(57)【要約】  測距装置（２０００）は、複数の測距信号を生成する。測距装置（２０００）は、各生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する。測距装置（２０００）は、生成された送信光を送信する。測距装置（２０００）は、送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する。測距装置（２０００）は、反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する。測距装置（２０００）は、抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して被測定物までの距離を算出する。
2019116980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測距信号を生成する生成手段と、
各前記生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調手段と
前記生成された送信光を送信する送信手段と、
前記送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信手段と、
前記反射光を復調することで、各前記測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して前記被測定物までの距離を算出する算出手段と、
を有する測距装置。
【請求項２】
前記生成手段が生成する複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つはそれぞれ異なる測距方式で利用される信号である、請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、周波数差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる周波数変調速度で変調する、請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項４】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、位相差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる位相変調速度で変調する、請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項５】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、飛行時間測定方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる繰り返し周期の信号で変調する、請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記抽出された各受信信号それぞれを対応する測距信号と比較することで、前記受信信号ごとに前記被測定物までの距離を算出し、前記算出された複数の距離に基づいて、測定結果とする前記被測定物までの距離を算出する、請求項１乃至５いずれか一項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記変調手段は、前記測距信号とトレーニング信号を利用して変調信号を生成し、その変調信号で前記光搬送波を変調し、
前記抽出手段は、前記反射光に含まれるトレーニング信号を利用して、前記反射光を復調する、請求項１乃至６いずれか一項に記載の測距装置。
【請求項８】
前記変調手段は、複数の測距信号それぞれについて、前記測距信号の前にトレーニング信号を付加することで前記変調信号を生成し、
前記抽出手段は、
前記トレーニング信号が含まれる期間の前記反射光を用いて、偏波分離又は直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記測距信号が含まれる期間の前記反射光について、前記決定したパラメータを用いて、偏波分離又は直交復調を行う、請求項７に記載の測距装置。
【請求項９】
前記変調手段は、前記測距信号を用いて前記光搬送波の第１偏波を変調し、前記トレーニング信号を用いて前記光搬送波の第２偏波を変調し、
前記抽出手段は、
前記トレーニング信号が含まれる前記反射光の第１偏波を用いて、直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記決定したパラメータを用いて、前記測距信号が含まれる前記反射光の第２偏波を直交復調する、請求項７に記載の測距装置。
【請求項１０】
コンピュータによって実行される制御方法であって、
複数の測距信号を生成する生成ステップと、
各前記生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調ステップと
前記生成された送信光を送信する送信ステップと、
前記送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信ステップと、
前記反射光を復調することで、各前記測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して前記被測定物までの距離を算出する算出ステップと、
を有する制御方法。
【請求項１１】
前記生成ステップにおいて生成する複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つはそれぞれ異なる測距方式で利用される信号である、請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、周波数差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成ステップにおいて、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる周波数変調速度で変調する、請求項１０又は１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、位相差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成ステップにおいて、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる位相変調速度で変調する、請求項１０又は１１に記載の制御方法。
【請求項１４】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、飛行時間測定方式で利用する測距信号であり、
前記生成ステップにおいて、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる繰り返し周期の信号で変調する、請求項１０又は１１に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記算出ステップにおいて、前記抽出された各受信信号それぞれを対応する測距信号と比較することで、前記受信信号ごとに前記被測定物までの距離を算出し、前記算出された複数の距離に基づいて、測定結果とする前記被測定物までの距離を算出する、請求項１０乃至１４いずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記変調ステップにおいて、前記測距信号とトレーニング信号を利用して変調信号を生成し、その変調信号で前記光搬送波を変調し、
前記抽出ステップにおいて、前記反射光に含まれるトレーニング信号を利用して、前記反射光を復調する、請求項１０乃至１５いずれか一項に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記変調ステップにおいて、複数の測距信号それぞれについて、前記測距信号の前にトレーニング信号を付加することで前記変調信号を生成し、
前記抽出ステップにおいて、
前記トレーニング信号が含まれる期間の前記反射光を用いて、偏波分離又は直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記測距信号が含まれる期間の前記反射光について、前記決定したパラメータを用いて、偏波分離又は直交復調を行う、請求項１６に記載の制御方法。
【請求項１８】
前記変調ステップにおいて、前記測距信号を用いて前記光搬送波の第１偏波を変調し、前記トレーニング信号を用いて前記光搬送波の第２偏波を変調し、
前記抽出ステップにおいて、
前記トレーニング信号が含まれる前記反射光の第１偏波を用いて、直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記決定したパラメータを用いて、前記測距信号が含まれる前記反射光の第２偏波を直交復調する、請求項１６に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光波を利用して測距を行う測距装置が開発されている。光波を利用する測距装置は、測距装置から所定の送信光を送信し、その送信光が被測定物によって反射された反射光を受信し、その反射光を解析することで測距を行う。例えば測距の方式には、反射光の飛行時間（送信光が送信されてから反射光が受信されるまでの時間）に基づいて距離を算出する飛行時間測定方式（ToF（Time-of-Flight）方式）、送信光と反射光の周波数差に基づいて距離を算出する周波数差検出方式（例えば、FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）方式）、又は位相差検出方式などがある。【０００３】
光波を利用する測距装置を開示する先行技術文献には、例えば特許文献１がある。特許文献１は、位相差検出方式で測距を行う装置を開示している。この装置は、複数の周波数を順次選択し、各周波数で変調した測距光を順次送信する。そして、各測距光で得られた距離に基づいて、最終的な計測結果を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５５６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、光波を利用して測距を行う新たな技術を見出した。本発明の目的の一つは、光波を利用して測距を行う新たな技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の測距装置は、１）複数の測距信号を生成する生成手段と、２）各生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調手段と３）生成された送信光を送信する送信手段と、４）送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信手段と、５）反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出手段と、６）抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して被測定物までの距離を算出する算出手段と、を有する。【０００７】
本発明の制御方法は、コンピュータによって実行される制御方法である。当該制御方法は、１）複数の測距信号を生成する生成ステップと、２）各生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調ステップと３）生成された送信光を送信する送信ステップと、４）送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信ステップと、５）反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出ステップと、６）抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して被測定物までの距離を算出する算出ステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光波を利用して測距を行う新たな技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１０】
【図１】実施形態１に係る測距装置の動作を概念的に説明する図である。
【図２】測距装置の機能構成部を例示する図である。
【図３】測距装置のハードウエア構成を例示する図である。
【図４】参照光のバリエーションを例示する図である。
【図５】参照光のバリエーションを例示する図である。
【図６】参照光のバリエーションを例示する図である。
【図７】測距装置によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。
【図８】周波数変調速度がそれぞれ異なる複数の測距信号を例示する図である。
【図９】位相変調速度がそれぞれ異なる複数の測距信号を例示する図である。
【図１０】繰り返し周期がそれぞれ異なる複数の測距信号を例示する図である。
【図１１】トレーニング信号が測距信号と同一のチャネルに含められるケースを例示する第１の図である。
【図１２】トレーニング信号が測距信号と同一のチャネルに含められるケースを例示する第２の図である。
【図１３】トレーニング信号と測距信号が送信光の互いに異なるチャネルに含められるケースを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また各ブロック図において、特に説明がない限り、各ブロックは、ハードウエア単位の構成ではなく機能単位の構成を表している。
【００１２】
［実施形態１］
＜概要＞
図１は、実施形態１に係る測距装置２０００の動作を概念的に説明するための図である。なお図１は、測距装置２０００の動作の理解を容易にすることを目的とする例示のための図であり、測距装置２０００の動作は図１によって何ら限定されない。
【００１３】
測距装置２０００は、光波を利用して、測距装置２０００から被測定物１０までの距離の測定（測距）を行う装置である。一般に、光波を利用した測距では、搬送波とする光波（以下、光搬送波）を測距信号で変調した送信光を送信し、その送信光が測距対象の物体によって反射された反射光を受信し、その反射光を解析することで、距離の算出が行われる。
【００１４】
光波を利用した測距方式には、飛行時間測定方式（ToF 方式）、周波数差検出方式（例えば、FMCW 方式）、又は位相差検出方式などの様々な方式がある。これら各測距方式では、測距信号がそれぞれ異なるものになる。また、同一の測距方式であっても設定次第で測距信号が異なる。例えば、周波数差検出方式では、採用する周波数変調速度に応じて測距信号が異なる。
【００１５】
測距装置２０００は、複数の測距信号を一度に用いて測距を行う。そのために測距装置２０００は、複数の測距信号を用い、光搬送波に対して直交（IQ：In-Phase Quadrature-Phase）変調及び偏波多重のいずれか１つ以上を施すことで、送信光を生成する。例えば測距装置２０００が、測距信号１と測距信号２を利用するとする。この場合、例えば測距装置２０００は、光搬送波の X 偏波の I 成分（In-Phase 成分）を測距信号１で変調し、光搬送波の X 偏波の Q 成分（Quadrature-Phase 成分）を測距信号２で変調する。こうすることで、２つの測距信号が含められた送信光が生成される。
【００１６】
測距装置２０００は、上述のようにして生成された送信光が被測定物１０によって反射された反射光を受信する。測距装置２０００は、受信した反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する。例えば前述したように測距信号１と測距信号２が送信光に含められている場合、測距装置２０００は、反射光に対して偏波分離及び直交復調を施すことで、２つの受信信号を得る。そして、２つの受信信号はそれぞれ、測距信号１と測距信号２のいずれかに対応するものとなる。
【００１７】
測距装置２０００は、抽出した受信信号のいずれか１つ以上を利用して、測距装置２０００から被測定物１０までの距離を算出する。例えば測距信号１が周波数差検出方式に従って生成された測距信号であり、測距信号２が位相差検出方式に従って生成された測距信号であるとする。そして、受信信号１が測距信号１に対応し、受信信号２が測距信号２に対応するとする。この場合、測距装置２０００は、測距信号１と受信信号１との周波数差に基づいて測定距離を算出できる。また測距装置２０００は、測距信号２と受信信号２の位相差に基づいても測定距離を算出できる。
【００１８】
＜作用・効果＞
本実施形態の測距装置２０００によれば、複数の測距信号を用いた直交変調又は偏波多重により、１つの送信光で複数の測距信号を同時に送信することができる。そのため、複数の測距信号に基づいて算出される測定距離を利用し、高い精度で測定距離を算出することができる。詳しくは後述するが、例えば、複数の測距信号で得られる算出結果を統計処理するといった方法や、複数の算出結果のうち精度が良いと考えられる算出結果のみを採用する方法などにより、精度の良い測定距離を得られる。
【００１９】
なお、複数の測距信号を利用して測距を行いたい場合、特許文献１に開示されている装置のように、これらの測距信号を時間多重する方法も考えられる。しかしながらこの方法では、測距に要する時間が、１つの測距信号で測距を行う時間よりも長くなってしまう。
【００２０】
これに対し本実施形態の測距装置２０００では、複数の測距信号による測距が、一つの測距信号による測距と同じ時間で実現される。そのため、複数の測距信号を時間多重する方法と比較し、短い時間で測距を行える。すなわち、測定効率が高くなる。
【００２１】
また、複数の測距信号を時間多重する方法では、測距装置２０００と被測定物の位置関係が変化する場合（例えば、被測定物と測距装置２０００の少なくとも一方が移動している場合）、各測距信号による測距において、測距装置２０００と被測定物の位置関係が異なってしまう。よって、測距装置２０００と被測定物の位置関係が時間変動を伴う場合、同時刻のある瞬間の位置関係を複数の測距信号によって同時に測距することはできない。
【００２２】
これに対し本実施形態の測距装置２０００によれば、複数の測距信号が一つの送信光に載せられるため、複数の測距信号を同一のタイミングで送信することができる。そのため、前述したように測距装置２０００と被測定物の位置関係が変化する場合でも、同時刻のある瞬間の測距装置２０００と被測定物の位置関係について、複数の測距信号による測距を同時に実現でき、高精度で測距を行える。
【００２３】
以下、本実施形態についてさらに詳細を述べる。
【００２４】
＜測距装置２０００の機能構成の例＞
図２は、測距装置２０００の機能構成部を例示する図である。測距装置２０００は、生成部２０２０、変調部２０４０、送信部２０６０、受信部２０８０、抽出部２１００、及び算出部２１２０を有する。生成部２０２０は、複数の測距信号を生成する。変調部２０４０は、生成した各測距信号を用いて送信光を生成する。送信光は、光搬送波に対して直交変調及び偏波多重の内の少なくとも一方を施すことで生成される。送信部２０６０は、生成された送信光を送信する。受信部２０８０は、送信光が被測定物１０によって反射された反射光を受信する。抽出部２１００は、反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する。算出部２１２０は、抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して被測定物１０までの距離を算出する。
【００２５】
＜ハードウエア構成の例＞
図３は、測距装置２０００のハードウエア構成を例示する図である。図３の測距装置２０００は、デジタルシグナルプロセッサ１０２０、デジタルアナログコンバータ１０４０、光源１０６０、偏波多重／直交変調モジュール１０８０、送信モジュール１１００、受信モジュール１１２０、光フロントエンド１１４０、アナログデジタルコンバータ１１６０、及びデジタルシグナルプロセッサ１１８０を有する。図３の測距装置２０００では、直交変調と偏波多重が行われる。そのため、送信光の X 偏波と Y 偏波それぞれの I 成分と Q 成分、すなわち４つのチャネルそれぞれに測距信号が載せられる。
【００２６】
デジタルシグナルプロセッサ（DSP: Digital Signal Processor）１０２０は、生成部２０２０を実現するプロセッサである。図３の例では、デジタルシグナルプロセッサ１０２０から４つの測距信号が出力される。デジタルシグナルプロセッサ１０２０から出力された測距信号はそれぞれ、デジタルアナログ（DA: Digital Analog）コンバータ１０４０により、アナログの電気信号に変換される。
【００２７】
偏波多重／直交変調モジュール１０８０は、変調部２０４０を実現するモジュールである。偏波多重／直交変調モジュール１０８０は、光源１０６０から出力される光搬送波に対して偏波多重及び直交変調を行う。偏波多重／直交変調モジュール１０８０は、種々の光変調素子を用いて実現することができる。光源１０６０は、光搬送波を出力する任意の光源である。例えば送信光としてレーザ光を利用する場合、光源１０６０はレーザ発振器などで実現される。偏波多重／直交変調モジュール１０８０は、デジタルアナログコンバータ１０４０から出力されるアナログ信号を用いて、光源１０６０から出力される光搬送波を偏波多重及び直交変調することにより、光搬送波の上記４つのチャネルそれぞれに測距信号を載せる。
【００２８】
送信モジュール１１００は、送信部２０６０を実現するモジュールである。光送信モジュール１１００は、送信光を測距装置２０００の外部に出力するための光学系（レンズなど）や、送信光の出力方向を制御するための光学系（ミラーなど）で構成される。
【００２９】
受信モジュール１１２０は、受信部２０８０を実現するモジュールである。受信モジュール１１２０は、反射光を測距装置２０００の内部へ取り込むための光学系（レンズやミラーなど）で構成される。
【００３０】
光フロントエンド１１４０及びアナログデジタルコンバータ１１６０は、受信部２０８０を実現する。光フロントエンド１１４０は、偏波分離器によって反射光を X 偏波と Y 偏波に分離した後、それぞれを参照光と干渉させる。こうすることで、反射光が４つの成分（X 偏波の I 成分、X 偏波の Q 成分、Y 偏波の I 成分、及び Y 偏波の Q 成分）に分離される。なお、受信した光信号をこれらの成分に分離する具体的な手法には、デジタルコヒーレント通信において利用されている既知の手法を利用することができる。ただし、この時点では、偏波回転や光搬送波および参照光の周波数差、位相回転等によって、送信側で重畳した複数の測距信号が互いに混合した状態となっており、後述する抽出部において、これら測距信号を正確に分離する。
【００３１】
さらに光フロントエンド１１４０では、これら分離された光信号がそれぞれ光電変換素子に入力される。このより、光フロントエンド１１４０からは、分離された各光信号に対応するアナログの電気信号が出力される。
【００３２】
光フロントエンド１１４０から出力された４つの電気信号はアナログデジタルコンバータ１１６０に入力される。アナログデジタルコンバータ１１６０により、光フロントエンド１１４０から出力されたアナログの各電気信号がデジタル信号に変換される。これらのデジタル信号が、受信部２０８０の出力となる。なお受信部２０８０は、アナログデジタルコンバータから出力されたデジタル信号に対して光学系の収差や送受信に含まれるアナログ電気回路特性の不完全性等を補償するための補償回路をさらに含んでもよい（図示せず）。例えばこの補償回路の実現には、既存の技術を利用することができる。
【００３３】
デジタルシグナルプロセッサ１１８０は、抽出部２１００及び算出部２１２０を実現するデジタルシグナルプロセッサである。デジタルシグナルプロセッサ１１８０は、アナログデジタルコンバータ１１６０から出力される４つのデジタル信号について偏波分離及び直交復調を行うことで、４つの測距信号それぞれに対応する受信信号を得る（抽出部２１００の処理）。また、デジタルシグナルプロセッサ１１８０は、受信信号を解析することで被測定物１０までの距離を算出する（算出部２１２０の処理）。
【００３４】
なお、デジタルシグナルプロセッサ１１８０は、受信信号を解析するために、各測距信号に関する情報（測距方式及びその設定に関する情報）を取得する。例えばこの情報は、デジタルシグナルプロセッサ１０２０とデジタルシグナルプロセッサ１１８０の双方からアクセス可能な記憶装置に記憶させておく。こうすることで、デジタルシグナルプロセッサ１０２０はこの記憶装置から読み込んだ情報に従って測距信号を生成することができ、デジタルシグナルプロセッサ１１８０はこの記憶装置から情報を読み込むことで測距信号に関する設定等を把握することができる。
【００３５】
ここで、光フロントエンド１１４０に入力される参照光には、１）光源１０６０から出力される光搬送波、偏波多重／直交変調モジュール１０８０から出力される送信光、及び別途設けた他の光源から出力される局所光などを利用することができる。図４、図５、及び図６は、参照光のバリエーションを例示する図である。図４、図５、及び図６はそれぞれ、上記１）、２）、及び３）のケースを例示している。なお、これら３つの参照光が選択的に受信部２０８０へ入力されるようにするスイッチ機構を設け、スイッチの切り替えによってこれら３つの参照光のいずれかを適宜利用できる構成としてもよい（図示せず）。
【００３６】
＜処理の流れ＞
図７は、測距装置２０００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。生成部２０２０は、複数の測距信号を生成する（Ｓ１０２）。変調部２０４０は、生成した各測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波多重の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する（Ｓ１０４）。送信部２０６０は、生成された送信光を送信する（Ｓ１０６）。受信部２０８０は、送信光が被測定物１０によって反射された反射光を受信する（Ｓ１０８）。抽出部２１００は、反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する（Ｓ１１０）。算出部２１２０は、抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して被測定物１０までの距離を算出する（Ｓ１１２）。
【００３７】
＜測距信号について＞
生成部２０２０は複数の測距信号を生成する（Ｓ１０２）。例えば生成部２０２０は、それぞれ異なる測距方式に従って複数の測距信号を生成する。例えば送信光のそれぞれ異なる４つのチャネルに測距信号を載せるとする。この場合、生成部２０２０は、４つのそれぞれ異なる測距方式に従った測距信号を生成する。
【００３８】
その他にも例えば、生成部２０２０は、同一の測距方式に従ってそれぞれ異なる複数の測距信号を生成する。例えば測距方式として、周波数差検出方式を利用するとする。この場合、生成部２０２０は、周波数変調速度がそれぞれ異なる複数の測距信号を生成する。図８は、周波数変調速度がそれぞれ異なる複数の測距信号を例示する図である。図８において、測距信号１は、周波数の帯域幅が広い一方で、測距信号周期（ここでは周波数変化の周期）が短い。一方、測距信号２は、周波数の帯域幅が狭い一方で、測距信号周期が長い。
【００３９】
ここで、周波数差検出方式における測距では、距離分解能が帯域幅に反比例することが知られている。また、測定可能距離が測距信号周期に比例することも知られている。そのため、測距信号１による測距では、距離分解能は細かい一方で測定可能距離が短くなる。逆に、測距信号２による測距では、距離分解能は粗い一方で測定可能距離が長くなる。
【００４０】
そこで図８に示すような２つの測距信号を併用することで、距離分解能が細かい測距信号と測定可能距離が長い測距信号の双方を利用することができるため、長距離かつ細かい距離分解能で測距が可能となる。
【００４１】
なお、周波数差検出方式を利用する場合、変調部２０４０が測距信号を用いて変調するのは、光搬送波の光周波数そのものであってもよいし、光強度であってもよい。また、図８の測距信号はのこぎり波となっているが、周波数差検出方式における測距信号はこれに限定されず、周期的な周波数変化を表す任意の信号とすることができる。
【００４２】
その他にも例えば、測距方式として、位相差検出方式を利用するとする。この場合、生成部２０２０は、位相変調速度がそれぞれ異なる複数の測距信号を生成する。図９は、位相変調速度がそれぞれ異なる複数の測距信号を例示する図である。図９において、測距信号１は、測距信号２と比較し、測距信号周期（ここでは強度変化の周期）が短い。
【００４３】
ここで、位相差検出方式における測距では、測距信号周期が短くなれば、ある単位測距時間あたりの測距信号の繰返し回数が増えるため、平均化処理を行えば、それだけ測距精度が向上する。また、測定可能距離が測距信号周期に比例することも知られている。そのため、測距信号１による測距では、測距精度は高精度である一方で測定可能距離が短くなる。逆に、測距信号２による測距では、測距精度は低精度である一方で測定可能距離が長くなる。
【００４４】
そこで図９に示すような２つの測距信号を併用することで、高精度な測距が可能である測距信号と測定可能距離が長い測距信号の双方を利用することができるため、長距離かつ高精度な測距が可能となる。
【００４５】
なお、位相差検出方式を利用する場合、変調部２０４０が測距信号を用いて変調するのは、光搬送波の光位相であってもよいし、光強度であってもよい。また、図９の測距信号は正弦波となっているが、位相差検出方式における測距信号はこれに限定されず、周期的な強度変化を表す任意の信号とすることができる。
【００４６】
その他にも例えば、測距方式として、ToF 方式を利用するとする。この場合、例えば生成部２０２０は、繰り返し周期がそれぞれ異なるパルス信号として、複数の測距信号を生成する。図１０は、繰り返し周期がそれぞれ異なる複数の測距信号を例示する図である。図１０において、測距信号１は、測距信号２と比較し、測距信号周期（ここではパルスの間隔）が短い。
【００４７】
ここで、ToF 方式における測距でも、前述の位相差検出方式と同様に、測距信号周期が短いほど高精度な測距が可能であり、測定可能距離が測距信号周期に比例することが知られている。そのため、測距信号１による測距では、測距精度は高精度である一方で測定可能距離が短くなる。逆に、測距信号２による測距では、測距精度は低精度である一方で測定可能距離が長くなる。
【００４８】
そこで図１０に示すような２つの測距信号を併用することで、高精度な測距が可能である測距信号と測定可能距離が長い測距信号の双方を利用することができるため、長距離かつ高精度な測距が可能となる。
【００４９】
なお、図１０ではパルス信号の形状が矩形となっているが、ToF 方式におけるパルス信号の形状は矩形に限定されない。また、ToF 方式では、測距信号周期に加え、強度も測距信号ごとに異なるものにしてもよい。
【００５０】
上述の説明では、１）それぞれ異なる複数の測距方式に従って複数の測距信号を生成するケースと、２）同一の測距方式に従ってそれぞれ設定が異なる複数の測距信号を生成するケースについて説明したが、生成部２０２０は、上記１）と２）を組み合わせてもよい。例えば４つの測距信号を生成する場合に、生成部２０２０は、２つの測距信号を周波数差検出方式に従って生成し、残りの２つの測距信号を位相差検出方式に従って生成する。この際、生成部２０２０は、周波数差検出方式に従って生成する２つの測距信号において、周波数速度を異なるものにする。同様に、生成部２０２０は、位相差検出方式に従って生成する２つの測距信号において、位相変調速度を異なるものにする。このようにすることで、測距の際、１）複数の測距方式のどの方式を選択すべき状況であるか、及び２）各方式において測距周波数等をどのように設定すべき状況であるかを事前に把握する必要がないという利点がある。
【００５１】
その他にも例えば、複数の測距信号全てを同じ信号にしてもよい。このように同じ測距信号を複数用いて測距を行うことでも、測距の精度を上げることができる。例えば、複数の測距結果を得ることで、平均等の統計処理をしたり、外れ値を除外したりするといったことが可能となる。
【００５２】
なお、生成部２０２０が利用する測距方式やそのパラメータは、予め固定で設定されていてもよいし、ユーザによって設定されてもよい。測距方式やパラメータの設定は、例えば、生成部２０２０がアクセス可能な記憶装置に記憶される。
【００５３】
＜送信光の生成：Ｓ１０４＞
変調部２０４０は、生成部２０２０によって生成された各測距信号を用いて、送信光を生成する（Ｓ１０４）。送信光は、光搬送波に対して直交変調及び偏波多重の内の少なくとも一方を施すことで生成される。変調部２０４０は、光搬送波の X 偏波と Y 偏波それぞれの I 成分と Q 成分、すなわち４つのチャネルに、それぞれ異なる測距信号を載せることができる。変調部２０４０は、各測距信号を変調信号として扱って、光搬送波の各成分を変調する。なお、変調信号に基づいて光搬送波の各成分を変調する技術には、既存の技術を利用することができる。
【００５４】
ここで、チャネルと測距信号との対応関係は、固定で設定されていてもよいし、ユーザによって設定されてもよい。例えばこの設定は、生成部２０２０からアクセス可能な記憶装置に記憶しておく。生成部２０２０は、この設定に従って、各測距信号の出力先を決定する。例えば、光搬送波の X 偏波の I 成分を変調するために利用する測距信号は、光搬送波の X 偏波の I 成分を変調する回路に対して出力される。
【００５５】
＜トレーニング信号を利用した変調＞
送信光には、測距信号に加えてトレーニング信号が含まれてもよい。トレーニング信号は、抽出部２１００が行う偏波分離や直交復調を容易にするために利用される。トレーニング信号の利用方法の具体的な説明は後述する。
【００５６】
トレーニング信号を利用する場合、変調部２０４０は、測距信号及びトレーニング信号も利用して光搬送波を変調する。以下、その方法について説明する。
【００５７】
例えば変調部２０４０は、トレーニング信号と測距信号を同一のチャネルに含めるようにする。図１１と１２は、トレーニング信号が測距信号と同一のチャネルに含められるケースを例示する図である。図１１では、時分割により、トレーニング信号が測距信号と同一のチャネルに含められている。この場合、変調部２０４０は、測距信号の前にトレーニング信号を付加することで変調信号を生成し、この変調信号で光搬送波を変調する。
【００５８】
図１２では、測距信号にトレーニング信号を重畳させることにより、トレーニング信号が測距信号と同一のチャネルに含められている。この場合、変調部２０４０は、測距信号にトレーニング信号を重畳することで変調信号を生成し、この変調信号で光搬送波を変調する。トレーニング信号を測距信号に重畳させる方法には、トレーニング信号と測距信号とを区別できる任意の方法を利用することができる。例えば、測距信号の振幅情報にトレーニング信号を重畳させる方法、測距信号の位相情報にトレーニング信号を重畳させる方法、及び測距信号とは別の周波数にトレーニング信号を重畳させる方法などがある。
【００５９】
なお、トレーニング信号と測距信号を時分割により同一チャネルに含めるケースでは、必ずしも全ての測距信号の前にトレーニング信号を付加する必要はない。すなわち、１つのトレーニング信号の後に複数の測距信号が続くようにしてもよい。
【００６０】
変調部２０４０は、トレーニング信号と測距信号を互いに異なるチャネルに含めるようにしてもよい。すなわち、送信光のチャネルのうちの１つ以上が、測距信号の送信ではなくトレーニング信号の送信に利用される。例えば変調部２０４０は、送信光の X 偏波と Y 偏波のうち、いずれか一方に測距信号を含め、他方にトレーニング信号を含めるようにする。
【００６１】
図１３は、トレーニング信号と測距信号が送信光の互いに異なるチャネルに含められるケースを例示する図である。図１３では、送信光の X 偏波に測距信号が含められており、送信光の Y 偏波にトレーニング信号が含められている。すなわち変調部２０４０は、測距信号で光搬送波の X 偏波を変調し、トレーニング信号で光搬送波の Y 偏波を変調する。
【００６２】
なお、トレーニング信号に関する設定は、予め固定でなされていてもよいし、ユーザによって行われてもよい。トレーニング信号に関する設定は、例えば、生成部２０２０がアクセス可能な記憶装置に記憶される。
【００６３】
＜偏波分離と直交復調：Ｓ１１０＞
抽出部２１００は、反射光を復調することで、各測距信号に対応する受信信号を抽出する（Ｓ１１０）。そのために抽出部２１００は、受信部２０８０から得られる信号について、偏波分離及び直交復調を行う。
【００６４】
光信号が進行する間において偏波回転が起こるため、受信部２０８０から得られる各信号は、送信光における X 偏波と Y 偏波が混ざったものとなる。また、位相回転に起因して各偏波内で I 成分と Q 成分が混ざってしまう。そこで抽出部２１００は、受信部２０８０から得られた各信号に対して偏波分離（偏波回転の補償）や直交復調（位相回転の補償）を行うことにより、測距信号に対応する受信信号を生成する。ここで、偏波回転の補償や位相回転の補償を行う具体的な技術には、デジタルコヒーレント通信において利用される既知の技術を利用することができる。
【００６５】
ただし測距装置２０００では、前述したトレーニング信号を偏波分離や直交復調に利用してもよい。所定の測距方式に従って生成する必要がある測距信号とは異なり、トレーニング信号は、補償処理に適した信号として生成することができる。そのため、トレーニング信号を利用することにより、偏波分離や直交復調が容易になる。
【００６６】
例えば、トレーニング信号と測距信号が時分割で同一チャネルに含められているとする（図１１参照）。この場合、トレーニング信号の挿入周期が、偏波変動や位相変動の時定数よりも十分短ければ、トレーニング信号が観測される期間における偏波条件や位相条件が、その直後に測距信号が観測される期間においても維持されると考えられる。そこで例えば、抽出部２１００は、トレーニング信号が観測される期間の反射光を利用して、偏波分離及び直交復調に利用する各種のパラメータを決定する。例えばパラメータは、偏波分離に利用するデジタルフィルタのフィルタ係数、直交復調に利用する周波数オフセット量や位相回転補償量などである。抽出部２１００は、これら決定したパラメータを利用して、測距信号が含まれる期間の反射光について偏波分離及び直交復調を行う。こうすることで、測距信号が含まれる期間の反射光を利用する場合と比較し、偏波分離や直交復調に利用するパラメータを容易に決定することができる。
【００６７】
なお前述したように、トレーニング信号と測距信号が時分割で同一チャネルに含められる場合、１つのトレーニング信号の後に複数の測距信号が続いてもよい。この場合、トレーニング信号を用いて決定されたパラメータが、その直後に続く複数の測距信号それぞれの偏波分離及び直交復調で利用される。
【００６８】
その他にも例えば、測距信号にトレーニング信号が重畳されているとする（図１２参照）。この場合、抽出部２１００は、受信信号を測距信号とトレーニング信号に分離する。さらに抽出部２１００は、トレーニング信号を利用して偏波分離及び直交復調に利用する上述の各種パラメータを決定する。そして抽出部２１００は、決定したパラメータを利用して、測距信号について偏波分離及び直交復調を行う。
【００６９】
測距信号とトレーニング信号とを分離する方法は、測距信号とトレーニング信号とを重畳させる方法によって異なる。例えば変調部２０４０が、光搬送波の周波数にトレーニング信号を載せるとする。この際、例えば変調部２０４０は、測距信号の周波数成分とは関係ない周波数のトレーニング信号を光搬送波に載せるようにする。この場合、抽出部２１００は、周波数フィルタを利用することで、受信信号を測距信号とトレーニング信号に分離する。
【００７０】
その他にも例えば、変調部２０４０が、光搬送波の振幅にトレーニング信号を載せるとする。この際、例えば変調部２０４０は、測距信号の振幅に対して十分小さい信号振幅のトレーニング信号を重畳する。こうすることで、受信信号の振幅変動のうち、大きな振幅変動は測距信号の振幅変動を表し、小さな振幅変動はトレーニング信号を表すこととなる。この場合、抽出部２１００は、振幅変動の大きさに基づいて、受信信号を測距信号とトレーニング信号に分離する。
【００７１】
その他にも例えば、トレーニング信号と測距信号がそれぞれ異なる偏波に含まれているとする（図１３参照）。この場合、抽出部２１００は、偏波分離を行った後、トレーニング信号が含まれる偏波について光位相回転量を観測することで、その位相回転を補償する処理に利用するパラメータを決定する。ここで、一方の偏波における位相回転量は、他方の偏波における位相回転量と同じになる。そこで抽出部２１００は、上記決定したパラメータを利用して、測距信号が含まれる偏波について位相回転の補償処理を行うことで、直交復調（Ｉ成分とＱ成分の分離）を行う。
【００７２】
また、Ｘ偏波とＹ偏波の振幅が同じ（例えば双方が１）になる様にトレーニング信号を生成すれば、偏波分離は、デジタルコヒーレント通信等で用いられる CMA（Constant Modulus Algorithm）等を利用できる。この場合、抽出部２１００は、両偏波の振幅が同じになるように 2x2 MIMO（Multi-Input Multi-Output）処理を行う。例えば 2x2MIMO 処理は、クロスタームを含む４つのデジタルフィルタによって２つの入力を等化する２入力２出力のデジタルフィルタで構成される。前述した CMA では、Ｘ偏波とＹ偏波の２つの信号振幅が一定（例えば１）となるように、４つのデジタルフィルタの係数が最適化される。
【００７３】
＜測距信号と受信信号との対応付け＞
測距装置２０００は、偏波分離と直交復調の結果得られた受信信号を、測距信号と対応づける。すなわち、測距装置２０００は、各受信信号について、送信前にはどの測距信号であったのかを特定する。
【００７４】
例えばこの対応付けは、トレーニング信号を利用して行われる。例えば各チャネルにトレーニング信号を含める場合、各チャネルに含めるトレーニング信号をそれぞれ異なるものにしておく。すなわち測距信号とトレーニング信号との対応関係を一意に定めておく。この場合、抽出部２１００が、各受信信号について、その受信信号に含まれるトレーニング信号と対応づけられている測距信号を特定する。そして抽出部２１００は、受信信号を、その受信信号について特定された測距信号と対応付ける。
【００７５】
例えば受信信号１と受信信号２のそれぞれに、トレーニング信号１とトレーニング信号２が含まれているとする。また、変調部２０４０が、測距信号１とトレーニング信号１を同一のチャネルに含めており、測距信号２とトレーニング信号２を同一のチャネルに含めているとする。この場合、抽出部２１００は、受信されたトレーニング信号のパターンに基づき、測距信号１と受信信号１を対応付け、測距信号２と受信信号２を対応づける。
【００７６】
ただし、測距信号と受信信号の対応付けを一意に決定せずに、算出部２１２０が測定距離の算出を行ってもよい。例えば算出部２１２０は、測距信号と受信信号の対応付け全パターンについて測定距離の算出を行うことで、測距信号と受信信号の対応付けを決定する。例えば４つの測距信号を利用している場合、２４通りの対応付けそれぞれについて、測定距離の算出が行われる。そして算出部２１２０は、算出された測定距離が最も妥当である結果を利用する。例えば算出部２１２０は、上記複数の対応付けごとに、各受信信号を使って算出された測定距離の分散を算出する。そして算出部２１２０は、算出した分散が最も小さくなる対応付けで得られた測定距離を測定結果とする。これは、測距信号と受信信号の対応付けが正しい場合、各受信信号を用いてある程度正しい測定距離を算出できるため、算出される測定距離の分散が小さくなると考えられるためである。
【００７７】
なお、Ｘ偏波とＹ偏波のいずれかをトレーニング信号に割り当てる場合（図１３参照）、トレーニング信号を表す受信信号と測距信号を表す受信信号とは容易に区別することができる。すなわち、トレーニング信号と測距信号は、全く異なるパターンで構成されていることから、Ｘ偏波とＹ偏波のどちらがトレーニング信号で、どちらが測距信号なのかは、信号スペクトルや受信信号パターンなどの特徴を抽出すれば容易に区別が可能である。そこでこの場合、算出部２１２０は、測距信号を表す受信信号と測距信号との対応付け全パターンについて上述の処理を行う。例えば２つの測距信号を利用している場合、算出部２１２０は、２通りの対応付けそれぞれについて測定距離の算出を行う。
【００７８】
＜測定距離の算出：Ｓ１１２＞
算出部２１２０は、受信信号を用いて測定距離を算出する。なお、採用した測距方式に基づいて測距信号と受信信号とを比較することで測定距離を算出する技術には、既存の技術を利用することができる。
【００７９】
算出部２１２０は、複数の受信信号（トレーニング信号のみを表す受信信号は除く）それぞれについて、測定距離を算出する。すなわち、測定距離が複数算出される。算出部２１２０は、これら複数の測定距離を利用して、測定結果とする測定距離を算出する。例えば算出部２１２０は、複数の測定距離を統計処理することで得られる値を測定結果の測定距離とする。統計処理は、例えば、平均処理や中央値処理などである。この際、算出部２１２０は、外れ値を除外する処理を行ってもよい。
【００８０】
その他にも例えば、複数の測距信号によって得られた距離情報を組み合わせても良い。例えば、測距信号１周期によって得られる測距性能が「測距分解能が 1m、測距可能距離が 100m」である測距方式１と、測距信号１周期によって得られる測距性能が「測距分解能が 1cm、測距可能距離が 1m」である測距方式２という２つの方式から算出される距離情報を組み合わせてもよい。この場合、1m 単位の大まかな距離情報は測距方式１の算出結果を利用し、1cm 単位の細かな距離情報は測距方式２の算出結果を利用し、両者を足し合わせれば、100m の距離を 1cm 刻みで測定する事が可能となる。
【００８１】
その他にも例えば、測距信号に予め優先度を定めておいてもよい。この場合、算出部２１２０は、優先度の高い測距信号に対応する受信信号で測定距離が得られる場合には、優先度の低い測距信号に対応する受信信号は利用しないようにする。例えば、距離分解能が細かい測距信号の優先度を高くしておく。こうすることで、距離分解能が細かい測距信号に対応する受信信号で測定距離が算出できたら、その測定距離を測定結果として利用し、距離分解能が粗い測距信号に対応する受信信号で得られた測定距離は利用しない。
【００８２】
その他にも例えば、算出部２１２０は、各測定距離を、その測定距離の算出に利用された測定方法（測距方式及びその設定）と対応づけて出力してもよい。例えばこの対応付けをディスプレイ装置等に表示させることで、測距装置２０００のユーザが、測定距離と測定方法との対応付けの一覧を見ることができる。この場合、例えばユーザは、周囲の環境（天候や、目測で把握した被測定物までのおおよその距離）や、出力された各測定距離に応じて、どの測定距離を測定結果として採用するかを判断する。例えば悪天候である場合、ユーザは、悪天候での測距に適した測定方法を利用して算出された測定距離を採用する。このように採用する測定距離をユーザが判断する場合であっても、本実施形態の測距装置２０００には、周囲の環境に応じて測距装置２０００の設定を変更する必要がないといった利点がある。
【００８３】
＜結果の出力＞
算出部２１２０によって算出された測定距離の出力先は様々である。例えば算出部２１２０は、算出した測定距離を所定の記憶装置に記憶させる。その他にも例えば、算出部２１２０は、測距装置２０００に接続されているディスプレイ装置に、算出した測定距離を表示させる。その他にも例えば、算出部２１２０は、算出した測定距離を他の計算機（PC、サーバ装置、又は携帯端末など）に出力してもよい。
【００８４】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００８５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
１．  複数の測距信号を生成する生成手段と、
各前記生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調手段と
前記生成された送信光を送信する送信手段と、
前記送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信手段と、
前記反射光を復調することで、各前記測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して前記被測定物までの距離を算出する算出手段と、
を有する測距装置。
２．  前記生成手段が生成する複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つはそれぞれ異なる測距方式で利用される信号である、１．に記載の測距装置。
３．  複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、周波数差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる周波数変調速度で変調する、１．又は２．に記載の測距装置。
４．  複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、位相差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる位相変調速度で変調する、１．又は２．に記載の測距装置。
５．  複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、飛行時間測定方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる繰り返し周期の信号で変調する、１．又は２．に記載の測距装置。
６．  前記算出手段は、前記抽出された各受信信号それぞれを対応する測距信号と比較することで、前記受信信号ごとに前記被測定物までの距離を算出し、前記算出された複数の距離に基づいて、測定結果とする前記被測定物までの距離を算出する、１．乃至５．いずれか一つに記載の測距装置。
７．  前記変調手段は、前記測距信号とトレーニング信号を利用して変調信号を生成し、その変調信号で前記光搬送波を変調し、
前記抽出手段は、前記反射光に含まれるトレーニング信号を利用して、前記反射光を復調する、１．乃至６．いずれか一つに記載の測距装置。
８．  前記変調手段は、複数の測距信号それぞれについて、前記測距信号の前にトレーニング信号を付加することで前記変調信号を生成し、
前記抽出手段は、
前記トレーニング信号が含まれる期間の前記反射光を用いて、偏波分離又は直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記測距信号が含まれる期間の前記反射光について、前記決定したパラメータを用いて、偏波分離又は直交復調を行う、７．に記載の測距装置。
９．  前記変調手段は、前記測距信号を用いて前記光搬送波の第１偏波を変調し、前記トレーニング信号を用いて前記光搬送波の第２偏波を変調し、
前記抽出手段は、
前記トレーニング信号が含まれる前記反射光の第１偏波を用いて、直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記決定したパラメータを用いて、前記測距信号が含まれる前記反射光の第２偏波を直交復調する、７．に記載の測距装置。
【００８６】
１０．  コンピュータによって実行される制御方法であって、
複数の測距信号を生成する生成ステップと、
各前記生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調ステップと
前記生成された送信光を送信する送信ステップと、
前記送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信ステップと、
前記反射光を復調することで、各前記測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して前記被測定物までの距離を算出する算出ステップと、
を有する制御方法。
１１．  前記生成ステップにおいて生成する複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つはそれぞれ異なる測距方式で利用される信号である、１０．に記載の制御方法。
１２．  複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、周波数差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成ステップにおいて、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる周波数変調速度で変調する、１０．又は１１．に記載の制御方法。
１３．  複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、位相差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成ステップにおいて、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる位相変調速度で変調する、１０．又は１１．に記載の制御方法。
１４．  複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、飛行時間測定方式で利用する測距信号であり、
前記生成ステップにおいて、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる繰り返し周期の信号で変調する、１０．又は１１．に記載の制御方法。
１５．  前記算出ステップにおいて、前記抽出された各受信信号それぞれを対応する測距信号と比較することで、前記受信信号ごとに前記被測定物までの距離を算出し、前記算出された複数の距離に基づいて、測定結果とする前記被測定物までの距離を算出する、１０．乃至１４．いずれか一つに記載の制御方法。
１６．  前記変調ステップにおいて、前記測距信号とトレーニング信号を利用して変調信号を生成し、その変調信号で前記光搬送波を変調し、
前記抽出ステップにおいて、前記反射光に含まれるトレーニング信号を利用して、前記反射光を復調する、１０．乃至１５．いずれか一つに記載の制御方法。
１７．  前記変調ステップにおいて、複数の測距信号それぞれについて、前記測距信号の前にトレーニング信号を付加することで前記変調信号を生成し、
前記抽出ステップにおいて、
前記トレーニング信号が含まれる期間の前記反射光を用いて、偏波分離又は直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記測距信号が含まれる期間の前記反射光について、前記決定したパラメータを用いて、偏波分離又は直交復調を行う、１６．に記載の制御方法。
１８．  前記変調ステップにおいて、前記測距信号を用いて前記光搬送波の第１偏波を変調し、前記トレーニング信号を用いて前記光搬送波の第２偏波を変調し、
前記抽出ステップにおいて、
前記トレーニング信号が含まれる前記反射光の第１偏波を用いて、直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記決定したパラメータを用いて、前記測距信号が含まれる前記反射光の第２偏波を直交復調する、１６．に記載の制御方法。
【００８７】
この出願は、２０１７年１２月１５日に出願された日本出願特願２０１７−２４０７７３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2019116980.tif 000003
【図２】
2019116980.tif 000004
【図３】
2019116980.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019116980.tif 000009
【図８】
2019116980.tif 000010
【図９】
2019116980.tif 000011
【図１０】
2019116980.tif 000012
【図１１】
2019116980.tif 000013
【図１２】
2019116980.tif 000014
【図１３】
2019116980.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月28日(2020.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測距信号を生成する生成手段と、
各前記生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調手段と
前記生成された送信光を送信する送信手段と、
前記送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信手段と、
前記反射光を復調することで、各前記測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して前記被測定物までの距離を算出する算出手段と、
を有する測距装置。
【請求項２】
前記生成手段が生成する複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つはそれぞれ異なる測距方式で利用される信号である、請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、周波数差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる周波数変調速度で変調する、請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項４】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、位相差検出方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる位相変調速度で変調する、請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項５】
複数の前記測距信号のうち、少なくとも２つは、飛行時間測定方式で利用する測距信号であり、
前記生成手段は、前記少なくとも２つの測距信号を、それぞれ異なる繰り返し周期の信号で変調する、請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記抽出された各受信信号それぞれを対応する測距信号と比較することで、前記受信信号ごとに前記被測定物までの距離を算出し、前記算出された複数の距離に基づいて、測定結果とする前記被測定物までの距離を算出する、請求項１乃至５いずれか一項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記変調手段は、前記測距信号とトレーニング信号を利用して変調信号を生成し、その変調信号で前記光搬送波を変調し、
前記抽出手段は、前記反射光に含まれるトレーニング信号を利用して、前記反射光を復調する、請求項１乃至６いずれか一項に記載の測距装置。
【請求項８】
前記変調手段は、複数の測距信号それぞれについて、前記測距信号の前にトレーニング信号を付加することで前記変調信号を生成し、
前記抽出手段は、
前記トレーニング信号が含まれる期間の前記反射光を用いて、偏波分離又は直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記測距信号が含まれる期間の前記反射光について、前記決定したパラメータを用いて、偏波分離又は直交復調を行う、請求項７に記載の測距装置。
【請求項９】
前記変調手段は、前記測距信号を用いて前記光搬送波の第１偏波を変調し、前記トレーニング信号を用いて前記光搬送波の第２偏波を変調し、
前記抽出手段は、
前記トレーニング信号が含まれる前記反射光の第１偏波を用いて、直交復調に利用するパラメータを決定し、
前記決定したパラメータを用いて、前記測距信号が含まれる前記反射光の第２偏波を直交復調する、請求項７に記載の測距装置。
【請求項１０】
コンピュータによって実行される制御方法であって、
複数の測距信号を生成する生成ステップと、
各前記生成した測距信号を用いて、光搬送波に対して直交変調及び偏波変調の内の少なくとも一方を施した送信光を生成する変調ステップと
前記生成された送信光を送信する送信ステップと、
前記送信光が被測定物によって反射された光である反射光を受信する受信ステップと、
前記反射光を復調することで、各前記測距信号に対応する受信信号を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された受信信号のいずれか１つ以上を利用して前記被測定物までの距離を算出する算出ステップと、
を有する制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
ここで、光フロントエンド１１４０に入力される参照光には、１）光源１０６０から出力される光搬送波、２）偏波多重／直交変調モジュール１０８０から出力される送信光、及び３）別途設けた他の光源から出力される局所光などを利用することができる。図４、図５、及び図６は、参照光のバリエーションを例示する図である。図４、図５、及び図６はそれぞれ、上記１）、２）、及び３）のケースを例示している。なお、これら３つの参照光が選択的に受信部２０８０へ入力されるようにするスイッチ機構を設け、スイッチの切り替えによってこれら３つの参照光のいずれかを適宜利用できる構成としてもよい（図示せず）。
【国際調査報告】
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