[发明专利]测距装置以及外部光照度测定方法

说明书

本发明提供一种测距装置以及外部光照度测定方法。测距装置具备：能够发出向物体照射的测定光的发光部；经由使与测定光相同波段的光透过的光学滤光器从物体接受光的受光部；基于在相对于测定光的发光定时延迟了预定相位的多个定时分别蓄积的各电荷量来计算到物体的距离的距离计算部；基于受光部取得的电荷量和物体的反射率，计算在光学滤波器的分光灵敏度下照射物体的外部光照度的外部光照度计算部。

技术领域

本发明涉及测距装置，特别是涉及具备外部光照度测定功能的测距装置以及外部光照度测定方法。

背景技术

作为测定到物体的距离的测距装置，公知基于光的飞行时间来输出距离的TOF(time of flight)摄像机。TOF摄像机大多采用将以预定周期进行强度调制后的测定光照射到对象空间，根据测定光与来自对象空间的反射光之间的相位差来计算到对象空间的距离的相位差方式。该相位差根据反射光的受光量求出。

外部光(也称为环境光。)对该TOF摄像机的测距精度或不能测距的发生程度产生影响。图10A-图10B示出外部光对测距精度的影响。通常，受光元件在基于光电效应的光子数检测时产生所谓的散粒噪声，散粒噪声的偏差幅度能够通过泊松分布的方差σ来记述。如图10A所示，在外部光的反射光A_b强的情况下，散粒噪声的偏差幅度σ变大(σ_b)，另一方面，在外部光的反射光A_s弱的情况下，散粒噪声的偏差幅度σ变小(σ_s)。即使单纯地从电荷量中减去外部光的反射光，也会残留散粒噪声的偏差幅度σ_b、σ_s，因此，外部光的反射光越强，偏差幅度也越大(σ_b)，测距精度的恶化越容易变大。

另外，在图11A-图11B中示出外部光对不能测距(所谓的饱和)的影响。TOF摄像机的受光部不仅接受测定光的反射光，还接受也混合存在外部光的反射光的光。因此，在外部光的反射光较强的情况下，受光部饱和而容易产生饱和。在检测到饱和的情况下，读出的电荷量不正确，因此测距值的计算变得困难，作为不能测距来处理。

这样，由于外部光对TOF摄像机的测距精度或不能测距的发生程度产生影响，因此在重视它们来使用TOF摄像机的情况下，除了测距范围、测定物体的反射率等TOF摄像机的使用条件以外，还需要在使用条件中规定外部光的上限。作为与该TOF摄像机或外部光照度相关的现有技术，公知有以下文献。

在日本特开2018-77071号公报中记载了如下的测距装置：若存在太阳光等强的环境光，则测距精度降低，因此取得环境光的强度，基于环境光的强度和电荷蓄积部的蓄积容量来设定光源的驱动条件。

在日本特开平9-89659号公报中记载了将具有预定的反射面的反射体设置于测定点，测定来自反射面的预定方向的反射光的亮度，并基于亮度的测定值和反射率来计算测定点的照度。

在日本特开2001-4339号公报中记载了如下的图像识别检查系统：仅提取拍摄了测定对象的反射面的同一部位的图像数据，根据图像数据中的亮度求出照明装置的照度分布，从而排除反射面的反射率的偏差带来的不良影响，准确地测定照明装置的照明不均。

在日本特开2008-5017号公报中记载了基于由用于车室内的观测的摄像机拍摄到的拍摄图像的亮度来测定照度(特别是乘员部分的照度)的车室内观测装置。

在国际公开第2009/066364号中记载了一种摄像装置，其拍摄作为监视对象的物体的图像，执行对拍摄到的物体的识别处理，基于亮度和位置计算物体实际存在的空间中的位置和照度，并根据计算出的位置以及照度来决定曝光量，由此即使在监视范围的照度不均匀的情况下，对象的亮度也成为适于识别的值。