(57)【要約】  距離測定装置（１）は、測定対象物（１０）に向けてパルス光を発光するパルス光発光部（２０）と、測定対象物（１０）で反射したパルス光の反射光を受光する光センサ部（３０）と、パルス光発光部（２０）から発光するパルス光の発光タイミングを制御しかつ光センサ部（３０）で検知した反射光の受光タイミングから測定対象物（１０）までの距離を判定する制御部（４０）とを備え、制御部（４０）は、発光タイミングを、連続するＫ周期（Ｋ：２以上の自然数）のうちランダムに選択されたＮ個の周期（Ｎ：Ｋ未満の自然数）の各周期内において、各周期の開始時からランダムな第１の時間遅延させたタイミングに設定する。
2017130996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に向けてパルス光を発光するパルス光発光部と、
前記測定対象物で反射した前記パルス光の反射光を受光する光センサ部と、
前記パルス光発光部から発光する前記パルス光の発光タイミングを制御し、かつ、前記光センサ部で検知した前記反射光の受光タイミングから前記測定対象物までの距離を判定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記発光タイミングを、連続するＫ周期（Ｋ：２以上の自然数）のうちランダムに選択されたＮ個の周期（Ｎ：Ｋ未満の自然数）の各周期内において、前記各周期の開始時からランダムな第１の時間遅延させたタイミングに設定する
距離測定装置。
【請求項２】
前記パルス光発光部から発光する前記パルス光の発光パターンは、擬似ランダム符号で構成されている
請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記擬似ランダム符号で構成される発光パターンに対して、前記発光タイミングを、前記各周期の開始時から前記第１の時間遅延させたタイミングに設定するランダム遅延発生部を有する
請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記擬似ランダム符号を生成する符号拡散部を有する
請求項２または３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記擬似ランダム符号の符号系列は、測定距離ごとにランダムに変化する
請求項２〜４のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記擬似ランダム符号の符号系列は、１回の測定が完了する期間であるフレームごとにランダムに変化する
請求項２〜４のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記パルス光発光部から前記パルス光を発光して前記測定対象物で反射した反射光を前記光センサ部で受光することができる最大測定可能距離に対する、前記パルス光の発光から受光までの時間を第２の時間とすると、
第１の周期における前記パルス光の発光タイミングは、当該第１の周期において、前記パルス光の発光終了後前記第１の周期に続く第２の周期の開始時までの間に少なくとも前記第２の時間が確保されるタイミングである
請求項１〜６のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記パルス光発光部から前記パルス光を発光して前記測定対象物で反射した反射光を前記光センサ部で受光することができる最大測定可能距離に対する、前記パルス光の発光から受光までの時間を第２の時間とすると、
第１の周期の開始から前記第１の周期に続く第２の周期の開始までの第３の時間は、前記第２の時間を前記Ｋ周期で除算した時間以上前記第２の時間以下である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁波を送信してから測定対象物に反射して受信するまでの時間を測定することで対象物との距離を測定する距離測定装置が知られている。一例として、光を距離測定装置付近から物体に向けて照射し、物体において反射した反射光が距離測定装置に帰還するまでの時間を測定することで物体までの距離を計測するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）法がある。ＴＯＦ法では、光源からの光を強くすることで、遠方の物体までの距離を高分解能で測定することができる。【０００３】
例えば、距離測定装置が混在する環境では、他の装置が発する電磁波、または他の装置から発せられた電磁波が測定対象物において反射した反射波が、自装置の送信する電磁波の測定に干渉し、測定対象物の距離を正しく測定できないという問題があった。この問題に対して、特許文献１に開示されたパルス波レーダー装置では、対象物に照射する電磁波について擬似ランダム符号を生成し、これをあるｄｕｔｙを持ったパルス列に変換して送信している。これにより各パルス周期における電磁波のパターンは各装置により擬似ランダム符号に従ったパターンとなるため、当該パルス波レーダー装置は、複数の装置間の干渉を抑制することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような擬似ランダム符号を用いるだけでは、干渉の抑制効果が不十分である。擬似ランダム符号を用いることにより耐干渉性を上げるには、過度に長大な符号ビット数が必要になる。そうすると、発光パルス数が膨大になり、測定に時間がかかるという課題が生じる。【０００６】
本開示は、上記の課題に鑑み、耐干渉性に優れた距離測定装置を得ることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る距離測定装置は、測定対象物に向けてパルス光を発光するパルス光発光部と、前記測定対象物で反射した前記パルス光の反射光を受光する光センサ部と、前記パルス光発光部から発光する前記パルス光の発光タイミングを制御し、かつ、前記光センサ部で検知した前記反射光の受光タイミングから前記測定対象物までの距離を判定する制御部とを備え、前記制御部は、前記発光タイミングを、連続するＫ周期（Ｋ：２以上の自然数）のうちランダムに選択されたＮ個の周期（Ｎ：Ｋ未満の自然数）の各周期内において、前記各周期の開始時からランダムな第１の時間遅延させたタイミングに設定する。【０００８】
これにより、パルス光の発光タイミングを、各周期の開始時からランダムな第１の時間遅延させたタイミングに設定するので、例えば、距離測定装置の測定範囲内に複数の距離測定装置が混在する環境において、相互干渉を低減することができる。【０００９】
また、前記パルス光発光部から発光する前記パルス光の発光パターンは、擬似ランダム符号で構成されていてもよい。【００１０】
これにより、特定の周期を持ちつつ、周期内においてはランダム性をもつ符号により、例えば、距離測定装置の測定範囲内に複数の距離測定装置が混在する環境において、相互干渉を低減することができる。【００１１】
また、前記制御部は、前記擬似ランダム符号で構成される発光パターンに対して、前記発光タイミングを、前記各周期の開始時から前記第１の時間遅延させたタイミングに設定するランダム遅延発生部を有してもよい。【００１２】
これにより、ランダム遅延発生部により、第１の時間を適切に設定することができる。【００１３】
また、前記制御部は、前記擬似ランダム符号を生成する符号拡散部を有してもよい。【００１４】
これにより、符号拡散部により適切な擬似ランダム符号を生成することができる。【００１５】
また、前記擬似ランダム符号の符号系列は、測定距離ごとにランダムに変化してもよい。【００１６】
これにより、測定距離ごとに異なる擬似ランダム符号を用いることができる。【００１７】
また、前記擬似ランダム符号の符号系列は、１回の測定が完了する期間であるフレームごとにランダムに変化してもよい。【００１８】
これにより、フレームごとに異なる擬似ランダム符号を用いることができる。【００１９】
また、前記パルス光発光部から前記パルス光を発光して前記測定対象物で反射した反射光を前記光センサ部で受光することができる最大測定可能距離に対する、前記パルス光の発光から受光までの時間を第２の時間とすると、第１の周期における前記パルス光の発光タイミングは、当該第１の周期において、前記パルス光の発光終了後前記第１の周期に続く第２の周期の開始時までの間に少なくとも前記第２の時間が確保されるタイミングであってもよい。【００２０】
これにより、第１の周期におけるパルス光を、第１の周期に続く第２の周期において誤って受信するのを抑制することができる。【００２１】
また、前記パルス光発光部から前記パルス光を発光して前記測定対象物で反射した反射光を前記光センサ部で受光することができる最大測定可能距離に対する、前記パルス光の発光から受光までの時間を第２の時間とすると、第１の周期の開始から前記第１の周期に続く第２の周期の開始までの第３の時間は、前記第２の時間を前記Ｋ周期で除算した時間以上前記第２の時間以下であってもよい。【００２２】
これにより、測定中の第１の周期において発光した光の往復時間を待つことなく、第２の周期のためのパルス光を発光することができるので、測定時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本明細書において開示される発明によって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。すなわち、本開示によれば、耐干渉性に優れた距離測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る距離測定装置のブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る距離測定装置における信号タイミングを示すタイミングチャートであり、（ａ）は本開示の擬似ランダム符号のタイミングチャートの一例、（ｂ）は擬似ランダム符号に基づいたパルス列のタイミングチャートの一例、（ｃ）は遅延Ｔｒが付加されたパルス列のタイミングチャートの一例である。
【図３】図３は、実施の形態２に係る距離測定装置における信号タイミングを示すタイミングチャートであり、（ａ）は本開示の擬似ランダム符号のタイミングチャートの一例、（ｂ）は擬似ランダム符号に基づいたパルス列のタイミングチャートの一例、（ｃ）は遅延時間Ｔｒが付加されたパルス列のタイミングチャートの一例である。
【図４】図４は、Ｋ＝７、Ｎ＝４とした場合の、反射光のタイミングと露光タイミングとの相対的なタイミングによって得られる信号数の違いを説明する図である。
【図５】図５は、従来技術に係るパルス波レーダー装置の発するパルス波を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は擬似ランダム符号のタイミングチャートの一例、（ｂ）は擬似ランダム符号に基づいたパルス列のタイミングチャートの一例である。
【図６】図６は、本実施の形態に係る距離測定装置の構成の一例である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る距離測定装置のタイミングチャートの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（本開示の基礎となった知見）
はじめに、本開示の基礎となった知見について説明する。
【００２６】
上述したように、複数の距離測定装置が混在する環境、例えば距離測定装置が複数の自動車にそれぞれ搭載されている場合、他の装置が発する電磁波、または他の装置から発せられた電磁波が測定対象物で反射した反射波が、自装置の送信する電磁波の測定に干渉し、測定対象物の距離を正しく測定できないという問題があった。
【００２７】
図５は、特許文献１に開示されたパルス波レーダー装置の発するパルス波を説明する図である。特許文献１に記載のパルス波レーダー装置では、図５の（ａ）に示す擬似ランダム符号を生成し、これを同図の（ｂ）に示すように、あるｄｕｔｙを持ったパルス列に変換して送信する。これにより、各パルス周期における発光有無が各装置により擬似ランダム符号に従ったパターンとなるため、装置間の干渉を抑制することができる。
【００２８】
しかしながら、上述したような擬似ランダム符号を用いるだけでは、干渉の抑制効果が不十分である。したがって、耐干渉性を上げるには、過度に長大な符号ビット数が必要になる。すると、発光パルス数が膨大になり、測定に時間がかかるという課題がある。
【００２９】
以下に説明する距離測定装置によると、例えば、距離測定装置の測定範囲内に複数の距離測定装置が混在する環境において、測定時間を抑制しつつ、相互干渉を低減することができる。
【００３０】
以下、本開示に係る実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。実質的に同一の構成に対して同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る距離測定装置１のブロック図である。図２は、実施の形態１における擬似ランダム符号及びパルス列のタイミングチャートを説明する図であり、（ａ）は本開示の擬似ランダム符号のタイミングチャートの一例、（ｂ）は擬似ランダム符号に基づいたパルス列のタイミングチャートの一例、（ｃ）は遅延時間Ｔｒが付加されたパルス列のタイミングチャートの一例である。
【００３２】
距離測定装置１は、測定対象物１０までの距離を光により測定する装置である。距離測定装置１は、ユーザーにより設定された測定距離範囲を２つ以上の区間に分割し、分割した測定距離ごとに測距動作を行う。このとき、測定中の測定距離について発光した光が往復する時間を経過してから、次の測定のためのパルス光を発光する。
【００３３】
図１に示すように、距離測定装置１は、パルス光発光部２０と、光センサ部３０と、制御部４０と距離算出部５０とを備えている。制御部４０は、測定距離決定部４１と、パルス数決定部４２と、基準タイミング発生部４３と、符号拡散部４４と、ランダム遅延発生部４５と、遅延発生部４６と、判定部４７と、加算器４８とを有している。
【００３４】
測定対象物１０は、例えば、車外に存在する人、動物、物体等である。
【００３５】
パルス光発光部２０は、例えば、近赤外光を発光する光源である。パルス光発光部２０は、制御部４０のランダム遅延発生部４５からの制御信号に基づいて、測定対象物１０へ向けて所定のタイミングでパルス光を発光する。
【００３６】
光センサ部３０は、例えば、近赤外光を撮像受光できる複数の受光素子が行列状に配置された撮像カメラである。光センサ部３０は、制御部４０のランダム遅延発生部４５及び遅延発生部４６からの制御信号に基づいて、パルス光発光部２０から発光し測定対象物１０で反射した反射光を所定のタイミングで受光する。
【００３７】
制御部４０において、測定距離決定部４１は、距離測定装置１のユーザーにより設定された測定距離範囲を１つ以上の区間に分割し、分割した測定距離ごとに測距動作を行う。分割数及び分割幅は、ユーザーにより都度決定されてもよいし、事前に設定しておいてもよい。
【００３８】
また、図２の（ａ）に示すように、パルス数決定部４２は、前記分割した測定距離ごとに、その測定距離に応じた必要なパルス数Ｎ、すなわちＮ個の周期分（Ｎ：後述するＫ未満の自然数）を決定する。
【００３９】
基準タイミング発生部４３は、測距に用いるパルス光の基準タイミング（周期）を生成する。この基準タイミングは、（ｉ）距離測定装置１の最大測定可能距離、すなわちパルス光が測定対象物に反射した反射光を受光できる最大測定可能距離に対応する、発光から受光までの光の往復時間Ｔｃと、（ｉｉ）後述する時間Ｔｒ＿ｍａｘとの和（Ｔｃ＋Ｔｒ＿ｍａｘ）以上とする。つまり、ある周期（第１の周期）におけるパルス光の発光タイミングは、当該ある周期内においてパルス光の発光が終了した後、当該ある周期に続く次の周期（第２の周期）の開始時までの間に少なくとも時間Ｔｃが確保されるタイミングとする。前の周期のパルス光を誤って受信しないようにするためである。なお、遅延時間Ｔｒは、本開示における第１の時間に相当する。時間Ｔｃは、本開示における第２の時間に相当する。一例として、Ｔｃ＝２μｓｅｃである。
【００４０】
符号拡散部４４は、分割した測定距離の測距動作にかかる期間であるＫ周期（Ｋ：２以上の自然数）を決定する。一例として、ｎを、Ｎ≦２（ｎ−１）を満たす最小の整数として、２ｎ−１をＫとすることができる。
【００４１】
符号拡散部４４は、パルス光発光部２０から出力されるパルス光の発光パターンとして、Ｋ周期の符号長を有する擬似ランダム符号を生成する。擬似ランダム符号とは、特定の周期を持ち再現可能であるが周期内においてはランダム性をもつ符号のことをいう。例えば、擬似ランダム符号は、スペクトル拡散通信方式において帯域を拡散する処理等に用いられる符号である。
【００４２】
擬似ランダム符号は、例えばＭ系列符号、ゴールド系列符号など任意の符号を用いてもよい。擬似ランダム符号は、距離測定装置１ごとに固有の符号を割り当てることが望ましいが、フレームごと、あるいは測定距離ごとにランダムに割り当ててもよい。なお、フレームとは、１回の距離測定が完了する期間をいう。すなわち、分割した全ての測定距離の測定が完了する期間をいう。また、擬似ランダム符号は、パルス光の、距離ごとに必要なパルス数に合わせて、符号長を変化させてもよい。例えば、生成したＰＮ符号の０及び１で構成されるビット列を、基準タイミングごとのパルス光の有無に割り当て、０ではパルスを発光せず、１ではパルスを発光する構成とすると、擬似ランダム符号をパルス光の発光パターンによって表現することができる。なお、０でパルスを発光し、１でパルスを発光しないパターンによって表現してもよい。
【００４３】
ランダム遅延発生部４５は、基準タイミングごとの擬似ランダム符号発光パターンについて、基準タイミングごとのパルス光それぞれに対してランダムな遅延を発生させる。図２の（ｂ）に示す擬似ランダム符号発光パターンについて、基準タイミング区間ごとにランダムな遅延時間Ｔｒを発生させ、最終的なパルス光発光タイミングを決定する。遅延時間Ｔｒは、あらかじめ設定した最大値Ｔｒ＿ｍａｘを超えない範囲（Ｔｒ≦Ｔｒ＿ｍａｘ）で発生する。
【００４４】
以上により、パルス光発光部２０からのパルス光の発光タイミングは、連続するＫ周期のうちランダムに選択されたＮ個の周期の各周期内において、各周期の開始時からランダムな遅延時間Ｔｒだけ遅延させたタイミングに設定される。なお、遅延時間Ｔｒは、本開示における第１の時間に相当する。
【００４５】
パルス光発光部２０は、上記のプロセスで設定されたパルス光発光タイミングに基づいて、パルス光の発光を行う。
【００４６】
さらに、遅延発生部４６は、分割した測定距離ごとに、その測定距離を光が往復する時間を取得し、その往復時間分の遅延時間を、ランダム遅延発生部４５で決定したパルス光発光タイミングに対して加えることで、パルス光受信タイミングを生成する。
【００４７】
判定部４７は、光センサ部３０が得た信号数と測定距離決定部４１から通知された測定範囲とから、測定中の測定範囲に測定対象物１０が存在しているか否かを判定する。具体的には、判定部４７は、光センサ部３０が得た信号数が、別途定めた閾値を超えているかを判定し、光センサ部３０が得た信号数が閾値を超えていた場合は、測定距離決定部４１から通知された現在測定中の距離範囲に、測定対象物１０が存在していたという結果を、距離算出部５０に通知する。光センサ部３０が得た信号数が閾値を超えていない場合には、判定部４７は、光センサ部３０が得た信号数が閾値を超えているか判定を続ける。なお、判定部４７は、結果を蓄積する記憶部を備えていてもよい。
【００４８】
加算器４８は、ランダム遅延発生部４５及び遅延発生部４６で生成された信号を加算し、光センサ部３０に出力する。光センサ部３０に出力されある信号のタイミングを、パルス光受信タイミングという。
【００４９】
距離算出部５０は、判定部４７から通知された、測定中の距離範囲に測定対象物１０が存在していたという結果から、測定対象物１０の距離を算出する。距離算出部５０は、例えば、コンピュータ等であってもよく、計測結果を例えば、自動車のブレーキ、速度、ステアリングなどを制御する制御信号として出力してもよい。また、ディスプレイに距離データとして出力してもよい。また、距離データから画像を形成して表示してもよい。
【００５０】
なお、距離算出部５０は制御部４０と一体としてもよいし、判定部４７が距離算出部５０を兼ねてもよい。
【００５１】
光センサ部３０は、パルス光受信タイミングに基づいて受信動作を行うと、測定距離に存在する測定対象物１０からの反射光を受信することができる。一方、光センサ部３０は、測定中の測定距離以外の距離に存在する物体からの反射光については、上述したように、測定中の周期におけるパルス光の発光タイミングを、前の周期においてパルス光の発光が終了した後、当該測定中の周期の開始時までの間に少なくとも時間Ｔｃが確保されるタイミングとしているため、受信しない。さらに、他の距離測定装置１から発光されたパルス光については、パルス光発光タイミングが、異なる擬似ランダム符号に基づくタイミングと１周期においてパルス光のタイミングが遅延時間Ｔｒだけ遅れたランダムなタイミングとにより構成されているため、光センサ部３０が受信する確率を低減できる。したがって、受信タイミングでの受信回数を別途定めた閾値で制限することで、複数の距離測定装置１の間で生じる相互干渉を抑制することができる。
【００５２】
なお、擬似ランダム符号のＫ周期のパルスパターンの前後に、任意のＬ周期（Ｌ：０以上の整数）のパルスを発光しない周期を加えてもよい。
【００５３】
また、ある分割区間の測定期間において、Ｋ周期を複数回繰り返してもよい。繰り返しの間に任意の空白期間を設けてもよい。
【００５４】
以上、本実施の形態に係る距離測定装置１によると、距離測定装置の測定範囲内に複数の距離測定装置が混在する環境において、相互干渉を低減することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る距離測定装置１について説明する。本実施の形態に係る距離測定装置１が実施の形態１に係る距離測定装置１と異なる点は、最大測定可能距離に対応する、発光から受光までの光の往復時間を待つことなく、次の周期のためのパルス光を発光することができる点である。
【００５６】
実施の形態２に係る距離測定装置１の構成は、図１に示した距離測定装置１の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。図３は、実施の形態２に係る擬似ランダム符号及びパルス列のタイミングチャートを説明するためのタイミングチャートの一例を示す図であり、（ａ）は本開示の擬似ランダム符号のタイミングチャートの一例、（ｂ）は擬似ランダム符号に基づいたパルス列のタイミングチャートの一例、（ｃ）は遅延Ｔｒが付加されたパルス列のタイミングチャートの一例である。
【００５７】
制御部４０において、測定距離決定部４１は、実施の形態１に示した距離測定装置１と同様、距離測定装置１のユーザーにより設定された測定距離範囲を、１つ以上の区間に分割し、分割した測定距離ごとに測距動作を行う。分割数及び分割幅は、ユーザーにより都度決定されてもよいし、事前に設定しておいてもよい。
【００５８】
図３の（ａ）に示すように、パルス数決定部４２は、分割した測定距離ごとに、その測定距離に応じた必要なパルス数Ｎ、すなわちＮ個の周期分（Ｎ：後述するＫ未満の自然数）を決定する。
【００５９】
基準タイミング発生部４３は、測距に用いるパルス光の基準タイミング（周期）を生成する。この基準タイミングの周期（時間Ｔｃ’）は、距離測定装置１の最大測定可能距離、すなわちパルス光が測定対象物に反射した反射光を受光できる最大測定可能距離に対応する、発光から受光までの光の往復時間Ｔｃを、後述するＫで除算した時間以上（Ｔｃ’≧Ｔｃ／Ｋ）とする。後述するように、前のＫ周期のパルス光を誤って受信しないようにするためである。なお、時間Ｔｃは、本開示における第２の時間に相当する。時間Ｔｃ’は、本開示における第３の時間に相当する。一例として、Ｋ＝３０のとき、時間Ｔｃ’＝６０ｎｓｅｃ程度である。
【００６０】
符号拡散部４４は、分割した測定距離の測距動作にかかる期間であるＫ周期（Ｋ：２以上の自然数）を決定する。一例として、ｎを、Ｎ≦２（ｎ−１）を満たす最小の整数として、２ｎ−１をＫとすることができる。符号拡散部４４は、Ｋ周期の符号長を有する擬似ランダム符号を生成する。擬似ランダム符号は、例えばＭ系列符号、ゴールド系列符号など任意の符号を用いてもよい。擬似ランダム符号は、距離測定装置１ごとに固有の符号を割り当てることが望ましいが、フレームごと、あるいは分割した測定距離ごとにランダムに割り当ててもよい。また、擬似ランダム符号は、パルス光の、距離ごとに必要なパルス数に合わせて、符号長を変化させてもよい。例えば、生成したＰＮ符号の０及び１で構成されるビット列を、基準タイミングごとのパルスの有無に割り当て、０ではパルスを発光せず、１ではパルスを発光する構成とすると、擬似ランダム符号をパルスの発光パターンによって表現することができる。なお、０でパルスを発光し、１でパルスを発光しないパターンによって表現してもよい。
【００６１】
ランダム遅延発生部４５は、基準タイミングごとの擬似ランダム符号発光パターンに対して、基準タイミングごとのパルス光それぞれに対して、ランダムな遅延を発生させる。図３の（ｂ）の擬似ランダム符号発光パターンに対して、基準タイミング区間ごとにランダムな遅延時間Ｔｒを発生させ、最終的なパルス光発光タイミングを決定する。遅延時間Ｔｒは、あらかじめ設定した最大値Ｔｒ＿ｍａｘを超えない範囲（Ｔｒ≦Ｔｒ＿ｍａｘ）で発生する。
【００６２】
以上により、パルス光発光部２０からのパルス光の発光タイミングは、連続するＫ周期のうちランダムに選択されたＮ個の周期の各周期内において、各周期の開始時からランダムな遅延時間Ｔｒだけ遅延させたタイミングに設定される。
【００６３】
パルス光発光部２０は、上記のプロセスで決定したパルス光発光タイミングに基づいて、パルス光の発光を行う。
【００６４】
さらに、遅延発生部４６は、分割した測定距離ごとに、その測定距離を光が往復する時間を取得し、その往復時間分の遅延時間を、ランダム遅延発生部４５で決定したパルス光発光タイミングに対して加えることで、パルス光受信タイミングを生成する。
【００６５】
判定部４７、加算器４８及び距離算出部５０は、上述した実施の形態１に示した距離測定装置１と同様の動作を行うため、詳細な説明は省略する。
【００６６】
光センサ部３０は、このパルス光受信にて受信動作を行うと、測定距離に存在する測定対象物からの反射光を受信することができる。
【００６７】
一方、測定中の測定距離以外の距離に存在する物体からの反射光については、距離に応じて付与した遅延時間がランダムであるため、光センサ部３０は、反射光と同一のタイミングで受信する確率を低減することができる。したがって、測定中の測定距離以外の距離に存在する物体からの反射光による信号は、測定中の距離に対して得られる信号と比べて十分に少ない信号となる。よって、測定中の測定距離以外の距離に存在する物体を光センサ部３０が受信する確率を低減できるので、複数の距離測定装置１の間で生じる相互干渉を抑制することができる。
【００６８】
この動作について図４にて説明する。図４は、Ｋ＝７、Ｎ＝４とした場合の反射光のタイミングと露光タイミングとの相対的なタイミングによって得られる信号数の違いを説明する図である。図４では、擬似ランダム符号に基づいたパルス列のタイミングについて、（ａ）は発光、（ｂ）は反射光、（ｃ）は１周期ずれた反射光、（ｄ）はＫ周期ずれた反射光、（ｅ）は測定距離での露光、（ｆ）は反射光を測定距離において露光した結果、（ｇ）は１周期ずれた反射光を測定距離において露光した結果、（ｈ）はＫ周期ずれた反射光を測定距離で露光した結果を示している。
【００６９】
図４の（ａ）の発光パルスに対する反射光（図４の（ｂ））を、反射光と同じタイミング（図４の（ｅ））によって露光した場合には、Ｋ周期あたり４信号を得る。
【００７０】
一方、同じ露光タイミングに対して、図４の（ｃ）に示す１周期ずれた反射光（測定中の測定距離より遠い距離に存在する物体からの反射光）は、図４の（ｇ）で表されるように、Ｋ周期あたり１信号の受信となる。
【００７１】
上記説明したように、擬似ランダム符号を用いることで、Ｋ周期未満の周期ずれの信号は、本来の信号に対して信号数が少なくなり、距離の誤判定をする確率を下げることができる。
【００７２】
また、Ｋ周期の周期ずれに対しては、図４の（ｈ）で表されるように、Ｋ周期あたり４信号と、本来の信号と同数の信号を受信してしまい、図４の（ｂ）の反射光と図４の（ｄ）のＫ周期ずれた反射光との区別がつかなくなってしまう。このため、本開示に係る距離測定装置１においては、Ｋ周期以上ずれた反射光を受信することのないように、Ｋ周期の時間を時間Ｔｃ以上の時間、すなわち、１周期の時間Ｔｃ’を、ＴｃをＫで除算した時間以上の時間（Ｔｃ’≧Ｔｃ／Ｋ）とする。また、１周期の時間Ｔｃ’を、時間Ｔｃ以下の時間とする。なお、最大遅延時間Ｔｒ＿ｍａｘは、パルス光の発光時間をｗとすると、Ｔｒ＿ｍａｘ≦Ｔｃ’−ｗ、遅延時間Ｔｒは、Ｔｒ≦Ｔｒ＿ｍａｘである。
【００７３】
これにより、距離測定装置１は、最大測定可能距離に対応する、発光から受光までの光の往復時間を待つことなく、次の周期のためのパルス光を発光することができるので、測定時間を短縮することができる。
【００７４】
また、他の距離測定装置から発光されたパルス光については、パルス光発光タイミングが異なる擬似ランダム符号に基づくタイミングと１周期においてパルス光のタイミングが遅延時間Ｔｒだけ遅れたランダムなタイミングにより構成されているため、光センサ部３０が受信する確率を低減できる。したがって、受信タイミングでの受信回数を別途定めた閾値で制限することで、複数の距離測定装置１の間で生じる相互干渉を抑制することができる。
【００７５】
なお、擬似ランダム符号のＫ周期のパルスパターンの前後に、任意のＬ周期（Ｌ：０以上の整数）のパルスを発光しない周期を加えてもよい。
【００７６】
また、ある分割区間の測定期間において、Ｋ周期を複数回繰り返してもよい。また、繰り返しの間に任意の空白期間を設けてもよい。
【００７７】
以上、本実施の形態に係る距離測定装置１によると、例えば、距離測定装置の測定範囲内に複数の距離測定装置が混在する環境において、相互干渉を低減することができる。また、測定中のある周期において発光した光の往復時間を待つことなく、次の周期のためのパルス光を発光することができるので、測定時間を短縮することができる。
【００７８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る距離測定装置１００について説明する。本実施の形態にかかる距離測定装置１００が実施の形態１、２にかかる距離測定装置１と異なる点は、一の測定距離範囲について複数回測距を行った上で物体の有無を判定する点である。これにより、干渉などが生じた場合でも、干渉などによる検知を誤検知であると判定し、さらに信頼性を向上させることができる。
【００７９】
図６は、本実施の形態に係る距離測定装置１００の構成の一例である。
【００８０】
図６に示すように、距離測定装置１００は、パルス光発光部２０と、第１の光センサ部１３０と、第２の光センサ部１３１と、制御部４０と、距離算出部５０とを備えている。制御部４０は、測定距離決定部４１と、パルス数決定部４２と、基準タイミング発生部４３と、符号拡散部４４と、ランダム遅延発生部４５と、遅延発生部４６と、判定部４７と、加算器４８とを有している。
【００８１】
第１の光センサ部１３０は、図１で示した光センサ部３０構成と同様である。
【００８２】
第２の光センサ部１３１は、制御部４０のランダム遅延発生部４５及び遅延発生部４６からの制御信号に基づいて、パルス光発光部２０から発光し測定対象物１０で反射した反射光を第１の光センサ部１３０と異なる所定のタイミングで受光する。その他の構成は、第１の光センサ部１３０と同様である。
【００８３】
第１の光センサ部１３０および第２の光センサ部１３１以外の構成は、図１で示した距離測定装置１の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８４】
なお、図６では複数の光センサ部（第１の光センサ部１３０および第２の光センサ部１３１）を備える構成としているが、この限りでなく、一つの光センサ部において、複数回測距を行う構成としてもよい。
【００８５】
図７は、本実施の形態にかかる距離測定装置１００のタイミングチャートの一例を説明する図である。図７において、（ａ）は発光、（ｂ）は第１の光センサにおける露光、（ｃ）は第２の光センサにおける露光を示している。また、図７において、測定期間Ａは距離ｄ１および距離ｄｍの測定期間、測定期間Ｂは距離ｄ２および距離ｄｍ−１の測定期間、測定期間Ｃは距離ｄｍおよび距離ｄ１の測定期間である。
【００８６】
図７に示すように、制御部４０において、測定距離決定部４１は、測定距離範囲をｄ１〜ｄｍに分割し、分割した測定距離ごとに測距動作を行う。
【００８７】
測距動作において、第１の光センサ部１３０と第２の光センサ部１３１で、測定距離範囲に対応する受信動作、すなわち露光のタイミングを異ならせる制御をする。
【００８８】
ここで、例えば、任意の距離測定範囲ｄｘにおいて第１の光センサ部１３０が物体を検知したとする。第２の光センサ部１３１が、異なる露光タイミングで、同じ距離測定範囲ｄｘについて、測距動作を行った際に、物体を検知した場合、判定部４７は、測定対象物１０が存在すると判定する。
【００８９】
一方、第２の光センサ部が、異なる露光タイミングで、同じ距離測定範囲ｄｘにおいて測距動作を行った際に、物体を検知しなかった場合、判定部４７は、誤検知であると判断し、距離算出部５０への測定結果の通知を行わない。
【００９０】
このように、距離測定装置１００は、光センサ部を複数備えることで、誤検知を抑制し、信頼性を向上させることができる。
【００９１】
以上、一つまたは複数の態様に係る距離測定装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００９２】
例えば、上述した実施の形態では、擬似ランダム符号としてＭ系列符号、ゴールド系列符号を例示したが、これらに限らず他の符号を用いてもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態では、距離測定装置として、パルス光発光部、光センサ部、制御部および距離算出部を備えた距離測定装置を例示したが、距離測定装置は少なくとも制御部を備えていればよく、パルス光発光部、光センサ部および距離算出部は、距離測定装置に外付けとする構成としてもよい。また、制御部は、集積回路化した構成であってもよい。
【００９４】
また、上述した実施の形態では、距離測定装置として、パルス光発光部を一つ備えた距離測定装置を例示したが、複数備えても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本開示に係る距離測定装置は、衝突防止または自動運転のための距離測定装置、自動車用機器などに応用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１、１００  距離測定装置
１０  測定対象物
２０  パルス光発光部
３０、１３０、１３１  光センサ部
４０  制御部
４１  測定距離決定部
４２  パルス数決定部
４３  基準タイミング発生部
４４  符号拡散部
４５  ランダム遅延発生部
４６  遅延発生部
４７  判定部
４８  加算器
５０  距離算出部
【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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【国際調査報告】
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