JP2020076619A - 投光制御装置、投光制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学的測距システムに関して、投光に係る電力消費の効率化を図ることで、低消費電力化を図る。【解決手段】本技術に係る投光制御装置は、投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部と、受光部が反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出部と、被写体検出部による被写体の検出有無に応じて投光部による投光量を異ならせると共に、被写体検出部が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御部とを備えている。【選択図】図１

Description

本技術は、投光した光の反射光を受光して得られる受光信号に基づいて距離画像を取得する光学的測距システムにおける投光制御技術に関するものであり、特には、被写体の検出結果に基づき投光制御を行う技術に関する。

被写体の測距を行うための技術として、ＳＴＬ（Structured Light：構造化光）方式やＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）方式等の測距技術が知られている。これらの測距技術を適用した光学的測距システムは、投光を行う投光部と、投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部とを備え、受光部による受光信号に基づいて対象物の距離画像（三次元形状を表現する画像）を得するように構成されている。

上記のような光学的測距システムに関して、下記特許文献１には、測距対象とする視野内における被写体（対象物）の存在有無に応じて、投光部による投光量を制御する技術が開示されている。具体的に、該特許文献１には、対象物が存在する場合は投光部の投光量を第一光量とし、対象物が存在しない場合は投光部の投光量を第一光量よりも少ない第二光量に制御する技術が開示されている。

特開２０１５−１７５７１２号公報

ここで、上記したＴｏＦ方式等による光学的測距システムとしてはスマートフォンやタブレット端末等のモバイル機器にも搭載され得るものであり、低消費電力化が図られることが望まれている。

本技術は上記事情に鑑み為されたものであり、光学的測距システムに関して、投光に係る電力消費の効率化を図ることで、低消費電力化を図ることを目的とする。

本技術に係る投光制御装置は、投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部と、前記受光部が前記反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出部と、前記被写体検出部による被写体の検出有無に応じて前記投光部による投光量を異ならせると共に、前記被写体検出部が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御部と、を備えるものである。

上記のように被写体の検出有無に応じて投光量を異ならせることで、測距対象としての被写体が非検出であれば投光量を少なくすることが可能とされ、不要な電力消費の防止が図られる。また、被写体を検出した場合に、検出領域と非検出領域とで投光モードを異ならせることで、非検出領域の投光量（単位時間当たりの投光量も含む）を検出領域よりも少なくすることが可能とされ、検出被写体の測距を行っている間の消費電力についても削減を図ることが可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記制御部は、被写体の検出状態において、前記非検出領域への投光頻度を前記検出領域への投光頻度よりも下げる制御を行うことが望ましい。

これにより、被写体非検出状態における消費電力と共に、検出被写体の測距を行っている間の消費電力についても削減を図ることが可能とされる。また、非検出領域について受光部の受光信号に基づく測距を行うことが可能とされるため、測距可能範囲内に新たに出現する被写体の検出を、被写体検出用の撮像部を別途に設けることなく行うことが可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記制御部は、被写体の検出状態において、前記非検出領域に対する投光パワーを前記検出領域に対する投光パワーよりも下げる制御を行うことが望ましい。

これにより、被写体非検出状態における消費電力と共に、検出被写体の測距を行っている間の消費電力についても削減を図ることが可能とされる。また、非検出領域に低パワーで投光される光の反射光に基づいて測距を行うことが可能とされるため、測距可能範囲内に新たに出現する被写体の検出を、被写体検出用の撮像部を別途に設けることなく行うことが可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記制御部は、被写体の検出状態において、前記非検出領域に対する投光が行われないように前記投光部を制御することが望ましい。

これにより、検出被写体の測距を行っている間の消費電力を最大限に削減することが可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記制御部は、被写体の非検出状態において、被写体の検出状態における前記検出領域への投光量よりも少ない投光量で前記投光部が投光を行うように制御することが望ましい。

これにより、被写体非検出状態においては、投光量を下げることによる消費電力の削減が図られると共に、投光された光の反射光に基づき得られる距離画像に基づいて被写体検出を行うことが可能とされる。すなわち、被写体非検出状態における被写体の検出を可能とするにあたって被写体検出用の別途の撮像部を設ける必要がない。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記制御部は、被写体の動きに応じて前記投光部による投光範囲を変化させることが望ましい。

これにより、被写体が動く場合において、被写体の一部が非投光とされて測距を行うことが不能となってしまうことの防止を図ることが可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記制御部は、前記被写体検出部が検出した動的被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせることが望ましい。

これにより、測距対象が動的被写体である場合に対応して、静的被写体への投光量を下げることが可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記受光部は、測距用の受光モードである第一受光モードと赤外線画像取得用の受光モードである第二受光モードとを切り替え可能に構成され、前記制御部は、被写体の非検出状態において、前記受光部を前記第二受光モードで動作させることが望ましい。

これにより、被写体非検出状態における被写体検出を行うにあたり投光が不要となる。また、投光がない状態での被写体検出を可能するにあたり、被写体検出用の撮像部を別途に設ける必要がない。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記測距可能範囲内における測距不要領域の設定を行う不要領域設定部を備え、前記制御部は、前記被写体検出部による被写体の検出有無に拘わらず、前記測距不要領域への投光が行われないように前記投光部を制御することが望ましい。

これにより、測距不要とされた領域への投光が行われない。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記不要領域設定部は、前記受光部の受光信号に基づいて前記測距不要領域を設定することが望ましい。

受光信号を用いることで、投光した光が到達しないほど遠方に物体が存在している領域（つまり実質的に測距不能な領域）等、測距不要と推定される領域を検出することが可能とされ、測距不要領域を手動に依らず設定可能とされる。

上記した本技術に係る投光制御装置においては、前記受光部は、複数の前記投光部が前記測距可能範囲内のそれぞれ異なる領域に投光した光の反射光を受光可能に構成されていることが望ましい。

投光部を複数用いることで、個々の投光部の投光範囲を、広角の測距可能範囲全体の中で分担させることが可能とされる。

また、本技術に係る投光制御方法は、投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部が前記反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出手順と、前記被写体検出手順による被写体の検出有無に応じて前記投光部による投光量を異ならせると共に、前記被写体検出手順が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御手順と、を有する投光制御方法である。

このような投光制御方法によっても、上記した本技術に係る投光制御装置と同様の作用が得られる。

本技術に係る第一実施形態としての投光制御装置の構成例を示した図である。 実施形態における待機モードと通常モードの説明図である。 ＲＯＩ重点投光制御の第一例についての説明図である。 ＲＯＩ重点投光制御の第二例についての説明図である。 第二例におけるＲＯＩとＲＯＩ以外の領域についての投光パワーＯＮ期間及び投光パワーを対比して示した図である。 ＲＯＩ重点投光制御の第三例についての説明図である。 第三例におけるＲＯＩとＲＯＩ以外の領域についての投光パワーＯＮ期間及び投光パワーを対比して示した図である。 重点投光範囲の追従機能についての説明図である。 実施形態における測距不要領域についての説明図である。 広角化と投光量との関係を説明するための図である。 第一実施形態における待機モードと重点投光制御との切り替えを行うための処理を示したフローチャートである。 第一実施形態におけるＲＯＩ重点投光制御に係る処理を示したフローチャートである。 実施形態における動的被写体の検出についての説明図である。 第二実施形態としての投光制御装置の構成例を示した図である。 第二実施形態におけるＲＯＩ重点投光制御に係る処理を示したフローチャートである。 第三実施形態としての投光制御装置の構成例を示した図である。 第三実施形態におけるＲＯＩ重点投光制御についての説明図である。 実施形態の投光制御装置の第一適用例についての説明図である。 実施形態の投光制御装置の第二適用例についての説明図である。 投光部を複数設けた構成についての説明図である。 実施形態の投光制御装置の第三適用例についての説明図である。

以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。

＜１．第一実施形態＞
［1-1．投光制御装置の構成］
［1-2．第一実施形態としての投光制御手法］
［1-3．処理手順］
［1-4．動的被写体の検出］
＜２．第二実施形態＞
＜３．第三実施形態＞
＜４．第四実施形態＞
＜５．実施形態の変形例＞
＜６．実施形態のまとめ＞
＜７．本技術＞

＜１．第一実施形態＞
［1-1．投光制御装置の構成］

図１は、本技術に係る投光制御装置の一実施形態としての投光制御装置１の構成例を示している。
図示のように投光制御装置１は、投光部２、受光部３、距離画像取得部４、距離画像出力部５、被写体検出部６、不要領域検出部７、及び制御部８を備えている。
投光部２は、発光部２１と投光光学系２２とを有し、発光部２１が発した光を投光光学系２２を介して投光する。本例では、発光部２１は複数の光源を有して構成され、各光源としてＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）による発光素子を有しており、それら発光素子が例えばマトリクス状等の所定態様により配列されている。ＶＣＳＥＬによる発光素子は、共振器が半導体の基板面に対して垂直方向に形成されて、レーザ光を垂直方向に出射するように構成されたレーザ発光素子である。

受光部３は、投光部２が投光した光の反射光、すなわち投光の対象物（測距の対象物）からの反射光を受光する。受光部３は、上記反射光を受光する複数の受光素子が設けられたＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）センサ３１と、受光光学系３２とを有しており、上記反射光は受光光学系３２を介してＴｏＦセンサ３１の受光素子により受光される。
本例において、投光部２は、発光部２１における発光素子として赤外光を発する発光素子を有することで赤外光を投光するように構成され、受光部３におけるＴｏＦセンサ３１としても赤外光を受光可能に構成されている。
本例では、ＴｏＦセンサ３１は、ＴｏＦ測距方式として間接ＴｏＦ（Indirect ToF）方式に対応した構成が採られている。
ここで、測距の対象領域における距離分布の情報は、対象物に投光した光の反射光（散乱光を含む）を検出するシステムによって取得することができる。光源が光パルスを出射してからＴｏｆセンサの受光素子（つまり光検出セル）がその光パルスを受けるまでの時間、すなわち飛行時間を測定することにより、受光素子ごと（つまり画素ごと）に距離情報を取得することができる。このような測距方式は、直接ＴｏＦ（Direct ToF）方式と呼ばれる。
一方、ＴｏＦセンサにおける複数の光検出セルの信号電荷の蓄積（「露光」と換言することができる）のタイミングを光パルスの出射に同期して適切に制御することにより、各光検出セルにおける信号蓄積量を対象物までの距離に応じて変化させることができる。そのような制御により、各光検出セルの信号蓄積量に基づいて距離分布を求めることができる。このような測距方式が、間接ＴｏＦ方式と呼ばれる。

間接ＴｏＦ方式では、距離画像について例えば数十Ｈｚ（ヘルツ）程度のフレームレートによる画像取得を行う前提の下で、投光部２が該フレームレートよりも十分に早い周期（例えば数十ＭＨｚから数百ＭＨｚ程度）で光パルスを連続して投光する。このような光パルスの連続投光は、１フレーム期間内における所定期間にわたって継続して行われる。
ＴｏＦセンサ３１は、光パルスの周期に同期した周期で受光信号の信号電荷蓄積を断続して行い、光パルスの異なる位相ごと（例えば、０度、９０度、１８０度、２７０度）の電荷蓄積値（電荷積算値）を得る。これにより、１フレーム期間ごとに、光パルスの異なる位相ごとの電荷積算値が受光素子ごとに得られる。
周知のように間接ＴｏＦ方式では、このように受光素子ごとに得られる位相ごとの電荷積算値が所定に演算されて画素ごとの距離情報が得られる。

距離画像取得部４は、受光部３による受光信号に基づき距離画像を得る。つまり本例では、上記した間接ＴｏＦ方式により、受光部３１における各受光素子の受光信号に基づいて、画素ごとの距離情報を表した距離画像を取得する。
距離画像出力部５は、距離画像取得部４が取得した距離画像を例えば不図示のコンピュータ装置等、距離画像を利用した各種の処理（例えば、被写体の解析処理等）を行う信号処理装置に対して出力する。

被写体検出部６は、距離画像取得部４が取得した距離画像を入力し、受光部３が反射光（投光部２が投光した光の反射光）を受光可能な範囲である測距可能範囲Ｆｖ内を対象とした被写体検出を行う。具体的に、本例における被写体検出部６は、距離画像取得部４が取得した距離画像に基づき、測距可能範囲Ｆｖ内を対象とした被写体検出を行う。本例では、被写体検出は背景差分の手法により行う。周知のように背景差分の手法では、観測画像と事前に取得しておいた画像を比較することで、事前に取得した画像には存在しない物体を抽出する。
本例における被写体検出部６は、距離画像内における検出被写体を含む画像領域をＲＯＩ（Region Of Interest）として設定する。被写体検出部６による被写体検出結果を表す情報、つまり本例ではＲＯＩの有無や位置（距離画像内における位置）を表す情報は、制御部８に供給される。

不要領域設定部７は、測距可能範囲Ｆｖ内における測距不要領域Ａｎの設定を行う。
本例の不要領域設定部７は、距離画像取得部４が取得した距離画像に基づいて測距不要領域Ａｎの設定を行う。換言すれば、受光部３による受光信号に基づく測距結果に基づいて測距不要領域Ａｎの設定を行う。不要領域設定部７が設定した測距不要領域Ａｎの情報は制御部８に供給される。
なお、測距不要領域Ａｎの詳細については後述する。

制御部８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するマイクロコンピュータ、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の情報処理装置を備えて構成され、投光部２の動作や受光部３の動作を制御する。
特に、投光部２の動作制御については、被写体検出部６による被写体の検出有無に応じて、投光部２による投光量を異ならせる制御を行う。また、被写体検出部６が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで投光部２の投光モードを異ならせる制御を行う。

［1-2．第一実施形態としての投光制御手法］

以下、制御部８により実現する第一実施形態としての投光制御手法について図２から図９を参照して説明する。
先ず、図２を参照し、投光部２の投光に係るモードとして、待機モードと通常モードとについて説明する。
先ず、図２Ａに示す通常モードでは、投光部２が投光する光のパワー（図中「投光パワー」）と投光の周期（頻度）とが図示のように定められているとする。ここで、通常モードにおける投光の周期は、ＴｏＦセンサ３１の通常のフレームレートに一致する周期とされる。ここでの通常のフレームレートは、例えば６０ｆｐｓ（frames per second）とされる。
ここで、図中に示す投光パワーの各ＯＮ期間は、投光部２が測距のための投光を行う期間を表すものであり、本例のように間接ＴｏＦ方式が採用される場合には、このＯＮ期間内において光パルスの連続投光が行われる（つまり上述した数十から数百ＭＨｚ程度の周波数による周期的な投光が行われる）。
図２Ａに示す通常モードでは、通常のフレームレートにおいて、投光パワーのＯＮ期間が１フレームにつき１回現出する。間接ＴｏＦ方式では、この投光パワーのＯＮ期間の後に上述した電荷積算値に基づいて受光素子ごと（画素ごと）の距離情報が演算されて、各フレームにおいて画素ごとの距離情報が取得される。

図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄは、それぞれ待機モード（Ａ）、待機モード（Ｂ）、待機モード（Ｃ）の説明図である。
図示のように待機モード（Ａ）は、投光パワーのＯＮ周期を通常モードよりも長くする、すなわち投光部２による投光の頻度を通常モードよりも少なくしつつ、各ＯＮ期間における投光パワーは通常モードと同じとするモードである。
待機モード（Ｂ）は、投光パワーのＯＮ周期は通常モードと同じとするが、各ＯＮ期間における投光パワーは通常モードよりも低くするモードである。
待機モード（Ｃ）は、投光パワーのＯＮ周期を通常モードよりも長くしつつ、各ＯＮ期間における投光パワーを通常モードよりも低くするモードであり、待機モード（Ａ）と待機モード（Ｂ）を掛け合わせたモードと言うことができる。
なお、図中では、待機モード（Ａ）と待機モード（Ｃ）について、投光パワーのＯＮ周期を通常モード時の２倍の周期とする例を示しているが、これらのＯＮ周期については通常モードよりも長い周期であればよい。

制御部８は、被写体検出部６による被写体の検出有無に応じて、投光部２の投光モードを通常モードと待機モードとの間で異ならせる。具体的に、制御部８は、被写体が非検出の状態では、投光部２が待機モード（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）何れかの投光モードにより投光を行うように制御する。待機モード（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）何れかの投光モードにより投光が行われることで、被写体が非検出の状態において、受光部３が投光パワーＯＮ期間に測距用に投光された光の反射光を受光することができ、被写体検出部６が距離画像に基づいて被写体検出を行うことが可能とされる。
ここで、待機モード（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）何れにおいても、投光を行う範囲は原則として測距可能範囲Ｆｖ内の全範囲とされる。但し、本例の場合、測距不要領域Ａｎが設定された場合にはこの限りではない（詳細は後述する）。

待機モード中において、被写体検出部６が被写体を検出した場合には、制御部８は、投光部２が通常モードによる投光を行うように制御する。

ここで、測距対象としての被写体が検出された場合の投光については、測距可能範囲Ｆｖ内の全範囲を対象として通常モードによる投光を行うことも可能であるが、上記した被写体非検出状態での待機モードによる低消費電力化と併せてさらなる低消費電力化を図るために、本実施形態では、被写体検出状態における投光に関して、被写体の検出領域と非検出領域とで投光モードを異ならせるようにする。
具体的に、本例では、被写体検出状態において被写体の検出領域については通常モードによる投光を行い、被写体の非検出領域については、通常モードより投光量を少なくした投光モードでの投光を行う。
本例では、被写体の検出領域は前述したＲＯＩであり、従って上記のように被写体検出領域の投光量を非検出領域に対し相対的に多くする制御ついては、ＲＯＩの投光を重点的に行う制御と換言することができ、この意味で以下「ＲＯＩ重点投光制御」と呼ぶこととする。

図３は、ＲＯＩ重点投光制御の第一例についての説明図である。
なお、以下の説明では、測距対象の被写体を「被写体Ｓｂ」と表記する。
第一例は、被写体Ｓｂの検出領域としてのＲＯＩに対し通常モードによる投光を行い、ＲＯＩ以外の領域、つまり被写体Ｓｂの非検出領域に対しては待機モード（Ｂ）と同様の投光モード（通常モードに対し投光パワーＯＮ周期は同等で投光パワーを低くしたモード）による投光を行うものである。図示のように被写体Ｓｂが複数検出された場合はＲＯＩが複数設定されることになり、この場合には、各ＲＯＩに対して通常モードによる投光が行われるようにする。
このように被写体検出状態において、被写体非検出領域に対する投光を行うことで、測距可能範囲Ｆｖ内に新たに被写体が現れた場合に、被写体検出部６が距離画像（測距結果）に基づいて該新たな被写体を検出することが可能とされる。
第一例では、被写体非検出領域に対する投光周期が被写体検出領域に対する投光周期（つまり通常フレームレート）と同周期とされるので、被写体Ｓｂの検出遅れの防止が図られる。

図４は、ＲＯＩ重点投光制御の第二例についての説明図である。
第二例は、被写体Ｓｂの検出領域（ＲＯＩ）については第一例と同様に通常モードによる投光を行うが、被写体Ｓｂの非検出領域について、一定時間ごとのフラッシュを入れるものである。
図５は、第二例におけるＲＯＩとＲＯＩ以外の領域についての投光パワーＯＮ期間及び投光パワーを対比して示しているが、第二例では、ＲＯＩ以外の領域について、前述した待機モード（Ａ）と同様に、通常モードに対し投光パワーＯＮ期間の繰り返し周期を長くした投光モードによる投光を行う。
第二例では、被写体非検出領域に対する投光パワーが被写体検出領域に対する投光パワー（つまり通常測距用のパワー）と同パワーとされるので、被写体Ｓｂの検出に用いられる距離の値の精度向上が図られ、被写体Ｓｂの検出精度向上が図られる。

図６は、ＲＯＩ重点投光制御の第三例についての説明図である。
第三例は、第二例と同様に、被写体Ｓｂの非検出領域に対し通常モードと同様の投光パワーによる一定時間ごとのフラッシュを入れるものであるが、フラッシュの間に、通常モードよりも低パワーによる投光期間を挿入するものである。
図７は、第三例におけるＲＯＩとＲＯＩ以外の領域についての投光パワーＯＮ期間及び投光パワーを対比して示しているが、このように第三例では、ＲＯＩ以外の領域について、投光パワーＯＮ期間の繰り返し周期はＲＯＩと同等する（つまり通常モードと同等とする）が、投光パワーを通常モードと同パワーとする期間と通常モードより低パワーとする期間とが交互に繰り返されるようにしている。
第三例によれば、被写体非検出領域において通常モードよりも投光パワーが下げられる区間が挿入されるため、被写体Ｓｂの検出領域と非検出領域とを区別せずに通常モードによる投光を行う場合と比較して低消費電力化を図ることができる。
また、第三例によれば、測距結果に基づく被写体検出の周期を通常フレームレートと同周期で行うことが可能とされるため、被写体Ｓｂの検出遅れの防止が図られる。また、フラッシュを入れる期間においては被写体Ｓｂの検出精度向上が図られる。

ここで、被写体Ｓｂは人物等の動く被写体（動的被写体）とされることもあり、その場合には、被写体Ｓｂの動きに応じて投光部２による投光範囲を変化させる。具体的には、重点投光を行う範囲を変化させる。
図８は、このような重点投光範囲の追従機能についての説明図である。図中、縦横の点線で格子状に区切られた測距可能範囲Ｆｖ内の各一つの領域は、投光範囲の最小変化単位を模式的に表すものであり、以下「ブロック」と称する。本例の投光制御装置１においては、このブロックよりも小さな単位で投光モードを異ならせることが不能とされている。
制御部８は、被写体検出部６による被写体検出結果（本例ではＲＯＩを表す情報：以下「ＲＯＩ情報」と表記する）に基づいて、被写体Ｓｂの進行方向Ｄｐを検出する。この進行方向Ｄｐは、時間軸上において複数回取得されるＲＯＩ情報（特にＲＯＩの位置を表す情報）に基づいて検出することができる。
そして、制御部８は、ＲＯＩの進行方向Ｄｐ側の端辺位置が、図中「Ａｈｎ」で表す範囲、すなわち現時点での重点投光範囲（つまり本例では通常モードによる投光範囲：以下「現重点投光範囲Ａｈｎ」と表記する）の進行方向Ｄｐ側の端辺位置に近接した（例えば、両端辺位置間の距離が所定距離以内となった）か否かを判定し、肯定結果が得られた場合に、新たな重点投光範囲として、現重点投光範囲Ａｈｎに対し現重点投光範囲Ａｈｎの進行方向Ｄｐ側に隣接するブロックを加えた範囲を設定する。さらに制御部８は、このように新たに設定した重点投光範囲（新たな現重点投光範囲Ａｈｎ）について、同様にＲＯＩの進行方向Ｄｐ側の端辺位置が現重点投光範囲Ａｈｎの進行方向Ｄｐ側の端辺位置に近接したか否かを判定し、肯定結果が得られれば新たな重点投光範囲として現重点投光範囲Ａｈｎに対し現重点投光範囲Ａｈｎの進行方向Ｄｐ側に隣接するブロックを追加した範囲を設定する、ということを繰り返す。この間、制御部８は、ＲＯＩの進行方向Ｄｐとは逆側の端辺位置が、現重点投光範囲Ａｈｎを構成するブロックのうち進行方向Ｄｐとは逆側の端部に位置しているブロック（以下「逆方向端ブロック」と表記する）の進行方向Ｄｐ側の端辺位置を超えたか否かを判定し、肯定結果が得られた場合は、新たな重点投光範囲として、現重点投光範囲Ａｈｎから逆方向端ブロックを除外した範囲を設定する。
これにより、重点投光を行う範囲を被写体Ｓｂの動きに追従させつつ、過去に被写体Ｓｂが位置していた全てのブロックに重点投光が行われ続けてしまうことの防止を図ることができる。すなわち、重点投光範囲を追従させることにより測距対象の一部測距が不能となってしまうことの防止（つまり測距対象についての測距漏れ防止）と、低消費電力化との両立を図ることができる。

ここで、本例の投光制御装置１では、測距可能範囲Ｆｖ内において、例えば投光した光が実質的に届かない領域等、測距不要とされた領域である測距不要領域Ａｎについては、被写体検出６による被写体Ｓｂの検出有無に拘わらず、投光が行われないようにする。
図９は、測距不要領域Ａｎについての説明図であり、図中の左側では測距を行うシーン構成を、右側は左側のシーン構成において得られる距離画像の画像平面を模式的に表している。
本例では、測距不要領域Ａｎは、例えば測距可能範囲Ｆｖ内に含まれる空等の遠距離の領域や、反射率が極端に低い物体が存在する領域等、実質的に測距が不能とされる領域を意味する。

本例では、測距不要領域Ａｎは不要領域設定部７が距離画像に基づいて設定する。具体的には、距離画像内において、例えば画素ごと等の所定の画像領域ごとに、取得される距離の情報の信頼性を評価し、該信頼性の低い画像領域を測距不要領域Ａｎとして設定する。
例えば、投光した光が到達しないほど遠方に物体が存在している領域や反射率の極端に低い物体が存在している領域については、距離情報の信頼性についての評価値が低くなる。このため、該評価値が所定値以下に低下している領域を検出することで、測距不要領域Ａｎの設定が可能となる。
なお、測距不要領域Ａｎは、受光部３の受光信号値（本例では上述した電荷積算値）の大きさに基づいて設定することも可能である。すなわち、測距不要領域Ａｎは、少なくとも受光部３の受光信号に基づいて設定することが可能なものである。

ここで、不要領域設定部７による測距不要領域Ａｎの設定は、例えば投光制御装置１が測距を行うべき場所に設置された際のキャリブレーションとして実行することが考えられる。また、測距対象が経時的に変化し得る場合等に測距不要領域Ａｎが適応的に設定されるようにするため、測距不要領域Ａｎの設定は所定時間おきに繰り返し実行する等、時間軸上において一定又は不定の間隔で複数回行われてもよい。

測距不要領域Ａｎへの投光が行われないようにすることで、測距可能範囲Ｆｖ内において実質的に測距不能な領域等の測距不要な領域への投光が行われなくなり、投光に係る電力消費のさらなる効率化が図られる。

ここで、上記により説明した実施形態としての投光制御手法によれば、測距に必要とされる投光量を少なくすることが可能とされるが、このことは、測距可能範囲Ｆｖの広角化（広画角化）を図る上で有利となる。
図１０はこの点についての説明図であり、図１０Ａは標準画角（例えば画角＝６０度）の場合に必要とされる投光範囲の例を、図１０Ｂは広角（例えば画角＝１２０度）の場合に必要とされる投光範囲の例をそれぞれ示している。なお、図中では１ｍ（メートル）の測距に要する投光範囲の例をそれぞれ示している。
図示のようにこの場合における標準画角の投光範囲は「２／√３ｍ」であるのに対し、広角の投光範囲は「２√３ｍ」である。すなわち、画角を２倍に拡大するにあたっては投光範囲を約３倍に拡大する必要があり、投光量を大きく増大させる必要がある。また、画角が広がるほどシェーディングの影響を受けやすくなるため、画枠端で十分な反射光量を得るためにも投光量を増大させる必要がある。

これらの点より、測距に必要とされる投光量を少なくすることが可能な実施形態としての投光制御手法によれば、測距可能範囲Ｆｖの広角化に有利となる。

［1-3．処理手順］

続いて、上記により説明した実施形態としての投光制御手法を実現するために実行すべき具体的な処理の手順について、図１１及び図１２のフローチャートを参照して説明する。
図１１は、待機モードと重点投光制御との切り替えを行うための処理を示している。
本例において、図１１及び図１２に示す処理は、例えばマイクロコンピュータを有して構成された制御部８がプログラムに基づき実行するソフトウェア処理として実現されるものとしている。なお、図１１及び図１２と同様の処理をハードウェアにより実現することも可能である。

図１１において、制御部８はステップＳ１０１で、待機モードに設定する。つまり本例では、図２で説明した待機モード（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のうち何れかの投光モードによる投光及びそれに応じた測距動作（被写体検出動作）が行われるように制御を行う。このとき、投光側の制御としては、投光パワーのＯＮ期間（光パルスの連続投光期間）の繰り返し周期や投光パワーが図２Ｂから図２Ｄで説明した周期及び投光パワーの何れかとなるように発光部２１の発光動作を制御する。
また、測距側の制御としては、ＴｏＦセンサ３１のフレームレートを投光パワーのＯＮ期間の繰り返し周期に合わせて調整する制御を行う。
ここで、待機モード時において、不要領域設定部７により測距不要領域Ａｎが設定されている場合には、制御部８は、測距不要領域Ａｎへの投光が行われないように投光部２を制御する。具体的に、測距不要領域Ａｎへの投光が行われないようにするにあたり、本例の制御部８は、発光部２１における発光素子のうち、測距不要領域Ａｎに対応するブロックに投光される光の光源となる発光素子を非発光状態に制御する。

ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２で制御部８は、被写体検出を待機する。すなわち、被写体検出部６により被写体Ｓｂが検出されるまで待機する。
そして、被写体Ｓｂが検出された場合、制御部８はステップＳ１０３に進んでＲＯＩ重点投光制御の実行フラグＦＧをＯＮとする処理を実行する。この実行フラグＦＧは、以下で説明する図１２の処理で参照されるフラグであり、実行フラグＦＧ＝ＯＮはＲＯＩ重点投光制御を実行すべき旨を、実行フラグＦＧ＝ＯＦＦはＲＯＩ重点投光制御を終了すべき旨を表す。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４で制御部８は、実行フラグＦＧ＝ＯＦＦとなるまで待機する。ここで、実行フラグＦＧは、図１２の処理において被写体Ｓｂがロストされたことに応じてＯＦＦとされる（ステップＳ２０７参照）。
実行フラグＦＧ＝ＯＦＦであれば、制御部８はステップＳ１０１に戻る。これにより、被写体Ｓｂの検出に応じてＲＯＩ重点投光制御が開始された後、測距可能範囲Ｆｖ内から被写体がロストされた場合（つまり検出被写体数が０となった場合）は待機モードに切り替えが行われる。

図１２は、ＲＯＩ重点投光制御に係る処理を示している。
先ず、制御部８はステップＳ２０１で、実行フラグＦＧ＝ＯＮとなるまで待機する処理を実行し、実行フラグＦＧ＝ＯＮであればステップＳ２０２に進んで重点投光範囲の設定を行う。すなわち、被写体検出部６から取得したＲＯＩ情報に基づき、測距可能範囲Ｆｖ内におけるＲＯＩに対応した範囲（ブロック単位による範囲）を重点投光範囲として設定する。

そして、続くステップＳ２０３で制御部８は、重点投光制御を開始する。すなわち、図３から図７で説明した第一例、第二例、第三例の何れかの手法によるＲＯＩ重点投光制御を開始するための処理を実行する。
ここで、第一例から第三例の何れの手法を採る場合においても、測距不要範囲Ａｎが設定されている場合には、測距不要範囲Ａｎへの投光が行われないようにする。具体的に、第一例から第三例の何れの場合にも、測距可能範囲Ｆｖ内における重点投光範囲以外の範囲（つまり被写体Ｓｂの非検出領域）には重点投光範囲とは異なる投光モードでの投光が行われるようにするが、この重点投光範囲以外の範囲について行うべき投光は、測距不要範囲Ａｎを除く範囲を対象として行われるようにする。
なお、本例では、重点投光範囲（被写体Ｓｂの検出領域）と重点投光範囲以外の範囲（被写体Ｓｂの非検出領域）とで投光モードを異ならせるにあたっては、発光部２１における重点投光範囲に投光される光の光源となる発光素子と、重点投光範囲以外の範囲に投光される光の光源となる発光素子とについて、それぞれの発光周期（本例では光パルスの周期発光期間の繰り返し周期）や発光パワーを異ならせる制御を行う。
また、重点投光制御時には、ＲＯＩについて通常のフレームレートによる測距を行うことから、ＴｏＦセンサ３１のフレームレートを通常のフレームレートに設定する。

ステップＳ２０３に続くステップＳ２０４で制御部８は、被写体Ｓｂがロストされたか否かを判定する。すなわち、被写体検出部６による被写体検出結果に基づき、被写体Ｓｂが検出されていない状態となったか否かを判定する。
被写体Ｓｂがロストされていなければ、制御部８はステップＳ２０５に進んでＲＯＩ情報が変化したか否かを判定する。ここで言うＲＯＩ情報の変化とは、主としてＲＯＩの位置の変化やＲＯＩの数の変化である。
ＲＯＩ情報が変化していなければ、制御部８はステップＳ２０４に戻る。すなわち、ステップＳ２０４及びＳ２０５の処理によっては、被写体Ｓｂのロスト、ＲＯＩ情報の変化の何れかを待機する処理が形成されている。

ステップＳ２０５において、ＲＯＩ情報が変化した場合には、制御部８はステップＳ２０６で重点投光範囲の調整処理を行う。具体的には、先の図８で説明したような投光範囲の追従を実現するための処理、すなわち、前述した現重点投光範囲Ａｈｎにおける進行方向Ｄｐ側の端辺位置を基準とした被写体Ｓｂの近接判定や該近接判定の結果に応じた重点投光範囲の追加、及び現重点投光範囲Ａｈｎにおける逆方向端ブロックの進行方向Ｄｐ側の端辺位置を基準とした被写体Ｓｂの逸脱判定及び該逸脱判定の結果に応じたブロックの除外を行う。また、ステップＳ２０５では、新たな被写体Ｓｂの検出に応じてＲＯＩが追加された場合には、該追加されたＲＯＩに応じて重点投光範囲を追加する処理も行う。

ステップＳ２０６の調整処理を実行したことに応じ、制御部８はステップＳ２０４に戻る。これにより、被写体Ｓｂがロストされるまでの間は、ＲＯＩ情報の変化があるごとに、ステップＳ２０６の調整処理が実行される。

また、ステップＳ２０４において、被写体Ｓｂがロストされた場合には、制御部８はステップＳ２０７に進んで実行フラグＦＧ＝ＯＦＦとし、図１２に示す一連の処理を終える。
これにより、被写体Ｓｂの検出に応じてＲＯＩ重点投光制御が開始された後、被写体Ｓｂがロストされた場合は待機モードに戻される。

［1-4．動的被写体の検出］

なお、上記では被写体検出を背景差分の手法により行う例を挙げたが、この場合には、被写体として動きのない静的被写体が検出され得る。
これに対し、例えば図１３に例示するように、測距対象の被写体として動的被写体Ｓａ（動きのある被写体）のみを検出するように構成することもできる。この場合、被写体検出部６は、被写体検出として動体検出を行う。
この場合の制御部８は、被写体検出部６の被写体検出結果に基づき、動的被写体Ｓａの検出領域と非検出領域とで投光部２の投光モードを異ならせる制御を行うことになる。これにより、測距対象が動的被写体Ｓａである場合に対応して、静的被写体Ｓｓへの投光量を下げることが可能とされる。
従って、投光に係る電力消費のさらなる効率化が図られる。

＜２．第二実施形態＞

続いて、第二実施形態について説明する。
第二実施形態は、ＴｏＦセンサとして測距用の受光モードと赤外線画像取得用の受光モードとの切り替えが可能なセンサを用いるものである。
なお、以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号や同一ステップ番号を付して説明を省略する。

図１４は、第二実施形態としての投光制御装置１Ａの構成例を示している。
図１に示した投光制御装置１との差異点は、受光部３に代えて受光部３Ａが、被写体検出部６に代えて被写体検出部６Ａが、制御部８に代えて制御部８Ａがそれぞれ設けられた点である。

受光部３Ａは、ＴｏＦセンサ３１に代えてＴｏＦセンサ３１Ａが設けられた点が受光部３と異なる。ＴｏＦセンサ３１Ａは、測距用の受光モード（以下「測距用モード」）と、赤外線画像取得用の受光モード（以下「ＩＲ撮像モード」）とを切り替え可能に構成されている。具体的に、間接ＴｏＦ方式に対応した本例の場合、測距用モードは、前述した光パルスの周期に同期した周期（本例では数十ＭＨｚから数百ＭＨｚの周期）での断続的な信号電荷蓄積を行うモードとされ、ＩＲ撮像モードは、このような短周期による断続的な信号電荷蓄積を行わず、１フレーム期間内の所定期間内において連続的な信号電荷蓄積（露光）を行うモードとなる。

被写体検出部６Ａは、被写体検出部６と同様に距離画像に基づく被写体検出を行うことが可能とされると共に、ＩＲ撮像モード時にＴｏＦセンサ３１Ａによって得られるＩＲ撮像画像（赤外線撮像画像）に基づく被写体検出を行うことが可能とされている。

制御部８Ａは、被写体検出部６Ａによる被写体の検出有無に応じて、制御部８と同様に待機モードの設定やＲＯＩ重点投光制御（何れも測距不要領域Ａｎに投光しない制御を含む）を行う。
但し、制御部８Ａは、ＴｏＦセンサ３１Ａのモード切り替え制御を行うと共に、待機モード時における投光モードを、第一実施形態の場合とは異なるモードとする。

具体的に、制御部８Ａは、待機モード中においては、ＴｏＦセンサ３１ＡのモードをＩＲ撮像モードに設定する。
ここで、ＩＲ撮像モードでは、ＩＲ撮像画像に基づき、測距可能範囲Ｆｖに対する投光が行われなくても被写体を検出可能となる。このため第二実施形態では、待機モード中において、被写体検出のための投光が行われないようにする。すなわち制御部８Ａは、待機モード中においては、測距可能範囲Ｆｖ内への投光が行われないように発光部２１を制御する。
また、制御部８Ａは、待機モード中においては、被写体検出部６Ａに、ＩＲ撮像モードとされたＴｏＦセンサ３１Ａにより得られるＩＲ撮像画像に基づく被写体検出を実行させる。

このような待機モード中におけるＩＲ撮像画像に基づく被写体検出の結果、被写体が検出された場合には、制御部８Ａは制御部８と同様にＲＯＩ重点投光制御を行う。

以下、制御部８Ａが実行する具体的な処理手順を説明する。
先ず、制御部８Ａは、図１１に示した処理と同様の処理を実行する。但し、ステップＳ１０１の待機モードに設定する処理については、投光部２に図２で説明した待機モード（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）何れかの投光モードによる投光を行わせる処理ではなく、発光部２１における全発光素子を非発光状態に制御する処理を行う。また、これと共に、ＴｏＦセンサ３１をＩＲ撮像モードに切り替える処理と、被写体検出部６ＡにＴｏＦセンサ３１Ａにより得られるＩＲ撮像画像に基づく被写体検出を実行するように指示する処理を行う。

そして、制御部８Ａは、図１２に示した処理に代えて、図１５に示す処理を実行する。
図１２に示した処理との差は、ステップＳ２０２とＳ２０３との間に、ステップＳ３０１の処理、すなわちＴｏＦセンサ３１Ａを測距用モードに切り替える処理が挿入された点である。このステップＳ３０１の処理を実行することで、制御部８Ａは、被写体検出部６Ａに距離画像取得部４で得られる距離画像に基づく被写体検出を実行させる。
なお、ステップＳ３０１の処理は、ステップＳ２０１とＳ２０２との間で実行することも可能である。

ステップＳ２０３の重点投光制御開始処理以降の処理については第一実施形態の場合と同様となるため重複説明は避ける。

第二実施形態のように測距用モードとＩＲ撮像モードとの切り替えが可能なＴｏＦセンサ３１Ａを設け、待機モード中（つまり被写体の非検出状態）においてＴｏＦセンサ３１ＡをＩＲ撮像モードで動作させることで、被写体非検出状態における被写体検出を行うにあたり投光が不要となる。また、投光がない状態での被写体検出を可能するにあたり、被写体検出用の撮像部を別途に設ける必要がない（後述する第三実施形態を参照）。
従って、被写体非検出状態における被写体の検出を可能とするにあたってのシステム構成要素の削減及びシステムコストの削減を図りながら、被写体非検出状態での投光を行わないことによる低消費電力化を図ることができる。

＜３．第三実施形態＞

図１６は、第三実施形態としての投光制御装置１Ｂの構成例を示している。
第三実施形態は、被写体検出用の撮像部１０を測距用の受光部３とは別途に設けるものである。
投光制御装置１Ｂは、投光制御装置１と比較して、撮像部１０が設けられると共に、被写体検出部６に代えて被写体検出部６Ｂが、制御部８に代えて制御部８Ｂが設けられた点が異なる。
撮像部１０は、例えばＣＣＤ（Charged-coupled devices）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサ等による撮像素子１１と、撮像光学系１２とを有している。撮像光学系１２は、撮像対象とされた被写体からの反射光を集光して撮像素子１１の撮像面に導く。撮像素子１１は、撮像光学系１２によって導かれた被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、撮像画像を得る。本例では、撮像素子１１は可視光に対し感度を有するものが用いられている。
撮像部１０による撮像視野は、測距可能範囲Ｆｖをカバーする範囲に設定されている。

被写体検出部６Ｂは、撮像部１０による撮像画像に基づく被写体検出を行うことが可能に構成されている。

制御部８Ｂは、被写体検出部６Ｂによる被写体の検出有無に応じて、投光部２による投光量を異ならせる制御を行う。また、制御部８Ｂは、被写体検出部６Ｂが被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで投光部２の投光モードを異ならせる制御を行う。

ここで、投光制御装置１Ｂのように被写体検出用の撮像部１０を測距用の受光部３とは別途に設けた構成とすることで、待機モード中における被写体検出を可能とするにあたり投光部２による投光を行う必要がなくなると共に、被写体検出状態における新たな被写体検出のために投光部２による投光を行う必要がなくなる。このため、制御部８Ｂは、以下のような制御を行う。

具体的に、制御部８Ｂは、待機モード中、すなわち被写体検出部６Ｂが被写体を非検出の状態では、第二実施形態における制御部８Ａと同様に、測距可能範囲Ｆｖ内への投光が行われないように発光部２１を制御する。すなわち、制御部８Ｂは、図１１に示した処理について、制御部８Ａと同様の処理を行う。
また、制御部８Ｂは、被写体検出部６Ｂが被写体を検出したことに応じて、ＲＯＩを対象とした通常モードによる投光が行われるようにするが、ＲＯＩ以外の領域については、第一例から第三例として例示したような投光が行われないようにする。つまり、図１７に例示するように、この場合における被写体検出状態においては、ＲＯＩを対象とした通常モードによる投光が行われるようにするが、ＲＯＩ以外の領域に対しては投光が行われないようにする。
このとき、制御部８Ｂは、被写体検出部６Ｂから得られるＲＯＩ情報に基づき、制御部８や制御部８Ａと同様に、重点投光範囲を調整する処理を行う。具体的に、制御部８Ｂとしても、図１２に示した処理と同様の処理を行うが、この場合において重点投光範囲の設定（Ｓ２０２）や被写体ロスト判定（Ｓ２０４）、及びＲＯＩ情報の変化判定（Ｓ２０５）で参照される情報は、被写体検出部６Ｂが撮像部１０の撮像画像に基づき被写体検出を行った結果得られる情報となる。
なお、上記説明から理解されるように、この場合のステップＳ２０３の処理で開始される重点投光制御では、重点投光範囲を対象として通常モードによる投光が行われ、重点投光範囲以外の範囲には投光が行われないように投光部２（発光部２１）を制御する。

なお、投光制御装置１Ｂにおいては、待機モード中には投光部２による投光を行わず、また重点投光制御中も重点投光範囲以外への投光は行わないので、測距不要領域Ａｎを考慮した投光制御を行う必要はない。このため、投光制御装置１Ｂとしては、不要領域設定部７を設けない構成とすることもできる。

また、投光制御装置１Ｂにおいて、撮像素子１１としては、カラー画像による撮像画像を取得可能なＲＧＢイメージセンサを用いることができる。或いは、ＲＧＢ−ＩＲセンサのような、ベイヤー配列以外のイメージセンサを用いることもできる。また、撮像素子１１としては、カラー画像による撮像画像を取得可能なイメージセンサに限定されず、モノクロ画像による撮像画像を得るイメージセンサが用いられてもよい。

なお、撮像部１０は、投光制御装置１Ｂに設けられる必要はなく、投光制御装置１Ｂに外付けとされてもよい。

＜４．第四実施形態＞

第四実施形態は、投光制御装置の適用例に関するものである。
図１８は、第一適用例についての説明図である。
第一適用例は、投光制御装置１をスマートスピーカ等の家庭用ＩｏＴ（Internet of Things）デバイスに適用したものである。この場合、距離画像取得部４により得られる距離画像は、ユーザの認識（同定）やジェスチャ認識に用いる。また、距離画像はユーザのアクティビティログの記録等に用いることもできる。
例えば、ジェスチャ認識の結果に基づき、デバイスの動作を切り替えることが可能である。また、ユーザの検出有無に基づき、例えばユーザがデバイスの配置された部屋から出ていったときにスリープ状態に移行させたり、ユーザが部屋に入ってきたときにスリープ状態を解除させたりすることも可能である。

上述した実施形態としての投光制御により、被写体検出状態での距離画像は、被写体検出領域を対象とした画像となるため、測距可能範囲Ｆｖ全体の画像を扱う場合よりもデータ量が少なく、処理負担の軽減に寄与する。

また、実施形態としての投光制御によれば、広角化を図ることで広範囲の測距が可能となるため、１台の家庭用ＩｏＴデバイスで部屋全体をカバーすることができる。
さらに、ステレオカメラによる測距を行う場合と比べ、ＴｏＦは基線長が不要なため、家庭用ＩｏＴデバイスの小型化に寄与する。

図１９は、第二適用例についての説明図である。
第二適用例は、投光制御装置１を小売店等の商業施設内における客の活動解析に用いる例である。
図示のように、商品が陳列される陳列棚Ｓｈが配置された小売店への適用を考える。
この場合、投光制御装置１は、測距可能範囲Ｆｖ内に陳列棚Ｓｈや客としての被写体Ｓａ（動的被写体）を含むように、例えば店内の天井Ｃｅに所定の向きで設置する。例えば、斜め下方向や真下方向を向くように設置することが考えられる。
低消費電力化のため、この場合における被写体検出部６は動体検出により動的被写体の検出を行うことが望ましい。

この場合、投光制御装置１の距離画像取得部４により得られる距離画像は、被写体Ｓａの購入に係る活動の解析に用いることができる。例えば、被写体Ｓａの売場間の移動履歴に基づいて客の導線検出を行うことができる。また、例えば距離画像に基づいて被写体Ｓａとしての人物のボーン推定（例えば、頭部、胴体部、手、足等の人体の部位の推定）を行うことができ、その結果に基づき、被写体Ｓａが陳列棚Ｓｈにおける何段目のどの位置の商品を手にしたか等の解析を行うこともできる。
この場合も、実施形態としての投光制御により広角化が図られることで、１台の投光制御装置１によって店内の広範囲をカバーすることができる。

ここで、広角化を図るにあたっては、投光部２を複数設けた構成とすることもできる。
例えば、図２０に示すように、投光部２として投光部２−１と投光部２−２の二つを設ける。これらの投光部２は、測距可能範囲Ｆｖ内のそれぞれ異なる領域に光を投光する。この場合の受光部３は、これら投光部２が投光した光の反射光を受光可能となるように構成される。
図２０では、測距可能範囲Ｆｖと、投光部２−１による投光範囲Ａｐ１と、投光部２−２による投光範囲Ａｐ２との関係を例示しているが、図中の重複範囲Ａｄとして示すように、投光範囲Ａｐ１と投光範囲Ａｐ２は重複する場合がある。この場合には、測距時において重複範囲Ａｄに複数の投光部２からの投光が同時に行われないようにする。例えば、投光部２−１、投光部２−２のうち何れか一方について、重複範囲Ａｄに投光される光の光源となる発光素子を非発光状態に制御することで、重複範囲Ａｄへの同時投光が行われないようにする。同じ領域に複数の投光部２が同時に投光を行うとマルチパスが生じ、該領域についての測距精度が低下するため、その防止を図るものである。

図２１は、第三適用例についての説明図である。
第三適用例は、図２０に示した構成の応用例である。
本適用例では、投光部２−１と投光部２−２を備えた投光制御装置１を、例えば自動車の車室内において配置し、乗員としての被写体Ｓｂを対象とした測距が行われるようにする。この場合、投光部２−１、投光部２−２、及び受光部３は、車室の前端側におけるルーフＲｆ付近等、車室前端部における高所に配置し、測距可能範囲Ｆｖ内に運転席及び助手席としての前部座席と後部座席とが含まれるようにする。
この場合、投光部２−１は近距離用の投光部２として、測距可能範囲Ｆｖ内における前部座席を含む範囲を投光範囲Ａｐ１とする投光を行うようにし、投光部２−２は遠距離用の投光部２として、測距可能範囲Ｆｖ内における後部座席を含む範囲を投光範囲Ａｐ２とする投光を行うように構成する。これにより、投光部２−１が投光した光に基づき、前部座席の乗員としての被写体Ｓｂ１（つまり近距離側の被写体Ｓｂ）についての測距を行うことができ、また投光部２−２が投光した光に基づき、後部座席の乗員としての被写体Ｓｂ２（つまり遠距離側の被写体Ｓｂ）についての測距を行うことができる。

なお、上記した第一適用例から第三適用例では、投光制御装置１を用いた適用例を説明したが、これら適用例では投光制御装置１Ａや投光制御装置１Ｂを同様に用いた構成とすることもできる。

＜５．実施形態の変形例＞

上記では、投光部２がＶＣＳＥＬによる発光素子を複数有して構成された例を説明したが、投光部２が有する光源はＶＣＳＥＬに限定されず、また投光部２が有する光源の数は複数に限定されない。
例えば、投光部２としては、レーザ光源とＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーとを用いた光スキャン方式に対応した構成を採ることもでき、その場合には、光源の数は単数とすることもできる。なお、光スキャン方式を採用する場合には、被写体の検出領域以外のスキャン位置で投光を行わない、又は投光パワーを下げる、又は投光パワーＯＮ期間の繰り返し周期を長くすることで、被写体の非検出領域の投光量を被写体の検出領域より少なくすることができる。
また、投光部２としては、投光光学系２２にＤＯＥ（Diffractive Optical Element：回折光学素子）を用いた構成を採ることもできる。

また、上記では、測距不要領域ＡｎをＴｏＦセンサ３１の受光信号に基づき設定する例を挙げたが、測距不要領域Ａｎは、ユーザの操作入力に基づき設定することもできる。例えば、距離画像や撮像部１０による撮像画像を所定の表示デバイスに表示させてユーザによる測距不要領域Ａｎの指定操作を受け付ける、すなわち、画枠内において測距不要領域Ａｎとして設定すべき範囲を指定する操作を受け付けるようにし、不要領域設定部７は、該操作により指定された範囲の情報に基づき、測距不要領域Ａｎの設定を行う。
なお、このようにユーザの操作入力に基づき測距不要領域Ａｎを設定する場合には、測距不要領域Ａｎは、遠方等の測距不能な領域に限らず、測距の目的等に照らして測距を行う必要がないとされた領域等、広く測距不要とされた領域が設定され得る。

また、上記では、本技術に係る投光制御手法が間接ＴｏＦ方式による測距を行う場合に適用される例を挙げたが、本技術に係る投光制御手法は直接ＴｏＦ方式による測距を行う場合やＳＴＬ（Structured Light：構造化光）方式による測距を行う場合にも好適に適用することができる。

＜６．実施形態のまとめ＞

上記のように実施形態としての投光制御装置（同１、１Ａ、１Ｂ）は、投光部（同２）が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部（同３、３Ａ）と、受光部が反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出部（同６、６Ａ、６Ｂ）と、被写体検出部による被写体の検出有無に応じて投光部による投光量を異ならせると共に、被写体検出部が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御部（同８、８Ａ、８Ｂ）と、を備えるものである。

上記のように被写体の検出有無に応じて投光量を異ならせることで、測距対象としての被写体が非検出であれば投光量を少なくすることが可能とされ、不要な電力消費の防止が図られる。また、被写体を検出した場合に、検出領域と非検出領域とで投光モードを異ならせることで、非検出領域の投光量（単位時間当たりの投光量も含む）を検出領域よりも少なくすることが可能とされ、検出被写体の測距を行っている間の消費電力についても削減を図ることが可能とされる。
従って、光学的測距システムに関して、投光に係る電力消費の効率化を図ることができ、低消費電力化を図ることができる。

また、実施形態としての投光制御装置においては、制御部は、被写体の検出状態において、検出領域への投光頻度に対し非検出領域への投光頻度を下げる制御を行っている。

これにより、被写体非検出状態における消費電力と共に、検出被写体の測距を行っている間の消費電力についても削減を図ることが可能とされる。また、非検出領域について受光部の受光信号に基づく測距を行うことが可能とされるため、測距可能範囲内に新たに出現する被写体の検出を、被写体検出用の撮像部を別途に設けることなく行うことが可能とされる。
従って、投光に係る電力消費の効率化を図ることによる低消費電力化を、測距可能範囲内に新たに出現する被写体の検出を可能とするにあたってのシステム構成要素の削減及びシステムコストの削減を図りながら実現することができる。

さらに、実施形態としての投光制御装置においては、制御部は、被写体の検出状態において、非検出領域に対する投光パワーを検出領域に対する投光パワーよりも下げる制御を行っている。

これにより、被写体非検出状態における消費電力と共に、検出被写体の測距を行っている間の消費電力についても削減を図ることが可能とされる。また、非検出領域に低パワーで投光される光の反射光に基づいて測距を行うことが可能とされるため、測距可能範囲内に新たに出現する被写体の検出を、被写体検出用の撮像部を別途に設けることなく行うことが可能とされる。
従って、投光に係る電力消費の効率化を図ることによる低消費電力化を、測距可能範囲内に新たに出現する被写体の検出を可能とするにあたってのシステム構成要素の削減及びシステムコストの削減を図りながら実現することができる。

さらにまた、実施形態としての投光制御装置においては、制御部（８Ｂ）は、被写体の検出状態において、非検出領域に対する投光が行われないように投光部を制御している。

これにより、検出被写体の測距を行っている間の消費電力を最大限に削減することが可能とされる。
従って、消費電力の削減効果を高めることができる。

また、実施形態としての投光制御装置においては、制御部は、被写体の非検出状態において、被写体の検出状態における検出領域への投光量よりも少ない投光量で投光部が投光を行うように制御している。

これにより、被写体非検出状態においては、投光量を下げることによる消費電力の削減が図られると共に、投光された光の反射光に基づき得られる距離画像に基づいて被写体検出を行うことが可能とされる。すなわち、被写体非検出状態における被写体の検出を可能とするにあたって被写体検出用の別途の撮像部を設ける必要がない。
従って、被写体非検出状態における被写体の検出を可能とするにあたってのシステム構成要素の削減及びシステムコストの削減を図りながら、被写体非検出状態での投光量を下げることによる低消費電力化を図ることができる。

さらに、実施形態としての投光制御装置においては、制御部は、被写体の動きに応じて前記投光部による投光範囲を変化させている。

これにより、被写体が動く場合において、被写体の一部が非投光とされて測距を行うことが不能となってしまうことの防止を図ることが可能とされる。
従って、測距性能の向上を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての投光制御装置においては、制御部は、被写体検出部が検出した動的被写体の検出領域と非検出領域とで投光部の投光モードを異ならせている。

これにより、測距対象が動的被写体である場合に対応して、静的被写体への投光量を下げることが可能とされる。
従って、投光に係る電力消費のさらなる効率化が図られ、消費電力のさらなる削減を図ることができる。

また、実施形態としての投光制御装置（同１Ａ）においては、受光部（同３Ａ）は、測距用の受光モードである第一受光モードと赤外線画像取得用の受光モードである第二受光モードとを切り替え可能に構成され、制御部（同８Ａ）は、被写体の非検出状態において、受光部を第二受光モードで動作させている。

これにより、被写体非検出状態における被写体検出を行うにあたり投光が不要となる。また、投光がない状態での被写体検出を可能するにあたり、被写体検出用の撮像部を別途に設ける必要がない。
従って、被写体非検出状態における被写体の検出を可能とするにあたってのシステム構成要素の削減及びシステムコストの削減を図りながら、被写体非検出状態での投光を行わないことによる低消費電力化を図ることができる。

さらに、実施形態としての投光制御装置においては、測距可能範囲内における測距不要領域の設定を行う不要領域設定部（同７）を備え、制御部は、被写体検出部による被写体の検出有無に拘わらず、測距不要領域への投光が行われないように投光部を制御している。

これにより、測距不要とされた領域への投光が行われない。
従って、投光に係る電力消費のさらなる効率化が図られ、消費電力のさらなる削減を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての投光制御装置においては、不要領域設定部は、受光部の受光信号に基づいて測距不要領域を設定している。

受光信号を用いることで、投光した光が到達しないほど遠方に物体が存在している領域（つまり実質的に測距不能な領域）等、測距不要と推定される領域を検出することが可能とされ、測距不要領域を手動に依らず設定可能とされる。
従って、測距不要領域を使用者に指定させる必要がなくなり、使用者の負担軽減を図ることができる。

また、実施形態としての投光制御装置においては、受光部は、複数の投光部が測距可能範囲内のそれぞれ異なる領域に投光した光の反射光を受光可能に構成されている。

投光部を複数用いることで、個々の投光部の投光範囲を、広角の測距可能範囲全体の中で分担させることが可能とされる。
従って、同じ広さの測距可能範囲を対象とした測距に必要とされる投光パワーを、単一の投光部のみを用いる場合よりも下げることができ、低消費電力化を図ることができる。すなわち、消費電力が削減される分、投光範囲を広げることができ、測距可能範囲の広角化を図ることができる。

また、実施形態としての投光制御方法は、投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部が反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出手順と、被写体検出手順による被写体の検出有無に応じて投光部による投光量を異ならせると共に、被写体検出手順が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御手順と、を有する投光制御方法である。

このような実施形態としての投光制御方法によっても、上記した実施形態としての投光制御装置と同様の作用及び効果を得ることができる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

＜７．本技術＞

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部と、
前記受光部が前記反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出部と、
前記被写体検出部による被写体の検出有無に応じて前記投光部による投光量を異ならせると共に、前記被写体検出部が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御部と、を備える
投光制御装置。
（２）
前記制御部は、
被写体の検出状態において、前記非検出領域への投光頻度を前記検出領域への投光頻度よりも下げる制御を行う
前記（１）に記載の投光制御装置。
（３）
前記制御部は、
被写体の検出状態において、前記非検出領域に対する投光パワーを前記検出領域に対する投光パワーよりも下げる制御を行う
前記（１）又は（２）に記載の投光制御装置。
（４）
前記制御部は、
被写体の検出状態において、前記非検出領域に対する投光が行われないように前記投光部を制御する
前記（１）から（３）の何れかに記載の投光制御装置。
（５）
前記制御部は、
被写体の非検出状態において、被写体の検出状態における前記検出領域への投光量よりも少ない投光量で前記投光部が投光を行うように制御する
前記（１）から（３）の何れかに記載の投光制御装置。
（６）
前記制御部は、
被写体の動きに応じて前記投光部による投光範囲を変化させる
前記（１）から（５）の何れかに記載の投光制御装置。
（７）
前記制御部は、
前記被写体検出部が検出した動的被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる
前記（１）から（６）の何れかに記載の投光制御装置。
（８）
前記受光部は、
測距用の受光モードである第一受光モードと赤外線画像取得用の受光モードである第二受光モードとを切り替え可能に構成され、
前記制御部は、
被写体の非検出状態において、前記受光部を前記第二受光モードで動作させる
前記（１）から（４）及び（６）（７）の何れかに記載の投光制御装置。
（９）
前記測距可能範囲内における測距不要領域の設定を行う不要領域設定部を備え、
前記制御部は、
前記被写体検出部による被写体の検出有無に拘わらず、前記測距不要領域への投光が行われないように前記投光部を制御する
前記（１）から（８）の何れかに記載の投光制御装置。
（１０）
前記不要領域設定部は、
前記受光部の受光信号に基づいて前記測距不要領域を設定する
前記（９）に記載の投光制御装置。
（１１）
前記受光部は、
複数の前記投光部が前記測距可能範囲内のそれぞれ異なる領域に投光した光の反射光を受光可能に構成されている
前記（１）から（１０）の何れかに記載の投光制御装置。

１、１Ａ、１Ｂ 投光制御装置、２ 投光部、２１ 発光部、２２ 投光光学系、３、３Ａ 受光部、３１、３１Ａ ＴｏＦセンサ、３２ 受光光学系、４ 距離画像取得部、６、６Ａ、６Ｂ 被写体検出部、７ 不要領域設定部、８、８Ａ、８Ｂ 制御部、１０ 撮像部、１１ 撮像素子、１２ 撮像光学系、Ｓｂ 被写体、Ｆｖ 測距可能範囲、Ｄｐ 進行方向、Ａｎ 測距不要領域、Ａｈｎ 現重点投光範囲、Ａｐ１，Ａｐ２ 投光範囲、Ａｄ 重複範囲

Claims (12)

1. 投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部と、
   前記受光部が前記反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出部と、
   前記被写体検出部による被写体の検出有無に応じて前記投光部による投光量を異ならせると共に、前記被写体検出部が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御部と、を備える
   投光制御装置。
2. 前記制御部は、
   被写体の検出状態において、前記非検出領域への投光頻度を前記検出領域への投光頻度よりも下げる制御を行う
   請求項１に記載の投光制御装置。
3. 前記制御部は、
   被写体の検出状態において、前記非検出領域に対する投光パワーを前記検出領域に対する投光パワーよりも下げる制御を行う
   請求項１に記載の投光制御装置。
4. 前記制御部は、
   被写体の検出状態において、前記非検出領域に対する投光が行われないように前記投光部を制御する
   請求項１に記載の投光制御装置。
5. 前記制御部は、
   被写体の非検出状態において、被写体の検出状態における前記検出領域への投光量よりも少ない投光量で前記投光部が投光を行うように制御する
   請求項１に記載の投光制御装置。
6. 前記制御部は、
   被写体の動きに応じて前記投光部による投光範囲を変化させる
   請求項１に記載の投光制御装置。
7. 前記制御部は、
   前記被写体検出部が検出した動的被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる
   請求項１に記載の投光制御装置。
8. 前記受光部は、
   測距用の受光モードである第一受光モードと赤外線画像取得用の受光モードである第二受光モードとを切り替え可能に構成され、
   前記制御部は、
   被写体の非検出状態において、前記受光部を前記第二受光モードで動作させる
   請求項１に記載の投光制御装置。
9. 前記測距可能範囲内における測距不要領域の設定を行う不要領域設定部を備え、
   前記制御部は、
   前記被写体検出部による被写体の検出有無に拘わらず、前記測距不要領域への投光が行われないように前記投光部を制御する
   請求項１に記載の投光制御装置。
10. 前記不要領域設定部は、
    前記受光部の受光信号に基づいて前記測距不要領域を設定する
    請求項９に記載の投光制御装置。
11. 前記受光部は、
    複数の前記投光部が前記測距可能範囲内のそれぞれ異なる領域に投光した光の反射光を受光可能に構成されている
    請求項１に記載の投光制御装置
12. 投光部が投光した光の反射光を受光する受光素子が複数設けられた受光部が前記反射光を受光可能な範囲である測距可能範囲内を対象とした被写体検出を行う被写体検出手順と、
    前記被写体検出手順による被写体の検出有無に応じて前記投光部による投光量を異ならせると共に、前記被写体検出手順が被写体を検出した場合において、被写体の検出領域と非検出領域とで前記投光部の投光モードを異ならせる制御を行う制御手順と、を有する
    投光制御方法。

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