(57)【要約】【課題】  反射光の受光レベルの大小にかかわらず精度良く距離を測定可能な距離測定装置を提供する。【解決手段】  距離測定装置の発光部は、被測定物に測定光を複数回出射する。受光部は、被測定物から反射される反射光を受光する。カウント部は、受光部が閾値を超える受光量を計測した時点で度数をカウントし、複数回の測定光の出射によってカウントされた度数を積算して各時点での受光レベルを求める。距離算出部は、カウント部で求められた受光レベルに基づいて、受光レベルがピークを示す時点を推定し、測定光の出射から受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。距離補正部は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値に応じて被測定物までの距離値を補正する。また、距離補正部は、受光レベルがピークを示す時点または期間における受光レベルに基づいて距離値を補正する。【選択図】    図１
2014163884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に測定光を複数回出射する発光部と、
前記被測定物から反射される反射光を受光する受光部と、
前記受光部が閾値を超える受光量を計測した時点で度数をカウントし、複数回の測定光の出射によってカウントされた前記度数を積算して各時点での受光レベルを求めるカウント部と、
前記カウント部で求められた前記受光レベルに基づいて、前記受光レベルがピークを示す時点を推定し、前記測定光の出射から前記受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて前記被測定物までの距離値を求める距離算出部と、
前記受光レベルがピークを示す時点または期間における前記度数の積算値に応じて前記被測定物までの距離値を補正する距離補正部とを備え、
前記距離補正部は、前記受光レベルがピークを示す時点または期間における前記受光レベルに基づいて前記距離値を補正する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置において、
前記距離補正部は、前記受光レベルがピークを示す時点における前記度数の積算値が大きいほど距離が長くなるように前記距離値を補正する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の距離測定装置において、
前記距離算出部は、各時点での前記度数の積算値の高い順に、前記受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出し、各標本点での前記度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において前記受光レベルがピークを示す時点を推定する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の距離測定装置において、
前記距離算出部は、前記度数の積算値が所定の閾値を超えている時点の連続時間に応じて前記標本点の抽出数を変更する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の距離測定装置において、
前記距離算出部は、前記度数の積算値が所定の閾値を超えている時点の連続時間が長いほど前記標本点の抽出数を多くする
ことを特徴とする距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パルスレーザ光を被測定物に向かって発光し、被測定物から反射された反射光を受光するまでの経過時間を測定し、この経過時間とレーザ光の伝搬速度とに基づいて被測定物までの距離を測定する距離測定装置が知られている。
【０００３】
また、距離測定装置において、計測対象に向けて送信した信号と、計測対象で反射されて戻ってくる受光信号との時間差を計測する際に、最も確からしい本来時間を表す受光信号を選択することによって測定誤差を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の距離測定装置では、例えば反射光の受光レベルの大小に応じて測距精度がばらついていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様の距離測定装置は、発光部と、受光部と、カウント部と、距離算出部と、距離補正部とを備える。発光部は、被測定物に測定光を複数回出射する。受光部は、被測定物から反射される反射光を受光する。カウント部は、受光部が閾値を超える受光量を計測した時点で度数をカウントし、複数回の測定光の出射によってカウントされた度数を積算して各時点での受光レベルを求める。距離算出部は、カウント部で求められた受光レベルに基づいて、受光レベルがピークを示す時点を推定し、測定光の出射から受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。距離補正部は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値に応じて被測定物までの距離値を補正する。また、距離補正部は、受光レベルがピークを示す時点または期間における受光レベルに基づいて距離値を補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、反射光の受光レベルの大小にかかわらず精度良く距離を測定可能な距離測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一の実施形態の距離測定装置の構成例を示すブロック図
【図２】（ａ）レベルサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図、（ｂ）エッジサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図
【図３】一の実施形態の距離測定装置の動作例を示すフローチャート
【図４】測定光が出射されたときからの経過時間と、測定動作で積算された度数との度数分布（ヒストグラム）の例を示す図
【図５】（ａ）度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が短い場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図、（ｂ）度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長い場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図
【図６】（ａ）受光レベルが小さい場合におけるアナログ受光信号の２値化のタイミングの例を示す図、（ｂ）受光レベルが大きい場合におけるアナログ受光信号の２値化のタイミングの例を示す図
【図７】（ａ）受光レベルが小さい場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図、（ｂ）受光レベルが大きい場合における度数分布（ヒストグラム）の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜一の実施形態の説明＞
図１は、一の実施形態の距離測定装置の構成例を示すブロック図である。一の実施形態の距離測定装置は、例えばスポーツ、狩猟等の測距で使用される。
【００１０】
一の実施形態の距離測定装置１は、筐体２と、発光部３と、受光部４と、操作ボタン５と、コントローラ６と、距離表示部７とを有する。発光部３、受光部４、操作ボタン５、および距離表示部７は、それぞれコントローラ６と接続される。
【００１１】
発光部３、受光部４、コントローラ６、および距離表示部７は、筐体２の内側に配置される。また、操作ボタン５は、筐体２の外側に露出するように筐体２に実装される。また、筐体２には、ファインダ窓２ａ、出射窓３ａ、受光窓４ａが形成されている。
【００１２】
ファインダ窓２ａおよび出射窓３ａは、距離測定装置１の光学ファインダを構成する。出射窓３ａとファインダ窓２ａとの間の光路上には、図１の左側から順に、コリメートレンズ３１と、ハーフミラー２１とが配置されている。
【００１３】
出射窓３ａから入射する光束の一部は、コリメートレンズ３１とハーフミラー２１とを透過してファインダ窓２ａに導かれる。これにより、操作者は、ファインダ窓２ａおよび出射窓３ａ越しに被測定物を目視できる。
【００１４】
発光部３は、被測定物に照射される測定光（パルス状のレーザ光）を出射する。この発光部３は、例えば発光素子（レーザダイオード）と、発光素子の駆動回路とで構成される。
【００１５】
ここで、発光部３から出射された測定光は、ハーフミラー２１で反射されてコリメートレンズ３１および出射窓３ａに導かれる。このため、操作者が光学ファインダを覗いた状態で発光部３から測定光が出射されると、測定光は操作者の目視している被測定物に向かって（図１の矢印Ａ方向）出射されることとなる。
【００１６】
受光部４は、受光窓４ａから入射する光（例えば、被測定物で反射された測定光）を受光する。受光部４は、例えば受光素子（フォトダイオード）と、受信回路とで構成される。なお、受光窓４ａと受光部４との間には、集光レンズ４１が配置される。受光窓４ａから入射する光（図１の矢印Ｂ方向からの光）は、集光レンズ４１により集光され、受光素子により光電変換される。そして、受光素子の出力（受光信号）は、受信回路で増幅処理された後にコントローラ６に送られる。
【００１７】
操作ボタン５は、測距を開始するスイッチの役割を持つ。また、距離測定装置１は、不図示の単位モード切換スイッチ（距離表示部７の単位（メートル／ヤード等）の選択）や、距離表示部７のバックライトを点灯／消灯するためのスイッチを有する。
【００１８】
コントローラ６は、距離測定装置１の動作を制御する回路であって、例えばＦＰＧＡ等が使用される。コントローラ６は、被測定物までの距離を算出するための距離算出部１０と、パルス発生部２０とを有する。
【００１９】
距離算出部１０は、測定光が出射されたときから受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。距離算出部１０は、カウント部１１と、度数測定部１２と、距離補正部１３とを有する。
【００２０】
カウント部１１は、受光部４が閾値を超える受光量を計測した時点（例えば、受光信号の値が所定の強度閾値を超える場合）で度数をカウントする。カウント部は、カウントされた度数を時点毎に積算する。カウント部１１は、２値化回路１１ａと、レベルサンプリング回路１１ｂと、エッジサンプリング回路１１ｃとを有する。
【００２１】
２値化回路１１ａは、受光部４が閾値を超える受光量を計測した時点（例えば、受光信号の値が所定の強度閾値を超える場合）で２値化信号を低レベルから高レベルに立ち上げる。２値化信号は、レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃの両者に出力される。
【００２２】
レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃは、２値化信号を所定のタイミングでサンプリングする。レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃは、高レベルの２値化信号がサンプリングされたときに受信信号のレベルを高レベルに立ち上げて度数をカウントする。レベルサンプリング回路１１ｂは、受光量が閾値よりも大きい期間のうち、全ての期間で度数を積算する。一方、エッジサンプリング回路１１ｃは、受光量が閾値よりも大きい期間のうち、受光量が閾値未満から閾値以上に変化した時点のみ度数を積算する。なお、以降の説明では、レベルサンプリング回路１１ｂで積算される度数を第１の度数と称することがあり、エッジサンプリング回路１１ｃで積算される度数を第２の度数と称することがある。
【００２３】
図２（ａ）は、レベルサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図であり、図２（ｂ）は、エッジサンプリング回路におけるデジタルサンプリングを説明する図である。図２（ａ）（ｂ）中、（１）、（２）は２値化信号の高レベル期間を示し、（Ａ）〜（Ｅ）はサンプリングクロックによるサンプリングのタイミングを示す。また、図２（ｂ）中、（イ）、（ロ）はエッジサンプリング回路によってエッジサンプルされた期間を示す。なお、エッジサンプルとは、例えば２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジで測定光の反射光の有無を検出することをいう。
【００２４】
レベルサンプリング回路１１ｂは、２値化信号の高レベル期間（受光量が閾値より大きい期間）にサンプリングされると、測定光の反射光が検出されたと判断して、受信信号のレベルを高レベルに立ち上げる。また、レベルサンプリング回路１１ｂは、２値化信号の低レベル期間（受光量が閾値より小さい期間）にサンプリングされると、反射光は検出されなかったと判断し、受信信号のレベルを低レベルに立ち下げる。
【００２５】
図２（ａ）の例では、サンプリングのタイミング（Ａ）（Ｂ）では２値化信号が高レベルに立ち上がっていないため、受信信号のレベルは低レベルとなる。一方、サンプリングのタイミング（Ｃ）（Ｄ）では、２値化信号（２）が高レベルに立ち上がっているため、受信信号は高レベルとなる。そして、サンプリングのタイミング（Ｅ）では、２値化信号（２）が低レベルに立ち下がっているため、受信信号のレベルが低レベルとなる。
【００２６】
このようなレベルサンプリング回路１１ｂによるレベルサンプリングでは、サンプリングのタイミングごとに、２値化信号の高レベル／低レベル状態に応じて、反射光の検出の有無を判断するため、基本的に全ての出射光と反射光との時間差を計測可能である。このため、レベルサンプリングによれば、受光量が飽和せずパルス幅が正常であれば、Ｓ／Ｎ比が低くても度数を正確にカウントできる。
【００２７】
但し、上記のレベルサンプリングでは、受光量の飽和に起因して受光信号のパルス幅が本来のパルス幅より広い異常値を示した場合、その分だけ２値化信号の高レベル期間のパルス幅も広くなり、受信信号の高レベル期間もそのまま広がってしまう。このため、上記の場合は、レベルサンプリングによると度数のカウント値が不正確になる。
【００２８】
一方、エッジサンプリング回路１１ｃは、２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジ（受光量が閾値未満から閾値以上へ変化したタイミング）で、測定光の反射光が検出されたと判断して、エッジサンプルを高レベルに立ち上げる。そして、エッジサンプルが高レベルに立ち上がった後の１つ目のサンプリングのタイミングで、受信信号のレベルを高レベルに立ち上げる。また、２値化信号の低レベルへの立ち下がりとは無関係に、エッジサンプルが高レベルに立ち上がった後の２つ目のサンプリングのタイミングで、エッジサンプルを低レベルに立ち下げ、受信信号のレベルを低レベルに立ち下げる。
【００２９】
図２（ｂ）の例では、２値化信号（１）の高レベルへの立ち上がりエッジで、サンプリングのタイミングとは非同期にエッジサンプル（イ）が高レベルに立ち上がっている。そして、エッジサンプル（イ）が高レベルに立ち上がった後の１つ目のサンプリングのタイミング（Ｂ）で受信信号のレベルが高レベルに立ち上がっている。そして、２値化信号（１）の低レベルへの立ち下りとは無関係に、エッジサンプル（イ）が高レベルに立ち上がった後の２つ目のサンプリングのタイミング（Ｃ）で、エッジサンプル（イ）は低レベルに立ち下がっている。通常は、同時に受信信号のレベルも低レベルに立ち下がるのであるが、図２（ｂ）の例では、後述のエッジサンプル（ロ）との関係で、受信信号のレベルは低レベルに立ち下がっていない。次に、２値化信号（２）の高レベルへの立ち上がりエッジで、サンプリングのタイミングとは非同期にエッジサンプル（ロ）が高レベルに立ち上がっている。そして、エッジサンプル（ロ）が高レベルに立ち上がった後の１つ目のサンプリングのタイミング（Ｃ）で受信信号のレベルが高レベルに立ち上がる。なお、図２（ｂ）の例では、前述のエッジサンプル（イ）との関係で受信信号は既に高レベルに立ち上がっている。そして、２値化信号（２）の低レベルへの立ち下りとは無関係に、エッジサンプル（ロ）が高レベルに立ち上がった後の２つ目のサンプリングのタイミング（Ｄ）で、エッジサンプル（ロ）は低レベルに立ち下がり、受信信号のレベルも低レベルに立ち下がっている。
【００３０】
このようなエッジサンプリング回路１１ｃによるエッジサンプリングでは、サンプリングのタイミング（サンプリングクロックの周期）に拘束されることなく、２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジのタイミングで、サンプリングクロックとは非同期に、測定光の出射から反射光の検出までの時間差を計測可能である。このため、エッジサンプリングによれば、受光量が飽和しても、Ｓ／Ｎ比が良好であり、２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジが明確であれば、度数を正確にカウントすることができる。
【００３１】
但し、上記のエッジサンプリングでは、Ｓ／Ｎ比が低下して２値化信号の高レベルへの立ち上がりエッジが不明確になってしまうと、カウント部１１による度数のカウント値が不正確になる。例えば、真の反射光の前のパルス光が偽のパルス光（例えば雨粒などで反射したノイズ成分）に起因する場合、そのノイズ成分の影響で真の反射光の高レベルへの立ち上がりエッジが不明確になると、カウント値が不正確になる。
【００３２】
度数測定部１２は、レベルサンプリングによる各時点での受光レベル（レベルサンプリング回路１１ｂで積算された第１の度数の積算値）を参照する。度数測定部１２は、各時点での第１の度数の積算値の高い順に、受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出する。そして、度数測定部１２は、各標本点での度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において受光レベルがピークを示す時点を推定する。
【００３３】
なお、受光レベルが上限値に達して飽和状態となる時点が時間軸方向に連続する場合は、コントローラ６は、レベルサンプリングによる受光レベルがピークを示す時点が特定できないと判定する。この場合、度数測定部１２は、エッジサンプリング回路１１ｃで積算された第２の度数の積算値を参照し、各標本点での第２の度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において受光レベルがピークを示す時点を推定する。
【００３４】
距離補正部１３は、度数測定部１２により特定された受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値に応じて被測定物までの距離値を補正する。なお、期間とは、時間軸方向に連続した複数の時点のことをいう。
【００３５】
パルス発生部２０は、距離測定装置の動作タイミングを規定するパルス信号を発生させる。パルス発生部２０からのパルス信号に応じて、発光部３の発光素子からパルス状のレーザ光（測定光）が出射される。また、上記のパルス信号を用いて、コントローラ６は、測定光が出射されたときから受光部４で受光信号が出力されるまでの経過時間を求めることができる。
【００３６】
距離表示部７は、コントローラ６からの表示指示を受けてファインダ窓２ａの内部において距離表示を行う。距離表示部７は、例えば、光学ファインダの像の外縁に情報を点灯表示するものや、光学ファインダの像に情報をオーバレイ表示するものでもよい。なお、距離表示部７は、例えば筐体２の外側に配置された液晶表示器等でもよい。
【００３７】
（一の実施形態の動作の説明）
以下、一の実施形態での距離測定装置１の動作を説明する。図３は、一の実施形態の距離測定装置１の動作例を示すフローチャートである。なお、以下「ビン」とは、度数分布（ヒストグラム）を求める際にデータが積算される小区間（時点）のことをいう。
【００３８】
ステップＳ１：コントローラ６は、操作ボタン５の押圧により、測距開始の指示を受け付ける。
【００３９】
ここで、一の実施形態の距離測定装置１は、１回の測距（Ｓ１での１回分の操作ボタン５の操作）につき測定光を複数回（例えば５５０回）出射する。後述のＳ２〜Ｓ５の処理（測定動作）は、測定光が出射される回数分だけ繰り返される。なお、測定動作の回数は、コントローラ６によって管理される。
【００４０】
ステップＳ２：コントローラ６は、発光部３を作動させて、発光素子からパルス状のレーザ光を被測定物に向けて出射させる。なお、発光部３から出射した測定光の一部は、被測定物での反射によって、受光窓４ａおよび集光レンズ４１を介して受光部４に導かれる。
【００４１】
ステップＳ３：コントローラ６は、測定光が出射された時点を起点として時間のカウントを開始する。
【００４２】
ステップＳ４：受光部４は、受光窓４ａから入射する光を受光する。
【００４３】
ステップＳ５：距離算出部１０のカウント部１１は、受光部４が閾値を超える受光量を計測した時点（例えば、受光信号の値が所定の強度閾値を超える場合）で度数をカウントする。時点ごとにカウントされる度数は、コントローラ６内のメモリ（不図示）に記憶される。
【００４４】
上記の強度閾値は、例えば定常光の示す信号よりも十分大きく、かつ測定光の信号強度よりは小さくなるように設定される。これにより、測定光の反射光のように、定常光よりも十分に強い光が入射した場合のみ度数のカウントが行われることとなる。
【００４５】
また、上記の度数のカウントは、複数回繰り返される測定動作（Ｓ２〜Ｓ５）において積算されてゆく。例えば第２回目の測定動作を行うときに、前回の測定動作で度数がカウントされた時点と同一時点で再び度数がカウントされた場合、その時点に対応する度数は積算されて「２」となる。この度数の積算数の上限は、測定光の出射回数と同じ回数（例えば５５０回）となる。なお、一の実施形態では、各時点において複数回の測定動作で得られた度数の積算値を、各時点での受光レベルとして扱う。
【００４６】
図４は、測定光が出射されたときからの経過時間と、測定動作で積算された度数との度数分布の例を示す図である。図４の度数分布において、縦軸は各時点での度数の積算値を表し、横軸は測定光が出射されたときからの経過時間を示す。
【００４７】
なお、１回の測定動作において、被測定物での反射光と強い外乱光とが異なる時点で入射した場合、それぞれの光が入射した時点でカウント部１１は度数のカウントを行う。つまり、１回の測定動作において複数の時点で度数がカウントされる場合もある。しかし、複数回の測定動作で被測定物での反射光はほぼ同じ時点で計測されるが、複数回の測定動作で外乱光は同じ時点で計測されることはない。そのため、複数回の測定動作全体でみたときには、両者を区別することができる。
【００４８】
ステップＳ６：コントローラ６は、Ｓ２〜Ｓ５の所定回数の処理（上記の例であれば５５０回分の測定動作）が終了したか否かを判定する。上記要件を満たすとき（Ｙｅｓ側）には、コントローラ６は処理をステップＳ７に移行させる。一方、上記要件を満たさないとき（Ｎｏ側）には、コントローラ６は測定動作の回数を１回分カウントするとともに、処理をステップＳ２に移行させて、上記動作を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ７：距離算出部１０の度数測定部１２は、各時点での受光レベル（度数の積算値）を取得する。なお、一の実施形態では、一例として、度数測定部１２が、レベルサンプリングによりメモリ（不図示）に積算された第１の度数の度数分布を参照して受光レベルを取得する例を説明する。
【００５０】
ステップＳ８：コントローラ６は、度数測定部１２により各時点での度数の積算値の高い順に、受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出する。ここでは、標本点の一例として、度数分布における度数の積算値が上位の複数のビンを取得する。そして、コントローラ６は、各標本点での度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において受光レベルがピークを示す時点を推定する。一例として、コントローラ６は、上記の度数分布における度数の積算値が上位の複数のビンの重心が位置する時点を、被測定物での反射光に対応した受光レベルのピークとして推定する。
【００５１】
ここで、一の実施形態では、コントローラ６は、測定光が出射されたときから上記で特定された受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める。そして、コントローラ６は、例えば、所定の閾値（度数分布におけるノイズ以外の受光信号とみなせる閾値）を超える時点の連続時間に応じて重心計算に用いるビン数を変更する。
【００５２】
一般に、上記の所定の閾値を超える時点の連続時間が短いほど、度数分布における度数の積算値による波形の山がはっきり表れる場合が多い。すなわち、度数分布における波形の広がり（幅）が狭いほど、波形の山がはっきり表れる場合が多い。このため、少ないビン数での重心計算でも、計算で求めた受光レベルのピークの信頼性が高くなる。一方、度数分布における度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長いほど、度数分布における度数の積算値による波形の山がはっきり表れない場合が多い。すなわち度数分布における波形の広がり（幅）が広いほど、波形の山がはっきり表れない場合が多い。このため、少ないビン数での重心計算では、計算で求めた受光レベルのピークの信頼性が低くなる。このため、例えば、コントローラ６は、度数分布における度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長いほど、重心を求めるために用いる度数の積算値のビン数を多くする。
【００５３】
図５は、度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が短い場合（図５（ａ））と度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長い場合（図５（ｂ））とにおける度数分布の例を示す図である。図５では、縦軸は度数（受光レベル）を示し、横軸は時間（距離）を示す。また、図中の破線は、所定の閾値（度数分布におけるノイズ以外の受光信号とみなせる閾値）を示す。また、図中の斜線部分（ハッチング部分）は、重心計算に用いられる上位ビンを示す。図５によると、度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が短い場合（図５（ａ）の場合）は、ピークを示す波形の山がはっきりと表れている。このため、一例として、コントローラ６は、上位ｎ１ビンで重心計算を行う。一方、度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間が長い場合（図５（ｂ）の場合）は、ピークを示す波形の山がはっきりと表れていない。このため、一例として、コントローラ６は、上位ｎ２（ｎ２＞ｎ１）ビンで重心計算を行う。なお、重心計算で用いるビン数と度数の積算値が所定の閾値を超える時点の連続時間との関係は、例えば、予め実験等で求めた結果に基づいて決定すればよい。
【００５４】
ステップＳ９：コントローラ６は、測定光が出射されたときから受光レベルがピークを示す時点（Ｓ８で特定した重心が位置する時点）までの経過時間を用いて被測定物までの仮の距離を算出する。一例として、コントローラ６は、測定光の出射時点からステップＳ８で取得した時点までの時間差に光速を乗じることにより、被測定物までの仮の距離を算出する。なお、上記の経過時間は、公知のレーザ光の空間伝播速度を用いて被測定物までの距離に換算できる。
【００５５】
ステップＳ１０：距離補正部１３は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値の大きさ（度数分布における度数の高さ）に応じて被測定物までの仮の距離の値を補正する。例えば、距離補正部１３は、受光レベルが大きいほど、すなわち、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きいほど仮の距離に対して距離が長くなるように距離を補正する。
【００５６】
一般に、受光レベルが大きい場合は、２値化回路１１ａにより２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングが早くなる傾向があり、受光レベルが小さい場合は、２値化回路１１ａにより２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングが遅くなる傾向がある。
【００５７】
図６（ａ）（ｂ）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ））と受光レベルが大きい場合（図６（ｂ））とにおけるアナログ受光信号の２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングの例を示す図である。図６では、縦軸はアナログ受光信号の大きさを示し、横軸は時間を示す。また、図中の横の破線は、受光信号が被測定物からの信号とみなせる強度閾値を示す。また、図中の左側の縦の一点鎖線は、２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミング、例えばレベルサンプリング回路１１ｂにおいてすなわち度数がカウントされ始めるタイミングを示す。また、図中の右側の一点鎖線は、反射光のピークに対応する時点を示す。前述の通り、受光部４により所定の強度閾値を超える受光信号が計測された時点で、２値化回路１１ａにより２値化信号が高レベルに立ち上げられる。そして、上記のタイミングから、例えばレベルサンプリング回路１１ｂによって度数がカウントされ始める。
【００５８】
なお、図６（ａ）（ｂ）は、同一の距離にある被測定物を測定した場合における受光レベルの大小による２値化信号の高レベルへの立ち上げのタイミングの関係を示している。図６によると、受光レベルが大きい場合（図６（ｂ）の場合）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ）の場合）に比べ、反射光のピークに対応する時点に対して閾値に対応する時点までの幅が広い。このため、受光レベルが大きい場合（図６（ｂ）の場合）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ）の場合）に比べ、２値化信号を高レベルに立ち上げるタイミングが早くなる。すなわち、受光レベルが大きい場合（図６（ｂ）の場合）は、受光レベルが小さい場合（図６（ａ）の場合）に比べ、度数が早い時点からカウントされ始めることになる。このため、同一の距離を測定した場合においても、度数分布において、受光レベルが大きい場合の方が、受光レベルが小さい場合に比べ、距離が近くなる方向に度数が多く積算されてしまうことになる。
【００５９】
なお、受光レベルが大きい場合は、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値も大きくなるため、受光レベルの大きさは、度数分布における受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値の大きさに応じて判断すればよい。
【００６０】
図７（ａ）（ｂ）は、受光レベルが小さい場合（図７（ａ））と受光レベルが大きい場合（図７（ｂ））とにおける度数分布の例を示す図である。図７では、縦軸は度数（受光レベル）を示し、横軸は時間（距離）を示す。また、図中の横の破線は、所定の閾値（度数分布におけるノイズ以外の受光信号とみなせる閾値）を示す。また、図中の左側の縦の破線は、ステップＳ９で求めた仮の距離（重心）を示し、右側の縦の破線は、距離の真値を示す。図７によると、受光レベルが大きい場合（図７（ｂ）の場合）は、受光レベルがピークを示す時点（仮の距離を示す時点）における度数の積算値が、受光レベルが小さい場合（図７（ａ）の場合）における度数の積算値に比べて大きい。そして、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きい場合（図７（ｂ）の場合）は、小さい場合（図７（ａ）の場合）に比べ、距離が短くなる方向に度数が多く積算されている。このため、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きい場合（図７（ｂ）の場合）は、小さい場合（図７（ａ）の場合）に比べ、仮の距離が距離の真値よりもより短く算出されている。そこで、距離補正部１３は、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値の大きさ（度数分布における度数の高さ）に応じて被測定物までの仮の距離の値を補正する必要がある。この場合、距離補正部１３は、例えば、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きいほど仮の距離に対して距離が長くなるように距離を補正する。なお、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値の大きさと上記の補正値との対応関係は、例えば、予め実験等で求めた結果に基づいて決定すればよい。
【００６１】
ステップＳ１１：コントローラ６は、距離補正部１３が求めた距離（Ｓ１０）を距離表示部７に表示させる。これにより、操作者は、被測定物までの距離を例えばファインダ窓２ａの表示等によって確認できる。以上で、本フローチャートの説明を終了する。
【００６２】
（一の実施形態の効果）
従来の距離測定装置は、測定光が出射されたときから度数分布における度数の積算値がピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離を求めていた。しかし、例えば、同一距離に存在する被測定物であっても反射光の受光レベルの違いや測定環境によって、度数分布の波形における積算値（高さ）や広がり（幅）に差異が生じ、上記の差異に起因して測定値が大きくばらつくおそれがある。
【００６３】
一方、一の実施形態の距離測定装置１は、受光レベルがピークを示す時点または期間における度数の積算値の大きさ（高さ）に応じて被測定物までの距離値を補正する（Ｓ１０）。そして、例えば、一の実施形態の距離測定装置１は、受光レベルがピークを示す時点における度数の積算値が大きいほど（高さが高いほど）距離が長くなるように上記の距離値を補正する（Ｓ１０）。一般に、受光レベルが大きいと、度数がカウントされ始めるタイミングが早くなる。しかし、一の実施形態の距離測定装置１は、度数の積算値から類推できる受光レベルの大きさ（高さ）に応じて被測定物までの距離値を補正するため、受光レベルの大きさによって度数がカウントされ始めるタイミングが異なっても、上記のタイミングのズレに合わせて距離値を補正できる。このため、一の実施形態の距離測定装置１は、距離被測定物からの反射光の受光レベルにかかわらず、被測定物までの距離を精度よく測定できる。
【００６４】
また、一の実施形態の距離測定装置１は、各時点での度数の積算値の高い順に、受光レベルのピーク算出用の標本点となる時点を所定数抽出し、各標本点での度数の積算値の高さを用いた重心計算により、時間軸方向において前記受光レベルがピークを示す時点を推定する。そして、一の実施形態の距離測定装置１は、測定光が出射されたときから受光レベルがピークを示す時点までの経過時間に基づいて被測定物までの距離値を求める（Ｓ８、９）。そして、一の実施形態の距離測定装置１は、度数の積算値が所定の閾値を超えている時点の連続時間に応じて重心計算に用いる標本点の抽出数を変更する（Ｓ８）。そして、一の実施形態の距離測定装置１は、上記の連続時間が長いほど上記の重心計算に用いる標本点の抽出数を多くする（Ｓ８）。一般に、受光レベルが大きい場合は、度数分布における波形の広がり（幅）が大きく、受光レベルがピークを示す時点の特定が困難となる。しかし、一の実施形態の距離測定装置１は、度数分布における波形の広がり（幅）が大きい場合は、重心計算に用いる度数の積算値の抽出数を多くしたため、受光レベルの大きさにかかわらず、精度よくピークを特定できる。このため、一の実施形態の距離測定装置１は、受光レベルの大きさにかかわらず、被測定物までの距離を精度よく測定できる。
【００６５】
＜実施形態の補足事項＞
（１）一の実施形態では、受光レベルと経過時間とで度数分布を求めているが、度数分布の横軸の経過時間を予め距離に換算してもよい。
【００６６】
（２）一の実施形態では、カウント部１１は、２値化回路１１ａによる２値化信号をレベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃの両方に出力した。しかし、カウント部１１は、２値化回路１１ａによる２値化信号をレベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃのいずれか一方にのみ出力してもよい。また、カウント部１１は、レベルサンプリング回路１１ｂおよびエッジサンプリング回路１１ｃを用いてカウントされた第１の度数および第２の度数のうちいずれか一方のみを選択してメモリに記憶させてもよい。
【００６７】
（３）一の実施形態では、レベルサンプリングのカウント値による度数分布を用いる例を説明した。しかし、エッジサンプリングのカウント値による度数分布を用いた場合でも、本発明を適用できる。この場合、レベルサンプリングによる受光レベルが飽和した場合にエッジサンプリングのカウント値による度数分布を用いてもよい。レベルサンプリングによる受光レベルが飽和した場合は、受光レベルのピークの検出が出来ない一方、エッジサンプリングによれば、上記の場合でも受光レベルのピークを検出することが可能だからである。
【００６８】
（４）一の実施形態では、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長いほど上記の重心を求めるために用いる度数のビン数を多くして、受光レベルがピークを示す時点の信頼性を高めている。しかし、そもそも、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長い場合は、受光レベルがピークを示す時点の信頼性が低いとしてコントローラ６は、重心計算を行わなくてもよい。
【００６９】
（５）一の実施形態では、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長いほど上記の重心を求めるために用いる度数のビン数を多くして、受光レベルがピークを示す時点の信頼性を高めている。しかし、度数の積算値が所定の閾値を超える時点が連続する時間が長い場合は、受光レベルがピークを示す時点の信頼性が低いとしてコントローラ６は、重心計算を行わず、又は重心計算を行うと共に、警告を発してもよい。この場合の警告は、ブザー等の音やファインダ窓２ａや距離表示部７等への表示等によって発せられてもよい。
【００７０】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１…距離測定装置、２…筐体、２ａ…ファインダ窓、３…発光部、３ａ…出射窓、４…受光部、４ａ…受光窓、５…操作ボタン、６…コントローラ、７…距離表示部、８…受光レベル測定部、８ａ…ピークホールド回路、８ｂ…Ａ／Ｄ変換部、１０…距離算出部、１１…カウント部、１１ａ…２値化回路、１１ｂ…レベルサンプリング回路、１１ｃ…エッジサンプリング回路、１２…度数測定部、１３…距離補正部、２０…パルス発生部、２１…ハーフミラー、３１…コリメートレンズ、４１…集光レンズ
【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７】
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