距离测量系统的制作方法

本公开涉及一种距离测量系统，以及更具体地，涉及一种用于车辆的距离测量系统，通过该系统可以实现进一步的优化。

<相关申请的交叉引用>

本申请要求于2017年5月31日提交的日本优先权专利申请jp2017-108541和于2017年6月29日提交的日本优先权专利申请jp2017-127729的权益，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术：

传统上，使用飞行时间(tof)系统来测量在通过使用成像元件拍摄的成像范围内距成像元件(例如，互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器)的距离(深度)。在tof系统中，调制光从光源辐射到作为测量目标的目标物体。然后，可以基于成像元件接收反射光(即在目标物体上反射的调制光)所花费的时间来测量在成像元件和目标物体之间的距离。

例如，专利文献1公开了以下乘员监控装置。在该乘员监控装置中，用调制光照射期望的上车位置。使用其像素值仅是对应于包括该照射区域的成像区域中的调制光的反射光分量的图像来监视乘员。

引用列表

专利文献

ptl1：日本专利申请公开号2010-111367

技术实现要素：

技术问题

顺便提及，如果使用tof系统的距离测量设备测量长距离或宽视野，则传统上需要增加调制光的发光强度。因此，必须增加提供给光源的电力。与此同时，发热和峰值功率增加。此外，如果设计用于短距离(例如，几十厘米)的距离测量设备的配置在没有改变地情况下用于长距离测量，则随着远离成像元件，测量误差增加。因此，距离测量设备难以表现出优异的性能，并且与传统设备相比，期望在发热、峰值功率、测量误差等方面实现优化。此外，期望提供一种用于车辆的距离测量系统。

鉴于上述情况做出了本公开，以能够实现进一步的优化。

问题的解决方案

根据本公开的一个方面，提供了一种根据独立权利要求1所述的用于车辆的距离测量系统。在从属权利要求、附图和以下描述中阐述了本发明的其他方面。

在一些实施方式中，该系统包括：多个光源，包括第一光源和第二光源，其中第一光源被配置为照射车辆内的第一照射范围，并且第二光源被配置为照射车辆内不同于第一照射范围的第二照射范围；以及至少一个飞行时间传感器，被设置为感测从第一照射范围和第二照射范围内的物体反射的光。

尽管一些实施方式涉及用于车辆的距离测量系统，但是本公开不限于此，并且一些实施方式同样涉及距离测量系统。

在一些实施方式中，如本文所公开的，距离测量系统可以包括至少一个距离测量设备。

(第一/第二)光源可以包括发光二极管，或者可以使用其他光源，例如，激光二极管。

至少一个飞行时间传感器可以包括对从光源辐射的光的波长区域敏感的成像元件。飞行时间传感器可以包括在传感器表面上以阵列形式设置的多个像素。飞行时间传感器可以输出原始信号，该原始信号包括由每个像素接收的光量作为像素值。

在一些实施方式中，至少一个飞行时间传感器可以包括第一飞行时间传感器和第二飞行时间传感器，第一飞行时间传感器被设置为感测从第一照射范围内的物体反射的光，第二飞行时间传感器被设置为感测从第二照射范围内的物体反射的光。

因此，在一些实施方式中，至少一个飞行时间传感器可以包括两个或多个飞行时间传感器。

在一些实施方式中，第一飞行时间传感器被设置为接收来自空间上与第一照射范围重叠的第一成像范围的光，并且第二飞行时间传感器被设置为接收来自空间上与第二照射范围重叠的第二成像范围的光。

因此，第一飞行时间传感器的第一成像范围被设置为在空间上与第一照射范围重叠，并且第二飞行时间传感器的第二成像范围被设置为在空间上与第二照射范围重叠。

在一些实施方式中，第一飞行时间传感器和第二飞行时间传感器中的每一个可以包括传感器表面，其中在第一飞行时间传感器和第二飞行时间传感器的相应传感器表面上形成图像的第一成像范围和第二成像范围中的每一个的视角可以(基本上)彼此相等。

因此，第一飞行时间传感器可以具有产生第一成像范围的第一视角，并且第二飞行时间传感器可以具有产生第二成像范围的第二视角，其中第一视角和第二视角可以(基本上)彼此相等。

在一些实施方式中，第一成像范围和第二成像范围中的每一个的视角可以是(基本上)相同的。

因此，第一视角可以与第二视角相同。

在一些实施方式中，第一成像范围和第二成像范围中的每一个的视角可以是(大约)50°。

因此，第一视角和第二视角可以具有大约50°的值。

在一些实施方式中，至少一个飞行时间传感器和多个光源可以被配置为布置在车辆的挡风玻璃上。

因此，在一些实施方式中，至少一个飞行时间传感器和多个光源可以在结构上配置为使得它们可以安装到车辆的挡风玻璃等上。

在一些实施方式中，用于车辆的距离测量系统可以还包括信号处理器，信号处理器被配置为：处理由至少一个飞行时间传感器检测的信号，以确定到第一照射范围和/或第二照射范围中的至少一个物体的第一距离；并且至少部分地基于第一距离和/或第二距离输出(至少一个)控制信号。

在一些实施方式中，第一光源和第二光源中的每一个可以包括发光二极管(至少一个发光二极管)。

在一些实施方式中，至少一个飞行时间传感器可以包括单个飞行时间传感器，单个飞行时间传感器被设置为感测从第一照射范围和第二照射范围中的物体反射的光。在这样的实施方式中，第一光源可以被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，其中第二光源可以被配置为在距第二光源第二距离的第二照射范围内照射光，并且其中第二距离可以大于第一距离。此外，第一照射范围和第二照射范围的照射角度可以不同。此外，第一光源和第二光源可以被配置为设置在车辆的挡风玻璃上。

在一些实施方式中，第一光源可以被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，第二光源可以被配置为在距第二光源第二距离的第二照射范围内照射光，并且第二距离可以(基本上)等于第一距离。在这样的实施方式中，如上所述，至少一个飞行时间传感器可以包括单个飞行时间传感器，单个飞行时间传感器被设置为感测从第一照射范围和第二照射范围内的物体反射的光。此外，第一照射范围的照射角度可以(基本上)等于第二照射范围的照射角度。

在一些实施方式中，第一照射范围和第二照射范围可以不重叠。在这样的实施方式中，第一光源可以被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，第二光源可以在距第一光源第二距离的第二照射范围内照射光，并且第二距离可以大于第一距离。此外，第一照射范围和第二照射范围的照射角度可以彼此相等(即，它们可以基本相似)。

在一些实施方式中，用于车辆的距离测量系统还可以包括第三光源和第四光源，其中第三光源可以被配置为照射车辆内的第三照射范围，并且第四光源可以被配置为照射车辆内的第四照射范围，并且其中第一照射范围、第二照射范围、第三照射范围和第四照射范围中的每一个可以不同。因此，第一照射范围、第二照射范围、第三照射范围和第四照射范围可以彼此不重叠和/或可以仅具有非常小的重叠。在这样的实施方式中，至少一个飞行时间传感器可以包括单个传感器，单个传感器被设置为感测从第一照射范围、第二照射范围、第三照射范围和第四照射范围中的物体反射的光。此外，第一光源可以被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，第二光源可以被配置为在距第二光源第二距离的第二照射范围内照射光，第一距离和第二距离可以彼此相等(即，它们可以基本相似)，第三光源可以被配置为在距第三光源第三距离的第三照射范围内照射光，第四光源可以被配置为在距第一光源第四距离的第四照射范围内照射光，其中第三距离和第二距离可以彼此相等(即，它们可以基本相似)，并且第二距离可以大于第一距离。此外，用于车辆的距离测量系统可以还包括：第一布线，被配置为将第一光源耦接到单个传感器；以及第二布线，被配置为将第二光源耦接到单个传感器。另外，用于车辆的距离测量系统还可以包括：第三布线，被配置为将第三光源耦接到单个传感器；以及第四布线，被配置为将第四光源耦接到单个传感器。或者，用于车辆的距离测量系统还可以包括第三布线，被配置为将第三光源耦接到第四光源。

一些实施方式涉及一种距离测量设备，距离测量设备可以用于本文公开(特别是上面公开)的距离测量系统的实施方式中，距离测量设备包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离将被测量的目标；传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；信号处理器，被配置为通过使用从传感器输出的信号来执行信号处理，以至少确定到目标物体的距离；误差计算器，被配置为计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差；以及电源，被配置为基于距离测量误差执行反馈控制，将电池的输出电压转换成预定电压，并且提供预定电压。

在一些实施方式中，信号处理器被配置为向后级块输出应用处理信号，并将应用处理信号提供给误差计算器，通过使用到目标物体的距离执行应用而获得应用处理信号，并且误差计算器被配置为基于应用处理信号来计算距离测量误差。

在一些实施方式中，信号处理器被配置为向误差计算器提供深度信号，深度信号指示针对传感器的每个像素确定的到目标物体的距离，并且误差计算器被配置为基于深度信号计算距离测量误差。

在一些实施方式中，传感器被配置为向信号处理器提供原始信号，并且还向误差计算器提供原始信号，原始信号包括由每个像素接收的光量作为像素值，并且误差计算器被配置为基于原始信号计算距离测量误差。

在一些实施方式中，电源是被配置为向光源供电的用于光源的电源、被配置为向传感器供电的用于传感器的电源、以及被配置为向信号处理器供电的用于信号处理的电源中的任一个。

一些实施方式涉及一种用于本文公开的距离测量设备的距离测量方法，距离测量设备包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；以及信号处理器，被配置为通过使用从传感器输出的信号来执行信号处理，以至少确定到目标物体的距离，距离测量方法包括：计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差；并且基于距离测量误差执行反馈控制，将电池的输出电压转换成预定电压，并提供预定电压。

一些实施方式涉及一种用于本文公开的距离测量设备的程序，距离测量设备包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；以及信号处理器，被配置为通过使用从传感器输出的信号来执行信号处理，以至少确定到目标物体的距离，程序使计算机执行包括以下步骤的处理：计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差；并且基于距离测量误差执行反馈控制，将电池的输出电压转换成预定电压，并提供预定电压。

一些实施方式涉及一种距离测量设备，距离测量设备可以用于本文公开的距离测量系统中，并包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；以及控制单元，被配置为控制光源的峰值电压。

在一些实施方式中，距离测量设备被配置为降低传感器的帧率，同时降低光源的峰值电压。

在一些实施方式中，控制单元被配置为执行控制以增加供应到传感器的电力的电压，同时降低光源的峰值电压。

在一些实施方式中，控制单元被配置为执行控制以在传感器处执行像素合并(pixelbinning)，同时降低光源的峰值电压。

在一些实施方式中，光源包括多个光源，并且控制单元被配置为降低多个光源的峰值电压。

在一些实施方式中，距离测量设备被配置为以在从多个光源辐射的照射光束彼此重叠的部分处增加光量的方式形成照射图案。

一些实施方式涉及用于本文公开的距离测量设备的距离测量方法，距离测量设备包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；以及传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光，距离测量方法包括控制光源的峰值电压。

一些实施方式涉及一种用于本文公开的距离测量设备的程序，距离测量设备包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；以及传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光，程序使计算机执行包括控制光源的峰值电压的步骤的处理。

一些实施方式涉及一种距离测量设备，距离测量设备可以用于本文公开的距离测量系统中，距离测量设备包括：多个光源，每个光源被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；以及一个或多个传感器，每个传感器被配置为接收反射光，反射光是从多个光源中的每一个辐射并在目标物体上反射的光，多个光源和一个或多个传感器设置在用于感测预定感测范围的空间内，该空间是封闭的。

在一些实施方式中，多个光源和传感器以多个光源中的每一个和传感器中的每一个配对并设置在彼此附近的方式设置，并且空间内部的预定感测范围由成对的光源和传感器划分。

在一些实施方式中，多个光源和一个传感器以多个光源设置在一个传感器附近并且划分空间内部的光的照射范围的方式设置，并且一个传感器接收来自划分的照射范围的反射光。

在一些实施方式中，多个光源和一个传感器以多个光源中的每一个都设置在作为其测量目标的目标物体附近并且划分空间内部的光的照射范围的方式设置，并且一个传感器接收来自划分的照射范围的反射光。

在一些实施方式中，多个光源中的至少一个被设置为比一个传感器更靠近目标物体。

在一些实施方式中，多个光源均相对于一个传感器设置在作为其测量目标的目标物体的附近，并且均被配置为将光辐射到对应的目标物体。

在一些实施方式中，距离测量设备还包括信号处理器，信号处理器被配置为通过使用从一个传感器输出的信号来执行信号处理，以确定到作为目标物体的人的距离，其中，信号处理器被配置为通过利用基于距离的深度图像来检测由人做出的特定手势，并输出与手势相关联的指令信号。

在一些实施方式中，距离测量设备被配置为以时分方式依次向多个光源供应电力，其中一个传感器被配置为依次检测来自多个光源的照射范围的反射光束，距离测量设备还被配置为，如果信号处理器检测到人在任何一个照射范围内做出的手势的运动开始，则向多个光源中将光照射到一个照射范围的光源优先供应电力。

在一些实施方式中，一个传感器设置在后视镜附近，后视镜大致设置在车辆内部的前部的中心，并且多个光源均设置为将光辐射到安装在车辆中的位于光源附近的多个座椅中的每个座椅。

在一些实施方式中，一个传感器以及与一个传感器分开设置的多个光源中的每一个通过布线彼此连接，并且根据通过布线提供的公共同步信号进行同步。

在一些实施方式中，一个传感器以及为安装在车辆内部的前部的座椅设置的多个光源中的每一个光源通过布线彼此连接，并且为安装在车辆内部的前部以外的位置的座椅设置的多个光源不连接到一个传感器，而是通过布线彼此连接。

发明的有利效果

进一步根据本公开，可以实现进一步的优化。

应当注意，本文描述的效果不一定是限制性的，并且可以给出本公开中描述的任何效果。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明的实施方式，在所有附图中，相同的部分由相同的标记表示，并且其中：

图1是示出应用本技术的距离测量设备的第一实施方式的配置实例的框图；

图2是示出发光功率和距离测量误差之间的关系的示图；

图3是描述反馈控制的处理的流程图；

图4是示出距离测量设备的第二实施方式的配置实例的框图；

图5是示出距离测量设备的第三实施方式的配置实例的框图；

图6是描述测量距离的原理的示图；

图7是描述第一峰值功率降低方法的示图；

图8是描述第二峰值功率降低方法的示图；

图9是示出距离测量设备的第四实施方式的配置实例的框图；

图10是描述由fpga执行的处理的流程图；

图11是示出图9的距离测量设备的变型例的框图；

图12是描述第三峰值功率降低方法的示图；

图13是示出距离测量设备的第五实施方式的配置实例的框图；

图14是示出图13的距离测量设备的变型例的框图；

图15是描述第四峰值功率降低方法的示图；

图16是示出距离测量设备的第六实施方式的配置实例的框图；

图17是示出图16的距离测量设备的变型例的框图；

图18是描述照射图案的示图；

图19是示出发光二极管和tof传感器的第一布置实例的示图；

图20是示出发光二极管和tof传感器的第二布置实例的示图；

图21是示出发光二极管和tof传感器的第三布置实例的示图；

图22是示出到目标物体的距离和距离测量误差之间的关系的示图；

图23是示出发光二极管和tof传感器的第四布置实例的示图；

图24是示出第四布置实例的变型例的示图；

图25是示出应用本技术的计算机的实施方式的配置实例的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述应用本技术的具体实施方式。

<距离测量设备的第一配置实例>

图1是示出应用本技术的距离测量设备的第一实施方式的配置实例的框图。

在图1中，距离测量设备11包括距离测量处理单元12和电源单元13。距离测量处理单元12由从电源单元13供应的电力驱动。例如，距离测量设备11安装在车辆中，如稍后将参考图19至图24描述的。距离测量设备11执行以车辆的乘员为目标的距离测量，并基于测量的距离获取深度图像。然后，距离测量设备11向后级块输出应用处理信号。在此，作为由应用程序使用深度图像进行处理的结果，获得应用处理信号。在后级块，根据应用处理信号执行处理。例如，如果执行通过使用深度图像识别乘员手势的应用程序，则输出与乘员手势相关联的指令信号作为应用处理信号，并且根据基于乘员手势的指令来控制车辆内的各种操作。

距离测量处理单元12包括光调制器21、发光二极管22、光发射器透镜23、光接收器透镜24、tof传感器25、图像存储单元26和信号处理器27。

光调制器21向发光二极管22提供调制信号。调制信号例如用于使用大约10mhz的高频波调制从发光二极管22输出的光。此外，光调制器21向tof传感器25和信号处理器27提供时间信号。时间信号指示调制发光二极管22的光的时间。

根据从光调制器21提供的调制信号，发光二极管22发射光，同时高速调制不可见区域的光，例如，红外光。发光二极管22将该光辐射到目标物体。目标物体是将由距离测量设备11测量其距离的目标。注意，尽管在该实施方式中向目标物体辐射光的光源被描述为发光二极管22，但是也可以使用其他光源，例如，激光二极管。

光发射器透镜23包括窄角透镜，该窄角透镜调节光的分布使得从发光二极管22辐射的光具有期望的照射角度(例如，50°或100°，如稍后将描述的图20所示)。

光接收器透镜24包括广角透镜，该广角透镜使被距离测量设备11拍摄以执行距离测量的成像范围落入视野内。然后，光接收器透镜24在tof传感器25的传感器表面上形成以成像范围的视角(例如，如图19所示的50°或稍后描述的图21所示的100°)会聚的光的图像。

tof传感器25包括对从发光二极管22辐射的光的波长区域敏感的成像元件。tof传感器25在传感器表面上以阵列形式设置的多个像素处接收其图像由光接收器透镜24形成的光。如图所示，tof传感器25设置在发光二极管22附近。tof传感器25接收来自成像范围的光，该成像范围包括发光二极管22辐射光的照射范围。然后，tof传感器25输出原始信号。原始信号包括每个像素接收的光量，作为像素值。

图像存储单元26存储由从tof传感器25输出的原始信号构成的图像。例如，当在成像范围内进行变化时，图像存储单元26能够存储最新图像，并且将目标物体不在成像范围内的状态下的图像存储为背景图像。

信号处理器27对从tof传感器25提供的原始信号进行各种类型的信号处理，并输出应用处理信号，如上所述。此外，如图所示，信号处理器27包括消除影响的图像生成器(unaffected-imagegenerator)31、算术处理器32、输出单元33和用于车辆控制的计算机34。

根据从光调制器21提供的时间信号，消除影响的图像生成器31消除来自从tof传感器25提供的原始信号的环境光的影响。由此，消除影响的图像生成器31生成仅包括对应于从发光二极管22辐射的光(调制光)的反射光分量作为像素值的图像(以下称为消除影响的图像)。消除影响的图像生成器31将生成的图像提供给算术处理器32。此外，消除影响的图像生成器31读出存储在图像存储单元26中的背景图像。消除影响的图像生成器31确定背景图像与由从tof传感器25提供的原始信号构建的图像的差异。以这种方式，消除影响的图像生成器31能够生成仅成像范围内的目标物体的消除影响的图像。

每当消除影响的图像生成器31提供消除影响的图像时，算术处理器32执行算术运算以针对消除影响的图像的每个像素确定到目标物体的距离。算术处理器32向输出单元33提供深度信号，该深度信号指示在该算术运算中确定的距离。此外，以根据需要的方式，算术处理器32可以读出存储在图像存储单元26中的最新图像，并通过使用该图像来确定到目标物体的距离。

基于从算术处理器32提供的深度信号，输出单元33生成深度图像，其中根据像素的排列来设置到成像物体的距离。输出单元33将深度图像输出到用于车辆控制的计算机34。

用于车辆控制的计算机34包括电子控制单元(ecu)。例如，ecu电子控制安装有距离测量设备11的车辆的各个部分。用于车辆控制的计算机34使用从输出单元33输出的深度图像执行各种应用。例如，用于车辆控制的计算机34能够执行基于乘员的手部运动来检测手势的应用，并且输出与检测到的手势相关联的指令信号作为应用处理信号。此外，用于车辆控制的计算机34能够执行基于例如乘员的头部运动来检测睡觉的应用，并且输出指示乘员是否正在睡觉的信号作为应用处理信号。

此外，从用于车辆控制的计算机34输出的应用处理信号提供给基于该应用处理信号执行处理的后级块，并且也提供给电源单元13。

注意，距离测量设备11可以安装在除车辆之外的各种设备中，并且可以包括应用执行单元，该应用执行单元执行对应于每个设备(而不是用于车辆控制的计算机34)的应用。

电源单元13包括主电池41、用于光源的电源42、用于tof传感器的电源43、用于信号处理的电源44和误差计算器45。

主电池41积累主要用于驱动距离测量处理单元12的电力。主电池41向用于光源的电源42、用于tof传感器的电源43和用于信号处理的电源44供电。在图1所示的实例中，主电池41的输出电压被设置为12v。

用于光源的电源42是将主电池41的输出电压转换成发光二极管22的额定电压的直流/直流(dc/dc)转换器。用于光源的电源42提供使发光二极管22发射光所需的电力(在下文中，如果需要，称为发光功率)。在图1所示的实例中，用于光源的电源42将电压从12v转换成3.3v，并将发光功率提供给发光二极管22。此外，如稍后将描述的，用于光源的电源42能够根据从误差计算器45输出的误差信号执行反馈控制。

用于tof传感器的电源43是将主电池41的输出电压转换成tof传感器25的额定电压的dc/dc转换器。用于tof传感器的电源43提供驱动tof传感器25所需的电力。在图1所示的实例中，tof传感器的电源43将电压从12v转换成1.8v，并且向tof传感器25提供电力。

用于信号处理的电源44是将主电池41的输出电压转换成信号处理器27的额定电压的dc/dc转换器。用于信号处理的电源44提供驱动信号处理器27所需的电力。在图1所示的实例中，用于信号处理的电源44将电压从12v转换成1.2v，并且向信号处理器27提供电力。

基于从用于车辆控制的计算机34提供的应用处理信号，误差计算器45计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差。误差计算器45向用于光源的电源42提供指示距离测量误差的误差信号。在此处，距离测量误差是指测量结果随时间的波动(变化)、单个测量值中引起的误差(与实际距离的差异)等。

因此，在距离测量设备11中，用于光源的电源42能够执行反馈控制以调节发光二极管22的发光功率，使得基于应用处理信号的距离测量误差保持在后级处理中允许的预定容差水平。

将参考图2描述发光功率和距离测量误差之间的关系。

在图2中，垂直轴表示由误差计算器45计算的距离测量误差，并且水平轴表示提供给发光二极管22的发光功率。如图2所示的曲线所示，存在距离测量误差随着发光功率的增加而减小的关系。

此外，图2以根据距离测量设备11的个体差异的方式示出了具有典型距离测量误差的曲线(典型)、具有最佳距离测量误差的曲线(最佳)和具有最差距离测量误差的曲线(最差)。如图所示，为了将距离测量误差保持在容差水平，具有最佳距离测量误差的距离测量设备11的发光功率pb最低。此外，具有典型距离测量误差的距离测量设备11的发光功率pt是第二低的。具有最差距离测量误差的距离测量设备11的发光功率pw最高。

例如，距离测量设备11的距离测量误差取决于个体。因此，通常，为了即使在距离测量误差最大的距离测量设备11中也能够将距离测量误差保持在容差水平，将发光功率pw提供给发光二极管22。即，不管距离测量设备11如何，等于或低于容差水平的距离测量误差可以通过向发光二极管22提供发光功率pw来实现。

然而，在具有典型距离测量误差的距离测量设备11或具有最佳距离测量误差的距离测量设备11中，向发光二极管22提供发光功率pw导致不必要的功耗。鉴于此，执行反馈控制使得以取决于距离测量设备11的距离测量误差的方式，向发光二极管22提供适当量的发光功率。以这种方式可以降低功耗。

因此，如上所述，距离测量设备11的用于光源的电源42调节提供给发光二极管22的电压，以降低发光二极管22的发光功率，使得基于应用处理信号的距离测量误差保持在容差水平。由此，能够以取决于距离测量设备11的个体差异的方式实现提供给发光二极管22的电力的优化，并且与传统情况相比，能够降低功耗。

结果，例如，距离测量设备11能够减少发热并降低冷却机构的尺寸。因此，距离测量设备11能够实现整个设备的小型化。此外，减少了主电池41中累积的电力消耗。因此，距离测量设备11能够延长主电池41的驱动时间。

注意，如上所述，距离测量设备11不限于用于车辆控制的计算机34向误差计算器45提供应用处理信号并基于应用处理信号执行反馈的配置。

例如，距离测量设备11可以以如图1的虚线箭头所示，从tof传感器25输出的原始信号提供给误差计算器45的方式配置。在这样配置的距离测量设备11中，误差计算器45基于原始信号计算距离测量误差。然后，误差计算器45将指示计算出的距离测量误差的误差信号提供给用于光源的电源42。以这种方式，执行如上所述的反馈控制。即，用于光源的电源42能够调节提供给发光二极管22的发光功率的电压，使得基于原始信号的距离测量误差保持在容差水平。

类似地，距离测量设备11可以以如图1的长虚双短虚线的箭头所示，将从算术处理器32输出的深度信号提供给误差计算器45的方式配置。在这样配置的距离测量设备11中，误差计算器45基于深度信号计算距离测量误差。然后，误差计算器45将指示计算出的距离测量误差的误差信号提供给用于光源的电源42。以这种方式执行如上所述的反馈控制。即，用于光源的电源42能够调节提供给发光二极管22的发光功率的电压，使得基于深度信号的距离测量误差保持在容差水平。

接下来，图3是描述在距离测量设备11中执行的反馈控制的处理的流程图。

例如，激活距离测量设备11。距离测量处理单元12输出应用处理信号。然后，处理开始。在步骤s11中，误差计算器45获取从距离测量处理单元12输出的应用处理信号。

在步骤s12中，基于在步骤s11中获取的应用处理信号，误差计算器45计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差，并将距离测量误差提供给用于光源的电源42。

在步骤s13中，用于光源的电源42执行反馈控制以调节提供给发光二极管22的发光功率的电压以降低发光二极管22的发光功率，使得在步骤s12中提供的距离测量误差保持在容差水平。

此后，处理返回到步骤s11。然后，重复执行类似的处理。

如上所述，距离测量设备11执行反馈控制以调节提供给发光二极管22的发光功率的电压。以这种方式可以降低功耗。

<距离测量设备的第二配置实例>

图4是示出应用本技术的距离测量设备的第二实施方式的配置实例的框图。注意，在图4所示的距离测量设备11a中，与图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示并且将省略其详细描述。

如图4所示，距离测量设备11a包括距离测量处理单元12和电源单元13a。然后，距离测量设备11a的配置与图1的距离测量设备11的配置的不同之处在于，误差计算器45被配置为将误差信号输出到电源单元13a中的用于tof传感器的电源43。

即，在距离测量设备11a中，用于tof传感器的电源43被配置为根据从误差计算器45输出的误差信号执行反馈控制。例如，用于tof传感器的电源43能够调节提供给tof传感器25的电力的电压，使得距离测量误差保持在容差水平。

由此，与图1的距离测量设备11一样，距离测量设备11a能够降低功耗并整体上实现优化。

注意，在距离测量设备11a中，如图4的虚线箭头所示，可以采用将从tof传感器25输出的原始信号提供给误差计算器45的配置，并且可以根据基于原始信号的误差信号执行反馈控制。类似地，在距离测量设备11a中，如图4的长虚双短虚线的箭头所示，可以采用将从算术处理器32输出的深度信号提供给误差计算器45的配置，并且可以根据基于深度信号的误差信号执行反馈控制。

<距离测量设备的第三配置实例>

图5是示出应用本技术的距离测量设备的第三实施方式的配置实例的框图。注意，在图5所示的距离测量设备11b中，与图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图5所示，距离测量设备11b包括距离测量处理单元12和电源单元13b。然后，距离测量设备11b的配置与图1的距离测量设备11的配置的不同之处在于，在电源单元13b中，误差计算器45被配置为将误差信号输出到用于信号处理的电源44。

即，在距离测量设备11b中，用于信号处理的电源44被配置为根据从误差计算器45输出的误差信号执行反馈控制。例如，用于信号处理的电源44能够调节提供给信号处理器27的电力的电压，使得距离测量误差保持在容差水平。

由此，与图1的距离测量设备11一样，距离测量设备11b能够降低功耗并整体上实现优化。

注意，在距离测量设备11b中，如图5的虚线箭头所示，可以采用将从tof传感器25输出的原始信号提供给误差计算器45的配置，并且可以根据基于原始信号的误差信号执行反馈控制。类似地，在距离测量设备11b中，如图5的长虚双短虚线的箭头所示，可以将从算术处理器32输出的深度信号提供给误差计算器45的配置，并且可以根据基于深度信号的误差信号执行反馈控制。

如上所述，例如，距离测量设备11至距离测量设备11b能够因为可以降低消耗的平均电力而减少发热，并且能够实现整个设备的小型化。

<峰值功率的降低>

将参考图6至图19描述距离测量设备11中峰值功率的降低。

首先，将参考图6描述距离测量设备11中测量距离的原理。

例如，照射光从发光二极管22辐射到目标物体。由tof传感器25接收作为在目标物体上反射的照射光的反射光，同时以取决于到目标物体的距离的方式从辐射照射光的时间延迟时间φ。此时，在tof传感器25处，由光接收部分a和光接收部分b接收反射光，并且由光接收部分a和光接收部分b中的每一个累积电荷。当发光二极管22辐射照射光时，光接收部分a在一段时间间隔内接收光。在光接收部分a的光接收结束之后，光接收部分b在相同的时间间隔内接收光。

因此，可以基于光接收部分a累积的电荷和光接收部分b累积的电荷的比率来确定接收到反射光之前的时间φ。可以基于光速来计算到目标物体的距离。

可以看出，在距离测量设备11处，当发光二极管22辐射照射光时，发光二极管22消耗的电力达到峰值。然后，当为了降低距离测量设备11的功耗而降低峰值功率时，在tof传感器25处接收的反射光减弱。因此，tof传感器25的传感器灵敏度降低。因此，需要在避免降低tof传感器25的传感器灵敏度的同时降低峰值功率。

<第一峰值功率降低方法>

将参考图7描述第一峰值功率降低方法。

图7示出了电力led、电力gda和电力gdb。发光二极管22消耗电力led以辐射照射光。电力gda被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分a。电力gdb被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分b。

例如，在第一峰值功率降低方法中，在降低电力led的峰值功率的同时延长了生成深度图像的一个帧所需的时间。结果，帧速率降低。由此，在每一帧的时间中累积在tof传感器25的光接收部分a和光接收部分b中的电荷变得类似于传统电荷。因此，可以避免tof传感器25的传感器灵敏度的降低。

以这种方式，距离测量设备11能够在不降低tof传感器25的传感器灵敏度的情况下降低峰值功率，并且能够实现例如整个设备的小型化。

<距离测量设备的第四配置实例>

首先，将参考图8描述第二峰值功率降低方法。

图8示出了电力led、电力gda和电力gdb。电力led被发光二极管22消耗以辐射照射光。电力gda被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分a。电力gdb被消耗用于驱动tof传感器25的光接收部分b。

例如，在第二峰值功率降低方法中，提供给tof传感器25的电源电压增加同时降低电力led的峰值功率。通过以这种方式增加tof传感器25的电源电压，可以增加对应于tof传感器25的光接收部分a和光接收部分b接收反射光的累积电荷，并且避免tof传感器25的传感器灵敏度降低。

图9是示出应用本技术的距离测量设备的第四实施方式的配置实例的框图。注意，在图9所示的距离测量设备11c中，与图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图9所示，距离测量设备11c包括距离测量处理单元12c、电源单元13c和现场可编程门阵列(fpga)14。距离测量设备11c的配置与图1的距离测量设备11的配置的不同之处在于，距离测量处理单元12c被配置为不向电源单元13c提供应用处理信号、原始信号和深度信号，并且电源单元13c不包括误差计算器45。

fpga14是集成电路，其配置可以由设计者设置。例如，可将fpga14编程为控制发光二极管22和用于tof传感器的电源43。即，在距离测量处理单元12c中，fpga14能够控制发光二极管22以降低辐射照射光所消耗的峰值功率，并控制用于tof传感器的电源43以增加用于tof传感器25的电源电压。

因此，如参考图8所述，距离测量处理单元12c能够降低峰值功率，而不降低tof传感器25的传感器灵敏度。

接下来，图10是描述由图9的fpga14执行的处理的流程图。

例如，激活距离测量设备11c。然后，处理开始。在步骤s21中，fpga14控制发光二极管22以降低峰值功率。

在步骤s22中，fpga14控制用于tof传感器的电源43以增加用于tof传感器25的电源电压，并且处理结束。

将参考图11描述图9的距离测量设备11c的变型例。注意，在图11所示的距离测量设备11c’中，与图9的距离测量设备11c和图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图11所示，距离测量设备11c’具有将图9的距离测量设备11c与图1的距离测量设备11相结合的配置。即，距离测量设备11c’包括与图9的距离测量设备11c相似的fpga14以及与图1的距离测量设备11相似配置的距离测量处理单元12和电源单元13。

因此，与图9的距离测量设备11c一样，距离测量设备11c’能够降低峰值功率，并且与图1的距离测量设备11中一样，能够根据误差信号执行反馈控制以降低功耗。由此，距离测量设备11c’与传统设备相比能够实现电力的优化。因此，距离测量设备11c’能够延长主电池41的驱动时间，并且能够实现整个设备的小型化。结果，可以实现整体的更优化的配置。

<距离测量设备的第五配置实例>

首先，将参考图12描述第三峰值功率降低方法。

在图12中，发光二极管22消耗电力led以辐射照射光。电力gda被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分a。电力gdb被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分b。

例如，在第三峰值功率降低方法中，在tof传感器25处执行像素合并同时降低电力led的峰值功率。像素合并是指将多个像素处的像素值相加。通过以这种方式将多个像素处的像素值相加，像素合并之后的电荷可以类似于传统电荷，并且可以避免tof传感器25的传感器灵敏度降低。

图13是示出应用本技术的距离测量设备的第五实施方式的配置实例的框图。注意，在图13所示的距离测量设备11d中，与图1的距离测量设备11和图9的距离测量设备11c相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图13所示，距离测量设备11d包括距离测量处理单元12d、电源单元13d和fpga14。距离测量设备11d的配置与图1的距离测量设备11的配置的不同之处在于，距离测量处理单元12d被配置为不向电源单元13d提供应用处理信号、原始信号和深度信号，并且电源单元13d不包括误差计算器45。

此外，在距离测量设备11d中，fpga14被编程为控制发光二极管22和tof传感器25。即，在距离测量处理单元12d中，fpga14能够控制发光二极管22以降低辐射照射光所消耗的峰值功率，并且能够控制tof传感器25以执行像素合并。

因此，距离测量处理单元12d能够在不降低tof传感器25的传感器灵敏度的情况下降低峰值功率。

将参考图14描述图13的距离测量设备11d的变型例。注意，在图11所示的距离测量设备11d’中，与图13的距离测量设备11d和图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图14所示，距离测量设备11d’具有将图13的距离测量设备11d与图1的距离测量设备11相结合的配置。即，距离测量设备11d’包括与图13的距离测量设备11d相似的fpga14以及与图1的距离测量设备11相似配置的距离测量处理单元12和电源单元13。

因此，与图13的距离测量设备11d中一样，距离测量设备11d’能够降低峰值功率，并且与图1的距离测量设备11中一样，能够根据误差信号执行反馈控制以降低功耗。由此，距离测量设备11d’与传统设备相比能够实现电力的优化。因此，距离测量设备11d’能够延长主电池41的驱动时间，并且能够实现整个设备的小型化。结果，可以实现整体更优化的配置。

<距离测量设备的第六配置实例>

首先，将参考图15描述第四峰值功率降低方法。

图15示出了电力led、电力gda和电力gdb。发光二极管22消耗电力led以辐射照射光。电力gda被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分a。电力gdb被消耗以用于驱动tof传感器25的光接收部分b。

例如，在第四峰值功率降低方法中，使用多个发光二极管22并且降低每个发光二极管22的峰值功率。具体地，通过使用两个发光二极管22，每个发光二极管的峰值功率降低一半，从这些发光二极管22辐射的照射光的强度可以类似于传统的发光二极管，并且可以避免tof传感器25的传感器灵敏度降低。

图16是示出应用本技术的距离测量设备的第六实施方式的配置实例的框图。注意，在图16所示的距离测量设备11e中，与图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图16所示，距离测量设备11e包括距离测量处理单元12e、电源单元13e和fpga14。距离测量设备11e的配置与图1的距离测量设备11的配置不同之处在于，距离测量处理单元12e被配置为不向电源单元13e提供应用处理信号、原始信号和深度信号，并且电源单元13e不包括误差计算器45。

然后，在距离测量设备11e中，距离测量处理单元12e包括两个发光二极管22-1和22-2以及两个光发射器透镜23-1和23-2。此外，在距离测量设备11e中，fpga14被编程为控制发光二极管22-1和22-2。即，在距离测量处理单元12e中，fpga14能够控制发光二极管22-1和22-2以降低辐射照射光所消耗的峰值功率。由此，在发光二极管22-1和发光二极管22-2的照射光束彼此重叠的位置处的光量可以类似于传统的光量，并且可以避免tof传感器25的传感器灵敏度降低。

因此，距离测量处理单元12e能够在不降低tof传感器25的传感器灵敏度的情况下降低峰值功率。

将参考图17描述图16的距离测量设备11e的变型例。注意，在图17所示的距离测量设备11e’中，与图16的距离测量设备11e和图1的距离测量设备11相同的配置将由相同的符号表示，并且将省略其详细描述。

如图17所示，距离测量设备11e’具有将图16的距离测量设备11e与图1的距离测量设备11相结合的配置。即，距离测量设备11e’包括与图16的距离测量设备11e相似的fpga14以及与图1的距离测量设备11相似配置的距离测量处理单元12和电源单元13。

因此，与图16的距离测量设备11e中一样，距离测量设备11e’能够降低峰值功率，并且与图1的距离测量设备11中一样，能够降低平均电力。因此，与传统设备相比可以实现电力优化。因此，距离测量设备11e’能够延长主电池41的驱动时间，并且能够实现整个设备的小型化。结果，可以实现整体更优化的配置。

注意，距离测量设备11的发光二极管22的数量不限于图16的距离测量设备11e中的两个，可以采用包括两个或更多发光二极管22的配置。在这种情况下，例如，如图18所示，通过利用从两个发光二极管22辐射的照射光束彼此重叠的部分处光量增加的照射图案的不均匀性，可以利用结构光实现距离测量精度的提高。

<发光二极管和tof传感器的布置实例>

将参考图19至图24，描述发光二极管和tof传感器在诸如车辆内部的封闭位置中的布置实例。

例如，通常，为了在封闭空间(例如，车辆的舱室和可居住的房间)内测量以人、行李等为目标的距离，需要一次感测宽的视角。然而，利用如在tof系统等中使用有源光源的距离测量传感器，有源光源例如相对于100°或更大的宽视角扩散。结果，辐射到目标物体的光源的功率变得不足。噪音相对增加。因此，很难获得期望的距离测量性能。

因此，期望提供一种距离测量设备，其中以发光二极管和tof感器被设置为使得在这样的封闭空间内可以获得更期望的距离测量性能的方式实现进一步的优化。

图19示出了发光二极管和tof传感器的第一布置实例。

在发光二极管和tof传感器的第一布置实例中，多个发光二极管103和多个tof传感器102被设置为均划分感测范围。

即，如图19所示，安装在车辆100中的距离测量设备101包括两个tof传感器102-1和102-2以及两个发光二极管103-1和103-2。两个tof传感器102-1和102-2以及两个发光二极管103-1和103-2设置在车辆100的挡风玻璃内。注意，除了tof传感器102-1和102-2以及发光二极管103-1和103-2之外，距离测量设备101包括例如图1的距离测量设备11的相应块，并且省略了这些块的图示。

与图1的tof传感器25一样，tof传感器102-1和tof传感器102-2均接收来自成像范围的光。在此处，成像范围是车辆100的封闭空间的内部。此时，通过图1的光接收器透镜24，在tof传感器102-1和tof传感器102-2的传感器表面上形成图像的成像范围的视角被设置为50°。

与图1的发光二极管22一样，发光二极管103-1和发光二极管103-2将每个被调制的红外光束辐射到车辆100的封闭空间内。此时，通过图1的光发射器透镜23，将从发光二极管103-1和发光二极管103-2辐射的红外光的照射角度被设置为50°。

此外，执行该设置使得tof传感器102-1的成像范围和发光二极管103-1的照射范围以大致相同的方式彼此重叠，并且tof传感器102-2的成像范围和发光二极管103-2的照射范围以大致相同的方式彼此重叠。

然后，在第一布置实例中，由tof传感器102-1和发光二极管103-1形成的感测范围以及由tof传感器102-2和发光二极管103-2形成的感测范围划分在左手侧和右手侧。例如，执行该设置使得如图所示，tof传感器102-1和发光二极管103-1使用车辆100内部的左半部分作为感测范围，并且tof传感器102-2和发光二极管103-2使用车辆100内部的右半部分作为感测范围。

通过以这种方式划分感测范围，与例如由一对发光二极管103和tof传感器102感测车辆100的右手侧和左手侧的宽范围的配置相比，距离测量设备101能够抑制距离测量精度的降低。

图20示出了发光二极管和tof传感器的第二布置实例。

在发光二极管和tof传感器的第二布置实例中，执行该设置使得多个发光二极管103划分照射范围，并且单个tof传感器102接收来自这些照射范围的反射光。

即，如图20所示，安装在车辆100中的距离测量设备101包括tof传感器102和两个发光二极管103-1和103-2。tof传感器102和两个发光二极管103-1和103-2设置在车辆100的挡风玻璃的内部。发光二极管103-1和发光二极管103-2设置在tof传感器102附近。注意，除了tof传感器102和发光二极管103-1和发光二极管103-2之外，距离测量设备101包括例如图1的距离测量设备11的相应块，并且省略了这些块的图示。

如图所示，例如，发光二极管103-1的红外光的照射角度被设置为100°，并且例如，发光二极管103-2的红外光的照射角度被设置为50°。以这种方式，由在宽范围内短距离辐射红外光的发光二极管103-1和在窄范围内长距离辐射红外光的发光二极管103-2中的各个划分照射范围。然后，tof传感器102被设置为能够接收来自这两个照射范围的反射光。

通过以这种方式划分红外光的照射范围，与例如由一对发光二极管103和tof传感器102感测车辆100从短距离到长距离的区域的配置相比，距离测量设备101能够抑制距离测量精度的降低。

图21示出了发光二极管和tof传感器的第三布置实例。

在发光二极管和tof传感器的第三布置实例中，执行该设置使得多个发光二极管103划分照射范围，并且由均被设置为测量目标的目标物体附近的单个tof传感器102接收来自其照射范围的反射光。

例如，如车辆，如果可以预先确定作为目标物体的乘员的位置(例如，驾驶员座椅、乘客座椅和后座)，则发光二极管103-1可以设置在驾驶员座椅和乘客座椅上的乘员附近，并且发光二极管103-2可以设置在后座附近。因此，在这种情况下，发光二极管103-2被设置为比设置在挡风玻璃内部的tof传感器102更靠近后座上的乘员(目标物体)。然后，tof传感器102被设置为能够接收来自这两个照射范围的反射光。

通过以这种方式划分红外光的照射范围并将它们的每一个设置在其目标物体附近，与例如由一对发光二极管103和tof传感器102感测车辆100从短距离到长距离的区域的配置相比，距离测量设备101能够抑制距离测量精度的降低。

通过参考图19至图21描述的优化发光二极管和tof传感器的设置，即使tof传感器102和成像物体之间的距离与图22所示的传统距离相比较长，也可以减小距离测量误差。

<将发光二极管设置在目标物体附近的布置实例>

将参考图23和图24描述相对于单个tof传感器102将多个发光二极管103中的每一个设置在目标物体附近的第四布置实例。

例如，如果可以基于安装在车辆中的封闭狭窄空间(例如，车辆100)内的座椅来确定乘员的就座位置，则有利的是在每个座椅附近放置发光二极管103以便向乘员就座的位置辐射红外光。

在图23所示的第四布置实例中，tof传感器102设置在后视镜105附近的部分，后视镜105大致设置在车辆100内部的挡风玻璃的中心，并且tof传感器102可以在该部分处获得车辆100内部的大致视场(例如，直接在后视镜105下方)。然后，四个发光二极管103-1至103-4被设置为从每个乘客就座的座椅附近(即相应座椅的前部)向座椅辐射红外光。

即，发光二极管103-1安装在驾驶员座椅附近，以便仅将红外光辐射到检测坐在驾驶员座椅上的乘员的运动所需的范围。此外，发光二极管103-2安装在乘客座椅附近，以便仅将红外光辐射到检测坐在乘客座椅上的乘员的运动所需的范围。类似地，发光二极管103-3和103-4分别安装在每个后座的左右附近，以便仅将红外光辐射到检测坐在乘客座椅上的乘员的运动所需的范围。

通过以这种方式划分作为目标物体的乘员的每个位置的红外光的照射范围并且将发光二极管103-1至发光二极管103-4中的每一个设置在目标物体附近，可以减少由发光二极管103-1至发光二极管103-4照射的红外光的光量。即，在第四布置实例中，发光二极管103-1至发光二极管103-4中的每一个仅将红外光从乘员附近辐射到乘员就座的窄范围。因此，即使红外光的光量减少，在tof传感器102处检测到的其反射光分量也可以是充足的。

因此，如果距离测量设备101采用第四布置实例，则与单个发光二极管103设置在tof传感器102附近的配置相比，距离测量设备101能够整体降低发光二极管103-1至发光二极管103-4的功耗。具体地，通过利用来自设置在乘员附近的发光二极管103的反射光(而不是使来自设置在tof传感器102附近的发光二极管103的红外光)来回传播，功耗可以降低到1/4。与此同时，例如，距离测量设备101能够减少发光二极管103-1至发光二极管103-4的发热。

此外，在第四布置实例中，距离测量设备101可以被配置为以时分方式依次向发光二极管103-1至发光二极管103-4中的每一个供应电力，并且tof传感器102可以被配置为依次检测每个感测范围的反射光，在每个感测范围内，由发光二极管103-1至发光二极管103-4中的每一个辐射红外光。因此，用于车辆控制的计算机34能够针对每个感测范围依次检测乘员的手势。

然后，以节省的功率间歇地操作距离测量设备101，直到检测到在任何感测范围内发生事件(例如，乘客做出的手势的运动的开始)。当检测到在某个感测范围内发生事件时，距离测量设备101优先向将红外光辐射到该感测范围的发光二极管103供应电力。然后，距离测量设备101能够执行自适应操作，例如，以集中的方式检测该感测范围内的事件(手势)。

顺便提及，为了从由tof传感器102输出的原始信号生成深度图像，需要使tof传感器102与发光二极管103-1至发光二极管103-4同步。因此，在发光二极管103-1至发光二极管103-4与tof传感器102分开设置的配置中，需要通过布线104-1至布线104-4将tof传感器102连接到发光二极管103-1至发光二极管103-4。

具体地，在图23所示的实例中，tof传感器102和发光二极管103-1通过布线104-1彼此连接，并且tof传感器102和发光二极管103-2通过布线104-2彼此连接。类似地，tof传感器102和发光二极管103-3通过布线104-3彼此连接，并且tof传感器102和发光二极管103-4通过布线104-4彼此连接。

通过以这种方式将布线104-1至布线104-4设置在车辆100的内部，将tof传感器102连接到发光二极管103-1至发光二极管103-4，并且利用公共同步信号，tof传感器102可以与发光二极管103-1至发光二极管103-4中的每一个同步。由此，可以通过从tof传感器102输出的原始信号中仅提取对应于由发光二极管103-1至发光二极管103-4调制和辐射的红外光的反射光分量来生成深度图像。

顺便提及，用于将tof传感器102连接到安装在车辆100前侧的发光二极管103-1和发光二极管103-2的布线104-1和布线104-2可以容易地操纵。相反，可以想象有时难以操纵用于将安装在车辆100前侧的tof传感器102连接到安装在车辆100后侧的发光二极管103-3和发光二极管103-4的布线104-3和布线104-4。

鉴于此，例如，在不需要将安装在车辆100前侧的tof传感器102连接到安装在车辆100后侧的发光二极管103-3和发光二极管103-4的情况下，可以有利于距离测量设备101的实现。

例如，在图24所示的第四布置实例的变型例中，安装在车辆100前侧的tof传感器102和发光二极管103-1和发光二极管103-2分别通过布线104-1和布线104-2彼此连接。相反，在该配置中，安装在车辆100后侧的发光二极管103-3和发光二极管103-4通过布线104-5彼此连接，而发光二极管103-3和发光二极管103-4不通过布线连接到tof传感器102。

即使利用tof传感器102和发光二极管103-3和发光二极管103-4总的每个彼此分开设置并且不以这种方式彼此连接的配置，如果tof传感器102和发光二极管103-3和发光二极管103-4中的任一个之间的距离是已知的，则可以通过以同步的方式检测从发光二极管103-3和发光二极管103-4辐射的红外光束的反射光束的相位差，来生成基于从tof传感器102输出的原始信号的深度图像。注意，已经在本申请的申请人提交的日本专利申请no.2016-162320中公开在这种配置中生成深度图像的处理细节。

注意，在tof传感器102和发光二极管103彼此分开设置并且不通过布线104彼此连接的配置中，可以采用其他各种方法作为获取深度图像的方法。

通过以这种方式改善发光二极管103相对于tof传感器102的设置自由度，可以将发光二极管103设置得更靠近目标物体，并且降低发光二极管103的功耗。

在此处，如上所述，在距离测量设备101的信号处理器27(图1)中，用于车辆控制的计算机34执行应用，以通过利用深度图像检测基于乘员的手部运动的手势。例如，输出与检测到的手势相关联的指令信号，作为应用处理信号。具体地，用于车辆控制的计算机34能够识别用于对车载装置(例如，安装在车辆100中的音频装置、空调和灯)执行各种操作(再现、停止、开/关等)的手势。此外，用于车辆控制的计算机34例如能够通过利用人工智能(ai)识别用于在响应用户任务的代理功能上执行各种任务的输入的手势，而不中断乘员之间的对话。

用于车辆控制的计算机34以这种方式识别乘客的手势。因此，例如，与驾驶员用操作开关进行各种操作的情况相比，需要看向前方道路的驾驶员可以在不移开视线的情况下给出关于车载装置上的操作的指令。即，在使用操作开关的情况下，驾驶员必须将目光从前方车道移开，以便看向操作开关，而在使用手势的情况下，与前一种情况不同，驾驶员可以不移开视线进行操作。

顺便提及，在发光二极管和tof传感器的上述布置实例中已经描述了例如车辆100的封闭位置。然而，距离测量设备11可以应用于除车辆100之外的装置。即，距离测量设备11可以用于在特定的封闭位置(例如，用户位置限制在窄范围的位置)执行手势识别。

例如，利用距离测量设备11，在特定位置(例如，起居室的沙发)中在电视上观看体育赛事的用户可以通过手势进行各种操作，而不将视线从屏幕移开，即，不会失去对屏幕的注意力。此外，利用距离测量设备11，例如正在厨房烹饪并且不能用手(由于这种工作而不干净)操作装置的用户可以通过手势进行各种操作，而无需用这种手触摸装置。类似地，利用距离测量设备11，例如正在执行细节任务(例如，在预定工作场所组装)并且不能用手操作装置的用户可以通过手势进行各种操作，而无需用手触摸装置。

顺便提及，距离测量设备11被配置为通过利用tof传感器25获取深度图像。因此，距离测量设备11优于例如利用立体相机的配置(立体相机利用多个相机来确定距离)。即，立体相机不如tof传感器25，因为立体相机难以将具有相似颜色或反射率并且位于不同距离处的成像物体彼此区分开来，算术运算资源和功耗由于其大的算术运算量而增加，诸如此类。此外，利用tof传感器25的配置优于利用结构光将特别设计的光图案投射到物体表面上并分析投射图案的变形的配置，因为利用tof传感器25的配置可以减少算术运算量。

图25是示出根据程序执行上述一系列处理的计算机硬件的配置实例的框图。

在计算机中，中央处理器(cpu)201、只读存储器(rom)202、随机存取存储器(ram)203和电可擦除可编程只读存储器(eeprom)204通过总线205彼此连接。输入/输出接口206进一步连接到总线205。输入/输出接口206连接到外部。

在以上述方式配置的计算机中，cpu201例如经由总线205将存储在rom202和eeprom204中的程序加载到ram203中，并执行加载的程序。以这种方式，执行上述一系列处理。此外，例如，由计算机(cpu201)执行的程序可以预先写入rom202，或者可以经由输入/输出接口206从外部安装到eeprom204中并更新。

就至少部分使用软件控制的数据处理设备来实现上述本发明的实施方式而言，应当理解，提供这种软件控制的计算机程序和提供这种计算机程序的传输、存储或其他介质被设想为本发明的方面。

<配置的组合实例>

注意，本技术也可以采用以下配置。

(1)一种用于车辆的距离测量系统，系统包括：

多个光源，包括第一光源和第二光源，其中，第一光源被配置为照射车辆内的第一照射范围，以及第二光源被配置为照射车辆内不同于第一照射范围的第二照射范围；以及

至少一个飞行时间传感器，被设置为感测从第一照射范围和第二照射范围内的物体反射的光。

(2)根据(1)的用于车辆的距离测量系统，其中，至少一个飞行时间传感器包括第一飞行时间传感器和第二飞行时间传感器，第一飞行时间传感器被设置为感测从第一照射范围内的物体反射的光，第二飞行时间传感器被设置为感测从第二照射范围内的物体反射的光。

(3)根据(2)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一飞行时间传感器被设置为接收来自空间上与第一照射范围重叠的第一成像范围的光，并且其中，第二飞行时间传感器被设置为接收来自空间上与第二照射范围重叠的第二成像范围的光。

(4)根据(3)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一飞行时间传感器和第二飞行时间传感器中的每一个包括传感器表面，并且其中，在第一飞行时间传感器和第二飞行时间传感器的相应传感器表面上形成图像的第一成像范围和第二成像范围中的每一个的视角彼此相等。

(5)根据(4)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一成像范围和第二成像范围中的每一个的视角是相同的。

(6)根据(5)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一成像范围和第二成像范围中的每一个的视角是50°。

(7)根据(1)至(6)中任一项的用于车辆的距离测量系统，其中，至少一个飞行时间传感器和多个光源被配置为设置在车辆的挡风玻璃上。

(8)根据(1)至(7)中任一项的用于车辆的距离测量系统，还包括：

信号处理器，被配置为：

处理由至少一个飞行时间传感器检测的信号，以确定到第一照射范围和/或第二照射范围中的至少一个物体的第一距离；并且

至少部分地基于第一距离和/或第二距离输出至少一个控制信号。

(9)根据(1)至(8)中任一项的用于车辆的距离测量系统，其中，第一光源和第二光源中的每一个包括发光二极管。

(10)根据(1)至(9)中任一项的用于车辆的距离测量系统，其中，至少一个飞行时间传感器包括单个飞行时间传感器，单个飞行时间传感器被设置为感测从第一照射范围和第二照射范围中的物体反射的光。

(11)根据(10)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一光源被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，其中，第二光源被配置为在距第二光源第二距离的第二照射范围内照射光，并且其中，第二距离大于第一距离。

(12)根据(11)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一照射范围和第二照射范围的照射角度不同。

(13)根据(11)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一光源和第二光源被配置为设置在车辆的挡风玻璃上。

(14)根据(10)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一光源被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，其中，第二光源被配置为在距第二光源第二距离的第二照射范围内照射光，并且其中，第二距离等于第一距离。

(15)根据(14)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一照射范围的照射角度等于第二照射范围的照射角度。

(16)根据(1)至(15)中任一项的用于车辆的距离测量系统，其中，第一照射范围和第二照射范围不重叠。

(17)根据(16)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一光源被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，其中，第二光源被配置为在距第一光源第二距离的第二照射范围内照射光，其中，第二距离大于第一距离。

(18)根据(16)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一照射范围和第二照射范围的照射角度彼此相等。

(19)根据(1)至(18)中任一项的用于车辆的距离测量系统，还包括第三光源和第四光源，其中，第三光源被配置为照射车辆内的第三照射范围，并且第四光源被配置为照射车辆内的第四照射范围，其中，第一照射范围、第二照射范围、第三照射范围和第四照射范围中的每一个都不同。

(20)根据(19)的用于车辆的距离测量系统，其中，至少一个飞行时间传感器包括单个传感器，单个传感器被设置为感测从第一照射范围、第二照射范围、第三照射范围和第四照射范围中的物体反射的光。

(21)根据(20)的用于车辆的距离测量系统，其中，第一光源被配置为在距第一光源第一距离的第一照射范围内照射光，其中，第二光源被配置为在距第二光源第二距离的第二照射范围内照射光，其中，第一距离和第二距离彼此相等，

其中，第三光源被配置为在距第三光源第三距离的第三照射范围内照射光，

其中，第四光源被配置为在距第一光源第四距离的第四照射范围内照射光，

其中，第三距离和第二距离彼此相等，并且其中，第二距离大于第一距离。

(22)根据(21)的用于车辆的距离测量系统，还包括：

第一布线，被配置为将第一光源耦接到单个传感器；以及

第二布线，被配置为将第二光源耦接到单个传感器。

(23)根据(22)的用于车辆的距离测量系统，还包括：

第三布线，被配置为将第三光源耦接到单个传感器；以及

第四布线，被配置为将第四光源耦接到单个传感器。

(24)根据(22)的用于车辆的距离测量系统，还包括第三布线，被配置为将第三光源耦接到第四光源。

(25)一种距离测量设备，包括：

光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；

传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；

信号处理器，被配置为通过使用从传感器输出的信号来执行信号处理，以至少确定到目标物体的距离；

误差计算器，被配置为计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差；以及

电源，被配置为基于距离测量误差执行反馈控制，将电池的输出电压转换成预定电压，并且提供预定电压。

(26)根据(25)的距离测量设备，其中，信号处理器被配置为向后级块输出应用处理信号，并将应用处理信号提供给误差计算器，通过使用到目标物体的距离执行应用而获得应用处理信号，并且误差计算器被配置为基于应用处理信号来计算距离测量误差。

(27)根据(25)或(26)的距离测量设备，其中，信号处理器被配置为向误差计算器提供深度信号，深度信号指示针对传感器的每个像素确定的到目标物体的距离，并且误差计算器被配置为基于深度信号计算距离测量误差。

(28)根据(25)至(27)中任一项的距离测量设备，其中，传感器被配置为向信号处理器提供原始信号，并且还向误差计算器提供原始信号，原始信号包括由每个像素接收的光量，作为像素值，并且误差计算器被配置为基于原始信号计算距离测量误差。

(29)根据(25)至(28)中任一项的距离测量设备，其中，电源是被配置为向光源供电的光源的电源、被配置为向传感器供电的传感器的电源、以及被配置为向信号处理器供电的信号处理的电源中的任一个。

(30)一种用于距离测量设备的距离测量方法，距离测量设备包括：光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；以及信号处理器，被配置为通过使用从传感器输出的信号来执行信号处理，以至少确定到目标物体的距离，距离测量方法包括：计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差；并且

基于距离测量误差执行反馈控制，将电池的输出电压转换成预定电压，并提供预定电压。

(31)一种用于距离测量设备的程序，包括

光源，被配置为将调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；

传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；以及

信号处理器，被配置为通过使用从传感器输出的信号来执行信号处理，以至少确定到目标物体的距离，程序使计算机执行包括以下步骤的处理：

计算测量到目标物体的距离的测量结果的距离测量误差；并且

基于距离测量误差执行反馈控制，将电池的输出电压转换成预定电压，并提供预定电压。

(32)

一种距离测量设备，包括

光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；

传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光；以及

控制单元，被配置为控制光源的峰值电压。

(33)根据(25)至(32)中任一项的距离测量设备，其被配置为降低传感器的帧率，同时降低光源的峰值电压。

(34)根据(25)至(32)中任一项的距离测量设备，其中，控制单元被配置为执行控制，以增加供应到传感器的电力的电压，同时降低光源的峰值电压。

(35)根据(25)至(32)中任一项的距离测量设备，其中，控制单元被配置为执行控制，以在传感器处执行像素合并，同时降低光源的峰值电压。

(36)根据(25)至(32)中任一项的距离测量设备，其中，光源包括多个光源，并且

控制单元被配置为降低多个光源的峰值电压。

(37)根据(26)的距离测量设备，其被配置为以在从多个光源辐射的照射光束彼此重叠的部分处，光量增加的方式形成照射图案。

(38)一种用于距离测量设备的距离测量方法，距离测量设备包括：

光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；以及

传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光，距离测量方法包括控制光源的峰值电压。

(39)一种用于距离测量设备的程序，包括

光源，被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；以及

传感器，被配置为接收反射光，反射光是从光源辐射并在目标物体上反射的光，程序使计算机执行包括控制光源的峰值电压的步骤的处理。

(40)一种距离测量设备，包括：

多个光源，每个光源被配置为将被调制的光辐射到目标物体，目标物体是其距离被测量的目标；以及

一个或多个传感器，每个传感器被配置为接收反射光，反射光是从多个光源中的每一个辐射并在目标物体上反射的光，多个光源和一个或多个传感器设置在用于感测预定感测范围的空间内，该空间是封闭的。

(41)根据(40)的距离测量设备，其中，多个光源和传感器以这样的方式设置，使得

多个光源中的每一个和传感器中的每一个配对并设置在彼此附近，并且

空间内部的预定感测范围由成对的光源和传感器划分。

(42)根据(40)的距离测量设备，其中，

多个光源和一个传感器以这样的方式设置，使得

多个光源设置在一个传感器的附近，并且划分空间内部的光的照射范围，并且

一个传感器接收来自划分的照射范围的反射光。

(43)根据(40)的距离测量设备，其中，

多个光源和一个传感器以这样的方式设置，使得

多个光源中的每一个都设置在作为其测量目标的目标物体附近，并且划分空间内部的光的照射范围，并且

一个传感器接收来自划分的照射范围的反射光。

(44)根据(43)的距离测量设备，其中，多个光源中的至少一个被设置为比一个传感器更靠近目标物体。

(45)根据(43)的距离测量设备，其中，多个光源均相对于一个传感器设置在作为其测量目标的目标物体的附近，并且均被配置为将光辐射到对应的目标物体。

(46)根据(45)的距离测量设备，还包括

信号处理器，被配置为通过使用从一个传感器输出的信号来执行信号处理，以确定到作为目标物体的人的距离，其中，

信号处理器被配置为通过利用基于距离的深度图像来检测由人做出的特定手势，并输出与手势相关联的指令信号。

(47)根据(46)的距离测量设备，其被配置为以时分方式依次向多个光源供应电力，其中，一个传感器被配置为依次检测来自多个光源的照射范围的反射光束，距离测量设备还被配置为，如果信号处理器检测到人在任何一个照射范围内做出的手势的运动开始，则向将光照射到一个照射范围的多个光源中的一个优先供应电力。

(48)根据(45)至(47)中任一项的距离测量设备，其中，一个传感器设置在后视镜附近，后视镜大致设置在车辆内部的前部的中心，并且多个光源均设置为将光辐射到安装在车辆中的位于光源附近的多个座椅中的每个座椅。

(49)根据(45)至(48)中任一项的距离测量设备，其中，

一个传感器以及与一个传感器分开设置的多个光源中的每一个通过布线彼此连接，并且根据通过布线提供的公共同步信号进行同步。

(50)根据(49)的距离测量设备，其中，一个传感器以及为安装在车辆内部的前部的座椅设置的多个光源中的每一个通过布线彼此连接，并且

为安装在车辆内部的前部以外的位置的座椅设置的多个光源不连接到一个传感器，而是通过布线彼此连接。

注意，该实施方式不限于上述实施方式，并且在不背离本公开的范围的情况下可以进行各种改变。此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的，而不是限制性的，并且可以给出其他效果。

本领域技术人员应该理解，在所附权利要求的范围内，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更。

附图标记

11距离测量设备

12距离测量处理单元

13电源单元

14fpga

21光调制器

22发光二极管

23光发射器透镜

24光接收器透镜

25tof传感器

26图像存储单元

27信号处理器

31消除影响的图像生成器

32算术处理器

33输出单元

34用于车辆控制的计算机

41主电池

42用于光源的电源

43用于tof传感器的电源

44用于信号处理的电源

45误差计算器

100车辆

101距离测量设备

102tof传感器

103发光二极管。