(57)【要約】【課題】時間計測精度を高めることができる時間計測装置を得る。【解決手段】本開示の時間計測装置は、発光部から出射した出射パルス光に応じた第１のパルス光、および出射パルス光に応じた、対象物による反射光である第２のパルス光を検出可能な第１の受光部と、第１の受光部の出力信号に基づいて、第１の受光部における第１のパルス光の第１の受光タイミングおよび第２のパルス光の第２の受光タイミングを検出可能な第１のタイミング検出部と、第１の受光タイミングおよび第２の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第１の時間値を算出可能な第１の演算部と、第１の時間値に基づいてヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部から出射した出射パルス光に応じた第１のパルス光、および前記出射パルス光に応じた、対象物による反射光である第２のパルス光を検出可能な第１の受光部と、
前記第１の受光部の出力信号に基づいて、前記第１の受光部における前記第１のパルス光の第１の受光タイミングおよび前記第２のパルス光の第２の受光タイミングを検出可能な第１のタイミング検出部と、
前記第１の受光タイミングおよび前記第２の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第１の時間値を算出可能な第１の演算部と、
前記第１の時間値に基づいてヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部と
を備えた時間計測装置。
【請求項２】
所定の位置に設けられた基準反射体をさらに備え、
前記第１のパルス光は、前記出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光である
請求項１に記載の時間計測装置。
【請求項３】
前記対象物からの光を前記対象物に向かって反射可能な反射体をさらに備え、
前記第１のパルス光は、前記対象物、前記反射体、前記対象物により、この順で反射された反射光である
請求項１に記載の時間計測装置。
【請求項４】
前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミングおよび前記第２の受光タイミングのうちの一方から他方を減算することにより前記第１の時間値を算出可能である
請求項２に記載の時間計測装置。
【請求項５】
前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミングおよび前記第２の受光タイミングのうちの一方から他方を減算し、その減算結果に、前記発光部と前記基準反射体との間の距離および前記基準反射体と前記第１の受光部との間の距離の合計距離に応じた所定の時間値を加算することにより、前記第１の時間値を算出可能である
請求項２に記載の時間計測装置。
【請求項６】
所定の位置に設けられた基準反射体と、
前記基準反射体からの光を前記基準反射体に向かって反射可能な反射体と
をさらに備え、
前記出射パルス光は、互いに出射タイミングが異なる第１の出射パルス光および第２の出射パルス光を含み、
前記第１のパルス光は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光であり、
前記第２のパルス光は、前記第２の出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光であり、
前記第１の受光部は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記基準反射体、前記反射体、および前記基準反射体によりこの順で反射された反射光である第３のパルス光をさらに検出可能であり、
前記第１のタイミング検出部は、前記受光部の出力信号に基づいて、前記受光部における前記第３のパルス光の第３の受光タイミングを検出可能であり、
前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミング、前記第２の受光タイミング、および前記第３の受光タイミングに基づいて減算処理を行うことにより、前記第１の時間値を算出可能である
請求項１に記載の時間計測装置。
【請求項７】
前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミングおよび前記第３の受光タイミングに基づいて、時間パラメータを算出可能であり、前記第２の受光タイミングおよび前記時間パラメータに基づいて前記減算処理を行うことにより、前記第１の時間値を算出可能である
請求項６に記載の時間計測装置。
【請求項８】
所定の位置に設けられた基準反射体と、
前記出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光である第４のパルス光、および前記出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光である第５のパルス光を受光可能な第２の受光部と、
前記第２の受光部の出力信号に基づいて、前記第２の受光部における前記第４のパルス光の第４の受光タイミングおよび前記第５のパルス光の第５の受光タイミングを検出可能な第２のタイミング検出部と、
前記第４の受光タイミングおよび前記第５の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第２の時間値を算出可能な第２の演算部と
をさらに備え、
前記第２のパルス光は、前記出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光であり、
前記ヒストグラム生成部は、前記第１の時間値および前記第２の時間値に基づいて前記ヒストグラムを生成可能である
請求項１に記載の時間計測装置。
【請求項９】
前記出射パルス光は、互いに出射タイミングが異なる第１の出射パルス光および第２の出射パルス光を含み、
前記第２のパルス光は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光であり、
前記第４のパルス光は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光であり、
前記第５のパルス光は、前記第２の出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光である
請求項８に記載の時間計測装置。
【請求項１０】
制御部をさらに備え、
前記第１の受光部は、受光素子と、オン状態にすることにより前記受光素子にバイアス電圧を印加可能なトランジスタとを有し、
前記制御部は、前記トランジスタをオンオフすることにより、前記第１の受光部に対して、前記第１のパルス光および前記第２のパルス光のうちの一方を検出させ、他方を検出させないようにすることが可能である
請求項８に記載の時間計測装置。
【請求項１１】
前記基準反射体の角度を制御することにより、前記第１の受光部に前記第１のパルス光を入射させ、あるいは前記第１の受光部に前記第１のパルス光を入射させないようにすることが可能な制御部をさらに備えた
請求項８に記載の時間計測装置。
【請求項１２】
前記発光部をさらに備えた
請求項１に記載の時間計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光を射出したタイミングから光を検出したタイミングまでの時間を計測する時間計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
計測対象物までの距離を計測する際、しばしば、ＴＯＦ（Time Of Flight）法が用いられる。このＴＯＦ法では、光を射出するとともに、計測対象物により反射された反射光を検出する。そして、ＴＯＦ法では、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測することにより、計測対象物までの距離を計測する（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１１８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、時間計測装置では、時間計測精度が高いことが望まれており、さらなる精度向上が期待されている。
【０００５】
時間計測精度を高めることができる時間計測装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施の形態における時間計測装置は、第１の受光部と、第１のタイミング検出部と、第１の演算部と、ヒストグラム生成部とを備えている。第１の受光部は、発光部から出射した出射パルス光に応じた第１のパルス光、および出射パルス光に応じた、対象物による反射光である第２のパルス光を検出可能に構成される。第１のタイミング検出部は、第１の受光部の出力信号に基づいて、第１の受光部における第１のパルス光の第１の受光タイミングおよび第２のパルス光の第２の受光タイミングを検出可能に構成される。第１の演算部は、第１の受光タイミングおよび第２の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第１の時間値を算出可能に構成される。ヒストグラム生成部は、第１の時間値に基づいてヒストグラムを生成可能に構成される。
【０００７】
本開示の一実施の形態における時間計測装置では、第１の受光部において、発光部から出射した出射パルス光に応じた第１のパルス光が検出されるとともに、出射パルス光に応じた、対象物による反射光である第２のパルス光が検出される。第１のパルス光の第１の受光タイミング、および第２のパルス光の第２の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第１の時間値が算出される。そして、この第１の時間値に基づいてヒストグラムが生成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示した基準反射体の一構成例を表す説明図である。
【図３】図１に示した受光部の一構成例を表す回路図である。
【図４】図１に示したヒストグラム生成部が生成するヒストグラムの一例を表す説明図である。
【図５】図１に示した時間計測装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図７Ａ】図６に示した時間計測装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図７Ｂ】図６に示した時間計測装置の一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図８】第１の実施の形態の他の変形例に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図９】第１の実施の形態の他の変形例に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１０】図９に示した時間計測装置の一構成例を表す説明図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１２Ａ】図１１に示した時間計測装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１２Ｂ】図１１に示した時間計測装置の一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１４】図１３に示した時間計測装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１６】図１５に示した受光部の一構成例を表す回路図である。
【図１７】図１５に示した時間計測装置の一動作例を表す説明図である。
【図１８】図１５に示した時間計測装置の一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１９】図１５に示した時間計測装置の一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図２０】図１５に示した時間計測装置の一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図２１】図１５に示した時間計測装置の一動作例を表す他のタイミング波形図である。
【図２２】第４の実施の形態の変形例に係る時間計測装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２３Ａ】図２２に示した時間計測装置の一動作例を表す説明図である。
【図２３Ｂ】図２２に示した時間計測装置の一動作例を表す他の説明図である。
【図２４】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である。
【図２５】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である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．移動体への応用例
【００１０】
＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、第１の実施の形態に係る時間計測装置（時間計測装置１）の一構成例を表すものである。時間計測装置１は、光を射出するとともに、計測対象物１００により反射された反射光を検出し、光を射出したタイミングおよび反射光を検出したタイミングの間の時間差を計測するように構成される。時間計測装置１は、発光部１１と、基準反射体１２と、受光部２０と、時間計測部１４と、演算部３０と、ヒストグラム生成部１５と、信号処理部１６と、制御部１９とを備えている。
【００１１】
発光部１１は、制御部１９から供給されたトリガ信号ＬＤＴに基づいて、パルス幅ＰＷを有するパルス光（出射パルス光Ｌ０）を射出するように構成される。発光部１１は、例えば、赤外光を射出するパルスレーザ光源を含んで構成される。
【００１２】
基準反射体１２は、時間計測装置１における所定の位置に配置され、発光部１１から出射した光の一部を反射させ、反射させた光を受光部２０に導くように構成される。
【００１３】
図２は、基準反射体１２の一構成例を表すものである。時間計測装置１は、支持基板９と、遮光体１３とを有している。発光部１１、遮光体１３、および受光部２０は、この例では、支持基板９の表面の同一面内に、この順に配置されている。これにより、時間計測装置１では、発光部１１から出射した光が受光部２０において直接検出されないようになっている。
【００１４】
この例では、基準反射体１２は、ハーフミラー１２Ａである。ハーフミラー１２Ａは、発光部１１から出射する光の光路上に、発光部１１から離間して配置される。ハーフミラー１２Ａは、発光部１１から出射した出射パルス光Ｌ０のうちの一部を受光部２０に向かって反射させ、残りを透過させる。ハーフミラー１２Ａにより反射された光は、基準パルス光Ｌ１Ｒとして受光部２０に向かって進む。この例では、ハーフミラー１２Ａは、所定の位置に配置されているので、発光部１１からこのハーフミラー１２Ａを介して受光部２０へ至る光の光路長（基準光路長ＬＥＮ）は、既知である。よって、パルス光が発光部１１からハーフミラー１２Ａを介して受光部２０へ飛行する時間（飛行時間ＴＯＦＲ）もまた既知である。また、ハーフミラー１２Ａを透過した光は、パルス光Ｌ１として計測対象物１００に向かって進む。そして、計測対象物１００により反射された光が、反射パルス光Ｌ２として受光部２０に向かって進むようになっている。
【００１５】
受光部２０（図１）は、出射パルス光Ｌ０に応じた、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒと、出射パルス光Ｌ０に応じた、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２とを検出するように構成される。
【００１６】
図３は、受光部２０の一構成例を表すものである。受光部２０は、受光素子２１と、抵抗素子２２と、インバータ２３とを有している。
【００１７】
受光素子２１は、光を検出する光電変換素子であり、例えば、シングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を含んで構成される。受光素子２１のアノードには電圧Ｖandが供給され、カソードは抵抗素子２２およびインバータ２３に接続される。なお、これに限定されるものではなく、シングルフォトンアバランシェダイオード以外の受光素子を用いてもよい。
【００１８】
抵抗素子２２の一端には電圧ＶＤＤＨが供給され、他端は受光素子２１のカソードおよびインバータ２３に接続される。
【００１９】
インバータ２３の入力端子は受光素子２１のカソードおよび抵抗素子２２の他端に接続される。そして、インバータ２３は信号ＳＴＰを生成するようになっている。
【００２０】
受光素子２１では、入射光に基づいて電子・正孔対が形成され、アバランシェブレークダウンが生じる。これにより、受光素子２１のカソードにおける電圧（カソード電圧）は、電圧ＶＤＤＨから電圧ＶＡＮＤ付近の電圧にまで一旦低下する。そして、受光素子２１においてアバランシェブレークダウンが終了すると、受光素子２１のカソードが抵抗素子２２に流れる電流により充電され、カソード電圧が電圧ＶＤＤＨに戻る。インバータ２３は、このようなカソード電圧に基づいて、パルス信号である信号ＳＴＰを生成するようになっている。
【００２１】
時間計測部１４は、ＴＤＣ（Time to Digital Converter）であり、制御部１９から供給された信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、制御部１９から供給されたクロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始し、信号ＳＴＰに基づいてカウント値ＣＮＴを出力するように構成される。時間計測部１４から出力されるカウント値ＣＮＴは、受光素子２１がパルス光を検出したタイミングを示す。信号ＳＴＲＴ＿０は、制御部１９の出力端子における信号であり、信号ＳＴＲＴ＿Ｄは、時間計測部１４の入力端子における信号である。すなわち、信号ＳＴＲＴ＿Ｄは、制御部１９から時間計測部１４への信号経路の分だけ、信号ＳＴＲＴ＿０から遅延した信号である。
【００２２】
演算部３０は、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴに基づいて、差分値ＤＩＦＦを算出するように構成される。この差分値ＤＩＦＦは、後述するように、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯに応じた値である。演算部３０は、デマルチプレクサ３１と、記憶部３２と、減算部３３とを有している。
【００２３】
デマルチプレクサ３１は、制御部１９から供給された選択制御信号ＳＥＬＯに基づいて、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを、記憶部３２または減算部３３に選択的に供給するように構成される。具体的には、デマルチプレクサ３１は、選択制御信号ＳＥＬＯが低レベル（“０”）である場合には、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを記憶部３２に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯが高レベル（“１”）である場合には、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを減算部３３に供給するようになっている。
【００２４】
記憶部３２は、例えばレジスタを含んで構成され、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴを記憶するように構成される。
【００２５】
減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴから、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴを減算することにより、差分値ＤＩＦＦを算出するように構成される。
【００２６】
ヒストグラム生成部１５は、演算部３０から供給された差分値ＤＩＦＦに基づいてヒストグラムＨＩＳＴを生成するように構成される。すなわち、時間計測装置１は、発光部１１がパルス光を射出し受光部２０が反射パルス光Ｌ２および基準パルス光Ｌ１Ｒを検出する動作を複数回繰り返すことにより、複数の差分値ＤＩＦＦを算出する。ヒストグラム生成部１５は、これらの複数の差分値ＤＩＦＦに基づいてヒストグラムＨＩＳＴを生成するようになっている。
【００２７】
図４は、ヒストグラムＨＩＳＴの一例を表すものである。図４において、横軸は差分値ＤＩＦＦを示し、縦軸は頻度を示す。ヒストグラム生成部１５は、演算部３０から供給された複数の差分値ＤＩＦＦに基づいて、このようなヒストグラムＨＩＳＴを生成する。そして、ヒストグラム生成部１５は、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求めるようになっている。
【００２８】
信号処理部１６は、ヒストグラム生成部１５から供給された差分値ＤＩＦＦpeakに基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを算出するように構成される。なお、これに限定されるものではなく、信号処理部１６は、さらに、例えば、この飛行時間ＴＯＦＯと光速度とを乗算することにより時間計測装置１と計測対象物１００との間の往復距離を求め、その往復距離を“２”で割ることにより、時間計測装置１と計測対象物１００との間の距離を算出してもよい。
【００２９】
制御部１９は、時間計測装置１の動作を制御するように構成される。具体的には、制御部１９は、トリガ信号ＬＤＴを発光部１１に供給し、クロック信号ＣＬＫおよび信号ＳＴＲＴを時間計測部１４に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯをデマルチプレクサ３１に供給することにより、時間計測装置１の動作を制御するようになっている。
【００３０】
この構成により、時間計測装置１では、後述するように、時間計測装置１内で生じる様々な遅延の影響を抑え、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯの計測精度を高めることができるようになっている。
【００３１】
ここで、発光部１１は、本開示における「発光部」の一具体例に対応する。基準反射体１２は、本開示における「基準反射体」の一具体例に対応する。受光部２０は、本開示における「第１の受光部」の一具体例に対応する。出射パルス光Ｌ０は、本開示における「出射パルス光」の一具体例に対応する。基準パルス光Ｌ１Ｒは、本開示における「第１のパルス光」の一具体例に対応する。反射パルス光Ｌ２は、本開示における「第２のパルス光」の一具体例に対応する。時間計測部１４は、本開示における「第１のタイミング検出部」の一具体例に対応する。演算部３０は、本開示における「第１の演算部」の一具体例に対応する。ヒストグラム生成部１５は、本開示における「ヒストグラム生成部」の一具体例に対応する。差分値ＤＩＦＦは、本開示における「第１の時間値」の一具体例に対応する。
【００３２】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の時間計測装置１の動作および作用について説明する。
【００３３】
（全体動作概要）
まず、図１を参照して、時間計測装置１の全体動作概要を説明する。制御部１９は、発光部１１にトリガ信号ＬＤＴを供給し、時間計測部１４に信号ＳＴＲＴおよびクロック信号ＣＬＫを供給し、演算部３０に選択制御信号ＳＥＬＯを供給する。発光部１１は、制御部１９から供給されたトリガ信号ＬＤＴに基づいて出射パルス光Ｌ０を射出する。基準反射体１２は、時間計測装置１における所定の位置に配置され、発光部１１から出射した光の一部を反射させ、反射させた光を受光部２０に導く。受光部２０は、出射パルス光Ｌ０に応じた、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒと、出射パルス光Ｌ０に応じた、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２とを検出する。時間計測部１４は、制御部１９から供給された信号ＳＴＲＴに基づいて、制御部１９から供給されたクロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始し、信号ＳＴＰに基づいてカウント値ＣＮＴを出力する。演算部３０は、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴに基づいて差分値ＤＩＦＦを算出する。ヒストグラム生成部１５は、差分値ＤＩＦＦに基づいてヒストグラムＨＩＳＴを生成し、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。信号処理部１６は、ヒストグラム生成部１５から供給された差分値ＤＩＦＦpeakに基づいて、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯを算出する。
【００３４】
（詳細動作）
時間計測装置１では、様々な遅延が生じ得る。これらの遅延には、例えば、制御部１９から時間計測部１４までの信号ＳＴＲＴの信号遅延、制御部１９から発光部１１までのトリガ信号ＬＤＴの信号遅延、発光部１１における内部遅延、受光部２０における内部遅延、受光部２０から時間計測部１４への信号遅延などがある。時間計測装置１では、時間計測装置１内で生じるこれらの遅延の影響を抑え、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯの計測精度を高めることができる。以下に、時間計測装置１の動作について、詳細に説明する。
【００３５】
図５は、時間計測装置１の一動作例を表すものであり、（Ａ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｂ）は時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴを示し、（Ｃ）は制御部１９の出力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）の波形を示し、（Ｄ）は時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）の波形を示し、（Ｅ）は制御部１９の出力端子におけるトリガ信号ＬＤＴの波形を示し、（Ｆ）は発光部１１の発光面Ｓ１１におけるパルス光Ｌoutの波形を示し、（Ｇ）は受光部２０の受光面Ｓ２０におけるパルス光Ｌinの波形を示し、（Ｈ）は時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰの波形を示し、（Ｉ）は選択制御信号ＳＥＬＯの波形を示す。
【００３６】
時間計測装置１は、まず、期間ＰＲにおいて、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒを検出し、次に、期間ＰＲに続く期間ＰＯにおいて、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２を検出する。そして、時間計測装置１は、基準パルス光Ｌ１Ｒの受光タイミングおよび反射パルス光Ｌ２の受光タイミングの差分に基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを算出する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【００３７】
まず、タイミングｔ１において期間ＰＲが開始する。この期間ＰＲでは、制御部１９は、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルに設定する（図５（Ｉ））。
【００３８】
そして、このタイミングｔ１において、制御部１９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｅ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ３において発光し、そのタイミングｔ３から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図５（Ｆ））。この時間ＴＤ２は、制御部１９から発光部１１までのトリガ信号ＬＤＴの信号遅延の時間、および発光部１１における内部遅延の時間の合計時間に対応する。
【００３９】
また、タイミングｔ１において、制御部１９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ１から所定の時間が経過したタイミングにおいて、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を高レベルから低レベルに変化させる（図５（Ｃ））。時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）は、タイミングｔ１から時間ＴＤ１だけ遅延したタイミングｔ２において、低レベルから高レベルに変化する（図５（Ｄ））。この時間ＴＤ１は、上述した、制御部１９から時間計測部１４までの信号ＳＴＲＴの信号遅延の時間に対応する。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図５（Ａ），（Ｂ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴが増加し始める（図５（Ｂ））。
【００４０】
そして、タイミングｔ３から飛行時間ＴＯＦＲだけ遅延したタイミングｔ４において、受光部２０は、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒを検出する（図５（Ｇ））。この飛行時間ＴＯＦＲは、パルス光が発光部１１から基準反射体１２を介して受光部２０へ飛行する時間である。図２に示したように、発光部１１から基準反射体１２を介して受光部２０へ至る光の基準光路長ＬＥＮは既知であるので、この飛行時間ＴＯＦＲは既知である。そして、このタイミングｔ４から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ５において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図５（Ｈ））。この時間ＴＤ３は、受光部２０における内部遅延の時間、および受光部２０から時間計測部１４への信号遅延の時間の合計時間に対応する。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を出力する。図５（Ｉ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは低レベル（“０”）であるので、演算部３０のデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を記憶部３２に供給する。そして、記憶部３２は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を記憶する。
【００４１】
そして、タイミングｔ６において、期間ＰＲが終了するとともに、期間ＰＯが開始する。制御部１９は、このタイミングｔ６において、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルから高レベルに変化させる（図５（Ｉ））。
【００４２】
次に、タイミングｔ３から飛行時間ＴＯＦＯだけ遅延したタイミングｔ７において、受光部２０は、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２を検出する（図５（Ｇ））。この飛行時間ＴＯＦＯは、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する時間である。そして、このタイミングｔ７から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ８において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図５（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を出力する。図５（Ｉ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは高レベル（“１”）であるので、演算部３０のデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を減算部３３に供給する。そして、減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）から、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦを算出する。
【００４３】
そして、タイミングｔ９において期間ＰＯが終了する。
【００４４】
カウント値ＣＮＴの値ＣＲは、時間計測部１４により得られたカウント値であるので、この値ＣＲにクロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより、時間ＴＲに換算することができる。この時間ＴＲは、図５に示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＲ＝ＴＯＦＲ＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ１）
【００４５】
同様に、カウント値ＣＮＴの値ＣＯは、時間ＴＯに換算することができる。この時間ＴＯは、図５に示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＯ＝ＴＯＦＯ＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ２）
【００４６】
よって、差分値ＤＩＦＦに対応する時間ＴＤＩＦＦは、以下の式で表すことができる。
ＴＤＩＦＦ＝ＴＯ−ＴＲ＝ＴＯＦＯ−ＴＯＦＲ  …（ＥＱ３）
この式（３）において、飛行時間ＴＯＦＲは既知である。よって、時間計測装置１は、この差分値ＤＩＦＦに基づいて、飛行時間ＴＯＦＯを求めることができる。
【００４７】
ヒストグラム生成部１５は、演算部３０から供給された差分値ＤＩＦＦに基づいて、図４に示したようなヒストグラムＨＩＳＴを生成する。そして、ヒストグラム生成部１５は、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。信号処理部１６は、例えば、この差分値ＤＩＦＦpeakに、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより時間ＴＤＩＦＦを算出し、この時間ＴＤＩＦＦに既知の飛行時間ＴＯＦＲを加算することにより、飛行時間ＴＯＦＯを算出することができる。
【００４８】
このように、時間計測装置１では、基準反射体１２を設け、受光部２０が、この基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒと、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２の両方を検出するようにした。そして、時間計測装置１では、基準パルス光Ｌ１Ｒの受光タイミングおよび反射パルス光Ｌ２の受光タイミングの差分を求めるようにした。これにより、時間計測装置１では、時間計測装置１内で生じる様々な遅延による影響を互いに打ち消すことができるので、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯの計測精度を高めることができる。
【００４９】
また、時間計測装置１では、発光部１１が１つの出射パルス光ＬＯを射出し、受光部２０はこの１つの出射パルス光ＬＯに応じた２つのパルス光（基準パルス光Ｌ１Ｒおよび反射パルス光Ｌ２）を検出するようにした。これにより、例えば、発光部１１が２つの出射パルス光（第１の出射パルス光および第２の出射パルス光）を射出し、受光部２０が、第１の出射パルス光に応じた基準パルス光Ｌ１Ｒを検出するとともに、第２の出射パルス光に応じた反射パルス光Ｌ２を検出する場合に比べて、出射パルス光Ｌ０の射出回数を減らすことができる。その結果、時間計測装置１では、消費電力を低減することができる。
【００５０】
［効果］
以上のように本実施の形態では、基準反射体を設け、受光部が、この基準反射体による反射光である基準パルス光と、計測対象物による反射光である反射パルス光の両方を検出するようにしたので、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯの計測精度を高めることができる。
【００５１】
本実施の形態では、発光部が１つのパルス光を射出し、受光部はこの１つのパルス光に応じた２つのパルス光を検出するようにしたので、消費電力を低減することができる。
【００５２】
［変形例１−１］
上記実施の形態では、期間ＰＲにおいて基準パルス光Ｌ１Ｒを検出し、その期間ＰＲに続く期間ＰＯにおいて反射パルス光Ｌ２を検出したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、期間ＰＯにおいて反射パルス光Ｌ２を検出し、その期間ＰＯに続く期間ＰＲにおいて基準パルス光Ｌ１Ｒを検出してもよい。以下に、本変形例に係る時間計測装置１Ａについて、詳細に説明する。
【００５３】
図６は、時間計測装置１Ａの一構成例を表すものである。時間計測装置１Ａは、演算部３０Ａと、制御部１９Ａとを備えている。演算部３０Ａは、記憶部３４Ａを有している。記憶部３４Ａは、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴを記憶するように構成される。この構成により、デマルチプレクサ３１は、選択制御信号ＳＥＬＯが“０”である場合には、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを減算部３３に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯが“１”である場合には、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを記憶部３４Ａに供給する。そして、減算部３３は、記憶部３４Ａから供給されたカウント値ＣＮＴから、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴを減算することにより、差分値ＤＩＦＦを算出するようになっている。制御部１９Ａは、時間計測装置１Ａの動作を制御するように構成される。
【００５４】
図７Ａ，７Ｂは、時間計測装置１Ａの一動作例を表すものである。時間計測装置１Ａは、まず、期間ＰＯにおいて、図７Ａに示したように、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２を検出し、次に、期間ＰＯに続く期間ＰＲにおいて、図７Ｂに示したように、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒを検出する。そして、時間計測装置１Ａは、基準パルス光Ｌ１Ｒの受光タイミングおよび反射パルス光Ｌ２の受光タイミングの差分に基づいて、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯを算出する。以下に、この動作について詳細に説明する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【００５５】
まず、タイミングｔ１１において、期間ＰＯが開始する。この期間ＰＯでは、制御部１９Ａは、選択制御信号ＳＥＬＯを高レベルに設定する（図７Ａ（Ｉ））。
【００５６】
そして、このタイミングｔ１１において、制御部１９Ａは、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ１１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図７Ａ（Ｅ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ１３において発光し、そのタイミングｔ１３から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図７Ａ（Ｆ））。
【００５７】
また、タイミングｔ１１において、制御部１９Ａは、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図７Ａ（Ｃ））。時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）は、タイミングｔ１１から時間ＴＤ１だけ遅延したタイミングｔ１２において、低レベルから高レベルに変化する（図７Ａ（Ｄ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図７Ａ（Ａ），（Ｂ））。
【００５８】
次に、タイミングｔ１３から飛行時間ＴＯＦＯだけ遅延したタイミングｔ１４において、受光部２０は、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２を検出する（図７Ａ（Ｇ））。そして、このタイミングｔ１４から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ１５において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図７Ａ（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を出力する。図７Ａ（Ｉ）に示したように、期間ＰＯでは選択制御信号ＳＥＬＯは高レベル（“１”）であるので、演算部３０Ａのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を記憶部３４Ａに供給する。そして、記憶部３４Ａは、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を記憶する。
【００５９】
そして、タイミングｔ１６において期間ＰＯが終了する。
【００６０】
次に、図７Ｂに示したように、タイミングｔ２１において期間ＰＲが開始する。この期間ＰＲでは、制御部１９Ａは、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルに設定する（図７Ｂ（Ｉ））。
【００６１】
そして、このタイミングｔ２１において、制御部１９Ａは、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ２１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図７Ｂ（Ｅ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ２１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ２３において発光し、そのタイミングｔ２３から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図７Ｂ（Ｆ））。
【００６２】
また、タイミングｔ２１において、制御部１９Ａは、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図７Ｂ（Ｃ））。時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）は、タイミングｔ２１から時間ＴＤ１だけ遅延したタイミングｔ２２において、低レベルから高レベルに変化する（図７Ｂ（Ｄ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図７Ｂ（Ａ），（Ｂ））。
【００６３】
そして、タイミングｔ２３から飛行時間ＴＯＦＲだけ遅延したタイミングｔ２４において、受光部２０は、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１Ｒを検出する（図７Ｂ（Ｇ））。そして、このタイミングｔ２４から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ２５において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図７Ｂ（Ｈ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を出力する。図７Ｂ（Ｉ）に示したように、期間ＰＲでは選択制御信号ＳＥＬＯは低レベル（“０”）であるので、演算部３０Ａのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を減算部３３に供給する。そして、減算部３３は、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）から、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦを算出する。
【００６４】
そして、タイミングｔ２６において期間ＰＲが終了する。ヒストグラム生成部１５および信号処理部１６は、この差分値ＤＩＦＦに基づいて、上記実施の形態の場合と同様に飛行時間ＴＯＦＯを算出する。
【００６５】
［変形例１−２］
上記実施の形態では、信号処理部１６は、例えば、差分値ＤＩＦＦpeakに対応する時間ＴＤＩＦＦに既知の飛行時間ＴＯＦＲを加算することにより、飛行時間ＴＯＦＯを算出したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図８に示す時間計測装置１Ｂのように、演算部が、差分値ＤＩＦＦに、既知の飛行時間ＴＯＦＲに対応するカウント値ＣＴＯＦＲを加算してもよい。この時間計測装置１Ｂは、演算部３０Ｂと、制御部１９Ｂとを備えている。
【００６６】
演算部３０Ｂは、減算部３３Ｂを有している。減算部３３Ｂは、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ、および既知の飛行時間ＴＯＦＲに対応するカウント値ＣＴＯＦＲの加算結果から、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴを減算することにより、差分値ＤＩＦＦを算出するように構成される。言い換えれば、この差分値ＤＩＦＦは、上記実施の形態における差分値ＤＩＦＦに、既知の飛行時間ＴＯＦＲに対応するカウント値ＣＴＯＦＲを加算したものである。
【００６７】
ヒストグラム生成部１５は、演算部３０Ｂから供給された差分値ＤＩＦＦに基づいてヒストグラムＨＩＳＴを生成し、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。そして、信号処理部１６は、この差分値ＤＩＦＦpeakに、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより飛行時間ＴＯＦＯを算出することができる。
【００６８】
制御部１９Ｂは、時間計測装置１Ｂの動作を制御するように構成される。制御部１９Ｂは、既知の飛行時間ＴＯＦＲに対応するカウント値ＣＴＯＦＲを減算部３３Ｂに供給するようになっている。このカウント値ＣＴＯＦＲは、既知の飛行時間ＴＯＦＲを、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間で除算することにより得られる値である。
【００６９】
［変形例１−３］
上記実施の形態では、１つの受光部２０を用いて時間計測装置１を構成したが、これに限定されるものではなく、２つ以上の受光部２０を用いて時間計測装置を構成してもよい。例えば、複数の受光部２０をマトリクス状に配置した場合には、時間計測装置では、例えばデプス画像を生成することができる。以下に、２つの受光部２０を用いて時間計測装置を構成する例について、詳細に説明する。
【００７０】
図９，１０は、本変形例に係る時間計測装置１Ｃの一構成例を表すものである。時間計測装置１Ｃは、回路１０Ａ，１０Ｂと、信号処理部１６Ｃと、制御部１９Ｃとを備えている。
【００７１】
回路１０Ａ，１０Ｂのそれぞれは、受光部２０と、時間計測部１４と、演算部３０と、ヒストグラム生成部１５とを有している。図１０に示したように、発光部１１、遮光体１３、回路１０Ａの受光部２０（受光部２０Ａ）および回路１０Ｂの受光部２０（受光部２０Ｂ）は、Ｘ方向において、この順に配置される。受光部２０Ａおよび受光部２０Ｂは、Ｙ方向において並設される。ハーフミラー１２Ａは、発光部１１から出射した出射パルス光Ｌ０のうちの一部を受光部２０Ａ，２０Ｂに向かって反射させ、残りを透過させる。ハーフミラー１２Ａにより反射された光は、基準パルス光Ｌ１ＲＡとして受光部２０Ａに向かって進むとともに、基準パルス光Ｌ１ＲＢとして受光部２０Ｂに向かって進む。また、ハーフミラー１２Ａを透過した光は、パルス光Ｌ１として計測対象物１００Ａ，１００Ｂに向かって進む。計測対象物１００Ａおよび計測対象物１００Ｂは、別の対象物であってもよいし、同じ対象物の別の部分であってもよい。そして、計測対象物１００Ａにより反射された光が、反射パルス光Ｌ２Ａとして受光部２０Ａに向かって進み、計測対象物１００Ｂにより反射された光が、反射パルス光Ｌ２Ｂとして受光部２０Ｂに向かって進むようになっている。
【００７２】
信号処理部１６Ｃは、回路１０Ａのヒストグラム生成部１５から供給された差分値ＤＩＦＦpeakに基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００Ａを介して受光部２０Ａへ飛行する飛行時間ＴＯＦＯ（飛行時間ＴＯＦＯＡ）を算出するとともに、回路１０Ｂのヒストグラム生成部１５から供給された差分値ＤＩＦＦpeakに基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００Ｂを介して受光部２０Ｂへ飛行する飛行時間ＴＯＦＯ（飛行時間ＴＯＦＯＢ）算出するように構成される。
【００７３】
制御部１９Ｃは、時間計測装置１Ｃの動作を制御するように構成される。具体的には、制御部１９Ｃは、トリガ信号ＬＤＴを発光部１１に供給し、クロック信号ＣＬＫおよび信号ＳＴＲＴを回路１０Ａ，１０Ｂの時間計測部１４に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯを回路１０Ａ，１０Ｂのデマルチプレクサ３１に供給することにより、時間計測装置１Ｃの動作を制御するようになっている。
【００７４】
［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
【００７５】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る時間計測装置２について説明する。本実施の形態は、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯの計測方法が、第１の実施の形態とは異なるものである。なお、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７６】
図１１は、時間計測装置２の一構成例を表すものである。時間計測装置２は、反射体４１と、シャッタ４２と、演算部５０と、記憶部４８と、制御部４９とを備えている。
【００７７】
反射体４１は、基準反射体１２により反射されたパルス光を、基準反射体１２に向かって反射させるように構成される。発光部１１、反射体４１、および受光部２０は、例えば同一面内において、互いに近くに配置される。これにより、図１１に示したように、受光部２０は、２つの基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒを検出することができる。基準パルス光Ｌ１１Ｒは、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を１往復するパルス光である。基準パルス光Ｌ１２Ｒは、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を２往復するパルス光である。言い換えれば、基準パルス光Ｌ１２Ｒの飛行時間ＴＯＦＲ（飛行時間ＴＯＦＲ２）は、基準パルス光Ｌ１１Ｒの飛行時間ＴＯＦＲ（飛行時間ＴＯＦＲ１）の２倍である。
【００７８】
シャッタ４２は、基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒの光路上に配置され、選択制御信号ＳＥＬＭに基づいて開閉可能に構成される。これにより、時間計測装置２では、シャッタ４２を開くことにより、２つの基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒが受光部２０の受光面Ｓ２０に入射する。また、時間計測装置２では、シャッタ４２を閉じることにより、基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒの光路が遮断され、２つの基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒが受光部２０の受光面Ｓ２０に入射しないようにすることができるようになっている。
【００７９】
演算部５０は、デマルチプレクサ５１と、２倍演算部５２と、セレクタ５３と、記憶部５４と、ＳＲラッチ５５と、減算部５６，５７と、セレクタ５８とを有している。
【００８０】
デマルチプレクサ５１は、ＳＲラッチ５５から供給された選択制御信号ＳＥＬＯに基づいて、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを、２倍演算部５２または減算部５６，５７に選択的に供給するように構成される。具体的には、デマルチプレクサ５１は、選択制御信号ＳＥＬＯが低レベル（“０”）である場合には、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを２倍演算部５２に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯが高レベル（“１”）である場合には、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを減算部５６，５７に供給するようになっている。
【００８１】
２倍演算部５２は、デマルチプレクサ５１から供給されたカウント値ＣＮＴを２倍にし、２倍にされたカウント値ＣＮＴを出力するように構成される。
【００８２】
セレクタ５３は、選択制御信号ＳＥＬＭに基づいて、記憶部４８から供給された値、および２倍演算部５２から供給された値のうちの一方を選択し、選択された値を出力するように構成される。具体的には、セレクタ５３は、選択制御信号ＳＥＬＭが高レベル（“１”）である場合には、２倍演算部５２から供給された値を選択し、選択制御信号ＳＥＬＭが低レベル（“０”）である場合には、記憶部４８から供給された値を選択するようになっている。
【００８３】
記憶部５４は、例えばレジスタを含んで構成され、セレクタ５３から供給された値を記憶するように構成される。また、記憶部５４は、セレクタ５３から供給された値を記憶する際、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを高レベル（“１”）にする機能をも有している。
【００８４】
ＳＲラッチ５５は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬ，ＲＥＳ＿ＳＥＬに基づいて、選択制御信号ＳＥＬＯを生成するように構成される。ＳＲラッチ５５の端子Ｓには制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬが供給され、端子Ｒには制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬが供給される。ＳＲラッチ５５は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬが高レベル（“１”）になったときに選択制御信号ＳＥＬＯを高レベル（“１”）に設定し、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬが高レベル（“１”）になったときに選択制御信号ＳＥＬＯを低レベル（“０”）に設定するようになっている。
【００８５】
減算部５６は、デマルチプレクサ５１から供給されたカウント値ＣＮＴから、記憶部５４から供給された値を減算するように構成される。減算部５７は、記憶部５４から供給された値から、デマルチプレクサ５１から供給されたカウント値ＣＮＴを減算するように構成される。
【００８６】
セレクタ５８は、選択制御信号ＳＥＬＭに基づいて、減算部５６から供給された値、および減算部５７から供給された値のうちの一方を選択し、選択された値を出力するように構成される。具体的には、セレクタ５８は、選択制御信号ＳＥＬＭが低レベル（“０”）である場合には、減算部５６から供給された値を選択し、選択制御信号ＳＥＬＭが高レベル（“１”）である場合には、減算部５７から供給された値を選択するようになっている。
【００８７】
記憶部４８は、例えばレジスタを含んで構成され、演算部５０のセレクタ５８から供給された値を記憶するように構成される。そして、記憶部４８は、記憶している値を、セレクタ５３およびヒストグラム生成部１５に供給するようになっている。
【００８８】
制御部４９は、時間計測装置２の動作を制御するように構成される。具体的には、制御部４９は、トリガ信号ＬＤＴを発光部１１に供給し、クロック信号ＣＬＫおよび信号ＳＴＲＴを時間計測部１４に供給し、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬをＳＲラッチ５５に供給し、選択制御信号ＳＥＬＭをシャッタ４２およびセレクタ５３，５８に供給することにより、時間計測装置２の動作を制御するようになっている。
【００８９】
ここで、反射体４１は、本開示における「反射体」の一具体例に対応する。基準パルス光Ｌ１１Ｒは、本開示における「第１のパルス光」の一具体例に対応する。基準パルス光Ｌ１２Ｒは、本開示における「第３のパルス光」の一具体例に対応する。演算部５０は、本開示における「第１の演算部」の一具体例に対応する。
【００９０】
図１２Ａ，１２Ｂは、時間計測装置２の一動作例を表すものであり、（Ａ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｂ）は時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴを示し、（Ｃ）は制御部４９の出力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）の波形を示し、（Ｄ）は時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）の波形を示し、（Ｅ）は制御部４９の出力端子におけるトリガ信号ＬＤＴの波形を示し、（Ｆ）は発光部１１の発光面Ｓ１１におけるパルス光Ｌoutの波形を示し、（Ｇ）は受光部２０の受光面Ｓ２０におけるパルス光Ｌinの波形を示し、（Ｈ）は時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰの波形を示し、（Ｉ）は制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬの波形を示し、（Ｊ）は制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬの波形を示し、（Ｋ）は選択制御信号ＳＥＬＯの波形を示し、（Ｌ）は選択制御信号ＳＥＬＯの波形を示す。
【００９１】
時間計測装置２は、まず、図１２Ａに示したように、期間ＰＲ１において、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を１往復した基準パルス光Ｌ１１Ｒを検出し、次に、期間ＰＲ１に続く期間ＰＲ２において、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を２往復した基準パルス光Ｌ１２Ｒを検出する。そして、時間計測装置２は、図１２Ｂに示したように、期間ＰＲ２に続く期間ＰＯにおいて、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２を検出する。そして、時間計測装置２は、基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒの受光タイミングおよび反射パルス光Ｌ２の受光タイミングに基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを算出する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【００９２】
まず、タイミングｔ３１において期間ＰＲ１が開始する。期間ＰＲ１，ＰＲ２では、制御部４９は、選択制御信号ＳＥＬＭを高レベルに設定する（図１２Ａ（Ｌ））。これにより、時間計測装置２では、シャッタ４２が開き、２つの基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒが受光部２０の受光面Ｓ２０に入射することができる状態になる。
【００９３】
このタイミングｔ３１において、制御部４９は、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬを低レベルから高レベルに変化させ、このタイミングｔ３１から所定の時間が経過したタイミングにおいて、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬを高レベルから低レベルに変化させる（図１２Ａ（Ｉ））。これにより、ＳＲラッチ５５は、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルに設定する（図１２Ａ（Ｊ））。
【００９４】
そして、このタイミングｔ３１において、制御部４９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ３１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１２Ａ（Ｅ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ３１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ３３において発光し、そのタイミングｔ３３から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図１２Ａ（Ｆ））。
【００９５】
また、このタイミングｔ３１において、制御部４９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図１２Ａ（Ｃ））。時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）は、タイミングｔ３１から時間ＴＤ１だけ遅延したタイミングｔ３２において、低レベルから高レベルに変化する（図１２Ａ（Ｄ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１２Ａ（Ａ），（Ｂ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴが増加し始める（図１２Ａ（Ｂ））。
【００９６】
そして、タイミングｔ３３から飛行時間ＴＯＦＲ１だけ遅延したタイミングｔ３４において、受光部２０は、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を１往復した基準パルス光Ｌ１１Ｒを検出する（図１２Ａ（Ｇ））。そして、このタイミングｔ３４から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ３５において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図１２Ａ（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＲ１）を出力する。図１２Ａ（Ｋ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは低レベル（“０”）であるので、演算部５０のデマルチプレクサ５１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ１）を２倍演算部５２に供給する。２倍演算部５２は、この値ＣＲ１を“２”を乗算する（２×ＣＲ１）。図１２Ａ（Ｌ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＭは高レベル（“１”）であるので、セレクタ５３は、この２倍演算部５２から供給された値（２×値ＣＲ１）を記憶部３２に供給する。そして、記憶部３２は、この値（２×値ＣＲ１）を記憶する。
【００９７】
そして、タイミングｔ３６において、期間ＰＲ１が終了するとともに、期間ＰＲ２が開始する。このタイミングｔ３６において、記憶部５４は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを低レベルから高レベルに変化させ、このタイミングｔ３６から所定の時間が経過したタイミングにおいて、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを高レベルから低レベルに変化させる（図１２Ａ（Ｊ））。これにより、ＳＲラッチ５５は、このタイミングｔ３６において、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルから高レベルに変化させる（図１２Ａ（Ｋ））。
【００９８】
そして、タイミングｔ３３から飛行時間ＴＯＦＲ２（＝２×ＴＯＦＲ１）だけ遅延したタイミングｔ３７において、受光部２０は、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を２往復した基準パルス光Ｌ１２Ｒを検出する（図１２Ａ（Ｇ））。そして、このタイミングｔ３７から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ３８において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図１２Ａ（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＲ２）を出力する。図１２Ａ（Ｋ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは高レベル（“１”）であるので、演算部５０のデマルチプレクサ５１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＲ２）を減算部５６，５７に供給する。減算部５７は、記憶部５４から供給された値（２×値ＣＲ１）から、デマルチプレクサ５１から供給された値ＣＲ２を減算し、減算した結果をセレクタ５８に供給する。図１２Ａ（Ｌ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＭは高レベル（“１”）であるので、セレクタ５８は、減算部５７から供給された値を記憶部４８に供給する。記憶部４８は、減算部５７から供給された値を記憶する。
【００９９】
そして、タイミングｔ３９において期間ＰＲ２が終了する。
【０１００】
カウント値ＣＮＴの値ＣＲ１は、時間計測部１４により得られたカウント値である。よって、記憶部３２が記憶する値（２×値ＣＲ１）は、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより、時間ＴＲ１に換算することができる。この時間ＴＲ１は、図１２Ａに示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＲ１＝２×（ＴＯＦＲ１＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１）  …（ＥＱ４）
【０１０１】
同様に、カウント値ＣＮＴの値ＣＲ２は、時間ＴＲ２に換算することができる。この時間ＴＲ２は、図１２Ａに示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＲ２＝ＴＯＦＲ２＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１
＝２×ＴＯＦＲ１＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ５）
【０１０２】
よって、時間ＴＲ１と時間ＴＲ２の時間差ΔＴは、以下の式で表すことができる。
ΔＴ＝ＴＲ１−ＴＲ２＝ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ６）
すなわち、時間差ΔＴは、時間計測装置２において生じる３つの遅延時間（時間ＴＤ１〜ＴＤ３）を含む。記憶部４８は、この時間差ΔＴに対応する値を記憶する。
【０１０３】
次に、図１２Ｂに示したように、タイミングｔ４１において、期間ＰＯが開始する。制御部４９は、このタイミングｔ４１において、選択制御信号ＳＥＬＭを高レベルから低レベルに変化させる（図１２Ｂ（Ｌ））。これにより、時間計測装置２では、シャッタ４２が閉じ、２つの基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒの光路が遮断され、２つの基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒが受光部２０の受光面Ｓ２０に入射しない状態になる。また、セレクタ５３は、記憶部４８から供給された値を記憶部５４に供給する。これにより、記憶部５４は、式ＥＱ６に示した時間差ΔＴに対応する値を記憶する。
【０１０４】
そして、このタイミングｔ４１において、記憶部５４は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを低レベルから高レベルに変化させ、このタイミングｔ４１から所定の時間が経過したタイミングにおいて、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを高レベルから低レベルに変化させる（図１２Ｂ（Ｊ））。これにより、ＳＲラッチ５５は、このタイミングｔ４１において、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルから高レベルに変化させる（図１２Ｂ（Ｋ））。
【０１０５】
そして、このタイミングｔ４１において、制御部４９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ４１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１２Ｂ（Ｅ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ４１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ４３において発光し、そのタイミングｔ４３から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図１２Ｂ（Ｆ））。
【０１０６】
また、このタイミングｔ４１において、制御部４９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図１２Ｂ（Ｃ））。時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）は、タイミングｔ４１から時間ＴＤ１だけ遅延したタイミングｔ４２において、低レベルから高レベルに変化する（図１２Ｂ（Ｄ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１２Ｂ（Ａ），（Ｂ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴが増加し始める（図１２Ｂ（Ｂ））。
【０１０７】
次に、タイミングｔ４３から飛行時間ＴＯＦＯだけ遅延したタイミングｔ４４において、受光部２０は、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２を検出する（図１２Ｂ（Ｇ））。そして、このタイミングｔ４４から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ５において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図１２Ｂ（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を出力する。図１２Ｂ（Ｋ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは高レベル（“１”）であるので、演算部５０のデマルチプレクサ５１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ）を減算部５６，５７に供給する。減算部５６は、デマルチプレクサ５１から供給された値（値ＣＯ）から、記憶部５４から供給された値を減算し、減算した結果をセレクタ５８に供給する。図１２Ｂ（Ｌ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＭは低レベル（“０”）であるので、セレクタ５８は、減算部５６から供給された値を記憶部４８に供給する。記憶部４８は、減算部５６から供給された値を記憶する。
【０１０８】
そして、タイミングｔ４６において期間ＰＯが終了する。
【０１０９】
カウント値ＣＮＴの値ＣＯは、時間計測部１４により得られたカウント値であるので、この値ＣＯにクロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより、時間ＴＯに換算することができる。この時間ＴＯは、図１２Ｂに示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＯ＝ＴＯＦＯ＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ７）
【０１１０】
減算部５６が、この時間ＴＯから、記憶部５４から供給された値に対応する時間差ΔＴを減算することにより、次式のように、飛行時間ＴＯＦＯを得ることができる。
ＴＯ−ΔＴ＝ＴＯＦＯ＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１−（ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１）
＝ＴＯＦＯ  …（ＥＱ８）
【０１１１】
ヒストグラム生成部１５は、演算部５０から供給された値（差分値ＤＩＦＦ）に基づいて、図４に示したようなヒストグラムＨＩＳＴを生成する。そして、ヒストグラム生成部１５は、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。信号処理部１６は、例えば、この差分値ＤＩＦＦpeakに、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより、飛行時間ＴＯＦＯを算出することができる。
【０１１２】
このように、時間計測装置２では、反射体４１を設け、受光部２０が、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を１往復した基準パルス光Ｌ１１Ｒと、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を２往復した基準パルス光Ｌ１２Ｒとを検出するようにした。これにより、時間計測装置２では、式ＥＱ４〜ＥＱ６に示したように、基準パルス光Ｌ１１Ｒの飛行時間ＴＯＦＲ１および基準パルス光Ｌ１２Ｒの飛行時間ＴＯＦＲ２をキャンセルすることができる。言い換えれば、時間計測装置２では、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と異なり、基準パルス光Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒの光路長を精度よく求めておく必要がない。その結果、例えば、時間計測装置２における、発光部１１、反射体４１、受光部２０、基準反射体１２の配置位置の精度を緩和することができるので、製造工程における加工精度を緩和することができ、その結果、時間計測装置２を製造しやすくすることができる。
【０１１３】
以上のように本実施の形態では、反射体を設け、受光部が、発光部、反射体、および受光部と、基準反射体との間を１往復した基準パルス光Ｌ１１Ｒと、発光部、反射体、および受光部と、基準反射体との間を２往復した基準パルス光Ｌ１２Ｒとを検出するようにしたので、時間計測装置を製造しやすくすることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１１４】
［変形例２−１］
上記実施の形態では、受光部２０が、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を１往復した基準パルス光Ｌ１１Ｒと、発光部１１、反射体４１、および受光部２０と、基準反射体１２との間を２往復した基準パルス光Ｌ１２Ｒとを検出するようにしたが、これに限定されるものではなく、往復数が異なる複数の基準パルス光を検出することができればよい。
【０１１５】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係る時間計測装置３について説明する。本実施の形態は、基準反射体１２を設けずに、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯを計測するものである。なお、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１６】
図１３は、時間計測装置３の一構成例を表すものである。時間計測装置３は、反射体６１と、演算部６０と、制御部６９とを備えている。
【０１１７】
反射体６１は、計測対象物１００により反射されたパルス光を、計測対象物１００に向かって反射させるように構成される。発光部１１、反射体６１、および受光部２０は、例えば同一面内において、互いに近くに配置される。これにより、図１３に示したように、受光部２０は、２つの反射パルス光Ｌ２１，Ｌ２２を検出することができる。反射パルス光Ｌ２１は、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を１往復するパルス光である。反射パルス光Ｌ２２は、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を２往復するパルス光である。言い換えれば、反射パルス光Ｌ２２の飛行時間ＴＯＦＯ（飛行時間ＴＯＦＯ２）は、反射パルス光Ｌ２１の飛行時間ＴＯＦＯ（飛行時間ＴＯＦＯ１）の２倍である。
【０１１８】
演算部６０は、デマルチプレクサ３１と、記憶部６２と、減算部３３と、ＳＲラッチ６５とを有している。記憶部６２は、例えばレジスタを含んで構成され、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴを記憶するように構成される。また、記憶部６２は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴを記憶する際、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを高レベル（“１”）に設定する機能をも有している。ＳＲラッチ６５は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬ，ＲＥＳ＿ＳＥＬに基づいて、選択制御信号ＳＥＬＯを生成するように構成される。ＳＲラッチ６５の端子Ｓには制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬが供給され、端子Ｒには制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬが供給される。ＳＲラッチ６５は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬが高レベル（“１”）になったときに選択制御信号ＳＥＬＯを高レベル（“１”）に設定し、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬが高レベル（“１”）になったときに選択制御信号ＳＥＬＯを低レベル（“０”）に設定するようになっている。
【０１１９】
制御部６９は、時間計測装置３の動作を制御するように構成される。具体的には、制御部６９は、トリガ信号ＬＤＴを発光部１１に供給し、クロック信号ＣＬＫおよび信号ＳＴＲＴを時間計測部１４に供給し、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬをＳＲラッチ６５に供給することにより、時間計測装置３の動作を制御するようになっている。
【０１２０】
ここで、反射体６１は、本開示における「反射体」の一具体例に対応する。反射パルス光Ｌ２２は、本開示における「第１のパルス光」の一具体例に対応する。反射パルス光Ｌ２１は、本開示における「第２のパルス光」の一具体例に対応する。演算部６０は、本開示における「第１の演算部」の一具体例に対応する。
【０１２１】
図１４は、時間計測装置３の一動作例を表すものであり、（Ａ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｂ）は時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴを示し、（Ｃ）は制御部４９の出力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）の波形を示し、（Ｄ）は時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）の波形を示し、（Ｅ）は制御部４９の出力端子におけるトリガ信号ＬＤＴの波形を示し、（Ｆ）は発光部１１の発光面Ｓ１１におけるパルス光Ｌoutの波形を示し、（Ｇ）は受光部２０の受光面Ｓ２０におけるパルス光Ｌinの波形を示し、（Ｈ）は時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰの波形を示し、（Ｉ）は制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬの波形を示し、（Ｊ）は制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬの波形を示し、（Ｋ）は選択制御信号ＳＥＬＯの波形を示す。
【０１２２】
時間計測装置３は、まず、図１４に示したように、期間ＰＯにおいて、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を１往復した反射パルス光Ｌ２１を検出し、次に、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を２往復した反射パルス光Ｌ２２を検出する。そして、時間計測装置３は、反射パルス光Ｌ２１，Ｌ２２の受光タイミングに基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯ１を算出する。以下に、この動作について詳細に説明する。
【０１２３】
まず、タイミングｔ５１において期間ＰＯが開始する。このタイミングｔ５１において、制御部６９は、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬを低レベルから高レベルに変化させ、このタイミングｔ５１から所定の時間が経過したタイミングにおいて、制御信号ＲＥＳ＿ＳＥＬを高レベルから低レベルに変化させる（図１４（Ｉ））。これにより、ＳＲラッチ６５は、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルに設定する（図１４（Ｊ））。
【０１２４】
そして、このタイミングｔ５１において、制御部６９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ５１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１４（Ｅ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ５１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ５３において発光し、そのタイミングｔ５３から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図１４（Ｆ））。
【０１２５】
また、このタイミングｔ５１において、制御部６９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図１４（Ｃ））。時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）は、タイミングｔ５１から時間ＴＤ１だけ遅延したタイミングｔ５２において、低レベルから高レベルに変化する（図１４（Ｄ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１４（Ａ），（Ｂ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴが増加し始める（図１４（Ｂ））。
【０１２６】
そして、タイミングｔ５３から飛行時間ＴＯＦＯ１だけ遅延したタイミングｔ５４において、受光部２０は、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を１往復した反射パルス光Ｌ２１を検出する（図１４（Ｇ））。そして、このタイミングｔ５４から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ５５において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図１４（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＯ１）を出力する。図１４（Ｋ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは低レベル（“０”）であるので、演算部６０のデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ１）を記憶部６２に供給する。そして、記憶部６２は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ１）を記憶する。
【０１２７】
そして、タイミングｔ５６において、記憶部６２は、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを低レベルから高レベルに変化させ、このタイミングｔ５６から所定の時間が経過したタイミングにおいて、制御信号ＳＥＴ＿ＳＥＬを高レベルから低レベルに変化させる（図１４（Ｊ））。これにより、ＳＲラッチ６５は、このタイミングｔ５６において、選択制御信号ＳＥＬＯを低レベルから高レベルに変化させる（図１４（Ｋ））。
【０１２８】
そして、タイミングｔ５３から飛行時間ＴＯＦＯ２（＝２×ＴＯＦＯ１）だけ遅延したタイミングｔ５７において、受光部２０は、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を２往復した反射パルス光Ｌ２２を検出する（図１４（Ｇ））。そして、このタイミングｔ５７から時間ＴＤ３だけ遅延したタイミングｔ５８において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰが低レベルから高レベルに変化する（図１４（Ｈ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰに基づいて、カウント値ＣＮＴ（値ＣＯ２）を出力する。図１４（Ｋ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯは高レベル（“１”）であるので、演算部６０のデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ２）を減算部３３に供給する。減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ２）から、記憶部６２から供給されたカウント値ＣＮＴ（値ＣＯ１）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦを算出する。
【０１２９】
そして、タイミングｔ５９において期間ＰＯが終了する。
【０１３０】
カウント値ＣＮＴの値ＣＯ１は、時間計測部１４により得られたカウント値であるので、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより、時間ＴＯ１に換算することができる。この時間ＴＯ１は、図１４に示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＯ１＝ＴＯＦＯ１＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ９）
【０１３１】
同様に、カウント値ＣＮＴの値ＣＯ２は、時間ＴＯ２に換算することができる。この時間ＴＯ２は、図１４に示したように、以下の式で表すことができる。
ＴＯ２＝ＴＯＦＲ２＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１
＝２×ＴＯＦＲ１＋ＴＤ２＋ＴＤ３−ＴＤ１  …（ＥＱ１０）
【０１３２】
よって、差分値ＤＩＦＦに対応する時間ＴＤＩＦＦは、以下の式で表すことができる。
ＴＤＩＦＦ＝ＴＯ２−ＴＯ１＝ＴＯＦＯ１  …（ＥＱ１１）
このようにして、時間計測装置３は、この差分値ＤＩＦＦに基づいて、飛行時間ＴＯＦＯ１を求めることができる。
【０１３３】
ヒストグラム生成部１５は、演算部６０から供給された差分値ＤＩＦＦに基づいて、図４に示したようなヒストグラムＨＩＳＴを生成する。そして、ヒストグラム生成部１５は、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。信号処理部１６は、例えば、この差分値ＤＩＦＦpeakに、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより飛行時間ＴＯＦＯ１を算出することができる。
【０１３４】
このように、時間計測装置３では、反射体６１を設け、受光部２０が、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を１往復した反射パルス光Ｌ２１と、発光部１１、反射体６１、および受光部２０と、計測対象物１００との間を２往復した反射パルス光Ｌ２２とを検出するようにした。これにより、時間計測装置３では、式ＥＱ９〜ＥＱ１１に示したように、時間計測装置３内で生じる様々な遅延による影響を互いに打ち消すことができるので、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯ１の計測精度を高めることができる。
【０１３５】
以上のように本実施の形態では、反射体を設け、受光部が、発光部、反射体、および受光部と、計測対象物との間を１往復した反射パルス光Ｌ２１と、発光部、反射体、および受光部と、計測対象物との間を２往復した反射パルス光Ｌ２２とを検出するようにしたので、パルス光の飛行時間の計測精度を高めることができる。
【０１３６】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態に係る時間計測装置４について説明する。本実施の形態は、２つの受光部２０における検出結果に基づいて１つのヒストグラムＨＩＳＴを生成するものである。なお、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１３７】
図１５は、時間計測装置４の一構成例を表すものである。時間計測装置４は、回路８０Ａ，８０Ｂと、ヒストグラム生成部７６と、制御部７９とを備えている。
【０１３８】
回路８０Ａ，８０Ｂのそれぞれは、受光部７０と、時間計測部１４と、演算部３０とを有している。
【０１３９】
回路８０Ａの受光部７０は、出射パルス光Ｌ０に応じた、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＡと、出射パルス光Ｌ０に応じた、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ａとを検出するように構成される。回路８０Ｂの受光部７０は、出射パルス光Ｌ０に応じた、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＢと、出射パルス光Ｌ０に応じた、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ｂとを検出するように構成される。
【０１４０】
図１６は、受光部７０の一構成例を表すものである。受光部７０は、受光素子２１と、抵抗素子２２と、インバータ７１と、トランジスタ７２，７３と、バッファ７４と、反転論理和回路（ＮＯＲ）７５とを有している。
【０１４１】
インバータ７１は、活性化信号ＥＮを反転して出力するように構成される。具体的には、回路８０Ａにおけるインバータ７１は、活性化信号ＥＮ＿Ａを反転して出力し、回路８０Ｂにおけるインバータ７１は、活性化信号ＥＮ＿Ｂを反転して出力するようになっている。
【０１４２】
トランジスタ７２は、Ｐ型のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタであり、ソースには電圧ＶＤＤＨが供給され、ゲートはインバータ７１の出力端子に接続され、ドレインは抵抗素子２２の一端に接続される。
【０１４３】
トランジスタ７３は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタであり、ドレインは受光素子２１のカソード、抵抗素子２２の他端、および反転論理和回路７５に接続され、ゲートはインバータ７１の出力端子に接続され、ソースは接地される。
【０１４４】
バッファ７４の入力端子はインバータ７１の出力端子に接続され、出力端子は反転論理和回路７５に接続される。
【０１４５】
反転論理和回路７５の第１の入力端子はバッファ７４の出力端子に接続され、第２の入力端子は受光素子２１のカソード、抵抗素子２２の他端、およびトランジスタ７３のドレインに接続される。そして、反転論理和回路７５は、信号ＳＴＰを生成するようになっている。
【０１４６】
この構成により、受光部７０は、活性化信号ＥＮが高レベルである場合には、パルス光を検出可能な状態になる。また、受光部７０は、活性化信号ＥＮが低レベルである場合には、パルス光を検出出来ない状態になり、信号ＳＴＰを低レベルに維持するようになっている。
【０１４７】
回路８０Ａのデマルチプレクサ３１は、制御部７９から供給された選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａに基づいて、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを、記憶部３２または減算部３３に選択的に供給するように構成される。回路８０Ｂのデマルチプレクサ３１は、制御部７９から供給された選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂに基づいて、時間計測部１４から供給されたカウント値ＣＮＴを、記憶部３２または減算部３３に選択的に供給するように構成される。
【０１４８】
ヒストグラム生成部７６は、回路８０Ａの演算部３０から供給された差分値ＤＩＦＦ（差分値ＤＩＦＦ＿Ａ）、および回路８０Ｂの演算部３０から供給された差分値ＤＩＦＦ（差分値ＤＩＦＦ＿Ｂ）に基づいて、１つのヒストグラムＨＩＳＴを生成するように構成される。そして、ヒストグラム生成部７６は、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。信号処理部１６は、この差分値ＤＩＦＦpeakに基づいて、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを算出する。すなわち、時間計測装置４では、２つの回路８０Ａ，９０Ｂを１つの画素として動作させることにより１つのヒストグラムＨＩＳＴを生成し、このヒストグラムＨＩＳＴに基づいて、飛行時間ＴＯＦＯを算出するようになっている。
【０１４９】
制御部７９は、時間計測装置４の動作を制御するように構成される。具体的には、制御部７９は、トリガ信号ＬＤＴを発光部１１に供給し、活性化信号ＥＮ＿Ａを回路８０Ａの受光部７０に供給し、活性化信号ＥＮ＿Ｂを回路８０Ｂの受光部７０に供給し、クロック信号ＣＬＫおよび信号ＳＴＲＴを回路８０Ａ，８０Ｂの時間計測部１４に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａを回路８０Ａのデマルチプレクサ３１に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂを回路８０Ｂのデマルチプレクサ３１に供給することにより、時間計測装置４の動作を制御するようになっている。
【０１５０】
時間計測装置４は、回路８０Ａは、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＡを検出することができるとともに、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ａを検出することができる。同様に、回路８０Ｂは、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＢを検出することができるとともに、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ｂを検出することができる。制御部７９は、２つの回路８０Ａ，８０Ｂのうちの少なくとも一方が、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２（反射パルス光Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ）を計測するように、時間計測装置４の動作を制御する。
【０１５１】
ここで、回路８０Ａの受光部７０は、本開示における「第１の受光部」の一具体例に対応する。回路８０Ｂの受光部７０は、本開示における「第２の受光部」の一具体例に対応する。受光素子２１は、本開示における「受光素子」の一具体例に対応する。トランジスタ７２は、本開示における「トランジスタ」の一具体例に対応する。基準パルス光Ｌ１ＲＡは、本開示における「第１のパルス光」の一具体例に対応する。反射パルス光Ｌ２Ａは、本開示における「第２のパルス光」の一具体例に対応する。基準パルス光Ｌ１ＲＢは、本開示における「第４のパルス光」の一具体例に対応する。反射パルス光Ｌ２Ｂは、本開示における「第５のパルス光」の一具体例に対応する。回路８０Ａの時間計測部１４は、本開示における「第１のタイミング検出部」の一具体例に対応する。回路８０Ｂの時間計測部１４は、本開示における「第２のタイミング検出部」の一具体例に対応する。回路８０Ａの演算部３０は、本開示における「第１の演算部」の一具体例に対応する。回路８０Ｂの演算部３０は、本開示における「第２の演算部」の一具体例に対応する。差分値ＤＩＦＦ＿Ａは、本開示における「第１の時間値」の一具体例に対応する。差分値ＤＩＦＦ＿Ｂは、本開示における「第２の時間値」の一具体例に対応する。ヒストグラム生成部７６は、本開示における「ヒストグラム生成部」の一具体例に対応する。制御部７９は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。
【０１５２】
図１７は、時間計測装置４の一動作例を表すものである。時間計測装置４では、例えば、電源投入時などにおいて駆動Ｄ１を行い、その駆動Ｄ１に続いて、駆動Ｄ２を繰り返す。
【０１５３】
駆動Ｄ１では、時間計測装置４は、この例では、ＡＲ＿ＢＲモードでの動作を２回繰り返す。このＡＲ＿ＢＲモードでは、回路８０Ａ，８０Ｂの計測対象は基準反射体１２である。これにより、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と同様に、回路８０Ａ，８０Ｂは、時間計測装置４の内部における遅延時間を計測する。
【０１５４】
駆動Ｄ２では、時間計測装置４は、この例では、ＡＯ＿ＢＲモード、ＡＲ＿ＢＯモード、ＡＯ＿ＢＯモード、ＡＯ＿ＢＯモードの順に動作を行う。
【０１５５】
ＡＯ＿ＢＲモードでは、回路８０Ａの計測対象は計測対象物１００であり、回路８０Ｂの計測対象は基準反射体１２である。これにより、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と同様に、回路８０Ａは、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを計測し、回路８０Ｂは、時間計測装置４の内部における遅延時間を計測する。
【０１５６】
ＡＲ＿ＢＯモードでは、回路８０Ａの計測対象は基準反射体１２であり、回路８０Ｂの計測対象は計測対象物１００である。これにより、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と同様に、回路８０Ａは、時間計測装置４の内部における遅延時間を計測し、回路８０Ｂは、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを計測する。
【０１５７】
ＡＯ＿ＢＯモードでは、回路８０Ａ，８０Ｂの計測対象は計測対象物１００である。これにより、上記第１の実施の形態に係る時間計測装置１と同様に、回路８０Ａ，８０Ｂは、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを計測する。
【０１５８】
回路８０Ａ，８０Ｂは、飛行時間ＴＯＦＯを計測する際、その計測以前に計測した、時間計測装置４の内部における遅延時間の計測結果を利用して、飛行時間ＴＯＦＯを計測する。具体的には、図１７に示したように、回路８０Ａは、駆動Ｄ２における３番目の期間Ｐ３での飛行時間ＴＯＦＯの計測において、駆動Ｄ２における２番目の期間Ｐ２での遅延時間の計測結果を利用する。また、回路８０Ａは、駆動Ｄ２における４番目の期間Ｐ４での飛行時間ＴＯＦＯの計測において、駆動Ｄ２における２番目の期間Ｐ２での遅延時間の計測結果を利用する。また、回路８０Ａは、２回目の駆動Ｄ２における１番目の期間Ｐ１での飛行時間ＴＯＦＯの計測において、１回目の駆動Ｄ２における２番目の期間Ｐ２での遅延時間の計測結果を利用する。
【０１５９】
このように、駆動Ｄ２では、回路８０Ａ，８０Ｂのうちの少なくとも一方が、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを計測する。これにより、時間計測装置４では、時間計測装置４の内部における遅延時間の計測を行う際に、飛行時間ＴＯＦＯの計測を、中断することなく続けて行うことができるようになっている。
【０１６０】
図１８は、ＡＲ＿ＢＲモードにおける時間計測装置４の一動作例を表すものであり、図１９は、ＡＯ＿ＢＲモードにおける時間計測装置４の一動作例を表すものであり、図２０は、ＡＲ＿ＢＯモードにおける時間計測装置４の一動作例を表すものであり、図２１は、ＡＯ＿ＢＯモードにおける時間計測装置４の一動作例を表すものである。図１８〜２１において、（Ａ）はクロック信号ＣＬＫの波形を示し、（Ｂ）は制御部７９の出力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）の波形を示し、（Ｃ）は制御部７９の出力端子におけるトリガ信号ＬＤＴの波形を示し、（Ｄ）は発光部１１の発光面Ｓ１１におけるパルス光Ｌoutの波形を示し、（Ｅ）は回路８０Ａ，８０Ｂにおける受光部７０の受光面Ｓ２０におけるパルス光Ｌinの波形を示す。図１８〜２１において、（Ｆ）〜（Ｊ）は回路８０Ａの動作を示し、（Ｋ）〜（Ｏ）は回路８０Ｂの動作を示す。図１８〜２１において、（Ｆ）は回路８０Ａの時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ（カウント値ＣＮＴ＿Ａ）を示し、（Ｇ）は回路８０Ａにおける時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）の波形を示し、（Ｈ）は活性化信号ＥＮ＿Ａの波形を示し、（Ｉ）は選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａの波形を示し、（Ｊ）は回路８０Ａにおける時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ（信号ＳＴＰ＿Ａ）の波形を示す。図１８〜２１において、（Ｋ）は回路８０Ｂの時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ（カウント値ＣＮＴ＿Ｂ）を示し、（Ｌ）は回路８０Ｂにおける時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）の波形を示し、（Ｍ）は活性化信号ＥＮ＿Ｂの波形を示し、（Ｎ）は選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂの波形を示し、（Ｏ）は回路８０Ｂにおける時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ（信号ＳＴＰ＿Ｂ）の波形を示す。
【０１６１】
（ＡＲ＿ＢＲモード）
ＡＲ＿ＢＲモード（図１８）では、制御部７９は、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａ，ＳＥＬＯ＿Ｂを低レベルに設定する（図１８（Ｉ），（Ｎ））。そして、タイミングｔ６１において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａ，ＥＮ＿Ｂを低レベルに設定する（図１８（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａ，８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出可能な状態になる。
【０１６２】
そして、このタイミングｔ６１において、制御部７９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ６１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１８（Ｃ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ６１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ６４において発光し、そのタイミングｔ６４から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図１８（Ｄ））。
【０１６３】
また、このタイミングｔ６１において、制御部７９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図１８（Ｂ））。
【０１６４】
回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）は、タイミングｔ６１から時間ＴＤ１＿Ａだけ遅延したタイミングｔ６２において、低レベルから高レベルに変化する（図１８（Ｇ））。この時間ＴＤ１＿Ａは、制御部７９から回路８０Ａの時間計測部１４までの信号ＳＴＲＴの信号遅延の時間に対応する。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１８（Ａ），（Ｆ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ａが増加し始める（図１８（Ｆ））。
【０１６５】
回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）は、タイミングｔ６１から時間ＴＤ１＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ６３において、低レベルから高レベルに変化する（図１８（Ｌ））。この時間ＴＤ１＿Ｂは、制御部７９から回路８０Ｂの時間計測部１４までの信号ＳＴＲＴの信号遅延の時間に対応する。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１８（Ａ），（Ｋ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ｂが増加し始める（図１８（Ｋ））。
【０１６６】
そして、タイミングｔ６４から飛行時間ＴＯＦＲだけ遅延したタイミングｔ６５において、回路８０Ａ，８０Ｂの受光部７０は、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＡ，Ｌ１ＲＢを検出する（図１８（Ｅ））。
【０１６７】
そして、このタイミングｔ６５から時間ＴＤ３＿Ａだけ遅延したタイミングｔ６６において、回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ａが低レベルから高レベルに変化する（図１８（Ｊ））。この時間ＴＤ３＿Ａは、回路８０Ａの受光部７０における内部遅延の時間、および受光部７０から時間計測部１４への信号遅延の時間の合計時間に対応する。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ａに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を出力する。図１８（Ｉ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａは低レベル（“０”）であるので、回路８０Ａのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を記憶部３２に供給する。そして、記憶部３２は、このカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を記憶する。
【０１６８】
また、このタイミングｔ６５から時間ＴＤ３＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ６７において、回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ｂが低レベルから高レベルに変化する（図１８（Ｏ））。この時間ＴＤ３＿Ｂは、回路８０Ｂの受光部７０における内部遅延の時間、および受光部７０から時間計測部１４への信号遅延の時間の合計時間に対応する。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ｂに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を出力する。図１８（Ｎ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂは低レベル（“０”）であるので、回路８０Ｂのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を記憶部３２に供給する。そして、記憶部３２は、このカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を記憶する。
【０１６９】
そして、タイミングｔ６８において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａ，ＥＮ＿Ｂを高レベルから低レベルに変化させる（図１８（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａ，８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出出来ない状態になり、これ以降、信号ＳＴＰ＿Ａ，ＳＴＰ＿Ｂは、低レベルに維持される（図１８（Ｊ），（Ｏ））。
【０１７０】
（ＡＯ＿ＢＲモード）
ＡＯ＿ＢＲモード（図１９）では、制御部７９は、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａを高レベルに設定し、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂを低レベルに設定する（図１９（Ｉ），（Ｎ））。そして、タイミングｔ７１において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａを低レベルに設定し、活性化信号ＥＮ＿Ｂを高レベルに設定する（図１９（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａの受光部７０は、パルス光を検出出来ない状態になり、回路８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出可能な状態になる。
【０１７１】
そして、このタイミングｔ７１において、制御部７９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ７１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図１９（Ｃ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ７１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ７４において発光し、そのタイミングｔ７４から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図１９（Ｄ））。
【０１７２】
また、このタイミングｔ７１において、制御部７９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図１９（Ｂ））。
【０１７３】
回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）は、タイミングｔ７１から時間ＴＤ１＿Ａだけ遅延したタイミングｔ７２において、低レベルから高レベルに変化する（図１９（Ｇ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１９（Ａ），（Ｆ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ａが増加し始める（図１９（Ｆ））。
【０１７４】
回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）は、タイミングｔ７１から時間ＴＤ１＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ７３において、低レベルから高レベルに変化する（図１９（Ｌ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図１９（Ａ），（Ｋ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ｂが増加し始める（図１９（Ｋ））。
【０１７５】
そして、タイミングｔ７４から飛行時間ＴＯＦＲだけ遅延したタイミングｔ７５において、回路８０Ｂの受光部７０は、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＢを検出する（図１９（Ｅ））。
【０１７６】
そして、このタイミングｔ７５から時間ＴＤ３＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ７６において、回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ｂが低レベルから高レベルに変化する（図１９（Ｏ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ｂに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を出力する。図１９（Ｎ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂは低レベル（“０”）であるので、回路８０Ｂのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を記憶部３２に供給する。そして、記憶部３２は、このカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を記憶する。
【０１７７】
そして、タイミングｔ７７において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａを低レベルから高レベルに変化させるとともに、活性化信号ＥＮ＿Ｂを高レベルから低レベルに変化させる（図１９（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａの受光部７０は、パルス光を検出可能な状態になる。また、回路８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出出来ない状態になり、これ以降、信号ＳＴＰ＿Ｂは、低レベルに維持される（図１９（Ｏ））。
【０１７８】
次に、タイミングｔ７４から飛行時間ＴＯＦＯだけ遅延したタイミングｔ７８において、回路８０Ａの受光部７０は、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ａを検出する（図１９（Ｅ））。そして、このタイミングｔ７８から時間ＴＤ３＿Ａだけ遅延したタイミングｔ７９において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ａが低レベルから高レベルに変化する（図１９（Ｊ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ａに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＯＡ）を出力する。図１９（Ｉ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａは高レベル（“１”）であるので、回路８０Ａのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＯＡ）を減算部３３に供給する。そして、減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＯＡ）から、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦ＿Ａを算出する。
【０１７９】
（ＡＲ＿ＢＯモード）
ＡＲ＿ＢＯモード（図２０）では、制御部７９は、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａを低レベルに設定し、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂを高レベルに設定する（図２０（Ｉ），（Ｎ））。そして、タイミングｔ８１において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａを高レベルに設定し、活性化信号ＥＮ＿Ｂを低レベルに設定する（図２０（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａの受光部７０は、パルス光を検出可能な状態になり、回路８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出出来ない状態になる。
【０１８０】
そして、このタイミングｔ８１において、制御部７９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ８１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図２０（Ｃ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ８１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ８４において発光し、そのタイミングｔ８４から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図２０（Ｄ））。
【０１８１】
また、このタイミングｔ８１において、制御部７９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図２０（Ｂ））。
【０１８２】
回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）は、タイミングｔ８１から時間ＴＤ１＿Ａだけ遅延したタイミングｔ８２において、低レベルから高レベルに変化する（図２０（Ｇ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図２０（Ａ），（Ｆ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ａが増加し始める（図２０（Ｆ））。
【０１８３】
回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）は、タイミングｔ８１から時間ＴＤ１＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ８３において、低レベルから高レベルに変化する（図２０（Ｌ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図２０（Ａ），（Ｋ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ｂが増加し始める（図２０（Ｋ））。
【０１８４】
そして、タイミングｔ８４から飛行時間ＴＯＦＲだけ遅延したタイミングｔ８５において、回路８０Ａの受光部７０は、基準反射体１２による反射光である基準パルス光Ｌ１ＲＡを検出する（図２０（Ｅ））。
【０１８５】
そして、このタイミングｔ８５から時間ＴＤ３＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ８６において、回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ａが低レベルから高レベルに変化する（図２０（Ｊ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ａに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を出力する。図２０（Ｉ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａは低レベル（“０”）であるので、回路８０Ａのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を記憶部３２に供給する。そして、記憶部３２は、このカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を記憶する。
【０１８６】
そして、タイミングｔ８７において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａを高レベルから低レベルに変化させるとともに、活性化信号ＥＮ＿Ｂを低レベルから高レベルに変化させる（図２０（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａの受光部７０は、パルス光を検出出来ない状態になり、これ以降、信号ＳＴＰ＿Ａは、低レベルに維持される（図２０（Ｊ））。また、回路８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出可能な状態になる。
【０１８７】
次に、タイミングｔ８４から飛行時間ＴＯＦＯだけ遅延したタイミングｔ８８において、回路８０Ｂの受光部７０は、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ｂを検出する（図２０（Ｅ））。そして、このタイミングｔ８８から時間ＴＤ３＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ８９において、時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ｂが低レベルから高レベルに変化する（図２０（Ｏ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ｂに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＯＢ）を出力する。図２０（Ｎ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂは高レベル（“１”）であるので、回路８０Ｂのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＯＢ）を減算部３３に供給する。そして、減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＯＢ）から、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦ＿Ｂを算出する。
【０１８８】
（ＡＯ＿ＢＯモード）
ＡＯ＿ＢＯモード（図２１）では、制御部７９は、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａ，ＳＥＬＯ＿Ｂを高レベルに設定する（図２１（Ｉ），（Ｎ））。そして、タイミングｔ９１において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａ，ＥＮ＿Ｂを低レベルに設定する（図１２１（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａ，８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出出来ない状態になる。
【０１８９】
そして、このタイミングｔ９１において、制御部７９は、トリガ信号ＬＤＴを低レベルから高レベルに変化させ、そのタイミングｔ９１から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングにおいて、トリガ信号ＬＤＴを高レベルから低レベルに変化させる（図２１（Ｃ））。これにより、発光部１１は、タイミングｔ９１から時間ＴＤ２だけ遅延したタイミングｔ９４において発光し、そのタイミングｔ９４から所定の時間（パルス幅ＰＷ）が経過したタイミングで消光することにより、パルス光Ｌout（出射パルス光Ｌ０）を射出する（図２１（Ｄ））。
【０１９０】
また、このタイミングｔ９１において、制御部７９は、信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿０）を低レベルから高レベルに変化させる（図２１（Ｂ））。
【０１９１】
回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）は、タイミングｔ９１から時間ＴＤ１＿Ａだけ遅延したタイミングｔ９２において、低レベルから高レベルに変化する（図２１（Ｇ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ａ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図２１（Ａ），（Ｆ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ａが増加し始める（図２１（Ｆ））。
【０１９２】
回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）は、タイミングｔ９１から時間ＴＤ１＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ９３において、低レベルから高レベルに変化する（図２１（Ｌ））。そして、時間計測部１４は、この信号ＳＴＲＴ（信号ＳＴＲＴ＿Ｄ＿Ｂ）に基づいて、クロック信号ＣＬＫに含まれるクロックパルスのカウントを開始する（図２１（Ａ），（Ｋ））。これにより、時間計測部１４におけるカウント値ＣＮＴ＿Ｂが増加し始める（図２１（Ｋ））。
【０１９３】
そして、タイミングｔ９５において、制御部７９は、活性化信号ＥＮ＿Ａ，ＥＮ＿Ｂを低レベルから高レベルに変化させる（図２１（Ｈ），（Ｍ））。これにより、回路８０Ａ，８０Ｂの受光部７０は、パルス光を検出可能な状態になる（図２１（Ｏ））。
【０１９４】
次に、タイミングｔ９４から飛行時間ＴＯＦＯだけ遅延したタイミングｔ９６において、回路８０Ａ，８０Ｂの受光部７０は、計測対象物１００による反射光である反射パルス光Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂを検出する（図２１（Ｅ））。
【０１９５】
そして、このタイミングｔ９６から時間ＴＤ３＿Ａだけ遅延したタイミングｔ９７において、回路８０Ａの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ａが低レベルから高レベルに変化する（図２１（Ｊ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ａに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＯＡ）を出力する。図２１（Ｉ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａは高レベル（“１”）であるので、回路８０Ａのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＯＡ）を減算部３３に供給する。そして、減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＯＡ）から、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ａ（値ＣＲＡ）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦ＿Ａを算出する。
【０１９６】
また、このタイミングｔ９６から時間ＴＤ３＿Ｂだけ遅延したタイミングｔ９８において、回路８０Ｂの時間計測部１４の入力端子における信号ＳＴＰ＿Ｂが低レベルから高レベルに変化する（図２１（Ｏ））。時間計測部１４は、この信号ＳＴＰ＿Ｂに基づいて、カウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＯＢ）を出力する。図２１（Ｎ）に示したように、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂは高レベル（“１”）であるので、回路８０Ｂのデマルチプレクサ３１は、このカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＯＢ）を減算部３３に供給する。そして、減算部３３は、デマルチプレクサ３１から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＯＢ）から、記憶部３２から供給されたカウント値ＣＮＴ＿Ｂ（値ＣＲＢ）を減算することにより、差分値ＤＩＦＦ＿Ｂを算出する。
【０１９７】
ヒストグラム生成部７６は、回路８０Ａの演算部３０から供給された差分値ＤＩＦＦ＿Ａ、および回路８０Ｂの演算部３０から供給された差分値ＤＩＦＦ＿Ｂに基づいて、図４に示したような１つのヒストグラムＨＩＳＴを生成する。そして、ヒストグラム生成部７６は、例えば、このヒストグラムＨＩＳＴにおいて、最も頻度が高いような差分値ＤＩＦＦを差分値ＤＩＦＦpeakとして求める。信号処理部１６は、例えば、この差分値ＤＩＦＦpeakに、クロック信号ＣＬＫの１周期分の時間を乗算することにより時間ＴＤＩＦＦを算出し、この時間ＴＤＩＦＦに既知の飛行時間ＴＯＦＲを加算することにより、飛行時間ＴＯＦＯを算出することができる。
【０１９８】
このように、時間計測装置４では、２つの回路８０Ａ，８０Ｂを設け、回路８０Ａから供給された差分値ＤＩＦＦ＿Ａ、および回路８０Ｂから供給された差分値ＤＩＦＦ＿Ｂに基づいて、１つのヒストグラムＨＩＳＴを生成するようにしたので、ジッタの影響を低減することができ、パルス光の飛行時間ＴＯＦＯの計測精度を高めることができる。
【０１９９】
また、時間計測装置４では、駆動Ｄ２において、回路８０Ａ，８０Ｂのうちの少なくとも一方が、飛行時間ＴＯＦＯを計測するようにしたので、時間計測装置４の内部における遅延時間の計測を行う際に、飛行時間ＴＯＦＯの計測を、中断することなく続けて行うことができる。
【０２００】
また、時間計測装置４では、活性化信号ＥＮを用いて、受光部７０がパルス光を検出可能な状態にし、あるいは受光部７０がパルス光を検出出来ない状態にするようにした。これにより、時間計測装置４では、受光素子２１におけるいわゆるデッドタイムの影響を抑えることができる。すなわち、受光素子２１では、フォトンが入射すると、アバランシェブレークダウンが生じ、カソード電圧が電圧ＶＡＮＤ付近の電圧にまで低下する。そして、その後に、アバランシェブレークダウンが終了すると、受光素子２１のカソードが抵抗素子２２に流れる電流により充電され、カソード電圧が電圧ＶＤＤＨに戻る。カソード電圧が低下している期間（デッドタイム）では、受光素子２１は、次のフォトンを検出することができない。よって、例えば、受光部７０は、基準パルス光Ｌ１Ｒを検出した直後には、反射パルス光Ｌ２を検出することができない。時間計測装置４では、例えば図２１に示したように、受光部７０が反射パルス光Ｌ２を検出すべき場合には、基準パルス光Ｌ１Ｒが入射すべき期間において活性化信号ＥＮを低レベルにすることにより、受光部７０が基準パルス光Ｌ１Ｒを検出しないようにした。これにより、時間計測装置４では、活性化信号ＥＮをあらかじめ低レベルに設定しておき、例えば、基準パルス光Ｌ１Ｒが入射すべき期間タイミングの直後に、活性化信号ＥＮを高レベルにすることにより、基準パルス光Ｌ１Ｒが入射した直後に反射パルス光Ｌ２が入射した場合でも、この反射パルス光Ｌ２を検出することができるので、受光素子２１におけるデッドタイムの影響を抑えることができる。
【０２０１】
［効果］
以上のように本実施の形態では、２つの回路８０Ａ，８０Ｂを設け、回路８０Ａから供給された差分値ＤＩＦＦ＿Ａ、および回路８０Ｂから供給された差分値ＤＩＦＦ＿Ｂに基づいて、１つのヒストグラムを生成するようにしたので、パルス光の飛行時間の計測精度を高めることができる。
【０２０２】
本実施の形態では、回路８０Ａ，８０Ｂのうちの少なくとも一方が、飛行時間を計測するようにしたので、飛行時間ＴＯＦＯの計測を、中断することなく続けて行うことができる。
【０２０３】
本実施の形態では、活性化信号を用いて、受光部がパルス光を検出可能な状態にし、あるいは受光部がパルス光を検出出来ない状態にしたので、受光素子におけるいわゆるデッドタイムの影響を抑えることができる。
【０２０４】
［変形例４−１］
上記実施の形態では、２つの回路８０Ａ，８０Ｂを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、３つ以上の回路を設けてもよい。
【０２０５】
［変形例４−２］
上記実施の形態では、図１７に示したように、駆動Ｄ２において４つの期間Ｐ１〜Ｐ４を設定し、この４つの期間Ｐ１〜Ｐ４のうちの３つの期間において、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを計測し、４つの期間Ｐ１〜Ｐ４のうちの１つの期間において、時間計測装置４の内部における遅延時間を計測したが、これに限定されるものではない。例えば、この４つの期間Ｐ１〜Ｐ４のうちの２つの期間において、パルス光が発光部１１から計測対象物１００を介して受光部２０へ飛行する飛行時間ＴＯＦＯを計測し、４つの期間Ｐ１〜Ｐ４のうちの２つの期間において、時間計測装置４の内部における遅延時間を計測してもよい。また、駆動Ｄ２において、例えば５つ以上の期間を設定してもよい。
【０２０６】
［変形例４−３］
上記実施の形態では、２つの回路８０Ａ，９０Ｂからなる回路対を１つ設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、このような回路対を複数設けるようにしてもよい。この場合には、時間計測装置では、変形例１−３と同様に、例えばデプス画像を生成することができる。
【０２０７】
［変形例４−４］
上記実施の形態では、活性化信号ＥＮを用いて、受光部７０がパルス光を検出可能な状態にし、あるいは受光部７０がパルス光を検出出来ない状態にしたが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例に係る時間計測装置４Ａについて詳細に説明する。
【０２０８】
図２２は、時間計測装置４Ａの一構成例を表すものである。時間計測装置４Ａは、回路９０Ａ，９０Ｂと、ハーフミラー９１と、ミラー駆動部９２と、制御部９９とを備えている。
【０２０９】
回路９０Ａ，９０Ｂのそれぞれは、受光部２０と、時間計測部１４と、演算部３０とを有している。
【０２１０】
ハーフミラー９１は、上記実施の形態に係る基準反射体１２として機能し、角度を変更可能に構成される。ミラー駆動部９２は、ハーフミラー９１を駆動することにより、ハーフミラー９１の角度を変更させるように構成される。
【０２１１】
図２３Ａ，２３Ｂは、ハーフミラー９１の一動作例を表すものである。この例では、発光部１１、遮光体１３、回路９０Ａの受光部２０（受光部２０Ａ）、回路９０Ｂの受光部２０（受光部２０Ｂ）は、Ｘ方向において、この順に配置される。ハーフミラー９１は、発光部１１から出射した出射パルス光Ｌ０のうちの一部を受光部２０Ａまたは受光部２０Ｂに向かって選択的に反射させ、残りを透過させる。ハーフミラー９１は、Ｙ方向に延伸する軸を中心として回動可能に構成される。例えば、ハーフミラー９１の角度が、図２３Ａに示した角度に設定された場合には、ハーフミラー９１により反射された光は、基準パルス光Ｌ１ＲＡとして受光部２０Ａに向かって進む。また、ハーフミラー９１の角度が、図２３Ｂに示した角度に設定された場合には、ハーフミラー９１により反射された光は、基準パルス光Ｌ１ＲＢとして受光部２０Ｂに向かって進む。また、ハーフミラー９１を透過した光は、パルス光Ｌ１として計測対象物１００に向かって進む。そして、計測対象物１００により反射された光は、反射パルス光Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂとして受光部２０Ａ，２０Ｂに向かってそれぞれ進むようになっている。
【０２１２】
制御部９９は、時間計測装置４Ａの動作を制御するように構成される。具体的には、制御部９９は、トリガ信号ＬＤＴを発光部１１に供給し、クロック信号ＣＬＫおよび信号ＳＴＲＴを回路９０Ａ，９０Ｂの時間計測部１４に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ａを回路９０Ａのデマルチプレクサ３１に供給し、選択制御信号ＳＥＬＯ＿Ｂを回路９０Ｂのデマルチプレクサ３１に供給し、ミラー駆動部９２に制御信号を供給することにより、時間計測装置４の動作を制御するようになっている。
【０２１３】
ここで、ハーフミラー９１は、本開示における「基準反射体」の一具体例に対応する。回路９０Ａの受光部２０は、本開示における「第１の受光部」の一具体例に対応する。回路９０Ｂの受光部２０は、本開示における「第２の受光部」の一具体例に対応する。回路９０Ａの時間計測部１４は、本開示における「第１のタイミング検出部」の一具体例に対応する。回路９０Ｂの時間計測部１４は、本開示における「第２のタイミング検出部」の一具体例に対応する。回路９０Ａの演算部３０は、本開示における「第１の演算部」の一具体例に対応する。回路９０Ｂの演算部３０は、本開示における「第２の演算部」の一具体例に対応する。制御部９９およびミラー駆動部９２は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。
【０２１４】
例えば、図２３Ａに示した例では、ハーフミラー９１により反射された光は、基準パルス光Ｌ１ＲＡとして受光部２０Ａに向かって進む。すなわち、受光部２０Ｂは基準パルス光Ｌ１ＲＢを検出しない。よって、例えば、受光部２０Ｂは、デッドタイムの影響を受けることなく、反射パルス光Ｌ２Ｂを検出することができる。同様に、例えば、図２３Ｂに示した例では、ハーフミラー９１により反射された光は、基準パルス光Ｌ１ＲＢとして受光部２０Ｂに向かって進む。すなわち、受光部２０Ａは基準パルス光Ｌ１ＲＡを検出しない。よって、例えば、受光部２０Ａは、デッドタイムの影響を受けることなく、反射パルス光Ｌ２Ａを検出することができる。そして、時間計測装置４Ａは、この図２３Ａに示した状態と、図２３Ｂに示した状態とを交互に繰り返すことにより、飛行時間ＴＯＦＯの計測を、中断することなく続けて行うことができる。
【０２１５】
特に、時間計測装置４Ａでは、上記第４の実施の形態に係る受光部７０（図１６）に比べて、受光部２０の構成をシンプルにすることができるので、電気的特性を高めることができる。すなわち、受光部７０では、例えば、受光素子２１のカソードにトランジスタ７３が接続されるので、カソードでのキャパシタンスが大きくなり、応答時間が長くなるおそれがある。一方、受光部２０では、受光部７０に比べて、カソードでのキャパシタンスを小さくすることができ、応答時間を短くすることができる。
【０２１６】
＜５．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）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、ロボット等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。
【０２１７】
図２４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の概略的な構成例を示すブロック図である。
【０２１８】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１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２４に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０２１９】
駆動系制御ユニット１２０１０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１２０１０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。
【０２２０】
ボディ系制御ユニット１２０２０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１２０２０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１２０２０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１２０２０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。
【０２２１】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００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１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、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。
【０２２２】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０２２３】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１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。
【０２２４】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で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１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１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うことができる。
【０２２５】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で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うことができる。
【０２２６】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０２２７】
音声画像出力部１２０５２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２４の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２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。
【０２２８】
図２５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０２２９】
図２５では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０２３０】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００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等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１２１０１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１２１０５は、主として車両１２１００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１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００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１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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。
【０２３１】
なお、図２５には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４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１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０２３２】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０２３３】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように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うことができる。
【０２３４】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０２３５】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０２３６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。これにより、車両制御システム１２０００では、時間計測精度を高くすることができるので、車両の衝突回避あるいは衝突緩和機能、車間距離に基づく追従走行機能、車速維持走行機能、車両の衝突警告機能、車両のレーン逸脱警告機能等の精度を高めることができる。
【０２３７】
以上、いくつかの実施の形態および変形例、ならびにそれらの具体的な応用例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【０２３８】
例えば、上記の各実施の形態では、基準反射体１２としてハーフミラーを用いたが、これに限定されるものではなく、発光部１１から出射した光の一部を反射させ、反射させた光を受光部に導くことができる様々な反射体を用いることができる。
【０２３９】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０２４０】
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。以下の構成の本技術によれば、時間計測精度を高めることができる。
【０２４１】
（１）発光部から出射した出射パルス光に応じた第１のパルス光、および前記出射パルス光に応じた、対象物による反射光である第２のパルス光を検出可能な第１の受光部と、
前記第１の受光部の出力信号に基づいて、前記第１の受光部における前記第１のパルス光の第１の受光タイミングおよび前記第２のパルス光の第２の受光タイミングを検出可能な第１のタイミング検出部と、
前記第１の受光タイミングおよび前記第２の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第１の時間値を算出可能な第１の演算部と、
前記第１の時間値に基づいてヒストグラムを生成可能なヒストグラム生成部と
を備えた時間計測装置。
（２）所定の位置に設けられた基準反射体をさらに備え、
前記第１のパルス光は、前記出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光である
前記（１）に記載の時間計測装置。
（３）前記対象物からの光を前記対象物に向かって反射可能な反射体をさらに備え、
前記第１のパルス光は、前記対象物、前記反射体、前記対象物により、この順で反射された反射光である
前記（１）に記載の時間計測装置。
（４）前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミングおよび前記第２の受光タイミングのうちの一方から他方を減算することにより前記第１の時間値を算出可能である
前記（２）または（３）に記載の時間計測装置。
（５）前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミングおよび前記第２の受光タイミングのうちの一方から他方を減算し、その減算結果に、前記発光部と前記基準反射体との間の距離および前記基準反射体と前記第１の受光部との間の距離の合計距離に応じた所定の時間値を加算することにより、前記第１の時間値を算出可能である
前記（２）または（３）に記載の時間計測装置。
（６）所定の位置に設けられた基準反射体と、
前記基準反射体からの光を前記基準反射体に向かって反射可能な反射体と
をさらに備え、
前記出射パルス光は、互いに出射タイミングが異なる第１の出射パルス光および第２の出射パルス光を含み、
前記第１のパルス光は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光であり、
前記第２のパルス光は、前記第２の出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光であり、
前記第１の受光部は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記基準反射体、前記反射体、および前記基準反射体によりこの順で反射された反射光である第３のパルス光をさらに検出可能であり、
前記第１のタイミング検出部は、前記受光部の出力信号に基づいて、前記受光部における前記第３のパルス光の第３の受光タイミングを検出可能であり、
前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミング、前記第２の受光タイミング、および前記第３の受光タイミングに基づいて減算処理を行うことにより、前記第１の時間値を算出可能である
前記（１）に記載の時間計測装置。
（７）前記第１の演算部は、前記第１の受光タイミングおよび前記第３の受光タイミングに基づいて、時間パラメータを算出可能であり、前記第２の受光タイミングおよび前記時間パラメータに基づいて前記減算処理を行うことにより、前記第１の時間値を算出可能である
前記（６）に記載の時間計測装置。
（８）所定の位置に設けられた基準反射体と、
前記出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光である第４のパルス光、および前記出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光である第５のパルス光を受光可能な第２の受光部と、
前記第２の受光部の出力信号に基づいて、前記第２の受光部における前記第４のパルス光の第４の受光タイミングおよび前記第５のパルス光の第５の受光タイミングを検出可能な第２のタイミング検出部と、
前記第４の受光タイミングおよび前記第５の受光タイミングに基づいて、減算処理を行うことにより、第２の時間値を算出可能な第２の演算部と
をさらに備え、
前記第２のパルス光は、前記出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光であり、
前記ヒストグラム生成部は、前記第１の時間値および前記第２の時間値に基づいて前記ヒストグラムを生成可能である
前記（１）に記載の時間計測装置。
（９）前記出射パルス光は、互いに出射タイミングが異なる第１の出射パルス光および第２の出射パルス光を含み、
前記第２のパルス光は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光であり、
前記第４のパルス光は、前記第１の出射パルス光に応じた、前記基準反射体による反射光であり、
前記第５のパルス光は、前記第２の出射パルス光に応じた、前記対象物による反射光である
前記（８）に記載の時間計測装置。
（１０）制御部をさらに備え、
前記第１の受光部は、受光素子と、オン状態にすることにより前記受光素子にバイアス電圧を印加可能なトランジスタとを有し、
前記制御部は、前記トランジスタをオンオフすることにより、前記第１の受光部に対して、前記第１のパルス光および前記第２のパルス光のうちの一方を検出させ、他方を検出させないようにすることが可能である
前記（８）または（９）に記載の時間計測装置。
（１１）前記基準反射体の角度を制御することにより、前記第１の受光部に前記第１のパルス光を入射させ、あるいは前記第１の受光部に前記第１のパルス光を入射させないようにすることが可能な制御部をさらに備えた
前記（８）または（９）に記載の時間計測装置。
（１２）前記発光部をさらに備えた
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の時間計測装置。
【符号の説明】
【０２４２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，２，３，４，４Ａ…時間計測装置、９…支持基板、１０Ａ，１０Ｂ…回路、１１…発光部、１２…基準反射体、１２Ａ…ハーフミラー、１３…遮光体、１４…時間計測部、１５…ヒストグラム生成部、１６，１６Ｃ…信号処理部、１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，４９，６９，７９，９９…制御部、２０，２０Ａ，２０Ｂ…受光部、２１…受光素子、２２…抵抗素子、２３…インバータ、３０，３０Ａ，３０Ｂ…演算部、３１…デマルチプレクサ、３２…記憶部、３３，３３Ｂ…減算部、３４Ａ…記憶部、４１…反射体、４２…シャッタ、４８…記憶部、５０…演算部、５１…デマルチプレクサ、５２…２倍演算部、５３…セレクタ、５４…記憶部、５５…ＳＲラッチ、５６，５７…減算部、５８…セレクタ、６０…演算部、６１…反射体、６２…記憶部、６５…ＳＲラッチ、７０…受光部、７１…インバータ、７２，７３…トランジスタ、７４…バッファ、７５…反転論理和回路、７６…ヒストグラム生成部、８０Ａ，８０Ｂ…回路、９０Ａ，９０Ｂ…回路、９１…ハーフミラー、９２…ミラー駆動部、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＮＴ…カウント値、ＣＴＯＦＲ…カウント値、ＤＩＦＦ…差分値、Ｄ１，Ｄ２…駆動、ＥＮ＿Ａ，ＥＮ＿Ｂ…活性化信号、ＨＩＳＴ…ヒストグラム、ＬＤＴ…トリガ信号、ＬＥＮ…基準光路長、Ｌin，Ｌout…パルス光、Ｌ０…出射パルス光、Ｌ１…パルス光、Ｌ１Ｒ，Ｌ１ＲＡ，Ｌ１ＲＢ，Ｌ１１Ｒ，Ｌ１２Ｒ…基準パルス光、Ｌ２，Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２１，Ｌ２２…反射パルス光、ＰＯ，ＰＲ…期間、ＰＷ…パルス幅、ＲＥＳ＿ＳＥＬ…制御信号、ＳＥＬＭ，ＳＥＬＯ，ＳＥＬＯ＿Ａ，ＳＥＬＯ＿Ｂ…選択制御信号、ＳＥＴ＿ＳＥＬ…制御信号、ＳＴＰ，ＳＴＲＴ…信号、Ｓ１１…発光面、Ｓ２０…受光面、ＴＤ１〜ＴＤ３…時間、ＴＯＦＯ，ＴＯＦＯ１，ＴＯＦＯ２，ＴＯＦＲ，ＴＯＦＲ１，ＴＯＦＲ２…飛行時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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