変動に応じて発振周波数が変化する第１クロック信号を生成する発振器と、
   予め定めた第１期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第１カウント部と、
   前記第１カウント部での前記複数回のカウント値の平均化処理を行って、電源電圧の変動によるジッタを検出するジッタ検出部と、
   複数の前記第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
   前記反射光信号が受光されたタイミング情報を検出する受光情報検出部と、
   前記受光情報検出部で検出された前記タイミング情報に基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
2. 前記受光情報検出部は、前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する、請求項１に記載の測距装置。
3. 前記第１期間は、固定期間である、請求項１に記載の測距装置。
4. 前記ジッタ検出部は、前記第１期間の開始のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値と、前記第１期間の終了のタイミングに合わせて取得された前記第１カウント部のカウント値との差分を複数回算出し、これら差分を平均化する、請求項１に記載の測距装置。
5. 前記第２期間内の前記第１クロック信号の数をカウントする動作を複数回繰り返す第２カウント部を備え、
   前記ジッタ検出部は、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値とを算出し、前記第２期間ごとにカウントされた前記第２カウント部のカウント値の平均値の逆数と、前記第２期間内の個々の前記第１期間ごとにカウントされた前記第１カウント部のカウント値の平均値の逆数とに基づいて、前記ジッタを検出する、請求項１に記載の測距装置。
6. 前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部を備え、
   前記距離計算部は、前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する、請求項２に記載の測距装置。
7. 前記ヒストグラム補正部は、前記受光素子で受光された環境光信号のタイミングごとの出現頻度が一定になるように前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
8. 前記受光素子で受光された前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
   前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
   前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
   前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、を備え、
   前記受光情報検出部は、前記第１デジタル信号に基づいて前記第１ヒストグラムを生成し、
   前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと、前記第２ヒストグラムとに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
9. 前記受光情報検出部は、前記反射光信号及び前記環境光信号を含む信号、又は前記環境光信号のみを含む信号、又は前記環境光信号を含まない前記反射光信号に対応する前記第１ヒストグラムを生成する、請求項８に記載の測距装置。
10. 前記受光情報検出部は、前記環境光信号のみを含む信号に基づいて、擬似的に前記第１ヒストグラムを生成する、請求項９に記載の測距装置。
11. 前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの周波数特性を補正するジッタ補正部を備え、
    前記ヒストグラム補正部は、前記ジッタ補正部で補正されたジッタに基づいて前記第１ヒストグラムを補正して前記補正ヒストグラムを生成する、請求項６に記載の測距装置。
12. 前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、請求項１１に記載の測距装置。
13. 前記ジッタ補正部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタと温度情報とに基づいて、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタの振幅及び位相の少なくとも一方を補正する、請求項１１に記載の測距装置。
14. 前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記受光素子が前記反射光信号を受光してから、前記受光情報検出部が前記第１ヒストグラムを生成するまでの少なくとも一部の信号のタイミングを制御するジッタ付加部を備える、請求項２に記載の測距装置。
15. 基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
    前記第２クロック信号に同期させて前記第１期間を生成する計数ウインドウ生成部と、
    前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する発光タイミング制御部と、を備える、請求項１４に記載の測距装置。
16. 前記ジッタ付加部は、前記第２クロック信号に前記ジッタを付加し、
    前記発光タイミング制御部は、前記ジッタが付加された前記第２クロック信号に同期させて、前記光信号を発光する発光素子の発光タイミングを制御する、請求項１５に記載の測距装置。
17. 前記ジッタ付加部は、前記ジッタ検出部で検出された前記ジッタに基づいて、前記第２クロック信号の発振周波数及び位相の少なくとも一方を制御する、請求項１６に記載の測距装置。
18. 基準クロック信号に基づいて、電源電圧の変動に依存しない発振周波数の第２クロック信号を生成するクロック生成部と、
    前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
    前記第１時間デジタル変換器及び前記受光情報検出部を制御する第１制御部と、
    前記第２クロック信号に同期して、前記第１制御部を制御する第２制御部と、
    複数の前記受光素子を有する画素アレイ部と、を備え、
    前記ジッタ付加部は、前記画素アレイ部内の複数の前記受光素子から出力される複数の前記反射光信号に応じた複数の電気信号と、前記第１制御部を制御するための第１制御信号と、前記第２制御部から出力される前記第１制御部を制御するための第２制御信号との少なくとも一つに前記ジッタを付加する、請求項１４に記載の測距装置。
19. 複数の第１期間を含む第２期間ごとに、物体に光信号を照射して、前記物体からの反射光信号を受光する受光素子と、
    前記反射光信号に応じた第１デジタル信号を生成する第１時間デジタル変換器と、
    前記反射光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第１ヒストグラムを生成する第１ヒストグラム生成部と、
    前記反射光信号を含まない環境光信号に応じた疑似入力信号を生成する疑似入力生成部と、
    前記疑似入力信号を第２デジタル信号に変換する第２時間デジタル変換器と、
    前記環境光信号が受光されたタイミングごとの出現頻度を表す第２ヒストグラムを生成する第２ヒストグラム生成部と、
    前記第２ヒストグラムに基づいて、前記第１ヒストグラムを補正して補正ヒストグラムを生成するヒストグラム補正部と、
    前記補正ヒストグラムに基づいて、前記物体までの距離を計測する距離計算部と、を備える、測距装置。
20. 複数の前記受光素子を有する画素アレイ部を備え、
    前記画素アレイ部内にそれぞれ離隔して配置される２以上の前記受光素子に対応づけて、複数の前記疑似入力生成部と、複数の前記第２時間デジタル変換器とが設けられる、請求項８に記載の測距装置。