(57)【要約】【課題】本発明の実施形態が解決しようとする課題は、対象の物体までの距離における測定の精度を向上させることができる電子装置および方法を提供することである。【解決手段】上記課題を解決するために、実施形態の電子装置は、第１パルス光および第２パルス光を出射する光源と、光を受光し、受光した光の強度を示す電気信号を出力する受光部と、この電気信号に基づいて、この第１パルス光の出射から、この第１パルス光の物体による第１反射光が受光されるまでの第１時間を計測する計測部と、この第１時間に基づいて、この第２パルス光のこの物体による第２反射光を、受光する時間範囲を決定する処理部を備える。この計測部は、この電気信号およびこの時間範囲に基づき、この第２パルス光の出射から、この第２反射光の受光までの第２時間を計測する。この処理部は、この第２時間に基づいて、この電子装置からこの物体までの距離を算出する。【選択図】  図１
2020153708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離を測定する電子装置であって、
第１パルス光および第２パルス光を出射する光源と、
光を受光し、受光した光の強度を示す電気信号を出力する受光部と、
前記電気信号に基づいて、前記第１パルス光が出射されてから、前記第１パルス光が物体により反射された第１反射光が前記受光部に受光されるまでの第１時間を計測する計測部と、
前記第１時間に基づいて、前記第２パルス光が前記物体により反射された第２反射光を、前記受光部が受光する時間範囲を決定する処理部と、
を備え、
前記計測部は、前記電気信号および前記時間範囲に基づいて、前記第２パルス光が出射されてから、前記第２反射光が前記受光部に受光されるまでの第２時間を計測し、
前記処理部は、前記第２時間に基づいて、前記電子装置から前記物体までの距離を算出する、
電子装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記計測範囲を前記第１時間よりも短くなるように決定する、
請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記受光部が前記第２反射光を受光した時刻を前記時間範囲内で計測し、前記時刻に基づいて前記第２時間を計測する、
請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記電気信号に基づいて前記受光部が受光した光のうち前記第１反射光を含まない光の第１強度を推定し、
前記第１強度に基づいて、受光した光が第１反射光を含むか否かを判定する第１しきい値を決定し、
前記計測部は、前記第１しきい値に基づいて前記第１反射光を判定し、前記第１時間を計測する、
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記電気信号に基づいて前記受光部が受光した光のうち、前記第２反射光を含まない光の第２強度を推定し、
前記第２強度に基づいて、受光した光が第２反射光を含む否かを判定する第２しきい値を決定し、
前記計測部は、前記第２しきい値に基づいて前記第２反射光を判定し、前記第２時間を計測する、
請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記物体の光の反射率にさらに基づいて前記第１しきい値および前記第２しきい値のうち、少なくとも一方を決定する、
請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
前記第２強度は、前記電気信号のうち、前記時間範囲以前における第１電気信号に基づいて推定される、
請求項５または６に記載の電子装置。
【請求項８】
前記第２しきい値は前記第１しきい値よりも小さい、
請求項５乃至７のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項９】
クロック信号を出力する信号部をさらに備え、
前記クロック信号にさらに基づいて、前記時間範囲を決定する、
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記電気信号に基づいて、前記受光部が出力する光の強度のうち前記第１パルス光を出射してから前記第２パルス光を出射する間における光の強度の最大値を取得し、
前記最大値にさらに基づいて、前記時間範囲を決定する、
請求項１乃至９のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１１】
前記処理部は、前記受光部が出力する光の強度のうち、前記第１パルス光を出射してから前記第２パルス光を出射する間における光の強度の最大値を取得し、
前記最大値に基づいて、前記第２パルス光のパルス幅を決定する、
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１２】
前記処理部は、前記物体の光の反射率に基づいて、前記第２パルス光のパルス幅を決定する、
請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１３】
前記第２パルス光のパルス幅は、前記第１パルス光のパルス幅以下である、
請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１４】
前記受光部はアバランシェフォトダイオードを備え、前記アバランシェフォトダイオードが受光した光子数に基づいて前記電気信号を出力する、
請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１５】
前記第１パルス光の一部を反射する反射部と、
前記反射部によって反射された前記第１パルス光を検出し、前記計測部に通知する検出部をさらに備え、
前記計測部は、前記検出部による通知に基づいて前記第１時間を計測する、
請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１６】
前記処理部は、前記時間および前記距離の少なくとも一方に基づいて、前記物体の座標を示す情報を含む配置図を作成する、
請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１７】
前記電子装置から前記物体までの距離を示す情報、前記第１時間を示す情報、前記第２時間を示す情報、および前記配置図を含む情報のうち、少なくとも一方を出力する出力部をさらに備える、
請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項１８】
前記配置図に基づいて、移動体の動力部に対する指令を決定する動力制御部をさらに備える、
請求項１６または１７に記載の電子装置。
【請求項１９】
距離を測定する方法であって、
第１パルス光および第２パルス光を出射し、
光を受光し、受光した光の強度を示す電気信号を出力し、
前記電気信号に基づいて、前記第１パルス光が出射されてから、前記第１パルス光が物体により反射された第１反射光が受光されるまでの第１時間を計測し、
前記第１時間に基づいて、前記第２パルス光が前記物体により反射された第２反射光が受光される時間範囲を決定し、
前記電気信号および前記時間範囲に基づいて、前記第２パルス光が出射されてから、前記第２反射光が受光されるまでの第２時間を計測し、
前記第２時間に基づいて、前記物体までの距離を算出する、
方法。
【請求項２０】
第１物体との距離を測定する電子装置であって、
前記第１物体へ第１パルス光を出射し、前記第１パルス光の出射の後に前記第１物体へ第２パルス光を出射する光源と、
光を受光する受光部と、
前記第１パルス光が出射されてから前記第１パルス光が前記第１物体により反射された第１反射光が前記受光部に受光されるまでの第１時間に基づいて、
前記第２パルス光が出射されてから前記第２パルス光が前記第１物体により反射された第２反射光が前記受光部に受光されるまでの第２時間を計測する計測部と、
前記第２時間に基づいて、前記第１物体までの距離を算出する処理部と、
を備える、
電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、距離を測定する電子装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を出射してから、物体が反射した反射光を受光するまでの時間を用いて、この物体までの距離を測定する電子装置が開発されている。距離を測定する対象の物体の反射率や環境光の影響を抑え、距離測定の精度を向上させることができる電子装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０３７９６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、対象の物体までの距離における測定の精度を向上させることができる電子装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、実施形態の電子装置は、第１パルス光および第２パルス光を出射する光源と、光を受光し、受光した光の強度を示す電気信号を出力する受光部と、この電気信号に基づいて、この第１パルス光が出射されてから、この第１パルス光が物体により反射された第１反射光がこの受光部に受光されるまでの第１時間を計測する計測部と、この第１時間に基づいて、この第２パルス光がこの物体により反射された第２反射光を、この受光部が受光する時間範囲を決定する処理部を備える。この計測部は、この電気信号およびこの時間範囲に基づいて、この第２パルス光が出射されてから、この第２反射光がこの受光部に受光されるまでの第２時間を計測する。この処理部は、この第２時間に基づいて、この電子装置からこの物体までの距離を算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態における電子装置１００の構成を含んだ距離測定システム図。
【図２】光源１０１の動作状況および受光部１０２が出力する信号の強度を説明するための図。
【図３】第１の実施形態における電子装置１００の動作のフローチャート。
【図４】反射光と判定するためのしきい値を説明する図。
【図５】反射光と判定するためのしきい値とＴｏＦの精度の関係を説明するための図。
【図６】環境光の強度に基づくしきい値の決定を説明するための図。
【図７】第１計測範囲中に行うＴｏＦｆの計測を説明するための図。
【図８】電子装置１００による第２パルス光におけるパルス幅の変更を説明するための図。
【図９】第１の実施形態に適用可能な電子装置１５０の構成を含んだ距離測定システム図。
【図１０】電子装置１５０による第２パルス光におけるパルス幅の変更を説明するための図。
【図１１】第１測定範囲内の最大値を用いた第２測定範囲の時間長の決定を説明するための図。
【図１２】第１の実施形態に適用可能な電子装置１６０の構成を含んだ距離測定システム図。
【図１３】クロックを用いたＴｏＦの計測における電子装置１００の動作を説明するための図。
【図１４】修正第２計測範囲によって決定されるＴｏＦｆの計測のしきい値を説明するための図。
【図１５】図１４よりも広い修正第２計測範囲によって決定されるＴｏＦｆの計測のしきい値を説明するための図。
【図１６】二次元における物体の配置を説明するための図。
【図１７】二次元における物体の配置図を説明するための図。
【図１８】三次元における物体の配置を説明するための図。
【図１９】三次元における物体の配置図を説明するための図。
【図２０】電子装置１００を含んだ移動体５００の構成図。
【図２１】ＴｏＦｃを基にした算出距離とＴｏＦｆを基にした算出距離を比較するための図。
【図２２】ＴｏＦｃを基にした算出距離の標準偏差とＴｏＦｆを基にした算出距離の標準偏差を比較するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における距離測定システムを表している。この距離測定システムにおいて電子装置１００は、物体２００との間の距離を測定する電子装置である。
【０００９】
電子装置１００は光源１０１と受光部１０２とを備える。光源１０１は物体２００に対して時間幅を有する電磁波を出射する。この時間幅を以降パルス幅と称し、この電磁波を以降パルス光と称する。このパルス光は、物体２００において反射し、反射したパルス光の一部（以降、反射光とも称する）が受光部１０２で受光される。電子装置１００は、このパルス光を出射してから反射光を受光するまでの時間（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ：以降ＴｏＦとも称する）を計測する。
【００１０】
電子装置１００は、このＴｏＦをもとに、以下に示す式（１）によって電子装置１００と物体２００の間の距離ｄを算出する。
【数１】
2020153708.tif 000003
ここで、ｃは光速（約３×１０８ｍ／ｓ）を表す。
【００１１】
この距離ｄの精度を向上させるには、ＴｏＦの精度を向上させる必要がある。しかし、図１が表すように、電子装置１００は反射光以外の光も受光する。例えば、電子装置１００以外の機器によって発された光（照明やランプの点灯）や太陽光に由来する光などである。以降、この反射光以外の光を、環境光と称する。
【００１２】
ＴｏＦの精度を向上させるために、この環境光の影響を軽減する必要がある。本実施形態の電子装置１００は、物体２００に対してパルス光を出射し、物体２００からの反射光を検知するまでの時間であるＴｏＦをまず一度計測する。電子装置１００は計測したＴｏＦに基づいて、２回目のＴｏＦを計測する時間範囲（以降、計測範囲と称する）および反射光と判定するしきい値を決定する。
【００１３】
その後に物体２００に対して再びパルス光を出射し、もう一度ＴｏＦを計測する。電子装置１００は、再計測したＴｏＦをもとに距離ｄを算出する。このようにすることで、電子装置１００は環境光の影響を軽減して反射光を判定し、ＴｏＦの精度を向上させることができる。すなわち、電子装置１００は距離ｄを精度よく算出することができる。
【００１４】
電子装置１００は、光源１０１、受光部１０２の他に、計測部１０３、出力部１０４、制御部１１１、算出部１１２を備える。なお、制御部１１１および算出部１１２は、処理部１１０に含まれている。
【００１５】
光源１０１は、制御部１１１から指令を受け、物体２００に対してパルス光を出射する装置である。例えば、光源１０１は、レーザーダイオードなどのレーザー光源と、パルスを生成する回路を組み合わせたものでよい。また、光源１０１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や各種のランプと、パルスを生成する回路と組み合わせたものでもよい。
【００１６】
また、光源１０１が出射するパルス光について、周波数帯域の限定はない。パルス光は例えば可視光でもよいし、赤外線、近赤外線、紫外線でもよいし、これらの組み合わせでもよい。本実施形態におけるパルス光は一例として、可視光成分を含んでいるものとする。
【００１７】
また、光源１０１が出射するパルス光について、形状の限定はない。矩形状であってもよいし、三角形状であってもよいし、ｓｉｎｃ関数状であってもよいし、ガウス曲線状であってもよい。
【００１８】
光源１０１が制御部１１１から受ける指令としては、出射するパルス光のパルス幅（例えば１０ｎｓなど）や形状、パルス光を出射する開始時刻および方角などが挙げられる。
【００１９】
光源１０１が出射したパルス光は、物体２００によって反射され、反射光となって受光部１０２に入射する。この反射光は物体２００におけるパルス光の拡散反射光および鏡面反射光のいずれかであってもよいし、組み合わせであってもよい。
【００２０】
受光部１０２は、光を受光し、受光した光の強度を示す信号を出力する。この信号は計測部１０３に送られ、ＴｏＦの計測に使われる。この受光部１０２は、光（電磁波をも含む）を検出することができれば装置の種類は任意である。例えば、フォトダイオード、光電子増倍管などである。フォトダイオードとして、光の検出感度が高いアバランシェフォトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ：ＡＰＤ）を用いてもよい。このＡＰＤはガイガーモードで用いられてもよい。このガイガーモードのＡＰＤのアレイとして、ＭＰＰＣ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｉｘｅｌ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｃｏｕｎｔｅｒ）を用いてもよい。また、光電子増倍管として、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）を用いてもよい。本実施形態では一例として、ＡＰＤをガイガーモードで用いているものとする。このＡＰＤは、受光した光の光子数に基づいて、光の強度を表す信号を出力する。
【００２１】
受光部１０２は光を受光し、受光した光の強度を示す信号を出力するものであって、検出する光を区別しない。すなわち、受光部１０２は、反射光および環境光を区別しない。
【００２２】
なお、反射光とはパルス光が物体２００によって反射された光であり、環境光とは光源１０１が出力しない光源（例えば太陽、別のデバイスの光源など）が受光部に入射した光である。
【００２３】
計測部１０３は、光源１０１よりパルス光が出射されてから、反射光が受光部１０２に受光されるまでの時間（ＴｏＦ）を計測する。計測部１０３は、制御部１１１からＴｏＦ計測の開始、計測範囲、反射光と判定する信号の強度（光の強度）、計測したＴｏＦの送信先などの指令を受ける。計測部１０３はこれらの指令および受光部１０２から送られる信号に基づいて、ＴｏＦを計測する。ＴｏＦは、制御部１１１に送られ、光源１０１や計測部１０３への指令に使われる。また、ＴｏＦは制御部１１１から算出部１１２にも送られ、電子装置１００と物体２００の間における距離の算出に使われる。
【００２４】
なお、計測部１０３はあらかじめ電子装置１００の構成要素間における伝送にかかる時間を計測し、計測したＴｏＦを修正するようにしてもよい。この修正したＴｏＦも、光源１０１よりパルス光が出射されてから、反射光が受光部１０２に受光されるまでの時間に含まれる。
【００２５】
計測部１０３は、制御部１１１からの指令および受光部１０２から送られる信号の強度に基づいて時間を計測することができれば、装置の種類は任意である。例えば、時間／ディジタル変換器（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＴＤＣ）やクロック回路などである。
【００２６】
また計測部１０３は、制御部１１１から指令されたＴｏＦ計測の開始時刻、計測範囲を設定する任意の装置を備える。計測部１０３はこの装置をトリガーとして、時間計測の開始時刻や終了時刻を認識することができる。例えば、計測部１０３は、ディジタル／時間変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＤＴＣ）を備える。
【００２７】
制御部１１１は、光源１０１および計測部１０３に指令を送る。光源１０１に対する指令は、出射するパルス光のパルス幅（例えば１０ｎｓなど）や形状、パルス光の出射を開始する時刻および方角などである。計測部１０３に対する指令は、物体からの反射光を受光するまでの（計測を開始する時刻から終了する時刻までの）計測範囲、反射光と判定する信号のしきい値（光の強度）などである。制御部１１１が光源１０１および計測部１０３に送る指令において、パルス光の出射を開始する時刻および時間計測を開始する時刻は一致する。なお、この一致とは、ＴｏＦの算出に影響を及ぼさない程度の時間のずれを含む。また、この一致とは、それぞれの指令を送る経路に遅延等が存在する場合、その遅延を考慮した時間のずれも含む。
【００２８】
また、制御部１１１は、計測部１０３から送られたＴｏＦを算出部１１２に送る。このＴｏＦは、距離ｄの算出に使われる。
【００２９】
制御部１１１は、計測部１０３から送られたＴｏＦから、光源１０１および計測部１０３に対する指令の内容を決定してもよい。
【００３０】
算出部１１２は、制御部１１１から送られたＴｏＦおよび前述の式（１）に基づいて、電子装置１００および物体２００の間の距離ｄを算出する。この距離ｄは出力部１０４に送られる。距離ｄの出力部１０４への伝達は制御部１１１の指令に基づいて行われてもよい。
【００３１】
出力部１０４は、算出部１１２から送られた距離ｄを出力する。出力先として、距離ｄに基づいて動作する装置およびシステム、表示部を有する電子装置、距離ｄを保持する記憶装置（いずれも図示しない）など、限定されない。
【００３２】
この記憶装置は、メモリ等であり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、レジスタなどである。また、この記憶装置はインターネットを介したクラウドサーバであってもよい。
【００３３】
なお、これらの装置およびシステムは、電子装置１００内部にあっても、外部にあってもよい。また、距離ｄを示す情報の様式も、データとして使用可能なフォーマット、テキスト、２次元および３次元図など限定されない。また、出力の様式も、有線でもよいし無線でもよい。
【００３４】
制御部１１１、算出部１１２が含まれる処理部１１０は、ハードウェアの制御装置と演算装置を含む電子回路（プロセッサ）である。プロセッサの例としては、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、およびその組み合わせが可能である。また、計測部１０３の機能を処理部１１０で実現するようにしてもよい。
【００３５】
以上に電子装置１００の構成要素を説明した。この構成要素間における接続は有線であってもよいし、無線であってもよい。また、電子装置１００はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路で実装される。１チップ上にまとめて実装されてもよいし、一部の構成要素が別のチップ上に実装されてもよい。
【００３６】
この電子装置１００は距離ｄの算出にあたり、光源１０１よりパルス光が出射されてから、反射光が受光部１０２に受光されるまでの時間であるＴｏＦの計測を２回行う装置である。２回目のＴｏＦの計測では１回目よりもその精度を高めた計測を行う。本実施形態における電子装置１００の距離ｄの算出における動作を、図２および図３を用いて説明する。
【００３７】
図２は、時刻ごとの光源１０１の動作状況および受光部１０２が出力する信号の強度を表している。受光部１０２が出力する信号の強度は、受光部１０２が受光した光の強度を表している。図３は電子装置１００の距離ｄの算出における動作のフローチャートである。以下、動作のフローチャートを参照しながら図２および電子装置１００の動作を説明する。
【００３８】
なお、１回目の計測におけるＴｏＦをＴｏＦｃ、２回目の計測におけるＴｏＦをＴｏＦｆとも称する。また、本実施形態において、受光部１０２は以下に説明する動作のフローチャートに関わらず光を受光する。受光部１０２は受光した光の強度に対応する強度で、信号を計測部１０３に送っている。計測部１０３は、時間の計測にＴＤＣを用いているものとする。
【００３９】
まず、１回目の計測におけるＴｏＦであるＴｏＦｃの計測における電子装置１００の動作を、ステップＳ１０１からステップＳ１０４を用いて説明する。電子装置１００はあらかじめ定めた、パルス光、反射光と判定する信号の強度（しきい値）、および時間の計測範囲を用いてＴｏＦｃを計測する。
【００４０】
以降、ＴｏＦｃの計測におけるパルス光を第１パルス光、ＴｏＦｃの計測における時間の計測範囲を第１計測範囲とも称する。また、第１パルス光における反射光を第１反射光とも称する。
【００４１】
制御部１１１はＴｏＦｃの計測に関する指令を決定し、光源１０１や計測部１０３に送る（ステップＳ１０１）。この指令には、第１パルス光の内容および第１計測範囲などが含まれる。
【００４２】
具体的には、制御部１１１は、光源１０１が出射するパルス光のパルス幅や形状、パルス光を出射する開始時刻および方角を指令する。本実施形態では一例として、制御部１１１は光源１０１に対してパルス幅ＰＷｃで矩形状の第１パルス光を、物体２００が存在する方角に向けて開始時刻ｔｃ１で出射するように指令する。
【００４３】
制御部１１１は、計測部１０３が時間計測を開始する時刻を指令する。この時刻は、光源１０１が出射する時刻ｔｃ１である。
【００４４】
また、制御部１１１は、計測部１０３に対して受光部１０２から送られる信号の強度のしきい値Ｓｔｃを指令する。このしきい値Ｓｔｃは、受光部１０２によって受光された環境光よりも高くなる可能性が高く、受光部１０２によって受光された反射光よりも低い可能性が高い値に設定される。このしきい値Ｓｔｃにより、計測部１０３は環境光と反射光を区別して推定することができる。本実施形態では一例として、しきい値Ｓｔｃは制御部１１１によって所定の値が設定されている。
【００４５】
また、制御部１１１は第１計測範囲を計測部１０３に送る。図２には、第１計測範囲の時間長は時刻ｔｃ１から時刻ｔｃ２までのτｃであると表されている。本実施形態では一例として、この第１計測範囲の時間長τｃは、制御部１１１によって所定の値に定められている。時刻ｔｃ１および時刻ｔｃ２を含むこの第１計測範囲は計測部１０３に備えられるＤＴＣに設定される。
【００４６】
次に、光源１０１は第１パルス光を出射する（ステップＳ１０２）。図２では、光源１０１は時刻ｔｃ１にパルス幅ＰＷｃの第１パルス光を出射することが表されている。光源１０１の出射と同じ時刻において、計測部１０３はＤＴＣによって時間計測を開始する時刻であると認識し、時間計測を開始する。
【００４７】
光源１０１から出射された第１パルス光は、距離の計測対象である物体２００で少なくとも一部反射され、第１反射光となって受光部１０２に受光される。
【００４８】
次に、計測部１０３はＴｏＦｃの計測を行う（ステップＳ１０３）。上記に説明したように、計測部１０３は時刻ｔｃ１に時間計測を開始している。計測部１０３は、時刻ｔｃ１から第１計測範囲以内で最初に受光部１０２から送られる信号の強度が、しきい値Ｓｔｃ以上となる時刻までを計測し、ＴｏＦｃとする。図２では、受光部１０２から送られる信号の強度が第１計測範囲内において最初にしきい値Ｓｔｃ以上となる時刻はｔｔｃと表されている。
【００４９】
すなわち、本実施形態におけるＴｏＦｃは開始時刻ｔｃ１から終了時刻ｔｔｃ（反射光を受光した時刻）までの時間である。計測部１０３は、計測したＴｏＦｃを制御部１１１に送る。一方、計測部１０３が第１計測範囲内にしきい値以上となった信号を受け取らなかった場合、第１計測範囲外にしきい値以上となった信号があってもＴｏＦｃとして計測しない。
【００５０】
時刻ｔｃ２になると、計測部１０３はＤＴＣによって時間計測を終了する時刻であると認識し、時間計測を終了する。制御部１１１は計測部１０３からＴｏＦｃが送られたかを確認し、ＴｏＦｃの計測が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０４）。制御部１１１が計測部１０３からＴｏＦｃを確認できなかった場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ＴｏＦｃの計測をやり直す。
【００５１】
一方、制御部１１１がＴｏＦｃを確認できた場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＴｏＦｃの計測を終了する。
【００５２】
続いて、２回目のＴｏＦｆの計測における電子装置１００の動作を、ステップＳ１０５からステップＳ１０９を用いて説明する。電子装置１００は、パルス光、反射光と判定する信号の強度（しきい値）、および時間の計測範囲の少なくとも一部を、計測したＴｏＦｃに基づいて決定する。電子装置１００はこれらを用いて、ＴｏＦｆを計測する。
【００５３】
以降、ＴｏＦｆの計測におけるパルス光を第２パルス光、ＴｏＦｆの計測における時間の計測範囲を第２計測範囲とも称する。また、第２パルス光における反射光を第２反射光とも称する。
【００５４】
制御部１１１は、ＴｏＦｆの計測（２回目の計測）における指令を決定し（ステップＳ１０５）、各指令を光源１０１や計測部１０３に送る（ステップＳ１０６）。この指令には、光源１０１が出射する第２パルス光の出射時刻やパルス幅、形状などのパルス光に関する内容が含まれる。またこの指令には、ＴｏＦｆの計測における計測範囲（以降、第２計測範囲とも称する）や第２反射光の判定におけるしきい値が含まれる。
【００５５】
具体的には、制御部１１１は光源１０１に対してパルス幅ＰＷｆで矩形状の第２パルス光を、ＴｏＦｃの計測時と同じく物体２００の方角に向けて、時刻ｔｆ１で出射するように指令する。図２では、パルス幅ＰＷｃおよびパルス幅ＰＷｆは同じ幅で表されているが、異なる幅であってもよい。制御部１１１は、第２パルス光を出射させる方角について、電子装置１００が動いている場合は、時刻ｔｃ１と時刻ｔｆ１の間に動いた距離を算出し、方角を修正するようにしてもよい。
【００５６】
制御部１１１は、計測部１０３が時間計測を開始する時刻を指令する。この時刻は、光源１０１が第２パルス光を出射する時刻ｔｆ１である。この時刻ｔｆ１は計測部１０３に備えられるＤＴＣに設定される。
【００５７】
また、制御部１１１は計測部１０３に第２計測範囲の指令を送る。計測部１０３は、第２計測範囲内にしきい値以上となった信号を受け取った場合、計測開始からこの信号を受け取るまでの時間をＴｏＦｆとする。ＴｏＦｆの計測におけるしきい値については後述する。一方、計測部１０３が第２計測範囲内にしきい値以上となった信号を受け取らなかった場合、第２計測範囲外にしきい値以上となった信号があってもＴｏＦｆとして計測しない。時刻ｔｆＡｉｎおよび時刻ｔｆ２を含むこの第２計測範囲は計測部１０３に備えられるＤＴＣに設定される。
【００５８】
第２計測範囲の決定についてはＴｏＦｃの計測の場合と異なる。まず、制御部１１１は第２計測範囲の時間長τｆを設定する。このτｆは一例として、事前に決定された特定の値であるとする。
【００５９】
次に、制御部１１１は、計測部１０３が時間計測を開始する時刻であるｔｆ１からＴｏＦｃだけ後の時刻ｔｆ２を第２計測範囲の終了時刻とする。制御部１１１は、時刻ｔｆ２からτｆだけ前の時刻ｔｆＡｉｎを第２計測範囲の開始時刻とする。すなわち制御部１１１は、計測部１０３に時刻ｔｆＡｉｎから時刻ｔｆ２までの時間長τｆを第２計測範囲として指令を送る。
【００６０】
ここで、時間長τｆはＴｏＦｃより短く設定される。その理由を以下に説明する。制御部１１１はＴｏＦｃから、ＴｏＦｆのおおよその値を推定することができるため、第２計測範囲をＴｏＦｃよりも狭く設定する。制御部１１１が第２計測範囲を狭く設定することにより、受光部１０２が強度の高い環境光を受光する確率を低減する。強度の高い環境光を受光する確率の低減は、ＴｏＦｆの精度の向上につながる。第２計測範囲は、ＴｏＦｃだけでなく第１計測範囲よりも短くするようにしてもよい。
【００６１】
制御部１１１はＴｏＦｃの計測とは異なり、この時点ではＴｏＦｆの計測における、受光部１０２から送られる信号の強度のしきい値（以降、しきい値Ｓｔｆと称する）を決定しない。このしきい値Ｓｔｆの決定については後述する。ステップＳ１０８において、第２計測範囲における環境光の強度に基づいてしきい値Ｓｔｆを決定する。
【００６２】
次に、光源１０１は第２パルス光を出射する（ステップＳ１０６）。図２では、光源１０１は時刻ｔｆ１にパルス幅ＰＷｆの第２パルス光を出射することが表されている。光源１０１の出射と同じ時刻において、計測部１０３はＤＴＣによって時間計測を開始する時刻であると認識し、時間計測を開始する。
【００６３】
光源１０１から出射された第２パルス光は、ＴｏＦｃの計測の場合と同様に、距離の計測対象である物体２００で少なくとも一部反射され、第２反射光となって受光部１０２に受光される。
【００６４】
次に、計測部１０３は第２計測範囲における環境光の強度を取得し、制御部１１１はしきい値Ｓｔｆを決定する（ステップＳ１０８）。例えば、計測部１０３はＤＴＣによって第２計測範囲における始端の時刻であると認識し、第２計測範囲の開始時刻であるｔｆＡｉｎにおける光の強度を表す強度Ａｉｎを測定する。制御部１１１は強度Ａｉｎを環境光の強度と推定し、さらにａを加えてしきい値Ｓｔｆを決定する。制御部１１１は、決定したしきい値Ｓｔｆを計測部１０３に送る。
【００６５】
このａは、しきい値Ｓｔｆを推定した環境光の強度Ａｉｎより高く決定するための値である。本実施形態では一例として、事前に定められた特定の値であるとする。
【００６６】
次に、計測部１０３はＴｏＦｆの計測を行う（ステップＳ１０８）。ＴｏＦｃの計測における説明と同様に、計測部１０３は時刻ｔｆ１から第２計測範囲以内で最初に受光部１０２から送られる信号の強度が、しきい値Ｓｔｆ以上となる時刻までを計測し、ＴｏＦｆとする。図２では、受光部１０２から送られる信号の強度が第１計測範囲内において最初にしきい値Ｓｔｆ以上となる時刻はｔｔｆと表されている。すなわち、本実施形態におけるＴｏＦｆは時刻ｔｆ１から時刻ｔｔｆまでの時間である。計測部１０３は、計測したＴｏＦｆを制御部１１１に送る。
【００６７】
時刻ｔｆ２になると、計測部１０３はＤＴＣによって時間計測を終了する時刻であると認識し、時間計測を終了する。制御部１１１は計測部１０３からＴｏＦｆが送られたかを確認し、ＴｏＦｆの計測が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０９）。制御部１１１が計測部１０３からＴｏＦｆを確認できなかった場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０５に戻り、ＴｏＦｆの計測をやり直す。制御部１１１がＴｏＦｆを確認できた場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ＴｏＦｆを算出部１１２に送り、ＴｏＦｆの計測を終了する。
【００６８】
続いて、電子装置１００と物体２００の間の距離ｄを算出する電子装置１００の動作を、ステップＳ１１０からステップＳ１１１を用いて説明する。電子装置１００は、計測したＴｏＦｆに基づいて距離ｄを算出する。電子装置１００は算出した距離ｄを含む情報を出力する。
【００６９】
算出部１１２は、制御部１１１から送られたＴｏＦｆおよび式（１）に基づいて、距離ｄを算出する（ステップＳ１１０）。算出した距離ｄは、距離ｄを含む情報として出力部１０４に送られる。
【００７０】
次に、出力部１０４は、算出部１１２から送られた距離ｄを含む情報を出力する（ステップＳ１１１）。出力先および出力の様式は、上に説明したように限定されない。
【００７１】
次に、制御部１１１は、電子装置１００の動作を終了させる終了指令が届いているか否かを確認する（ステップＳ１１２）。この終了指令は、電子装置１００の動作を本フローで終了させる指令である。この終了指令は、ユーザによる電子装置１００への入力や、終了指令を含んだ信号を電子装置１００が取得するなどして制御部１１１に伝えられる。この終了指令は、直ちに電子装置１００の動作を終了させる指令であってもよい。
【００７２】
制御部１１１にこの終了指令が届いていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。一方、制御部１１１にこの終了指令が届いている場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、フローは終了し、電子装置１００は動作を終了する。
【００７３】
以上に本実施形態における電子装置１００の動作を説明した。以下に、しきい値Ｓｔｃ、しきい値Ｓｔｆについて図４および図５を用いて説明する。
【００７４】
まず、しきい値Ｓｔｃについて、図４を用いて説明する。図４には、しきい値としてＳｔｃが設定された場合と、しきい値としてＳｔｃｌが設定された場合におけるＴｏＦとして、ＴｏＦｃとＴｏＦｃｌが表されている。しきい値Ｓｔｃｌは、しきい値Ｓｔｃよりも低い。しきい値が低くなると、反射光ではなく環境光の強度でしきい値以上となってしまう可能性が高まる。
【００７５】
図４では、時刻ｔｔｃｌにおいてしきい値Ｓｔｃｌ以上となる。時刻ｔｔｃｌにおいて、光源１０１は第１パルス光を出射している期間中であるので、第１反射光である可能性は低い。すなわち、計測部１０３は環境光を第１反射光として検出し、誤ったＴｏＦであるＴｏＦｃｌを計測している。しきい値ＳｔｃにおけるＴｏＦであるＴｏＦｃと比較すると、ＴｏＦの誤差ＴｏＦｅｒｒｏｒが大きい。
【００７６】
以上説明したように、環境光と第１反射光を誤って検出することにより、ＴｏＦの精度が低下する。したがって、しきい値は環境光の強度より高く、反射光の強度より低くなる可能性が高い値に定められる。
【００７７】
なお、制御部１１１は、しきい値Ｓｔｃを設定する上で、所定の値の他に推定した環境光の強度に基づいて設定するようにしてもよい。
【００７８】
次に、しきい値Ｓｔｆの決定において、環境光の強度に基づく理由を、図５を用いて説明する。一般的に、ＴｏＦの計測において、受光部１０２が出力する信号の強度は受光する光の強度に依存するため、同じパルス光であっても、環境光の強度や物体２００の光の反射率によって出力が変化する。
【００７９】
説明のために、図５は環境光を考慮しない環境における、反射光の強度を表している。パルス光を反射した物体の反射率が高い場合をケースＡ、この物体の反射率が低い場合をケースＢとする。パルス光を出射した時刻を０とし、時刻ｔ０を反射光の到来時刻の真値とする。真値とは、この時間ｔ０をＴｏＦとして式（１）を用いて算出すると電子装置１００とこの物体の間の距離が正確に算出される値である。時刻ｔｐは２つのケースにおける反射光の強度のピークを迎える時刻である。なお、２つのケースともに出射したパルス光は同様であるとする。
【００８０】
この例において、しきい値Ｓｔ１とＳｔ１より低いＳｔ２を設定し、２つのケースにおけるＴｏＦを考える。しきい値Ｓｔ１の場合における２つのケースのＴｏＦよりもしきい値Ｓｔ２の場合における２つのケースのＴｏＦの方がより真値である時刻ｔ０に近い。さらにしきい値Ｓｔ１の場合における２つのケースのＴｏＦの差（ＴＷ２）よりもしきい値Ｓｔ２の場合における２つのケースのＴｏＦの差（ＴＷ１）のほうが小さい。しきい値が低い方が真値に近いＴｏＦを計測することができ、さらに、測定対象の物体の反射率の影響も小さい。したがって、ＴｏＦの精度を向上させることができる。
【００８１】
一方、受光部１０２は環境光も受光される。しきい値が環境光の強度以下である場合、反射光を検出することができない。しきい値は、環境光の強度より上回る可能性が高い値に設定する必要がある。
【００８２】
したがって、環境光の強度を推定し、この強度に基づいてしきい値Ｓｔｆを決定することは、ＴｏＦの精度の向上につながる。
【００８３】
なお、制御部１１１は、事前に設定した所定の値をしきい値Ｓｔｃとしても、電子装置１００は動作が可能である。
【００８４】
以上に本実施形態を説明したが、変形例は様々に実装、実行可能である。例えば本実施形態では、受光部１０２は受光した光の強度を信号の強度で表している。受光部１０２は、必ずしも受光した光の強度を信号の強度で表さなくてもよい。受光部１０２は、受光した光の強度を表す任意の信号を出力することが可能である。
【００８５】
本実施形態では、制御部１１１は光源１０１および計測部１０３への指令を同じステップ（Ｓ１０１、Ｓ１０５）で行っていたが、一部異なっていてもよい。例えば、制御部１１１は光源１０１が出射するパルス光についての情報を光源１０１に対して指令する。制御部１１１は同じステップで計測部１０３に対して時間計測を開始する時刻を指令するが、変形例として、しきい値や第１計測範囲などは光源１０１による第１パルス光出射後であってもよい。制御部１１１は、計測部１０３に、光源１０１による第２パルス光出射後に第２計測範囲を指令するようにしてもよい。
【００８６】
本実施形態ではステップＳ１０１およびステップＳ１０５において、制御部１１１が光源１０１および計測部１０３に対して指令している。変形例として、さらに電子装置１００の他の構成要素への指令および通知を加えてもよいし、説明した指令とは異なる内容で指令してもよいし、説明した指令のうち少なくとも一部の指令をしないようにしてもよい。
【００８７】
制御部１１１が加える指令および通知の例を以下に示す。制御部１１１は受光部１０２に対して光源１０１が出射するパルス光についての情報を通知するようにしてもよい。パルス光についての情報とは、例えばパルス光のパルス幅、出射時刻、形状、出射方角などである。これは、第１パルス光および第２パルス光のどちらについても適用可能である。
【００８８】
制御部１１１は計測部１０３に対して第１計測範囲および第２計測範囲を指令しないようにしてもよい。この場合、計測部１０３はＴｏＦｃおよびＴｏＦｆを計測し、制御部１１１に送る。制御部１１１は、送られたＴｏＦｃが第１計測範囲内か、ＴｏＦｆが第２計測範囲内かを確かめるようにしてもよい。
【００８９】
さらに、変形例として、ＴｏＦｃの計測において、光源１０１、計測部１０３は上記に説明した指令の内容をあらかじめ設定していてもよい。これに伴い、制御部１１１による指令が一部行われなくてもよい。すなわち、光源１０１は時刻ｔｃ１にパルス幅ＰＷｃで矩形状の第１パルス光を出射するように設定されていてもよい。計測部１０３にあらかじめ第１計測範囲の時間長およびしきい値Ｓｔｃを設定しておき、制御部１１１から計測開始の時刻ｔｃ１を受けて第１計測範囲の設定を行うようにしてもよい。
【００９０】
本実施形態では、ステップＳ１０１において指令される第１計測範囲の始端は、第１パルス光が出射される時刻であると図２に表されていたが、この場合に限定されない。変形例として、この他にも第１計測範囲の始端は第１パルス光が出射された時刻より前であってもよいし、後であってもよい。
【００９１】
第２計測範囲の始端および終端についても同様である。本実施形態では、ステップＳ１０５において指令される第２計測範囲の始端は第１パルス光が出射された時刻よりも後である。変形例として、この他にも第２計測範囲の始端は、第１パルス光が出射された時刻であっても、この時刻より前であってもよい。
【００９２】
また、本実施形態では、ステップＳ１０１において指令される第２計測範囲の終端は第１パルス光が出射された時刻からＴｏＦｃ後の時刻ｔｆ２である。変形例として、この他にも第２計測範囲の終端は時刻ｔｆ２よりも前であっても、後であってもよい。
【００９３】
なお、第２計測範囲の時間長τｆはＴｏＦｃまたは第１計測範囲の時間長τｃよりも短く設定される。
【００９４】
本実施形態では、ステップＳ１０１において指令されるしきい値Ｓｔｃは特定の値として説明した。変形例として、制御部１１１は環境光の強度に基づいてしきい値Ｓｔｃを定めるようにしてもよい。図６を用いて、環境光の強度に基づいてしきい値Ｓｔｃを定める一例を説明する。
【００９５】
この変形例では制御部１１１は、ステップＳ１０１においては計測部１０３に対してしきい値を指令しない。制御部１１１は、ステップＳ１０１以前に計測部１０３に対して環境光計測範囲を指令する。図６には、環境光計測範囲は時刻ｔｃ１から時刻ｔｃＲまでの時間長τＲと表されている。この環境光計測範囲の設定は、図６に表された場合に限定されない。この計測範囲のスタート時刻や計測範囲の幅は本実施形態に限定されない。例えば、パルス光を出射する時刻ｔｃ１よりも前に任意の環境光計測範囲を設定しても良い。
【００９６】
また、制御部１１１は計測部１０３に対して、受光部１０２が出力する信号のうち、この環境光計測範囲内における最大の強度を制御部１１１に送るよう指令する。計測部１０３が制御部１１１に対して送る信号の強度は、環境光計測範囲内における最大の強度に限定されない。例えば計測部１０３は環境光計測範囲内における信号の強度を制御部１１１に対して送るようにしてもよい。また、計測部１０３はこの環境光計測範囲内における信号の強度の平均値や中央値や最大値に基づいた値を制御部１１１に対して送るようにしてもよい。
【００９７】
図６の説明に戻ると、計測部１０３は、環境光計測範囲内における最大の信号の強度Ａｃを環境光の強度と推定し、制御部１１１に送る。制御部１１１はこの強度Ａｃに基づいて、しきい値Ｓｔｃを決定する。例えば、制御部１１１は式（２）を用いてしきい値Ｓｔｃを決定する。
【数２】
2020153708.tif 000004
【００９８】
式（２）において、αは任意の係数を表す。なお、この式（２）は、最大値である強度Ａｃ以外に、環境光計測範囲内における信号の強度の平均値や中央値や最大値に基づいた値に対しても適用可能であるし、統計処理を行った値に基づいていてもよい。
【００９９】
計測部１０３が環境光計測範囲内における信号の強度を制御部１１１に対して送った場合、制御部１１１は、例えば式（３）を用いてしきい値Ｓｔｃを決定するようにしてもよい。
【数３】
2020153708.tif 000005
【０１００】
式（３）において、Ａａｖｅは環境光計測範囲内における信号の強度の平均値を表し、βは任意の係数を表し、ＶＡは環境光計測範囲内における信号の強度の変化を表す数値であり、例えば分散値や、環境計測範囲内における信号の強度とＡａｖｅとの差分の絶対値を平均化した値などが挙げられる。なお、この式（３）は、平均値である強度Ａａｖｅ以外に、環境光計測範囲内における信号の強度の平均値や中央値や最大値に基づいた値に対しても適用可能であるし、統計処理を行った値に基づいていてもよい。
【０１０１】
制御部１１１は、決定したしきい値Ｓｔｃを計測部１０３に送る。以降ＴｏＦｃの計測は、本実施形態で説明したように行われる。
【０１０２】
なお、このしきい値の決定方法は、ＴｏＦｆの計測におけるしきい値Ｓｔｆの決定にも適用可能である。
【０１０３】
本実施形態では、計測部１０３はステップＳ１０３において、制御部１１１より指令を受けた時刻から、計測範囲内で信号の強度が最初にしきい値以上となった時刻までの時間をＴｏＦとして計測している。
【０１０４】
変形例として、計測部１０３は、計測範囲内で信号の強度が最初にしきい値以上となった時刻を、反射光を受光した時刻として取得するだけでもよい。計測部１０３はこの時刻を制御部１１１に送信し、制御部１１１でこの時刻と時間計測を開始した時刻との差分を取ってＴｏＦとしてもよい。この場合でも、計測部１０３におけるＴｏＦの計測に含まれるものとする。
【０１０５】
本実施形態では一例として、ステップＳ１０５で指令される第２計測範囲の時間長τｆを事前に決定した特定の値としていたが、この時間長τｆの決定の方法は様々に考えられる。
【０１０６】
変形例として、制御部１１１はＴｏＦｃに基づいて時間長τｆを算出させてもよい。この制御部１１１によるτｆの算出は、式によってもよいしＴｏＦｃの値ごとに定めされたルックアップテーブルを参照して算出するようにしてもよい。また、受光部１０２には、出力する信号の強度の傾き（以降、反応性とも称する）に上限が存在する。この反応性を事前に計測しておき、τｆが制御部１１１に設定されるようにしてもよい。この反応性の計測は、実験であってもシミュレーションであってもよい。
【０１０７】
本実施形態では、ステップＳ１０７で指令されるしきい値Ｓｔｆの決定において、第２計測範囲の始端における環境光の強度Ａｉｎを使っていた。この環境光の強度の取得方法については第２計測範囲の始端における環境光の強度に限定されず、任意である。変形例として、例えば時刻ｔｆＡｉｎから、前の所定の時間帯における環境光の強度の最大値であってもよい。また、この最大値の時刻から時刻ｔｆＡｉｎまでの時間帯における環境光の強度の平均値を利用してもよい。
【０１０８】
本実施形態では、ステップＳ１０７で指令されるしきい値Ｓｔｆの決定に使われるａを、特定の値としていた。このａの定め方については様々に考えられる。変形例として、あらかじめ特定の光の強度に対して受光部１０２が出力する信号の強度を計測しておき、ａをその測定値に基づいて定めてもよい。また、光の強度の特定の増加分に対して受光部１０２が出力する信号の強度の増加分を計測しておき、ａをその測定値に基づいて定めてもよい。光の強度として、光子量や照度、輝度など任意の指標を用いることができる。
【０１０９】
本実施形態では、制御部１１１はステップＳ１０９でＴｏＦｆが確認できない場合、ＴｏＦｆの計測をやり直していた。変形例として、制御部１１１はＴｏＦｆが確認できない場合、算出部１１２に対してＴｏＦｃを送るようにしてもよい。算出部１１２は、このＴｏＦｃに基づいて、距離ｄを算出するようにしてもよい。
【０１１０】
本実施形態では、算出部１１２はステップＳ１１０においてＴｏＦｆに基づいて距離ｄを算出していた。変形例として、算出部１１２はＴｏＦｃにも基づいて距離ｄを算出するようにしてもよい。例えば、ＴｏＦｃおよびＴｏＦｆの平均値に基づいて距離ｄを算出するようにしてもよい。
【０１１１】
本実施形態では、出力部１０４はステップＳ１１１において距離ｄを含む情報を出力していた。変形例として、出力部１０４はＴｏＦｃおよびＴｏＦｆのうち、少なくとも一方の時間情報を出力するようにしてもよい。出力部１０４はこの時間情報を算出部１１２以外にも計測部１０３、制御部１１１から受け取るようにしてもよい。出力部１０４は、距離ｄを含む情報およびこの時間情報を組み合わせて出力するようにしてもよい。
【０１１２】
一部の構成要素の変形例として、電子装置１００は記憶部を備えるようにしてもよい。この記憶部には、本実施形態で説明した動作を行うための情報を保持し、電子装置１００の構成要素はこの記憶部から必要な情報を取得するようにしてもよい。
【０１１３】
なお、この記憶部はメモリ等であり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、レジスタなどである。
【０１１４】
また、この記憶部は電子装置１００の内部に設けられてもよいし、外部に設けられるようにしてもよい。外部に設けられる場合、この記憶部はインターネットを経由して情報を保持するクラウドでもよい。
【０１１５】
また、本実施形態における、処理部１１０で行われる動作は、プログラムを処理することにより実現するようにしてもよい。例えば、このプログラムを組み込んだ汎用コンピュータに、処理部１１０における動作を行わせるようにしてもよい。
【０１１６】
このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ−ＲおよびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で提供されるようにしてもよいし、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶媒体に組み込んで提供されるようにしてもよい。
【０１１７】
以上に、一部の構成要素やステップにおける変形例を説明した。以下に、図を用いて説明する変形例について述べる。
【０１１８】
本実施形態では、図２に表されるように制御部１１１は計測部１０３に指令した第１計測範囲が終了してから、ＴｏＦｆの計測の指令を行っていた。変形例として制御部１１１は、計測部１０３がＴｏＦｃの計測を完了している場合、第１計測範囲内であってもＴｏＦｆの計測の指令を行うようにしてもよい。
【０１１９】
制御部１１１が第１計測範囲内であってもＴｏＦｆの計測の指令を行う場合を、図７を用いて説明する。なお、ＴｏＦｃの計測までは本実施形態における説明と同様（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４）であるので、説明を省略する。
【０１２０】
この場合において、電子装置１００の動作に変更はない。制御部１１１は計測部１０３から送られたＴｏＦｃからＴｏＦｆの計測における指令を決定し、光源１０１および計測部１０３に送る。この指令には、第２パルス光の内容および第２計測範囲が含まれる（ステップＳ１０５）。
【０１２１】
この指令により、第１計測範囲内であっても光源１０１は第２パルス光を出射することが可能であり、計測部１０３は第２パルス光の出射と同時にＴｏＦｆの計測における時間計測を開始することが可能である（ステップＳ１０６）。なお、第２計測範囲開始時における環境光の強度Ａｉｎが本実施形態で説明した図２の場合よりも高い。これはＴｏＦｃの計測において受光部１０２が受光した第１反射光の影響が残っているためである。制御部１１１はこの強度Ａｉｎに基づいて、しきい値Ｓｔｆを決定する（ステップＳ１０７）。
【０１２２】
したがって、電子装置１００は、ＴｏＦｃの計測を完了している場合、第１計測範囲内であってもＴｏＦｆの計測を行うようにしてもよい。電子装置１００におけるＴｏＦｆの計測以降の動作（ステップＳ１０８〜ステップＳ１１２）は本実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２３】
本実施形態では、第１パルス光のパルス幅ＰＷｃと、第２パルス光のパルス幅ＰＷｆは同じであった。以降、第１パルス光のパルス幅を第１パルス幅、第２パルス光のパルス幅を第２パルス幅とも称する。変形例として制御部１１１は、光源１０１に対して第１パルス幅ＰＷｃと異なる第２パルス幅ＰＷｆ２を指令してもよい。
【０１２４】
一例として、制御部１１１が光源１０１に対して第１パルス幅より短い第２パルス幅を指令する場合を、図８を用いて説明する。なお、電子装置１００の動作は、制御部１１１が行うパルス幅の変更を除いては同様であるので、説明を省略する。
【０１２５】
制御部１１１は、ステップＳ１０５において光源１０１に対して第２パルス幅がＰＷｆ２である第２パルス光を出射するように光源１０１に対して指令する。第２パルス幅ＰＷｆ２は、第１パルス幅ＰＷｃよりも短い。光源１０１が第２パルス幅ＰＷｆ２のパルス光を出射することにより、出射時間が短くなる。出射時間が短くなることで反射光のエネルギーが小さくなり、受光部１０２の出力が小さくなる。しかし、しきい値Ｓｔｆの設定において、ａを小さく設定可能であるため、エネルギーが小さくなった反射光であっても、しきい値Ｓｔｆを上回る可能性が高い。すなわち、計測部１０３は本実施形態と同様に反射光を判定することが可能である。
【０１２６】
第２パルス幅を短くすることは、光源１０１から出す光の電力を抑えたＴｏＦｆの計測につながる。光源から出す光の平均電力はアイセーフの関係などから上限が決まっている。１回の距離測定における光の電力を抑えることができると距離測定の回数を増やすことができ、距離測定の精度の向上につながる。
【０１２７】
さらなる変形例として、このようなＴｏＦｃの計測とＴｏＦｆの計測とでパルス幅を変更する場合において、第２パルス幅の決定方法について、図９および図１０を用いて説明する。
【０１２８】
図９は、ＴｏＦｃの計測とＴｏＦｆの計測とでパルス幅を変更する場合における電子装置１５０の構成を含んだ距離測定システムを表している。電子装置１５０は、電子装置１００に加えて、処理部１２０に取得部１１３を備えている。電子装置１５０に含まれる構成要素のうち、電子装置１００に含まれる構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
取得部１１３は、計測範囲における信号の強度のうち、最大の強度を取得する。この場合では、第１計測範囲における信号の強度のうち、最大の強度を取得する。取得部１１３は第２計測範囲においても、同様に最大の強度を取得するようにしてもよい。計測範囲は制御部１１１から送られ、受光部１０２が受光した光の強度を表す信号は受光部１０２から送られる。取得部１１３が取得したこの最大の強度は、制御部１１１に送られ第２パルス幅の決定に使われる。
【０１３０】
ＴｏＦｃの計測における電子装置１５０の動作は、本実施形態で説明した電子装置１００と類似するため、相違点を中心に説明する。なお、受光部１０２は、受光した光の強度を表す信号を計測部１０３に加えて取得部１１３にも送っている。
【０１３１】
制御部１１１は、ステップＳ１０１における指令として、取得部１１３にも第１計測範囲を通知する。また、制御部１１１は取得部１１３に対して、受光部１０２から送られる信号のうち、第１計測範囲内で最大となる強度を制御部１１１に送るように指令する。
【０１３２】
ＴｏＦｃの計測は本実施形態と同様に行われるため説明を省略する。ステップＳ１０４のＴｏＦｃの計測において、取得部１１３は第１計測範囲の後に受光部１０２から送られる信号のうち、第１計測範囲内で最大となる強度Ａｍａｘｃを取得する。取得部１１３は、取得した強度Ａｍａｘｃを制御部１１１に送る。また、変形例として、強度Ａｍａｘｃの代わりに強度Ａｍａｘｃと強度の平均値Ａａｖｅの差分を制御部１１１に送っても良い。
【０１３３】
制御部１１１は、この強度Ａｍａｘｃに基づいて、ステップＳ１０５において第２パルス幅ＰＷｆ２を決定する。例えば、制御部１１１は式（４）から第２パルス幅ＰＷｆ２を決定するようにしてもよい。
【数４】
2020153708.tif 000006
【０１３４】
ここで、Ａｍａｘｆｔは、ＴｏＦｆの計測において、第２計測範囲内で最大となる強度Ａｍａｘｆの理論値である。Ａｍａｘｆｔの定め方は任意であるが、ＴｏＦｆの計測において必要となる強度である。例えば、制御部１１１はＡｍａｘｆを特定の値としてもよいし、しきい値Ｓｔｃに基づいてＡｍａｘｆを定めてもよいし、ＴｏＦｃの計測において環境光の強度を推定した場合はその強度を用いてもよい。
【０１３５】
以上のようにして、制御部１１１は第２パルス幅ＰＷｆ２を決定することができる。以降のＴｏＦｆの計測については、本実施形態と同様に行われるため、説明を省略する。なお、取得部１１３が第２計測範囲内においても最大の強度を取得するようにしてもよく、図１０にはＡｍａｘｆとして表されている。制御部１１１は、このＡｍａｘｆからＡｍａｘｆｔを修正するようにしてもよい。
【０１３６】
またさらなる変形例として、取得部１１３が取得するＡｍａｘｃに基づいて、第２パルス幅ＰＷｆ２の他に、第２計測範囲の時間長τｆを決定することもできる。以下、Ａｍａｘｃに基づいて、第２計測範囲の時間長τｆを決定する方法について図１１を用いて説明する。
【０１３７】
説明のために、図１１は環境光を考慮しない環境における、反射光の強度を表している。パルス光を反射した物体の反射率が高い場合をケースＡ、この物体の反射率が低い場合をケースＢとする。パルス光を出射した時刻を０とし、時刻ｔ０を反射光の到来時刻の真値とする。真値とは、このｔ０をＴｏＦとして式（１）を用いて算出すると電子装置１５０とこの物体の間の距離が正確に算出される値である。時刻ｔｐは２つのケースにおける反射光の強度のピークを迎える時刻である。図１１では、強度のしきい値をＳｔに設定している。なお、２つのケースともに出射したパルス光は同様であるとする。また、取得部１１３が強度の最大値を取得する計測範囲は、時刻０から時刻ｔｐを少なくとも含んでいるものとする。
【０１３８】
取得部１１３は、ケースＡにおいては強度ＡｍａｘＡ、ケースＢにおいては強度ＡｍａｘＢを取得する。また、計測部１０３はしきい値Ｓｔ以上となった時刻を、ケースＡにおいてｔｔＡ、ケースＢにおいてはｔｔＢと計測する。
【０１３９】
ＴｏＦｆの計測は、真値である時刻ｔ０に近づくことが目的である。したがって、制御部１１１は、ケースＡにおいては時刻ｔ０から時刻ｔｔＡまでの時間τｆＡを第２計測範囲の時間長に決定し、ケースＢにおいては時刻ｔ０から時刻ｔｔＢまでの時間τｆＢを第２計測範囲の時間長に決定する。
【０１４０】
以上のようにして、制御部１１１はしきい値Ｓｔｎ（ｎは１以上の自然数）とＡｍａｘｎに対応したτｆｎをあらかじめ計測しておく。このＳｔｎ、Ａｍａｘｎおよびτｆｎの関係は式で表されてもよいし、ルックアップテーブルで表されてもよい。また、この計測は実験で行われてもよいし、シミュレーションによって行われてもよい。
【０１４１】
ＴｏＦｃの計測において、制御部１１１は取得部１１３から送られる第１計測範囲内の最大の強度ＡｍａｘｃおよびＳｔｎ、Ａｍａｘｎおよびτｆｎの関係に基づいて、第２計測範囲を決定するようにしてもよい。
【０１４２】
なお、図１１で説明した図は説明のために環境光を考慮しない環境としたが、環境光が存在する環境においても同様に適用可能である。
【０１４３】
本実施形態では、ステップＳ１０１およびステップＳ１０５において計測部１０３の計測開始の指令は制御部１１１から送られていた。変形例として、光源１０１が出射したパルス光の一部を反射させ、その光を受光することで計測開始の指令が送られるようにしてもよい。これは、第１パルス光および第２パルス光のいずれにも適用可能である。この場合、計測開始の指令はステップＳ１０２およびステップＳ１０６に移行する。
【０１４４】
このような電子装置１６０を含む距離測定システムを、図１２を用いて説明する。電子装置１６０は、電子装置１００に加えて、反射部１０５および検出部１０６を備えている。電子装置１６０に含まれる構成要素のうち、電子装置１００に含まれる構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【０１４５】
反射部１０５は、光源１０１から出射されたパルス光の一部を反射し、残りのパルス光を透過する。
【０１４６】
検出部１０６は、反射部１０５によって反射されたパルス光を検出し、光源１０１からパルス光が出射されたことを示す信号を計測部１０３に送る。この信号を受けた計測部１０３は、時間計測を開始する。検出部１０６としては、受光部１０２において説明した装置が適用可能である。なお、電子装置１６０では制御部１１１は計測部１０３に時間計測を開始する指令を送らない。
【０１４７】
時間計測を開始する指令を検出部１０６が計測部１０３に送る以外は、電子装置１６０の動作は本実施形態で説明した電子装置１００の動作と同様である。
【０１４８】
また、検出部１０６は、反射部１０５によって反射されたパルス光を検出し、時間計測を開始する指令を計測部１０３に送るようにしてもよい。検出部１０６は、光源１０１からパルス光が出射されたことを示す信号または時間計測を開始する指令を制御部１１１に送るようにしてもよい。
【０１４９】
この信号または指令を受けた制御部１１１は計測部１０３に送り、時間計測を開始させるようにしてもよい。制御部１１１は、パルス光の出射時刻から一定の時間が経過しても検出部１０６から信号または指令を受けない場合、ＴｏＦの計測における指令をやり直すようにしてもよいし、制御部１１１は、出力部１０４に対してユーザにエラーを知らせる情報を出力させるようにしてもよい。
【０１５０】
このようにすることで、故障などの理由で光源１０１からパルス光が出射されない場合に対応することができる。
【０１５１】
本実施形態では、計測部１０３はＤＴＣを用いて、時間計測の開始時刻や、第１、第２計測範囲の開始時刻および終了時刻を認識していた。変形例として、ＤＴＣの代わりに、クロック信号（以降クロックと称する）を用いて時刻の認識を行うようにしてもよい。クロックを用いた場合における電子装置１００の動作を、図１３〜図１５を用いて説明する。
【０１５２】
図１３は、一例としてクロックを用いた第２計測範囲の決定を説明する図である。このクロックは電子装置１００内の信号部から出力される。この信号部はクロック回路でもよいし、電子装置１００に搭載されるシステムのクロックであってもよい。また、クロックは整数クロックでもよいし、多位相クロックにおける少数クロックを用いてもよい。また、この信号部は電子装置１００外に備えられ、電子装置１００にクロックが入力されるようにしてもよい。
【０１５３】
図１３では、時間計測の開始および終了のタイミングを、クロックを用いて制御する場合が表されている。これらのタイミングは、クロックの出力と合わせられている。
【０１５４】
本実施形態と同様に、クロックを用いた電子装置１００の動作を説明する。なお、ＴｏＦｃおよびＴｏＦｆの計測は、本実施形態と同様にＴＤＣを用いて行われている。また、クロック回路は一例として、計測部１０３に備えられているとする。
【０１５５】
ステップＳ１０１において、制御部１１１は、光源１０１および計測部１０３に本実施形態と同様に指令する。制御部１１１は光源１０１に対して時刻ｔｃ１パルス光を出射するように指令する。制御部１１１は計測部１０３に対して時刻ｔｃ１に時間計測を開始するように指令する。また、制御部１１１は計測部１０３に対して時刻ｔｃ１から時刻ｔｃ２までを第１計測範囲として指令する。この時刻ｔｃ１および時刻ｔｃ２は、クロック回路に設定される。
【０１５６】
ステップＳ１０２において、光源１０１は時刻ｔｃ１にパルス光を出射する。計測部１０３は、クロック回路から出力されるクロックにより、時刻ｔｃ１であることを認識し、時間計測を開始する。
【０１５７】
ステップＳ１０３およびステップＳ１０４までの電子装置１００の動作は本実施形態と同様であるので、説明を省略する。なお、ステップＳ１０４において、計測部１０３は時刻ｔｃ２になると、クロック回路から出力されるクロックにより、時刻ｔｃ２であることを認識し、時間計測を終了する。
【０１５８】
計測部１０３によるＴｏＦｃの計測が終了すると、ＴｏＦｃは制御部１１１に送られる。制御部１１１はステップＳ１０５において第２計測範囲の決定をこのＴｏＦｃに基づいて行うが、本実施形態と同様に決定した第２計測範囲では、クロックに合わない可能性がある。図１３では、第２計測範囲がクロックの立ち上がりと合わない場合を表している。すなわち、第２計測範囲の開始時刻ｔｆＡｉｎおよび終了時刻ｔｆ２では、クロックは出力されない。
【０１５９】
この場合、制御部１１１は第２計測範囲を修正し、修正第２計測範囲を決定する。具体的には、制御部１１１は第２計測範囲を拡大する方向に最も近いクロックの出力時刻まで広げる。すなわち、修正第２計測範囲では開始時刻がｔｆＡｉｎ２、終了時刻がｔｆ３となり、時間長はτｆ２となる。
【０１６０】
なお、制御部１１１は、第２計測範囲の開始時刻ｔｆＡｉｎおよび終了時刻ｔｆ２に最も近いクロックが出力される時刻を、修正第２計測範囲の開始時刻ｔｆＡｉｎ２および終了時刻ｔｆ３としてもよい。この場合、必ずしも第２計測範囲を拡大する方向に最も近いクロックの出力時刻まで広げる必要はない。
【０１６１】
制御部１１１は、光源１０１および計測部１０３に本実施形態と同様に指令する。制御部１１１は、時刻ｔｆ１にパルス光を出射するように指令する。制御部１１１は計測部１０３に対して時刻ｔｆ１に時間計測を開始するように指令する。また、制御部１１１は計測部１０３に対して、修正第２計測範囲である時刻ｔｆＡｉｎ２から時刻ｔｆ３までを計測範囲として指令する。この時刻ｔｆ１、ｔｆＡｉｎ２、および時刻ｔｆ３は、クロック回路に設定される。
【０１６２】
ステップＳ１０６において、光源１０１は時刻ｔｆ１にパルス光を出射する。計測部１０３は、クロック回路から出力されるクロックにより、時刻ｔｆ１であることを認識し、時間計測を開始する。
【０１６３】
ステップＳ１０７において、時刻ｔｆＡｉｎ２になると、計測部１０３はクロック回路から出力されるクロックにより、修正第２計測範囲の始端の時刻であることを認識する。計測部１０３は、時刻ｔｆＡｉｎ２における信号の強度Ａｉｎ２を制御部１１１に送る。制御部１１１は強度Ａｉｎ２に基づいてしきい値Ｓｔｆを決定するが、さらに第２計測範囲の時間長τｆと修正第２計測範囲の時間長τｆ２との差分Δτｆにも基づいて、しきい値Ｓｔｆを決定する。このしきい値Ｓｔｆの決定については後述する。
【０１６４】
ステップＳ１０８以降は、本実施形態で説明した動作と同様であるので、説明を省略する。なお、ステップＳ１０９において、時刻ｔｆ３になると、計測部１０３はクロック回路から出力されるクロックにより、修正第２計測範囲の終端の時刻であることを認識し、時間計測を終了する。
【０１６５】
制御部１１１による強度Ａｉｎ２および差分Δτｆに基づいたしきい値Ｓｔｆの決定を、図１４および図１５を用いて説明する。
【０１６６】
差分Δτｆが大きくなるほど、修正第２計測範囲は広くなる。計測範囲が広くなるほど、受光部１０２が強度の高い環境光を受光する確率が増加する。したがって、制御部１１１は差分Δτｆが大きくなるほど、しきい値Ｓｔｆを高く決定する。
【０１６７】
この差分Δτｆの大きさは、クロックの出力間隔に少なくとも基づく。図１４では、クロックの出力間隔がＩｎｔ１である場合を表している。この場合における差分Δτｆの大きさは差分Δτｆ１であるとする。制御部１１１は強度Ａｉｎ２および差分Δτｆ１に少なくとも基づいた値ａ２から、しきい値Ｓｔｆ２を決定する。
【０１６８】
一方、図１５では、クロックの出力間隔がＩｎｔ２である場合を表している。この場合における差分Δτｆの大きさは差分Δτｆ２であるとする。間隔Ｉｎｔ２は、間隔Ｉｎｔ１よりも大きく、差分Δτｆ２は差分Δτｆ１よりも大きい。制御部１１１は強度Ａｉｎ３および差分Δτｆ２に少なくとも基づいた値ａ３から、しきい値Ｓｔｆ３を決定する。
【０１６９】
図１４における修正第２計測範囲よりも、図１５における修正第２計測範囲の方が広いため、受光部１０２が強度の高い環境光を受光する確率が増加する。したがって、制御部１１１はａ３をａ２よりも大きくし、しきい値Ｓｔｆ３をしきい値Ｓｔｆ２より高く設定する。
【０１７０】
クロックを用いてＴｏＦの計測を行うことにより、計測部１０３におけるＤＴＣを削減することが可能となり、電子装置１００を小型化することが可能となる。
【０１７１】
この変形例ではＤＴＣを用いない場合を説明したが、クロックとＤＴＣを併用するようにしてもよい。また、図１４および図１５で説明したように、クロックの立ち上がり間隔または周波数帯に限定されず、任意のクロックの立ち上がりまたは周波数帯に適用可能である。
【０１７２】
以上に、本実施形態およびその変形例を説明した。続けて、以下に本実施形態で説明した電子装置１００の適用例について説明する。
【０１７３】
本実施形態では、電子装置１００は物体２００までの距離ｄを算出していた。適用例として、電子装置１００はパルス光を様々な方角に出射し、反射光を受光してＴｏＦを算出することにより、電子装置１００の周囲における物体の配置を表す配置図を作成することが可能である。
【０１７４】
電子装置１００がこの配置図を作成する場合について、図１６を用いて説明する。図１６には、電子装置１００の周囲に物体２００ａから物体２００ｅまでが配置されている。
【０１７５】
電子装置１００は様々な方角にパルス光を出射し、本実施形態と同様に電子装置１００および物体２００ａから２００ｅまでの距離を算出する。算出部１１２は、この距離に基づいて周囲の物体の配置を表す配置図を作成する。
【０１７６】
作成した配置図の一例を、図１７に表す。算出部１１２は、物体２００ａから２００ｅまでの座標に点をプロットし、物体２００ａから２００ｅまでの配置図を作成することができる。
【０１７７】
この点が含む座標の情報は、直交座標でも極座標でもよいし、絶対座標（世界座標）でも相対座標でもよい。相対座標としては、例えば電子装置１００の重心を基準としてもよいし、光源１０１の位置を基準としてもよい。また、座標の情報を表示する手段は点に限定されず、ベクトルであってもよい。
【０１７８】
この配置図は、例えば電子装置１００が搭載された自動運転を行う移動体が、動力部を制御するために使われる。また、この配置図に位置情報を付加して障害物データとすることにより、自動運転を行う移動体が取得し、利用しやすくなる。この位置情報の取得は既存の方法が利用可能である。
【０１７９】
図１７に説明した配置図は平面であったが、三次元点における三次元空間（実空間）を表すようにしてもよい。三次元空間における配置図の一例を、図１８および図１９を用いて説明する。
【０１８０】
図１８には、電子装置１００の周囲に物体２００ｆおよび２００ｇが配置されていることが表されている。電子装置１００は様々な方角にパルス光を出射し、本実施形態と同様に電子装置１００および物体２００ｆおよび２００ｇの距離を算出する。算出部１１２は、この距離に基づいて周囲の物体の配置を表す配置図を作成する。
【０１８１】
作成した配置図の一例を、図１９に表す。算出部１１２は、物体２００ｆおよび２００ｇの座標に点をプロットし、物体２００ｆおよび２００ｇの配置図を作成することができる。
【０１８２】
二次元の配置図の場合と同様に、この三次元点が含む座標の情報は、直交座標でも極座標でもよいし、絶対位置（世界位置）でも相対位置でもよい。相対位置としては、例えば電子装置１００の重心を基準としてもよいし、光源１０１の位置を基準としてもよい。また、座標の情報を表示する手段は三次元点に限定されず、三次元ベクトルであってもよい。
【０１８３】
この三次元の配置図においても、二次元の配置図場合と同様に、位置情報を付加して障害物データとしてもよい。
【０１８４】
算出部１１２は、作成したこの配置図を、出力部１０４に送ってもよいし、本実施形態で説明した記憶装置に保持させるようにしてもよい。出力部１０４は、本実施形態で説明した距離ｄと同様に、出力先に出力する。
【０１８５】
また、この配置図の適用例は物体の位置に限定されない。例えば、内視鏡に適用すれば体内の状態を三次元図で表現することが可能であるし、建築物に適用すれば、建築物の状態を二次元図および三次元図で表現することが可能である。体内の状態とは例えば、臓器の配置、腫れ、くぼみ、穴、腫瘍の存在の有無などである。建築物の状態とは例えば、異常なし、ひび割れ、凹凸、穴、たわみなどである。なお、これらの例も配置図として含まれる。
【０１８６】
さらなる適用例として、この配置図を利用して移動を行う移動体について説明する。この移動体の一例を、図２０に表す。移動体５００は、移動可能な物であって、例えば車両、台車、飛行可能な物体（有人飛行機、無人飛行機（例えば、ＵＡＶ（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ）、ドローン））、ロボット（先端可動式の内視鏡を含む）などである。また、移動体５００は、例えば、人による運転操作を介して進行する移動体や、人による運転操作を介さずに自動的に進行（自律進行）可能な移動体である。一例として、以下に移動体５００が自律進行可能な四輪自動車である場合を説明する。
【０１８７】
この移動体５００は、電子装置１００に加えて、動力制御部５０１、取得部５０２、動力部５０３を備える。また、出力部１０４は算出部１１２が作成した配置図を動力制御部５０１に送るものとする。
【０１８８】
動力制御部５０１は、動力部５０２の駆動を指令する。より具体的には、動力制御部５０１は、出力部１０４から送られた配置図および取得部５０１から送られた情報に基づいて、移動体５００が移動する方向、速度および加速度を決定し、この方向、速度および加速度を実現する動力部５０２の駆動を指令する。
【０１８９】
この動力制御部５０１の指令によって、移動体５００のアクセル量、ブレーキ量、操舵角などが制御される。例えば、動力制御部５０１は、障害物などの物体を避けて現在進行中の車線を保ち、かつ前方車両との車間距離を所定距離以上保つように移動体５００の駆動の制御を行う。
【０１９０】
動力部５０２は、移動体５００に搭載された駆動デバイスである。動力部５０２は、例えば、エンジン、モータ、車輪、などである。動力部５０２は、動力制御部５０１の指令によって駆動し、移動体５００を駆動させる。
【０１９１】
取得部５０３は、自律進行に必要な各種情報を取得する。例えば、移動体５００の位置情報、移動体５００の周囲の画像、移動体５００の周囲の移動体から送られる相対位置情報などである。取得部５０３は、これらの各種情報を取得するために、ミリ波レーダセンサ、音波によって物体を探知するソナーセンサ、超音波センサ、ステレオカメラ、単眼カメラ、有線又または無線による通信機などのうちから、任意の装置を含む。
【０１９２】
なお、動力制御部５０１は本実施形態で説明したプロセッサなどで実装される。動力制御部５０１および取得部５０２を１チップ上で実装するようにしてもよいし、別々に実装するようにしてもよい。また、動力制御部５０１および取得部５０２を電子装置１００の内部に組み込むようにしてもよい。この場合、動力制御部５０１は処理部１１０に組み込まれていてもよい。
【０１９３】
以上説明したように、移動体５００は、パルス光を出射して反射光を受光することで作成した、物体の配置を表す配置図に少なくとも基づいて、障害物などの物体を回避しつつ自律進行を行うことが可能である。
【０１９４】
この適用例では自律進行可能な四輪自動車である場合を説明したが、移動体５００の例に挙げた他の移動体であっても、動力部５０２が異なるが、同様に自律進行可能である。
【０１９５】
例えば移動体５００がドローンであれば、動力部５０２は羽根を回転させるモータおよび羽根の角度を調整するモータである。動力制御部５０１は、配置図および取得部５０３に基づいて、羽根を回転させるモータの回転数、羽根の角度を調整するモータの角度、およびモータの各加速度などを決定し、動力部５０２に指令する。動力部５０２が動力部５０１の指令に基づいて駆動することで、移動体５００は自律進行が可能である。
【０１９６】
例えば移動体５００がロボットであれば、動力部５０２は腕部および脚部の少なくとも一方を旋回、回転、角度調整を行うモータである。この腕部は例えばロボットアームなどである。また、このロボットが先端可動式の内視鏡であれば、可動部がこの腕部に含まれるものとする。この脚部は例えば車輪および関節を有する下肢などであってもよい。動力制御部５０１は、配置図および取得部５０３に基づいて、腕部および脚部におけるモータの回転数、モータの角度、およびモータの各加速度などを決定し、動力部５０２に指令する。動力部５０２が動力部５０１の指令に基づいて駆動することで、移動体５００は自律進行が可能である。
【０１９７】
以上に、本実施形態、変形例、および適用例を説明したが、これらは組み合わせて行われるようにしてもよい。
【０１９８】
本実施形態における電子装置はＴｏＦの計測を２回行うことでＴｏＦの精度を向上させることができる。このＴｏＦを用いて距離ｄを算出することで、距離測定の精度を向上させることができる。この距離測定の精度の向上は、受光部１０２が受光する光子数にも影響する。図２１にＴｏＦｃに基づいて算出された距離とＴｏＦｆに基づいて算出された距離を表す。標準偏差について表す。図２２にＴｏＦｃに基づいて算出された距離の標準偏差とＴｏＦｆに基づいて算出された距離の標準偏差を表す。
【０１９９】
図２１について、距離ｄ０は電子装置１００と物体２００との間の距離の真値を表す。受光部１０２が受光する光子の数に関わらず、ＴｏＦの計測を２回行うことで距離測定の精度を向上させることができる。
【０２００】
図２２について、受光部１０２が受光する光子の数に関わらず、ＴｏＦの計測を２回行うことで距離ｄの標準偏差を低減し、距離測定の精度を向上させることができる。
【０２０１】
図２１および図２２について、受光する光子の数以外にも、輝度や照度など、明るさに関する任意の指標に適用可能である。
【０２０２】
以上説明したように、本実施形態における電子装置は、ＴｏＦの計測を２回行う。１回目に計測したＴｏＦに基づいて、２回目に計測するＴｏＦの計測範囲および反射光を検出するしきい値を決定する。このようにすることで、距離測定の精度を向上させることができる。
【０２０３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２０４】
１００：電子装置
１０１：光源
１０２：受光部
１０３：計測部
１０４：出力部
１０５：反射部
１０６：検出部
１１０：処理部
１１１：制御部
１１２：算出部
１１３：取得部
１２０：処理部
１５０：電子装置
１６０：電子装置
２００：物体
２００ａ〜ｇ：物体
５００：移動体
５０１：動力制御部
５０２：動力部
５０３：取得部
【図１】
2020153708.tif 000007
【図２】
2020153708.tif 000008
【図３】
2020153708.tif 000009
【図４】
2020153708.tif 000010
【図５】
2020153708.tif 000011
【図６】
2020153708.tif 000012
【図７】
2020153708.tif 000013
【図８】
2020153708.tif 000014
【図９】
2020153708.tif 000015
【図１０】
2020153708.tif 000016
【図１１】
2020153708.tif 000017
【図１２】
2020153708.tif 000018
【図１３】
2020153708.tif 000019
【図１４】
2020153708.tif 000020
【図１５】
2020153708.tif 000021
【図１６】
2020153708.tif 000022
【図１７】
2020153708.tif 000023
【図１８】
2020153708.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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