(57)【要約】【課題】距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。【解決手段】実施形態によれば、距離計測装置は、第１の計測部と、第２の計測部と、第１の演算部と、第２の演算部とを備える。第１の計測部は、模擬信号を計測することによって第１の時刻を得、且つ、第１の検出部からの出力信号を計測することによって出射時刻を得る。第２の計測部は、模擬信号を計測することによって第２の時刻を得、且つ、第２の検出部からの出力信号を計測することによって入射時刻を得る。第１の演算部は、入射時刻から出射時刻を減算することによって、計測時間を得、且つ、第２の時刻から第１の時刻を減算することによって、誤差時間を得る。第２の演算部は、計測時間から誤差時間を減算することによって、補正計測時間を得る。【選択図】図１
2018151197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象へ照射波を出射する照射部と、
前記照射波を直接検出する第１の検出部と、
前記測定対象によって反射された前記照射波を反射波として検出する第２の検出部と、
前記第１の検出部および前記第２の検出部の出力信号の波形を模擬した模擬信号を生成する模擬信号生成部と、
前記模擬信号生成部から前記模擬信号を受け取った時間を計測することによって第１の時刻を得、且つ、前記第１の検出部からの出力信号を受け取った時間を計測することによって前記照射波の出射時刻を得る第１の計測部と、
前記模擬信号生成部から前記模擬信号を受け取った時間を計測することによって第２の時刻を得、且つ、前記第２の検出部からの出力信号を受け取った時間を計測することによって前記反射波の入射時刻を得る第２の計測部と、
前記入射時刻から前記出射時刻を減算することによって、前記照射部から前記測定対象までの距離に関する計測時間を得、且つ、前記第２の時刻から前記第１の時刻を減算することによって、前記第１の計測部と前記第２の計測部とによってそれぞれ発生する遅延時間の差である誤差時間を得る第１の演算部と、
前記計測時間から前記誤差時間を減算することによって、前記誤差時間が補正された前記計測時間である補正計測時間を得る第２の演算部と
を具備する、距離計測装置。
【請求項２】
前記第１の計測部は、
前記模擬信号または前記第１の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第１の電圧信号を得る第１の電流／電圧変換部と、
前記第１の電圧信号をアナログ／ディジタル変換することによって、当該第１の電圧信号の立ち上がりから立ち下がりまでの各時刻の電圧値をディジタル化した数列値である第１の電圧信号情報を得る第１のアナログ／ディジタル変換部と、
前記第１の電圧信号情報に基づいて、前記第１の時刻または前記出射時刻を算出する第１の時間算出処理部と
を備え、
前記第２の計測部は、
前記模擬信号または前記第２の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第２の電圧信号を得る第２の電流／電圧変換部と、
前記第２の電圧信号をアナログ／ディジタル変換することによって、当該第２の電圧信号の立ち上がりから立ち下がりまでの各時刻の電圧値をディジタル化した数列値である第２の電圧信号情報を得る第２のアナログ／ディジタル変換部と、
前記第２の電圧信号情報に基づいて、前記第２の時刻または前記入射時刻を算出する第２の時間算出処理部と
を備える、請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項３】
予め設定された電圧値である閾値電圧を生成する閾値生成部
を更に具備し、
前記第１の計測部は、
前記模擬信号または前記第１の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第１の電圧信号を得る第１の電流／電圧変換部と、
前記第１の電圧信号および前記閾値電圧の電圧を比較し、比較結果に基づく第１の時間信号を生成する第１の比較部と、
前記第１の時間信号を時間／ディジタル変換することによって、前記第１の時刻または前記出射時刻を算出する第１の時間／ディジタル変換部と
を備え、
前記第２の計測部は、
前記模擬信号または前記第２の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第２の電圧信号を得る第２の電流／電圧変換部と、
前記第２の電圧信号および前記閾値電圧の電圧を比較し、比較結果に基づく第２の時間信号を生成する第２の比較部と、
前記第２の時間信号を時間／ディジタル変換することによって、前記第２の時刻または前記入射時刻を算出する第２の時間／ディジタル変換部と
を備える、請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項４】
前記模擬信号生成部は、振幅の異なる複数の模擬信号を生成し、
前記第１の計測部は、
前記模擬信号または前記第１の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第１の電圧信号を得る第１の電流／電圧変換部と、
前記第１の電圧信号を減衰させた減衰信号と、前記第１の電圧信号を遅延させた遅延信号とが一致するタイミングである第１の時間信号を生成する第１の処理部と、
前記第１の時間信号を時間／ディジタル変換することによって、前記第１の時刻または前記出射時刻を算出する第１の時間／ディジタル変換部と
を備え、
前記第２の計測部は、
前記模擬信号または前記第２の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第２の電圧信号を得る第２の電流／電圧変換部と、
前記第２の電圧信号を減衰させた減衰信号と、前記第２の電圧信号を遅延させた遅延信号とが一致するタイミングである第２の時間信号を生成する第２の処理部と、
前記第２の時間信号を時間／ディジタル変換することによって、前記第２の時刻または前記入射時刻を算出する第２の時間／ディジタル変換部と
を備え、
振幅の異なる前記複数の模擬信号によって複数算出された前記第１の時刻および前記第２の時刻に基づいて、前記振幅に依存した計測誤差を補正するための補正パラメータを演算する補正パラメータ演算部
を更に具備し、
前記第１の処理部および前記第２の処理部は、前記補正パラメータに基づいて内部回路のパラメータが設定される、請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項５】
前記補正計測時間に基づいて前記距離を算出する算出部
を更に具備する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の距離計測装置。
【請求項６】
前記測定対象によって反射された前記照射波を反射波として検出する第３の検出部と、
前記模擬信号生成部から前記模擬信号を受け取った時間を計測することによって第３の時刻を得、且つ、前記第３の検出部からの出力信号を受け取った時間を計測することによって前記反射波の他の入射時刻を得る第３の計測部と、
前記他の入射時刻から前記出射時刻を減算することによって、前記照射部から前記測定対象までの他の距離に関する他の計測時間を得、且つ、前記第３の時刻から前記第１の時刻を減算することによって、前記第１の計測部と前記第３の計測部とによってそれぞれ発生する遅延時間の差である他の誤差時間を得る第３の演算部と、
前記他の計測時間から前記他の誤差時間を減算することによって、前記他の誤差時間が補正された前記他の計測時間である他の補正計測時間を得る第４の演算部と、
予め設定された電圧値である閾値電圧を生成する閾値生成部と
を更に具備し、
前記第３の計測部は、
前記模擬信号または前記第３の検出部からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第３の電圧信号を得る第３の電流／電圧変換部と、
前記第３の電圧信号および前記閾値電圧の電圧を比較し、比較結果に基づく第３の時間信号を生成する第３の比較部と、
前記第３の時間信号を時間／ディジタル変換することによって、前記第３の時刻または前記他の入射時刻を算出する第３の時間／ディジタル変換部と
を備える、請求項２に記載の距離計測装置。
【請求項７】
前記補正計測時間に基づいて前記距離を算出し、前記他の補正計測時間に基づいて前記他の距離を算出する算出部
を更に具備する、請求項６に記載の距離計測装置。
【請求項８】
前記第１の検出部および前記第２の検出部の少なくともどちらかは、シリコンフォトマルチプライヤを用いて実装され、
前記模擬信号生成部は、シリコンフォトマルチプライヤの出力信号の波形を模擬した前記模擬信号を生成する、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の距離計測装置。
【請求項９】
前記第１の検出部、前記第２の検出部、および第３の検出部の少なくとも一つは、シリコンフォトマルチプライヤを用いて実装され、
前記模擬信号生成部は、シリコンフォトマルチプライヤの出力信号の波形を模擬した前記模擬信号を生成する、請求項６または請求項７に記載の距離計測装置。
【請求項１０】
前記測定対象を含む撮影範囲内の位置を指定する位置制御部と、
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の距離計測装置と、
前記位置に対応する前記補正計測時間に基づいて、前記撮影範囲に対応する距離画像を生成する画像生成部と
を具備する距離画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、距離計測装置および距離画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いる距離計測装置は、典型的には、測定対象へレーザ光を照射するレーザと、レーザを駆動するレーザ駆動回路と、レーザからレーザ光を出射するタイミングを検出する補償用検出器と、測定対象によって反射したレーザ光を検出する測距用検出器とを備える。
【０００３】
レーザから測定対象までの目標距離は、レーザから出射されたレーザ光が補償用検出器に入射された時刻に相当する出射時刻と、測定対象で反射したレーザ光が測距用検出器に入射した入射時刻とに基づいて算出される。即ち、目標距離は、入射時刻から出射時刻を減算した計測時間の１／２に光速度を乗算することによって算出される。
【０００４】
ある距離計測装置は、基準タイミングと同じタイミングで補償用検出器から信号が出力されることを利用し計測時間を算出するものがある。具体的には、この距離計測装置は、信号検出のための増幅器を介して当該信号が出力されるタイミングを、入射時刻を計測するための測距用計測回路で計測することによって計測時間を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８１０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上のような距離計測装置は、本発明者の検討によれば、補償用検出器からの信号を増幅する増幅器の遅延時間による誤差を補正できない場合がある。よって、この距離計測装置は、距離計測に関する複数の回路の誤差を含んだ計測時間を必ずしも補正できない場合がある。
【０００７】
目的は、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、距離計測装置は、照射部と、第１の検出部と、第２の検出部と、模擬信号生成部と、第１の計測部と、第２の計測部と、第１の演算部と、第２の演算部とを備える。照射部は、測定対象へ照射波を照射する。第１の検出部は、照射波を直接検出する。第２の検出部は、測定対象によって反射された照射波を反射波として検出する。模擬信号生成部は、第１の検出部および第２の検出部の出力信号の波形を模擬した模擬信号を生成する。第１の計測部は、模擬信号生成部から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第１の時刻を得、且つ、第１の検出部からの出力信号を受け取った時間を計測することによって照射波の出射時刻を得る。第２の計測部は、模擬信号生成部から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第２の時刻を得、且つ、第２の検出部からの出力信号を受け取った時間を計測することによって反射波の入射時刻を得る。第１の演算部は、入射時刻から出射時刻を減算することによって、照射部から測定対象までの距離に関する計測時間を得、且つ、第２の時刻から第１の時刻を減算することによって、第１の計測部と第２の計測部とによってそれぞれ発生する遅延時間の差である誤差時間を得る。第２の演算部は、計測時間から誤差時間を減算することによって、誤差時間が補正された計測時間である補正計測時間を得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図。
【図２】図１の距離計測装置の動作フェーズおよびこの距離計測装置に関わる各信号のタイミングを例示する図。
【図３】第２の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図。
【図４】第３の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図。
【図５】第４の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図。
【図６】第５の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図。
【図７】第６の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図。
【図８】図７のＳｉＰＭ模擬信号生成回路を例示する回路図。
【図９】図８のＳｉＰＭ模擬信号生成回路に関わる各信号の時間変化を例示するタイミングチャート。
【図１０】図７のＳｉＰＭ模擬信号生成回路を例示する回路図。
【図１１】図１０のスイッチ制御回路を例示する回路図。
【図１２】図１１のスイッチ制御回路に関わる各信号の時間変化を例示するタイミングチャート。
【図１３】図１０のスイッチ制御回路を例示する回路図。
【図１４】図１３のスイッチ制御回路に関わる各信号の時間変化を例示するタイミングチャート。
【図１５】図１０のスイッチ制御回路を例示する回路図。
【図１６】第７の実施形態に係る距離画像撮影装置の構成を例示するブロック図。
【図１７】撮影範囲を例示する図。
【図１８Ａ】ＭＥＭＳミラーを例示する図。
【図１８Ｂ】回転ミラーを例示する図。
【図１９】図１６の距離画像撮影装置の動作フェーズを例示する図。
【図２０Ａ】図１６の距離画像撮影装置の動作フェーズおよびこの距離画像撮影装置に関わる各信号のタイミングを例示する図。
【図２０Ｂ】図１６の距離画像撮影装置の動作フェーズおよびこの距離画像撮影装置に関わる各信号のタイミングを例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、解説済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。
【００１１】
なお、以降の説明では、レーザ光を用いて距離計測される場合を例に挙げて述べるが、これに限らず電波などの電磁波が用いられてもよい。即ち、距離計測装置から照射される照射波（例えば、レーザ光および電波などの電磁波）と、当該照射波が測定対象で反射した反射波とがそれぞれ検出できればよい。また、「出射時刻」は、距離計測装置から照射波が出力される時刻を示すのであれば、「照射時刻」と読み替えてもよい。なお、読み替えた「照射時刻」は、照射波が測定対象に到達した時刻を意味しない。
【００１２】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図である。この距離計測装置１００は、基準タイミング生成回路１０１と、発光素子駆動回路１０２と、発光素子１０３（照射部）と、補償用光検出素子１０４（第１の検出部）と、測距用光検出素子１０５（第２の検出部）と、模擬信号生成回路１０６（模擬信号生成部）と、選択回路１０７と、補償時間計測回路１０８（第１の計測部）と、選択回路１０９と、測距時間計測回路１１０（第２の計測部）と、第１の減算回路１１１（第１の演算部）と、記憶回路１１２と、第２の減算回路１１３（第２の演算部）とを含む。尚、距離計測装置１００は、図示しない制御回路によって上記各回路などが制御される。また、距離計測装置１００は、計測時間から距離を算出するための図示しない算出回路（算出部）などが含まれてもよい。
【００１３】
基準タイミング生成回路１０１は、距離計測装置１００の各回路の動作に関わる信号を生成する。具体的には、基準タイミング生成回路１０１は、基準タイミング信号、計測選択信号、および記憶制御信号を生成する。基準タイミング信号は、発光素子駆動回路１０２および模擬信号生成回路１０６の動作を制御する。計測選択信号は、選択回路１０７および選択回路１０９の動作を制御する。記憶制御信号は、記憶回路１１２の動作を制御する。
【００１４】
基準タイミング生成回路１０１は、基準タイミング信号を発光素子駆動回路１０２および模擬信号生成回路１０６の少なくとも一方へと出力し、計測選択信号を選択回路１０７および選択回路１０９へと出力し、記憶制御信号を記憶回路１１２へと出力する。尚、上記各信号は、例えばパルス幅などによって表現される時間情報を持つ信号であり、それぞれ異なる信号波形であってよい。
【００１５】
発光素子駆動回路１０２は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号を受け取る。それから、発光素子駆動回路１０２は、基準タイミング信号に同期して発光素子１０３をパルス駆動する。
【００１６】
発光素子１０３（照射部）は、例えばレーザダイオードに相当する。発光素子１０３は、基準タイミング信号に従ってレーザ光を発生する。換言すると、発光素子１０３は、測定対象へ照射波を照射する。尚、以降の説明では、発光素子１０３から測定対象などへ向かうレーザ光を出射光Ｌ１と呼び、当該出射光Ｌ１が測定対象で反射したレーザ光を反射光Ｌ２と呼ぶこととする。
【００１７】
補償用光検出素子１０４（第１の検出部）は、例えばフォトダイオードに相当する。補償用光検出素子１０４は、出射光Ｌ１（照射波）を直接検出する。それから、補償用光検出素子１０４は、出射光Ｌ１を電気信号（以降、補償時間信号と呼ぶ）に変換する。ここで、補償時間信号は、例えば電流信号である。なお、発光素子１０３がパルス駆動されるため、補償用光検出素子１０４から出力される補償時間信号はパルス信号となる。補償用光検出素子１０４は、補償時間信号を選択回路１０７へと出力する。尚、図１以降において、発光素子１０３から発生した出射光Ｌ１を補償用光検出素子１０４が直接検出するために用いられる光学系は図示されない。
【００１８】
測距用光検出素子１０５（第２の検出部）は、例えばフォトダイオードに相当する。測距用光検出素子１０５は、測定対象によって反射された出射光Ｌ１（照射波）を反射光Ｌ２（反射波）として検出する。それから、測距用光検出素子１０５は、反射光Ｌ２を電気信号（以降、測距時間信号と呼ぶ）に変換する。ここで、測距時間信号は、例えば電流信号である。なお、発光素子１０３がパルス駆動されるため、測距用光検出素子１０５から出力される測距時間信号はパルス信号となる。測距用光検出素子１０５は、測距時間信号を選択回路１０９へと出力する。
【００１９】
模擬信号生成回路１０６（模擬信号生成部）は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号を受け取る。それから、模擬信号生成回路１０６は、基準タイミング信号に従って、光検出素子がレーザ光を検出した際に出力される電気信号（例えば電流信号）を模擬した模擬信号を生成する。換言すると、模擬信号生成回路１０６は、補償用光検出素子１０４および測距用光検出素子１０５の出力信号の波形を模擬した模擬信号を生成する。なお、補償用光検出素子１０４および測距用光検出素子１０５の出力信号がそれぞれパルス信号のため、模擬信号はパルス信号となる。模擬信号生成回路１０６は、模擬信号を選択回路１０７および選択回路１０９へとそれぞれ出力する。
【００２０】
選択回路１０７は、基準タイミング生成回路１０１から計測選択信号を受け取り、補償用光検出素子１０４から補償時間信号を受け取り、模擬信号生成回路１０６から模擬信号を受け取る。選択回路１０７は、計測選択信号に応じて補償時間信号および模擬信号のどちらかを選択して、補償時間計測回路１０８へと出力する。
【００２１】
具体的には、選択回路１０７は、例えば計測選択信号がＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベル）の期間において模擬信号を選択して、当該模擬信号を補償時間計測回路１０８へと出力する。また、選択回路１０７は、例えば計測選択信号がＬｏｗレベル（以下、Ｌレベル）の期間において補償時間信号を選択して、当該補償時間信号を補償時間計測回路１０８へと出力する。
【００２２】
補償時間計測回路１０８（第１の計測部）は、選択回路１０７から模擬信号および補償時間信号のどちらかを受け取る。補償時間計測回路１０８は、模擬信号を受け取った場合に、模擬信号を計測することによって、第１の時刻を得る。ここで、第１の時刻は、例えば、模擬信号生成回路１０６、選択回路１０７、および補償時間計測回路１０８などを構成するそれぞれの内部回路による遅延のため、基準タイミング信号のトリガ時刻などよりも後の時刻である。補償時間計測回路１０８は、第１の時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００２３】
また、補償時間計測回路１０８は、補償時間信号を受け取った場合に、補償時間信号を計測することによって、レーザ光を照射する時刻（出射時刻）を得る。ここで、出射時刻は、例えば、発光素子駆動回路１０２、選択回路１０７、および補償時間計測回路１０８などを構成するそれぞれの内部回路による遅延のため、実際の出射時刻よりも後の時刻となる。補償時間計測回路１０８は、出射時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００２４】
換言すると、補償時間計測回路１０８は、模擬信号生成回路１０６から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第１の時刻を得、且つ、補償用光検出素子１０４からの出力信号を受け取った時間を計測することによって照射波の出射時刻を得る。
【００２５】
選択回路１０９は、基準タイミング生成回路１０１から計測選択信号を受け取り、測距用光検出素子１０５から測距時間信号を受け取り、模擬信号生成回路１０６から模擬信号を受け取る。選択回路１０９は、計測選択信号に応じて測距時間信号および模擬信号のどちらかを選択して、測距時間計測回路１１０へと出力する。
【００２６】
具体的には、選択回路１０９は、例えば計測選択信号がＨレベルの期間において模擬信号を選択して、当該模擬信号を測距時間計測回路１１０へと出力する。また、選択回路１０９は、例えば計測選択信号がＬレベルの期間において測距時間信号を選択して、当該測距時間信号を測距時間計測回路１１０へと出力する。
【００２７】
測距時間計測回路１１０（第２の計測部）は、選択回路１０９から模擬信号および測距時間信号のどちらかを受け取る。測距時間計測回路１１０は、模擬信号を受け取った場合に、模擬信号を計測することによって、第２の時刻を得る。ここで、第２の時刻は、例えば、模擬信号生成回路１０６、選択回路１０９、および測距時間計測回路１１０などを構成するそれぞれの内部回路による遅延のため、基準タイミング信号のトリガ時刻などよりも後の時刻である。測距時間計測回路１１０は、第２の時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００２８】
また、測距時間計測回路１１０は、測距時間信号を受け取った場合に、測距時間信号を計測することによって、レーザ光が入射した時刻（入射時刻）を得る。ここで、入射時刻は、例えば、発光素子駆動回路１０２、選択回路１０９、および測距時間計測回路１１０などを構成するそれぞれの内部回路による遅延のため、実際の入射時刻よりも後の時刻となる。測距時間計測回路１１０は、入射時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００２９】
換言すると、測距時間計測回路１１０は、模擬信号生成回路１０６から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第２の時刻を得、且つ、測距用光検出素子１０５からの出力信号を受け取った時間を計測することによって反射波の入射時刻を得る。
【００３０】
第１の減算回路１１１（第１の演算部）は、補償時間計測回路１０８から出射時刻の情報を受け取り、測距時間計測回路１１０から入射時刻の情報を受け取る。或いは、第１の減算回路１１１は、補償時間計測回路１０８から第１の時刻の情報を受け取り、測距時間計測回路１１０から第２の時刻の情報を受け取る。
【００３１】
第１の減算回路１１１は、出射時刻の情報および入射時刻の情報を受け取った場合に、入射時刻から出射時刻を減算することによって、レーザ光が距離計測装置１００と測定対象との間を往復するのに要した時間（計測時間）を得る。第１の減算回路１１１は、計測時間の情報を第２の減算回路１１３へと出力する。
【００３２】
また、第１の減算回路１１１は、第１の時刻の情報および第２の時刻の情報を受け取った場合に、第２の時刻から第１の時刻を減算することによって、補償時間計測回路１０８と測距時間計測回路１１０とによってそれぞれ発生する遅延時間の差（誤差時間）を得る。第１の減算回路１１１は、誤差時間の情報を記憶回路１１２へと出力する。
【００３３】
換言すると、第１の減算回路１１１は、入射時刻から出射時刻を減算することによって、発光素子１０３から測定対象までの距離に関する計測時間を得、且つ、第２の時刻から第１の時刻を減算することによって、補償時間計測回路１０８と測距時間計測回路１１０とによってそれぞれ発生する遅延時間の差である誤差時間を得る。
【００３４】
記憶回路１１２は、基準タイミング生成回路１０１から記憶制御信号を受け取り、第１の減算回路１１１から誤差時間の情報を受け取る。記憶回路１１２は、記憶制御信号に従って誤差時間の情報を記憶する。記憶回路１１２は、誤差時間の情報を第２の減算回路１１３へと出力する。
【００３５】
第２の減算回路１１３（第２の演算部）は、第１の減算回路１１１から計測時間の情報を受け取り、記憶回路１１２から誤差時間の情報を受け取る。第２の減算回路１１３は、計測時間から誤差時間を減算することによって、誤差時間が補正された計測時間（補正計測時間）を得る。第２の減算回路１１３は、補正計測時間の情報を、図示しない算出回路（算出部）などへと出力する。
【００３６】
図示しない算出回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）やディジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）などに相当する。この算出回路は、第２の減算回路１１３から受け取った補正計測時間に基づいて、発光素子１０３と測定対象との間の距離を算出する。例えば、算出回路は、補正計測時間の１／２に光速度を乗算する処理により、発光素子１０３と測定対象との間の距離を算出する。なお、補正計測時間の１／２に光速度を乗算する処理は、例えば、補正計測時間に光速度を乗算して１／２倍する処理、といった数学的に等価な処理を包含する。
【００３７】
次に、以上のように構成された距離計測装置の動作について図２を用いて説明する。以下の説明では、距離計測装置１００の動作フェーズを、模擬信号計測期間および検出素子出力計測期間に大別して述べる。ここで、模擬信号計測期間は、模擬信号を計測することによって、補償時間計測回路１０８と測距時間計測回路１１０とによってそれぞれ発生する遅延時間の差である誤差時間を取得する期間である。また、検出素子出力計測期間は、検出素子からの出力信号を計測することによって、発光素子１０３から測定対象までの距離に関する計測時間を取得する期間である。
【００３８】
始めに、基準タイミング生成回路１０１は、模擬信号計測期間の開始前に、Ｈレベルの計測選択信号を生成する。選択回路１０７および選択回路１０９は、例えば、計測選択信号がＨレベルであるため、模擬信号をそれぞれ出力するように設定される。
【００３９】
続いて、距離計測装置１００の動作フェーズは、模擬信号計測期間に遷移する。模擬信号計測期間は、基準タイミング信号をトリガとして開始し、所定の時間が経過した後に終了する。
【００４０】
時刻ｔ10において、補償時間計測回路１０８および測距時間計測回路１１０にそれぞれ模擬信号が入力される。補償時間計測回路１０８は、模擬信号を計測することによって、第１の時刻ｔ11を得る。ここで、第１の時刻ｔ11は、実際に模擬信号が入力される時刻ｔ10に、補償時間計測回路１０８の内部回路などによる遅延の時間（ΔＴ1）が加わった時刻である。
【００４１】
補償時間計測回路１０８による計測と略同時に、測距時間計測回路１１０は、模擬信号を計測することによって、第２の時刻ｔ12を得る。ここで、第２の時刻ｔ12は、実際に模擬信号が入力される時刻ｔ10に、測距時間計測回路１１０の内部回路などによる遅延の時間（ΔＴ2）が加わった時刻である。
【００４２】
その後、第１の減算回路１１１は、第２の時刻ｔ12から第１の時刻ｔ11を減算することによって、補償時間計測回路１０８と測距時間計測回路１１０とによってそれぞれ発生する遅延時間の差（誤差時間（ΔＴ2−ΔＴ1））を得る。そして、記憶回路１１２は、誤差時間（ΔＴ2−ΔＴ1）を記憶する。
【００４３】
次に、基準タイミング生成回路１０１は、模擬信号計測期間の終了後から検出素子出力計測期間の開始前に、Ｌレベルの計測選択信号を生成する。選択回路１０７および選択回路１０９は、例えば、計測選択信号がＬレベルであるため、補償時間信号および測距時間信号をそれぞれ出力するように設定される。
【００４４】
続いて、距離計測装置１００の動作フェーズは、検出素子出力計測期間に遷移する。検出素子計測期間は、基準タイミング信号をトリガとして開始し、所定の時間が経過した後に終了する。
【００４５】
時刻ｔ20において、補償時間計測回路１０８に補償時間信号が入力される。補償時間計測回路１０８は、補償時間信号を計測することによって、出射時刻ｔ21を得る。ここで、出射時刻ｔ21は、実際に出射時間信号が入力される時刻ｔ20に、補償時間計測回路１０８の内部回路などによる遅延の時間（ΔＴ1）が加わった時刻である。
【００４６】
時刻ｔ30において、測距時間計測回路１１０に測距時間信号が入力される。測距時間計測回路１１０は、測距時間信号を計測することによって、入射時刻ｔ31を得る。ここで、入射時刻ｔ31は、実際に測距時間信号が入力される時刻ｔ30に、測距時間計測回路１１０の内部回路などによる遅延の時間（ΔＴ2）が加わった時刻である。
【００４７】
その後、第１の減算回路１１１は、入射時刻ｔ31から出射時刻ｔ21を減算することによって、レーザ光が距離計測装置１００と測定対象との間を往復するのに要した時間（計測時間ＴｏＦ’）を得る。そして、第２の減算回路１１３は、計測時間ＴｏＦ’から、模擬信号計測期間に算出された誤差時間（ΔＴ2−ΔＴ1）を減算することによって、補正された計測時間ＴｏＦを得る。
【００４８】
以上説明したように、第１の実施形態に係る距離計測装置は、補償時間計測回路（第１の計測部）によって模擬信号生成回路（模擬信号生成部）から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第１の時刻を得、且つ、補償用光検出素子（第１の検出部）からの出力信号を受け取った時間を計測することによって照射波の出射時刻を得る。また、この距離計測装置は、測距用光検出素子（第２の計測部）によって、模擬信号生成回路（模擬信号生成部）から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第２の時刻を得、且つ、測距用光検出素子（第２の検出部）からの出力信号を受け取った時間を計測することによって反射波の入射時刻を得る。そして、この距離計測装置は、入射時刻から出射時刻を減算することによって、発光素子（照射部）から測定対象までの距離に関する計測時間を得、且つ、第２の時刻から第１の時刻を減算することによって、第１の計測部と第２の計測部とによってそれぞれ発生する遅延時間の差である誤差時間を得、そして、計測時間から誤差時間を減算することによって、誤差時間が補正された計測時間である補正計測時間を得ることができる。即ち、この距離計測装置は、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。
【００４９】
なお、第１の実施形態に係る距離計測装置は、動作中に温度が変動した場合に、各回路などの温度依存性によって遅延時間も変動するが、模擬信号を受けとった時間を計測した結果に基づき、定期的に誤差検出を行うことによって温度変化による遅延時間の変動に追従して計測時間を補正することができる。
【００５０】
補足すると、この距離計測装置は、自動車の周辺状況の把握や障害物の検知のために用いることができる。一般的に、自動車に搭載される装置は、広い温度範囲で正確に動作する必要がある。よって、この距離計測装置は、温度変化による遅延時間の変動に追従して計測時間を補正することができるため、自動車への搭載に好適である。
【００５１】
（第２の実施形態）  
図３は、第２の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図である。
【００５２】
第２の実施形態に係る距離計測装置２００は、図３に例示されるように、前述の距離計測装置１００における補償時間計測回路１０８および測距時間計測回路１１０の具体的な構成を例示したものである。
【００５３】
補償時間計測回路１０８（第１の計測部）は、電流／電圧変換器２０１（第１の電流／電圧変換部）と、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２０２（第１のアナログ／ディジタル変換部）と、時間算出処理回路２０３（第１の時間算出処理部）とを含み、測距時間計測回路１１０（第２の計測部）は、電流／電圧変換器２０４（第２の電流／電圧変換部）と、Ａ／Ｄ変換器２０５（第２のアナログ／ディジタル変換部）と、時間算出処理回路２０６（第２の時間算出処理部）とを含む。尚、以降では、各部での動作の説明を容易にするために、「模擬信号」、「補償時間信号」、および「測距時間信号」を「電流信号」に置き換えて説明し、「第１の時刻」、「出射時刻」、「第２の時刻」、および「入射時刻」を「所望の時刻」に置き換えて説明する。
【００５４】
電流／電圧変換器２０１（第１の電流／電圧変換部）は、選択回路１０７から電流信号を受け取る。電流／電圧変換器２０１は、電流信号を電流／電圧変換することによって、第１の電圧信号を得る。具体的には、電流／電圧変換器２０１は、模擬信号または補償用光検出素子１０４からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第１の電圧信号を得る。なお、当該電流信号がパルス信号のため、第１の電圧信号はパルス信号である。電流／電圧変換器２０１は、第１の電圧信号をＡ／Ｄ変換器２０２へと出力する。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器２０２（第１のアナログ／ディジタル変換部）は、電流／電圧変換器２０１から第１の電圧信号を受け取る。Ａ／Ｄ変換器２０２は、第１の電圧信号をＡ／Ｄ変換することによって、ディジタルの第１の電圧信号情報を得る。ここで、電圧信号情報は、例えば信号の立ち上がりから立ち下がりまでの各時刻の電圧値をディジタル化した数値列である。Ａ／Ｄ変換器２０２は、第１の電圧信号情報を時間算出処理回路２０３へと出力する。
【００５６】
時間算出処理回路２０３（第１の時間算出処理部）は、Ａ／Ｄ変換器２０２から第１の電圧信号情報を受け取る。時間算出処理回路２０３は、第１の電圧信号情報に基づいて、第１の時刻または出射時刻に関する所望の時刻を算出する。具体的には、時間算出処理回路２０３は、例えば所定の電圧値を閾値として、立ち上がりの時刻を所望の時刻として算出する。或いは、時間算出処理回路２０３は、パルス信号の電圧値がピークとなった時刻を所望の時刻として算出してもよい。時間算出処理回路２０３は、所望の時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００５７】
電流／電圧変換器２０４（第２の電流／電圧変換部）は、電流／電圧変換器２０１と略同様の構成をもつ。電流／電圧変換器２０４は、選択回路１０９から電流信号を受け取る。電流／電圧変換器２０４は、電流信号を電流／電圧変換することによって、第２の電圧信号を得る。具体的には、電流／電圧変換器２０４は、模擬信号または測距用光検出素子１０５からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第２の電圧信号を得る。なお、当該電流信号がパルス信号のため、第２の電圧信号はパルス信号である。電流／電圧変換器２０４は、第２の電圧信号をＡ／Ｄ変換器２０５へと出力する。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換器２０５（第２のアナログ／ディジタル変換部）は、Ａ／Ｄ変換器２０２と略同様の構成をもつ。Ａ／Ｄ変換器２０５は、電流／電圧変換器２０４から第２の電圧信号を受け取る。Ａ／Ｄ変換器２０５は、第２の電圧信号をＡ／Ｄ変換することによって、ディジタルの第２の電圧信号情報を得る。Ａ／Ｄ変換器２０５は、第２の電圧信号情報を時間算出処理回路２０６へと出力する。
【００５９】
時間算出処理回路２０６（第２の時間算出処理部）は、時間算出処理回路２０３と略同様の構成をもつ。時間算出処理回路２０６は、Ａ／Ｄ変換器２０５から第２の電圧信号情報を受け取る。時間算出処理回路２０６は、第２の電圧信号情報に基づいて、第２の時刻または入射時刻に関する所望の時刻を算出する。時間算出処理回路２０６は、所望の時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００６０】
従って、以上のような構成によれば、補償時間計測回路（第１の計測部）および測距時間計測回路（第２の計測部）の各々が、電流／電圧変換器（電流／電圧変換部）と、アナログ／ディジタル変換器（アナログ／ディジタル変換部）と、時間算出処理回路（時間算出処理部）とを備えている。故に、この距離計測装置によれば、第１の実施形態に係る距離計測装置と同様に、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。
【００６１】
なお、図３の電流／電圧変換回路は、無限の周波数帯域を持っていることが理想的である。理想的な電流／電圧変換回路は、入力電流信号と出力電圧信号とが比例している。そのため、パルス信号の立ち上がりやピークのタイミングは入出力信号間で一致している。
【００６２】
しかし、実際の電流／電圧変換回路の周波数帯域は有限である。そのため、電流／電圧変換回路の出力電圧信号は、入力電流信号に対してなまった波形になる。その結果、出力電圧信号の立ち上がりおよびピークのタイミングは、周波数帯域に依存したずれを含む。また、この周波数帯域は、素子のばらつきや温度変化によって変化する。そのため、時間計測結果は、素子のばらつきや温度変化による誤差が生じる。
【００６３】
第２の実施形態に係る距離計測装置は、距離計測に関する複数の時間計測回路の誤差を補正することができるため、上記誤差についても補正することができる。
【００６４】
（第３の実施形態）  
図４は、第３の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図である。
【００６５】
第３の実施形態に係る距離計測装置３００は、補償時間計測回路１０８および測距時間計測回路１１０の構成などにおいて、前述の距離計測装置２００と異なる。具体的には、距離計測装置３００は、図４に例示されるように、検出閾値生成回路３０１（閾値生成部）をさらに含み、補償時間計測回路１０８（第１の計測部）は、電流／電圧変換器２０１（第１の電流／電圧変換部）と、比較器３０２（第１の比較部）と、時間／ディジタル変換器（Ｔ／Ｄ変換器）３０３（第１の時間／ディジタル変換部）とを含み、測距時間計測回路１１０は、電流／電圧変換器２０４（第２の電流／電圧変換部）と、比較器３０４（第２の比較部）と、Ｔ／Ｄ変換器３０５（第２の時間／ディジタル変換部）とを含む。
【００６６】
検出閾値生成回路３０１（閾値生成部）は、閾値電圧を生成する。ここで、閾値電圧は、例えば信号の立ち上がりを検出するために予め設定された電圧値である。検出閾値生成回路３０１は、閾値電圧の信号（閾値電圧信号）を比較器３０２および比較器３０４へと出力する。
【００６７】
電流／電圧変換器２０１（第１の電流／電圧変換部）は、選択回路１０７から電流信号を受け取る。電流／電圧変換器２０１は、電流信号を電流／電圧変換することによって、第１の電圧信号を得る。具体的には、電流／電圧変換器２０１は、模擬信号または補償用光検出素子１０４からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第１の電圧信号を得る。電流／電圧変換器２０１は、第１の電圧信号を比較器３０２へと出力する。
【００６８】
比較器３０２（第１の比較部）は、電流／電圧変換器２０１から第１の電圧信号を受け取り、検出閾値生成回路３０１から閾値電圧信号を受け取る。比較器３０２は、第１の電圧信号および閾値電圧信号の電圧を比較し、比較結果に基づく第１の時間信号を生成する。ここで、時間信号は、例えばパルス幅などによって表現される時間情報をもつ信号である。具体的には、比較器３０２は、電圧信号の電圧が閾値電圧信号の電圧よりも低い場合にＬレベルの時間信号を生成し、電圧信号の電圧が閾値電圧信号の電圧を超えた場合にＨレベルの時間信号を生成する。比較器３０２は、第１の時間信号をＴ／Ｄ変換器３０３へと出力する。
【００６９】
Ｔ／Ｄ変換器３０３（第１の時間／ディジタル変換部）は、比較器３０２から第１の時間信号を受け取る。Ｔ／Ｄ変換器３０３は、第１の時間信号をＴ／Ｄ変換することによって、第１の時刻または出射時刻に関する所望の時刻の情報を生成する。具体的には、Ｔ／Ｄ変換器３０３は、例えば、時間信号がＬレベルからＨレベルになったタイミング（立ち上がり時間）を所望の時刻とする。或いは、Ｔ／Ｄ変換器３０３は、立ち上がり時間と、時間信号がＨレベルからＬレベルになったタイミング（立ち下がり時間）とを保持することによって、立ち上がり時間から立ち下がり時間までのうちの任意のタイミングを所望の時刻としてもよい。Ｔ／Ｄ変換器３０３は、所望の時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００７０】
電流／電圧変換器２０４（第２の電流／電圧変換部）は、電流／電圧変換器２０１と略同様の構成をもつ。電流／電圧変換器２０４は、選択回路１０９から電流信号を受け取る。電流／電圧変換器２０４は、電流信号を電流／電圧変換することによって、電圧信号を得る。具体的には、電流／電圧変換器２０４は、模擬信号または測距用光検出素子１０５からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第２の電圧信号を得る。電流／電圧変換器２０４は、第２の電圧信号を比較器３０４へと出力する。
【００７１】
比較器３０４（第２の比較部）は、比較器３０２と略同様の構成をもつ。比較器３０４は、電流／電圧変換器２０４から第２の電圧信号を受け取り、検出閾値生成回路３０１から閾値電圧信号を受け取る。比較器３０４は、第２の電圧信号および閾値電圧信号の電圧を比較し、比較結果に基づく第２の時間信号を生成する。比較器３０４は、第２の時間信号をＴ／Ｄ変換器３０５へと出力する。
【００７２】
Ｔ／Ｄ変換器３０５（第２の時間／ディジタル変換部）は、Ｔ／Ｄ変換器３０３と略同様の構成をもつ。比較器３０４から第２の時間信号を受け取る。Ｔ／Ｄ変換器３０５は、第２の時間信号をＴ／Ｄ変換することによって、第２の時刻または入射時刻に関する所望の時刻の情報を生成する。Ｔ／Ｄ変換器３０５は、所望の時刻の情報を第１の減算回路１１１へと出力する。
【００７３】
従って、以上のような構成によれば、補償時間計測回路（第１の計測部）および測距時間計測回路（第２の計測部）の各々が電流／電圧変換器（電流／電圧変換部）と、比較器（比較部）と、Ｔ／Ｄ変換器（時間／ディジタル変換部）とを備えている。故に、この距離計測装置によれば、第１の実施形態に係る距離計測装置と同様に、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。
【００７４】
（第４の実施形態）  
次に、第４の実施形態に係る距離計測装置について説明する。  
一般的に、電流／電圧変換器は、発光素子の発光強度、計測対象の反射率、検出素子の感度、および電流／電圧変換器自体の変換利得などにより出力信号の振幅が変動する。そのため、所定の電圧で比較を行う比較器では、出力信号と閾値電圧との一致するタイミングが変動する可能性がある。よって、時間計測結果には誤差が含まれる可能性がある。そこで、第４の実施形態に係る距離計測装置４００は、信号の振幅の大小によらず常に一定のタイミングで信号を検出することのできるＣｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒ（ＣＦＤ）回路を利用する。
【００７５】
図５は、第４の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図である。第４の実施形態に係る距離計測装置４００は、補償時間計測回路１０８および測距時間計測回路１１０の構成などにおいて、前述の距離計測装置２００，３００と異なる。具体的には、図５に例示されるように、補償時間計測回路１０８は、電流／電圧変換器２０１（第１の電流／電圧変換部）と、ＣＦＤ回路４０１（第１の処理部）と、Ｔ／Ｄ変換器３０３（第１の時間／ディジタル変換部）とを含み、測距時間計測回路１１０は、電流／電圧変換器２０４（第２の電流／電圧変換部）と、ＣＦＤ回路４０２（第２の処理部）と、Ｔ／Ｄ変換器３０５（第２の時間／ディジタル変換部）とを含み、距離計測装置４００は、補正パラメータ演算回路４０３（補正パラメータ演算部）と補正パラメータ記憶回路４０４とをさらに含む。尚、距離計測装置４００の模擬信号生成回路１０６は、補正パラメータ演算回路４０３などの指示により、振幅の異なる複数の模擬信号を生成してもよい。
【００７６】
電流／電圧変換器２０１（第１の電流／電圧変換部）は、選択回路１０７から電流信号を受け取る。電流／電圧変換器２０１は、電流信号を電流／電圧変換することによって、第１の電圧信号を得る。具体的には、電流／電圧変換器２０１は、模擬信号または補償用光検出素子１０４からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第１の電圧信号を得る。電流／電圧変換器２０１は、第１の電圧信号をＣＦＤ回路４０１へと出力する。
【００７７】
ＣＦＤ回路４０１（第１の処理部）は、電流／電圧変換器２０１から第１の電圧信号を受け取り、補正パラメータ記憶回路４０４から補正パラメータを受け取る。ここで、補正パラメータは、例えばＣＦＤ回路４０１の内部回路における比較器のオフセット、遅延時間、および減衰時間などを設定するためのパラメータであり、具体的には、振幅に依存した計測誤差を補正する。ＣＦＤ回路４０１は、補正パラメータによって内部回路のパラメータが設定され、第１の電圧信号を減衰させた減衰信号と、第１の電圧信号を遅延させた遅延信号とが一致するタイミングである第１の時間信号を生成する。ここで、時間信号は、例えばパルス幅などによって表現される時間情報をもつ信号である。ＣＦＤ回路４０１は、第１の時間信号をＴ／Ｄ変換器３０３へと出力する。
【００７８】
Ｔ／Ｄ変換器３０３（第１の時間／ディジタル変換部）は、ＣＦＤ回路４０１から第１の時間信号を受け取る。Ｔ／Ｄ変換器３０３は、第１の時間信号をＴ／Ｄ変換することによって、第１の時刻または出射時刻に関する所望の時刻の情報を生成する。具体的には、Ｔ／Ｄ変換器３０３は、例えば、時間信号がＬレベルからＨレベルになったタイミング（立ち上がり時間）を所望の時刻とする。Ｔ／Ｄ変換器３０３は、所望の時刻の情報を補正パラメータ演算回路４０３および第１の減算回路１１１へと出力する。
【００７９】
電流／電圧変換器２０４（第２の電流／電圧変換部）は、電流／電圧変換器２０１と略同様の構成をもつ。電流／電圧変換器２０４は、選択回路１０９から電流信号を受け取る。電流／電圧変換器２０４は、電流信号を電流／電圧変換することによって、第２の電圧信号を得る。具体的には、電流／電圧変換器２０４は、模擬信号または測距用光検出素子１０５からの出力信号である電流信号を電流／電圧変換することによって第２の電圧信号を得る。電流／電圧変換器２０４は、第２の電圧信号をＣＦＤ回路４０２へと出力する。
【００８０】
ＣＦＤ回路４０２（第２の処理部）は、ＣＦＤ回路４０１と略同様の構成をもつ。ＣＦＤ回路４０２は、電流／電圧変換器２０４から第２の電圧信号を受け取り、補正パラメータ記憶回路４０４から補正パラメータを受け取る。ＣＦＤ回路４０２は、補正パラメータによって内部回路のパラメータが設定され、第２の電圧信号を減衰させた減衰信号と、第２の電圧信号を遅延させた遅延信号とが一致するタイミングの第２の時間信号を生成する。ＣＦＤ回路４０２は、第２の時間信号をＴ／Ｄ変換器３０５へと出力する。
【００８１】
Ｔ／Ｄ変換器３０５（第２の時間／ディジタル変換部）は、Ｔ／Ｄ変換器３０３と略同様の構成をもつ。Ｔ／Ｄ変換器３０５は、ＣＦＤ回路４０２から第２の時間信号を受け取る。Ｔ／Ｄ変換器３０５は、第２の時間信号をＴ／Ｄ変換することによって、第２の時刻または入射時刻に関する所望の時刻の情報を生成する。Ｔ／Ｄ変換器３０５は、所望の時刻の情報を補正パラメータ演算回路４０３および第１の減算回路１１１へと出力する。
【００８２】
補正パラメータ演算回路４０３（補正パラメータ演算部）は、Ｔ／Ｄ変換器３０３およびＴ／Ｄ変換器３０５からそれぞれ所望の時刻の情報（測定結果）を受け取る。ここで、測定結果は、第１の時刻の情報および第２の時刻の情報である。補正パラメータ演算回路４０３は、振幅の異なる複数の模擬信号によって複数算出された測定結果に基づいて、ＣＦＤ回路４０１およびＣＦＤ回路４０２の補正パラメータを演算する。補正パラメータ演算回路４０３は、補正パラメータを補正パラメータ記憶回路４０４へと出力する。
【００８３】
補正パラメータ記憶回路４０４は、補正パラメータ演算回路４０３から補正パラメータを受け取る。補正パラメータ記憶回路４０４は、補正パラメータをＣＦＤ回路４０１およびＣＦＤ回路４０２へと出力する。
【００８４】
従って、以上のような構成によれば、補償時間計測回路（第１の計測部）および測距時間計測回路（第２の計測部）の各々が電流／電圧変換器（電流／電圧変換部）と、ＣＦＤ回路（処理部）と、Ｔ／Ｄ変換器（時間／ディジタル変換部）とを備えている。さらに、距離計測装置４００は、補正パラメータ演算回路４０３（補正パラメータ演算部）と補正パラメータ記憶回路４０４とを備えている。故に、この距離計測装置によれば、第１の実施形態に係る距離計測装置と同様に、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。また、この距離計測装置は、振幅に依存した計測誤差を補正する補正パラメータに基づいてＣＦＤ回路の内部パラメータを設定する構成により、信号の振幅の大小によらず常に一定のタイミングで信号を検出できるため、計測の精度を向上させることができる。補足すると、本実施形態では、補償用光検出素子１０４および測距用光検出素子１０５の出力信号振幅に依存した距離誤差を補正する時間計測回路の非理想性で生じる振幅依存距離誤差の残留分が最小になるよう時間計測回路の特性を調整できる。
【００８５】
（第５の実施形態）  
次に、第５の実施形態に係る距離計測装置について説明する。  
一般的に、光検出器に入射するレーザ光の強度は、測定対象までの距離の二乗に反比例する。そのため、測定対象までの距離が短い場合は、反射波の信号と、環境光による不要信号および計測回路自体のノイズとの振幅比が大きく（つまりＳ／Ｎ比が高い）、比較器およびＴ／Ｄ変換器を用いた構成でも容易に計測ができる。一方、測定対象までの距離が長い場合は、Ｓ／Ｎ比が低くなるため、比較器による比較が困難であり、Ａ／Ｄ変換器および時間算出処理回路による計測が必要である。
【００８６】
しかし、Ａ／Ｄ変換器の時間分解能は、Ｔ／Ｄ変換器の時間分解能に比べて低い。よって、Ａ／Ｄ変換器を用いた計測回路は、Ｔ／Ｄ変換器を用いた計測回路に比べて、時間分解能に関連した距離分解能が低い。
【００８７】
概括すると、Ａ／Ｄ変換器を用いた計測回路は、高いノイズ耐性を持ちつつも時間分解能が低く、Ｔ／Ｄ変換器を用いた計測回路は、低いノイズ耐性ではあるものの時間分解能が高いという特徴がある。
【００８８】
図６は、第５の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図である。第５の実施形態に係る距離計測装置５００は、入射時刻を得るための回路などを２系統備える点において、前述の距離計測装置１００，２００，３００，４００とは異なる。距離計測装置５００は、例えば、測距時間計測回路にＡ／Ｄ変換器を用いた第１の系統と、測距時間計測回路にＴ／Ｄ変換器を用いた第２の系統との両方を備える。即ち、距離計測装置５００は、構成の異なる２つの測距時間計測回路によって略同一の２つの計測時間（補正計測時間）を得ることができる。
【００８９】
第１の系統は、測距用光検出素子１０５（第２の検出部）、選択回路１０９、測距時間計測回路１１０（第２の計測部）、第１の減算回路１１１（第１の演算部）、記憶回路１１２、および第２の減算回路１１３（第２の演算部）によって構成され、距離計測装置２００の各部にそれぞれ相当する。また、測距時間計測回路１１０は、電流／電圧変換器２０４と、Ａ／Ｄ変換器２０５と、時間算出処理回路２０６とを含む。
【００９０】
また、第２の系統は、測距用光検出素子１０５ａ（第３の検出部）、選択回路１０９ａ、測距時間計測回路１１０ａ（第３の計測部）、検出閾値生成回路３０１（閾値生成部）、第１の減算回路１１１ａ（第３の演算部）、記憶回路１１２ａ、および第２の減算回路１１３ａ（第４の演算部）によって構成され、距離計測装置３００の各部にそれぞれ相当する。また、測距時間計測回路１１０ａは、電流／電圧変換器２０４ａと、比較器３０４と、Ｔ／Ｄ変換器３０５とを含む。
【００９１】
基準タイミング生成回路１０１は、さらに、計測選択信号を選択回路１０９ａへと出力し、記憶制御信号を記憶回路１１２ａへと出力する。
【００９２】
測距用光検出素子１０５ａ（第３の検出部）は、例えばフォトダイオードに相当する。測距用光検出素子１０５ａは、測定対象によって反射された出射光Ｌ１（照射波）を反射光Ｌ２（反射波）として検出する。それから、測距用光検出素子１０５ａは、反射光Ｌ２を電気信号（以降、他の測距時間信号と呼ぶ）に変換する。ここで、他の測距時間信号は、例えば電流信号である。なお、発光素子１０３がパルス駆動されるため、測距用光検出素子１０５ａから出力される他の測距時間信号はパルス信号となる。測距用光検出素子１０５ａは、他の測距時間信号を選択回路１０９ａへと出力する。
【００９３】
模擬信号生成回路１０６は、補償用光検出素子１０４、測距用光検出素子１０５、および測距用光検出素子１０５ａの出力信号の波形を模擬した模擬信号を生成する。なお、補償用光検出素子１０４、測距用光検出素子１０５、および測距用光検出素子１０５ａの出力信号がそれぞれパルス信号のため、模擬信号はパルス信号となる。模擬信号生成回路１０６は、模擬信号を選択回路１０７、選択回路１０９、および選択回路１０９ａへと出力する。
【００９４】
選択回路１０９ａは、基準タイミング生成回路１０１から計測選択信号を受け取り、測距用光検出素子１０５ａから他の測距時間信号を受け取り、模擬信号生成回路１０６から模擬信号を受け取る。選択回路１０９ａは、計測選択信号に応じて他の測距時間信号および模擬信号のどちらかを選択して、測距時間計測回路１１０ａへと出力する。
【００９５】
測距時間計測回路１１０ａ（第３の計測部）は、選択回路１０９ａから模擬信号および他の測距時間信号のどちらかを受け取る。測距時間計測回路１１０ａは、模擬信号を受け取った場合に、模擬信号を計測することによって、第３の時刻を得る。ここで、第３の時刻は、例えば、模擬信号生成回路１０６、選択回路１０９ａ、および測距時間計測回路１１０ａなどを構成するそれぞれの内部回路による遅延のため、基準タイミング信号のトリガ時刻などよりも後の時刻である。測距時間計測回路１１０ａは、第３の時刻の情報を第１の減算回路１１１ａへと出力する。
【００９６】
また、測距時間計測回路１１０ａは、他の測距時間信号を受け取った場合に、他の測距時間信号を計測することによって、レーザ光が入射した時刻（他の入射時刻）を得る。ここで、他の入射時刻は、例えば、発光素子駆動回路１０２、選択回路１０９ａ、および測距時間計測回路１１０ａなどを構成するそれぞれの内部回路による遅延のため、実際の入射時刻よりも後の時刻となる。測距時間計測回路１１０ａは、他の入射時刻の情報を第１の減算回路１１１ａへと出力する。
【００９７】
換言すると、測距時間計測回路１１０ａは、模擬信号生成回路１０６から模擬信号を受け取った時間を計測することによって第３の時刻を得、且つ、測距用光検出素子１０５ａからの出力信号を受け取った時間を計測することによって反射波の他の入射時刻を得る。
【００９８】
第１の減算回路１１１ａ（第３の演算部）は、補償時間計測回路１０８から出射時刻の情報を受け取り、測距時間計測回路１１０ａから他の入射時刻の情報を受け取る。或いは、第１の減算回路１１１ａは、補償時間計測回路１０８から第１の時刻の情報を受け取り、測距時間計測回路１１０ａから第３の時刻の情報を受け取る。
【００９９】
第１の減算回路１１１ａは、出射時刻の情報および他の入射時刻の情報を受け取った場合に、他の入射時刻から出射時刻を減算することによって、レーザ光が距離計測装置５００と測定対象との間を往復するのに要した時間（他の計測時間）を得る。第１の減算回路１１１ａは、他の計測時間の情報を第２の減算回路１１３ａへと出力する。
【０１００】
また、第１の減算回路１１１ａは、第１の時刻の情報および第３の時刻の情報を受け取った場合に、第３の時刻から第１の時刻を減算することによって、補償時間計測回路１０８と測距時間計測回路１１０ａとによってそれぞれ発生する遅延時間の差（他の誤差時間）を得る。第１の減算回路１１１ａは、他の誤差時間の情報を記憶回路１１２ａへと出力する。
【０１０１】
換言すると、第１の減算回路１１１ａは、他の入射時刻から出射時刻を減算することによって、発光素子１０３から測定対象までの距離に関する計測時間を得、且つ、第３の時刻から第１の時刻を減算することによって、補償時間計測回路１０８と測距時間計測回路１１０ａとによってそれぞれ発生する遅延時間の差である他の誤差時間を得る。
【０１０２】
記憶回路１１２ａは、基準タイミング生成回路１０１から記憶制御信号を受け取り、第１の減算回路１１１ａから他の誤差時間の情報を受け取る。記憶回路１１２ａは、記憶制御信号に従って他の誤差時間の情報を記憶する。記憶回路１１２ａは、他の誤差時間の情報を第２の減算回路１１３ａへと出力する。
【０１０３】
第２の減算回路１１３ａ（第４の演算部）は、第１の減算回路１１１ａから他の計測時間の情報を受け取り、記憶回路１１２ａから誤差時間の情報を受け取る。第２の減算回路１１３ａは、他の計測時間から他の誤差時間を減算することによって、他の誤差時間が補正された計測時間（他の補正計測時間）を得る。第２の減算回路１１３ａは、他の補正計測時間の情報を、図示しない算出回路（算出部）などへと出力する。
【０１０４】
図示しない算出回路は、第２の減算回路１１３ａから受け取った他の補正計測時間に基づいて、発光素子１０３と測定対象との間の他の距離をさらに算出する。ここで、他の距離は、第１の系統による補正計測時間から算出された距離と略同一である。
【０１０５】
距離計測装置５００は、距離計測において、第１の系統および第２の系統を同時に利用してもよいし、第１の系統および第２の系統を切り替えて利用してもよい。ここで、第１の系統は、Ａ／Ｄ変換器を用いることによって環境光による不要信号および計測回路自体のノイズなどに対して有利であり、遠距離の計測に適している。また、第２の系統は、Ｔ／Ｄ変換器を用いる事によって高い距離分解能を得ることができ、近距離の計測に適している。
【０１０６】
例えば、第１の系統および第２の系統を同時に利用する場合は、距離計測装置５００は、第１の系統による補正計測時間と第２の系統による補正計測時間との２つの補正計測時間を得る。この２つの補正計測時間は、図示しない回路によって任意に処理される。
【０１０７】
次に、第１の系統および第２の系統を切り替えて利用する場合は、距離計測装置５００は、例えば計測する距離に応じて第１の系統および第２の系統を切り替えてもよい。具体的には、距離計測装置５００は、例えば計測距離が１０ｍ以上の場合は第１の系統を利用し、計測距離が１０ｍ未満の場合は第２の系統を利用する。
【０１０８】
従って、以上のような構成によれば、構成の異なる２つの測距時間計測回路（第２の計測部および第３の計測部）を備える。故に、この距離計測装置によれば、第１の実施形態に係る距離計測装置と同様に、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。また、この距離計測装置は、計測する距離に適した構成で計測を行うことができるため、計測の精度を向上させることができる。補足すると、測距時間計測回路にアナログ／ディジタル変換器を用いる構成と時間／ディジタル変換器を用いる構成の２種類を用いた場合、そのままでは、２種類の構成間で互いに異なる距離誤差が生じる。これに対し、本実施形態では、減算器および記憶回路を各々の構成に配置するので、時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。
【０１０９】
（第６の実施形態）  
次に、第６の実施形態に係る距離計測装置について説明する。  
第６の実施形態に係る距離計測装置６００は、レーザ光の検出に光電子増倍管を利用する。尚、本実施形態では、光電子増倍管としてシリコンフォトマルチプライヤ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ：ＳｉＰＭ）が用いられるが、これに限らない。
【０１１０】
一般的に、光検出器に入射する光量は、測定対象までの距離の二乗に反比例する。そのため、遠距離の距離計測を行うための光検出器には、高い感度が求められる。上記のＳｉＰＭは、光子１個に対してある確率でパルス電流を出力するため、遠距離の距離計測に最適である。尚、ＳｉＰＭから出力される信号の波形は、光子が入射したタイミングで急峻に立ち上がり、その後ある時定数τで指数的に減少する形をとる。
【０１１１】
図７は、第３の実施形態に係る距離計測装置の構成を例示するブロック図である。この距離計測装置６００は、基準タイミング生成回路１０１と、発光素子駆動回路１０２と、発光素子１０３と、補償用ＳｉＰＭ６０１（第１の検出部）と、測距用ＳｉＰＭ６０２（第２の検出部）と、ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３（模擬信号生成部）と、選択回路１０７と、補償時間計測回路１０８と、選択回路１０９と、測距時間計測回路１１０と、第１の減算回路１１１と、記憶回路１１２と、第２の減算回路１１３とを含む。
【０１１２】
補償用ＳｉＰＭ６０１（第１の検出部）は、出射光Ｌ１（照射波）を直接検出する。それから、補償用ＳｉＰＭ６０１は、出射光Ｌ１を電気信号（以降、補償時間信号と呼ぶ）に変換する。ここで、補償時間信号は、例えば電流信号である。補償用ＳｉＰＭ６０１は、補償時間信号を選択回路１０７へと出力する。尚、図７において、発光素子１０３から発生した出射光Ｌ１を補償用ＳｉＰＭ６０１が直接検出するために用いられる光学系は図示されない。
【０１１３】
測距用ＳｉＰＭ６０２（第２の検出部）は、測定対象によって反射された出射光Ｌ１（照射波）を反射光Ｌ２（反射波）として検出する。それから、測距用ＳｉＰＭ６０２は、反射光Ｌ２を電気信号（以降、測距時間信号と呼ぶ）に変換する。ここで、測距時間信号は、例えば電流信号である。測距用ＳｉＰＭ６０２は、測距時間信号を選択回路１０９へと出力する。
【０１１４】
ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３（模擬信号生成部）は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号を受け取る。それから、ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３は、基準タイミング信号に従って、ＳｉＰＭがレーザ光を検出した際に出力される電気信号（例えば電流信号）を模擬した模擬信号を生成する。換言すると、ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３は、補償用ＳｉＰＭ６０１および測距用ＳｉＰＭ６０２の出力信号の波形を模擬した模擬信号を生成する。ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３は、模擬信号を選択回路１０７および選択回路１０９へとそれぞれ出力する。
【０１１５】
ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３の第１の具体例が図８に示されている。図８のＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３は、スイッチ制御回路６１１と、スイッチＳＷ1と、キャパシタＣと、抵抗器Ｒ1と、スイッチＳＷ2と、抵抗器Ｒ2と、増幅器６１２と、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1と、電流源ＩBIASとを含む。
【０１１６】
スイッチ制御回路６１１は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。スイッチ制御回路６１１は、基準タイミング信号に基づいて、スイッチＳＷ1を制御する第１の制御信号とスイッチＳＷ2を制御する第２の制御信号とを生成する。ここで、各制御信号は、例えばＨレベルの場合にスイッチを接続し（オン状態）、Ｌレベルの場合にスイッチを開放する（オフ状態）ように設定される。スイッチ制御回路６１１は、第１の制御信号をスイッチＳＷ1へと出力し、第２の制御信号をスイッチＳＷ2へと出力する。
【０１１７】
スイッチＳＷ1は、一端が参照電圧ＶREFに接続され、他端が抵抗器Ｒ1の一端に接続される。スイッチＳＷ1は、スイッチ制御回路６１１から第１の制御信号が入力される。それから、スイッチＳＷ1は、第１の制御信号に従ってオン状態とオフ状態とが切り替えられる。
【０１１８】
キャパシタＣは、一端が電源ＶDDに接続され、他端が抵抗器Ｒ1の他端、増幅器６１２の正相入力端子、スイッチＳＷ2の一端に共通に接続される。キャパシタＣは、スイッチＳＷ1が接続、スイッチＳＷ2が開放されている状態で充電される。
【０１１９】
抵抗器Ｒ1は、一端がスイッチＳＷ1の他端に接続され、他端がキャパシタＣの他端、増幅器６１２の正相入力端子、スイッチＳＷ2の一端に共通に接続される。
【０１２０】
スイッチＳＷ2は、一端がキャパシタＣの他端、抵抗器Ｒ1の他端、増幅器６１２の正相入力端子に共通に接続され、他端が接地される。スイッチＳＷ2は、スイッチ制御回路６１１から第２の制御信号が入力される。それから、スイッチＳＷ2は、第２の制御信号に従ってオン状態とオフ状態とが切り替えられる。
【０１２１】
抵抗器Ｒ2は、一端が電源ＶDDに接続され、他端が増幅器６１２の逆相入力端子、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1のソース端子に共通に接続される。
【０１２２】
増幅器６１２は、正相入力端子がキャパシタＣの他端、抵抗器Ｒ1の他端、スイッチＳＷ2の一端に共通に接続され、逆相入力端子が抵抗器Ｒ2の他端、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1のソース端子に共通に接続され、出力端子がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1のゲート端子に接続される。増幅器６１２は、正相入力端子から入力される電圧信号ＶXと、逆相入力端子から入力される電位ＶFBとの電位が一致するようにＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1を介して負帰還が働いている。
【０１２３】
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1は、ソース端子が抵抗器Ｒ2の他端、増幅器６１２の逆相入力端子に共通に接続され、ゲート端子が増幅器６１２の出力端子に接続され、ドレイン端子が電流源ＩBIASの一端に接続される。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1は、増幅器６１２の出力に従って、ドレイン端子から電流信号ＩOUT（模擬信号）を出力する。
【０１２４】
電流源ＩBIASは、一端がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1のドレイン端子に接続され、他端が接地される。電流源ＩBIASは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1に対してバイアス電流を流す。
【０１２５】
図９において、スイッチＳＷ1、スイッチＳＷ2、電圧信号ＶXと、および電流信号ＩOUTの関係が例示される。尚、図９では、入力信号がＨレベルでスイッチがオン状態となり、入力信号がＬレベルでスイッチがオフ状態となることとする。
【０１２６】
初期状態では、スイッチＳＷ1はオン状態、スイッチＳＷ2はオフ状態となるように設定される。そして、基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）が入力されるタイミングでスイッチＳＷ1をオフ状態にし、時刻ｔ1から時刻ｔ2までの短い間だけスイッチＳＷ2をオン状態にし、その後、時刻ｔ2において、スイッチＳＷ1をオン状態、スイッチＳＷ2をオフ状態にする。
【０１２７】
時刻ｔ1において、スイッチＳＷ2がオン状態になると、キャパシタＣに溜まった電荷が放出されるため、電圧信号ＶXの電位は、参照電圧ＶREFからＧＮＤに低下する。その後、時刻ｔ2において、スイッチＳＷ1がオン状態になると、キャパシタＣが抵抗器Ｒ1を介して充電されるため、電圧信号ＶXの電位は、時定数Ｒ1Ｃで指数的に上昇し、十分な時間が経過すると参照電圧ＶREFまで戻る。
【０１２８】
上記の電圧信号ＶXは、増幅器６１２に入力され、増幅器６１２、抵抗器Ｒ2、およびＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1によって、電流信号ＩOUTに変換される。増幅器６１２は、電源ＶDDから抵抗器Ｒ2の電圧降下によって低下した電位ＶFBと、電圧信号ＶXが入力され、２つの電位が一致するようにＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1を介して負帰還が働いている。従って、抵抗器Ｒ2に流れる電流は、以下の数式（１）で表すことができる、
【０１２９】
【数１】
2018151197.tif 000003
【０１３０】
初期状態では電圧信号ＶXの電位がＶREFであるため、抵抗器Ｒ2およびＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1は、ＶREF／Ｒ2の直流電流が流れている。このとき、電流源ＩBIASをＶREF／Ｒ2とすることによって、初期状態の電流信号ＩOUTをゼロにすることができる。
【０１３１】
ＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３の第２の具体例が図１０に示されている。図１０のＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３は、スイッチ制御回路６２１と、スイッチＳＷ1〜ＳＷNと、電流源Ｉ1〜ＩNと、電流源Ｉdriveと、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1と、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ2と、電流源ＩBIASとを含む。
【０１３２】
スイッチ制御回路６２１は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。スイッチ制御回路６２１は、基準タイミング信号に基づいて、スイッチＳＷ1〜ＳＷNをそれぞれ制御する制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］を生成する。ここで、各制御信号は、例えばＨレベルの場合にスイッチを接続し（オン状態）、Ｌレベルの場合にスイッチを開放する（オフ状態）ように設定される。スイッチ制御回路６２１は、制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］をそれぞれスイッチＳＷ1〜ＳＷNへと出力する。
【０１３３】
スイッチＳＷ1〜ＳＷNは、それぞれの一端がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1のゲート端子およびドレイン端子、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ2のドレイン端子、電流源Ｉdriveの一端に共通に接続され、それぞれの他端が電流源Ｉ1〜ＩNのそれぞれの一端に接続される。スイッチＳＷ1〜ＳＷNは、スイッチ制御回路６２１からそれぞれ制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］が入力される。それから、スイッチＳＷ1〜ＳＷNは、制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］に従ってそれぞれオン状態とオフ状態とが切り替えられる。
【０１３４】
電流源Ｉ1〜ＩNは、それぞれの一端がスイッチＳＷ1〜ＳＷNのそれぞれの他端に接続され、それぞれの一端が接地される。電流源Ｉ1〜ＩNは、例えば電流源Ｉ1の電流量を一番大きくし、電流源ＩNへ行くにつれて電流量を下げるように調整される。電流源Ｉ1〜ＩNは、電流信号ＩOUT（模擬信号）を生成する。
【０１３５】
電流源Ｉdriveは、一端がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1のゲート端子およびドレイン端子、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ2のドレイン端子、スイッチＳＷ1〜ＳＷNのそれぞれの一端に共通に接続され、他端が接地される。電流源Ｉdriveは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1を駆動させる。
【０１３６】
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1は、ソース端子が電源ＶDDに接続され、ゲート端子およびドレイン端子がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ2のドレイン端子、スイッチＳＷ1〜ＳＷNのそれぞれの一端、電流源Ｉdriveの一端に共通に接続される。
【０１３７】
Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ2は、ソース端子が電源ＶDDに接続され、ゲート端子がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1のゲート端子およびドレイン端子、スイッチＳＷ1〜ＳＷNのそれぞれの一端、電流源Ｉdriveの一端に共通に接続され、ドレイン端子が電流源ＩBIASの一端に接続される。ここで、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ1およびＰ型ＭＯＳトランジスタＭ1によってカレントミラーが構成される。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ2は、電流源Ｉ1〜ＩNの出力に従って、ドレイン端子から電流信号ＩOUT（模擬信号）を出力する。
【０１３８】
電流源ＩBIASは、一端がＰ型ＭＯＳトランジスタＭ2のドレイン端子に接続され、他端が接地される。電流源ＩBIASは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＭ2に対してバイアス電流を流す。
【０１３９】
スイッチ制御回路６２１の第１の具体例が図１１に示されている。図１１のスイッチ制御回路６２１は、Ｄ型フリップフロップ（Ｄ  ｆｌｉｐ−ｆｌｏｐ：Ｄ−ＦＦ）６３１−１〜６３１−Ｎを含む。
【０１４０】
Ｄ−ＦＦ６３１−１は、電源ＶSSからＬレベル信号を受け取り、図示されないクロック生成回路からクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受け取り、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。Ｄ−ＦＦ６３１−１は、Ｌレベル信号、基準タイミング信号、およびクロック信号に基づいて、制御信号ＳＥＬ［１］を図１０のスイッチＳＷ1およびＤ−ＦＦ６３１−２へと出力する。
【０１４１】
Ｄ−ＦＦ６３１−２は、Ｄ−ＦＦ６３１−１から制御信号ＳＥＬ［１］を受け取り、図示されないクロック生成回路からクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受け取り、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。Ｄ−ＦＦ６３１−２は、制御信号ＳＥＬ［１］、基準タイミング信号、およびクロック信号に基づいて、制御信号ＳＥＬ［２］を図１０のスイッチＳＷ2およびＤ−ＦＦ６３１−３へと出力する。
【０１４２】
Ｄ−ＦＦ６３１−３は、Ｄ−ＦＦ６３１−２から制御信号ＳＥＬ［２］を受け取り、図示されないクロック生成回路からクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受け取り、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。Ｄ−ＦＦ６３１−３は、制御信号ＳＥＬ［２］、基準タイミング信号、およびクロック信号に基づいて、制御信号ＳＥＬ［３］を図１０のスイッチＳＷ3およびＤ−ＦＦ６３１−４（図示せず）へと出力する。
【０１４３】
Ｄ−ＦＦ６３１−Ｎは、Ｄ−ＦＦ６３１−（Ｎ−１）から制御信号ＳＥＬ［Ｎ−１］を受け取り、図示されないクロック生成回路からクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受け取り、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。Ｄ−ＦＦ６３１−Ｎは、制御信号ＳＥＬ［Ｎ−１］、基準タイミング信号、およびクロック信号に基づいて、制御信号ＳＥＬ［Ｎ］を図１０のスイッチＳＷNへと出力する。
【０１４４】
図１２において、図１０のＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３に図１１のスイッチ制御回路６２１を用いた場合のクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）、基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）、制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］、および電流信号ＩOUTの関係が例示される。
【０１４５】
スイッチ制御回路６２１は、ＴＲＩＧの入力によってスイッチＳＷ1〜ＳＷNを全てオン状態にする（制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］を全てＨレベルにする）。その後、スイッチ制御回路６２１は、ＣＬＫ＿ＰＬＬの１サイクル毎にスイッチＳＷ1からスイッチＳＷNまでを順番にオフ状態にする（制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］をＳＥＬ［１］から順番にＨレベルからＬレベルにする）。
【０１４６】
電流信号ＩOUTは、スイッチがオフ状態になる毎にカレントミラーへ入力される電流が減少するため、ＴＲＩＧの入力時点をピークとして時間経過と共に電流値が減少する。電流値の減少量は、電流源Ｉ1〜ＩNの各電流量を調整することによって、図９の電流信号ＩOUTのように時間経過と共に指数的に減少する。よって、図１２の電流信号ＩOUTは、ＳｉＰＭの出力信号の波形を模擬した信号（模擬信号）となる。尚、模擬信号の時定数は、図１１の回路構成の場合には、電流源Ｉ1〜ＩNのそれぞれの電流比とＣＬＫ＿ＰＬＬの周波数とで決定される。
【０１４７】
スイッチ制御回路６２１の第２の具体例が図１３に示されている。図１３のスイッチ制御回路６２１は、ＮＯＴゲート６４１と、遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎと、ＡＮＤゲート６４３−１〜６４３−Ｎとを含む。
【０１４８】
ＮＯＴゲート６４１は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取る。ＮＯＴゲート６４１は、基準タイミング信号を論理反転する。ＮＯＴゲート６４１は、論理反転させた基準タイミング信号をＡＮＤゲート６４３−１〜６４３−Ｎへとそれぞれ出力する。
【０１４９】
遅延素子６４２−１は、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取り、図示しない回路から制御電圧ＶCONTを受け取る。遅延素子６４２−１は、制御電圧ＶCONTによって出力信号がセットされる。それから、遅延素子６４２−１は、基準タイミング信号を時間長ｔｄ分遅延させる。遅延素子６４２−１は、時間長ｔｄ分遅延させた基準タイミング信号をＡＮＤゲート６４３−１および遅延素子６４２−２へと出力する。
【０１５０】
ＡＮＤゲート６４３−１は、ＮＯＴゲート６４１から論理反転された基準タイミング信号を受け取り、遅延素子６４２−１から時間長ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取る。ＡＮＤゲート６４３−１は、論理反転された基準タイミング信号および時間長ｔｄ分遅延された基準タイミング信号の両方がＨレベルの期間において、Ｈレベルの制御信号ＳＥＬ［１］を生成する。ＡＮＤゲート６４３−１は、制御信号ＳＥＬ［１］を図１０のスイッチＳＷ1へと出力する。
【０１５１】
遅延素子６４２−２は、遅延素子６４２−１から時間長ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取り、図示しない回路から制御電圧ＶCONTを受け取る。遅延素子６４２−２は、制御電圧ＶCONTによって出力信号がセットされる。それから、遅延素子６４２−２は、時間長ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を時間長ｔｄ分さらに遅延させる。遅延素子６４２−１は、時間長２・ｔｄ分遅延させた基準タイミング信号をＡＮＤゲート６４３−２および遅延素子６４２−３へと出力する。
【０１５２】
ＡＮＤゲート６４３−２は、ＮＯＴゲート６４１から論理反転された基準タイミング信号を受け取り、遅延素子６４２−２から時間長２・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取る。ＡＮＤゲート６４３−２は、論理反転された基準タイミング信号および時間長２・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号の両方がＨレベルの期間において、Ｈレベルの制御信号ＳＥＬ［２］を生成する。ＡＮＤゲート６４３−２は、制御信号ＳＥＬ［２］を図１０のスイッチＳＷ2へと出力する。
【０１５３】
遅延素子６４２−３は、遅延素子６４２−２から時間長２・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取り、図示しない回路から制御電圧ＶCONTを受け取る。遅延素子６４２−３は、制御電圧ＶCONTによって出力信号がセットされる。それから、遅延素子６４２−３は、時間長２・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を時間長ｔｄ分さらに遅延させる。遅延素子６４２−３は、時間長３・ｔｄ分遅延させた基準タイミング信号をＡＮＤゲート６４３−３および遅延素子６４２−４（図示せず）へと出力する。
【０１５４】
ＡＮＤゲート６４３−３は、ＮＯＴゲート６４１から論理反転された基準タイミング信号を受け取り、遅延素子６４２−３から時間長３・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取る。ＡＮＤゲート６４３−３は、論理反転された基準タイミング信号および時間長３・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号の両方がＨレベルの期間において、Ｈレベルの制御信号ＳＥＬ［３］を生成する。ＡＮＤゲート６４３−３は、制御信号ＳＥＬ［３］を図１０のスイッチＳＷ3へと出力する。
【０１５５】
遅延素子６４２−Ｎは、図示しない遅延素子６４２−（Ｎ−１）から時間長（Ｎ−１）・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取り、図示しない回路から制御電圧ＶCONTを受け取る。遅延素子６４２−Ｎは、制御電圧ＶCONTによって出力信号がセットされる。それから、遅延素子６４２−Ｎは、時間長（Ｎ−１）・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を時間長ｔｄ分さらに遅延させる。遅延素子６４２−Ｎは、時間長Ｎ・ｔｄ分遅延させた基準タイミング信号をＡＮＤゲート６４３−Ｎへと出力する。
【０１５６】
ＡＮＤゲート６４３−Ｎは、ＮＯＴゲート６４１から論理反転された基準タイミング信号を受け取り、遅延素子６４２−Ｎから時間長Ｎ・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取る。ＡＮＤゲート６４３−Ｎは、論理反転された基準タイミング信号および時間長Ｎ・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号の両方がＨレベルの期間において、Ｈレベルの制御信号ＳＥＬ［Ｎ］を生成する。ＡＮＤゲート６４３−Ｎは、制御信号ＳＥＬ［Ｎ］を図１０のスイッチＳＷNへと出力する。
【０１５７】
図１４において、図１０のＳｉＰＭ模擬信号生成回路６０３に図１３のスイッチ制御回路６２１を用いた場合の基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）、制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］、および電流信号ＩOUTの関係が例示される。
【０１５８】
スイッチ制御回路６２１は、ＴＲＩＧの入力（ＨレベルからＬレベルへの切り替え）によってスイッチＳＷ1〜ＳＷNを全てオン状態にする（制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］を全てＨレベルにする）。その後、スイッチ制御回路６２１は、遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎを信号が伝搬する個数毎にスイッチＳＷ1からスイッチＳＷNまでを順番にオフ状態にする（制御信号ＳＥＬ［１：Ｎ］をＳＥＬ［１］から順番にＨレベルからＬレベルにする）。
【０１５９】
電流信号ＩOUTは、スイッチがオフ状態になる毎にカレントミラーへ入力される電流が減少するため、ＴＲＩＧの入力時点をピークとして時間経過と共に電流値が減少する。電流値の減少量は、電流源Ｉ1〜ＩNの各電流量を調整することによって、図９の電流信号ＩOUTのように時間経過と共に指数的に減少する。よって、図１４の電流信号ＩOUTは、ＳｉＰＭの出力信号の波形を模擬した信号（模擬信号）となる。尚、模擬信号の時定数は、図１３の回路構成の場合には、電流源Ｉ1〜ＩNのそれぞれの電流比と遅延素子の遅延時間とで決定される。
【０１６０】
なお、遅延素子の遅延時間は、Ｄ−ＦＦに入力されるクロック信号の１サイクルの周期よりも時間長を短くすることが容易である。即ち、スイッチ制御回路６２１は、Ｄ−ＦＦを用いた構成よりも、遅延素子を用いた構成の方がより高い時間分解能でスイッチの制御が可能となる。従って、模擬信号の時間分解能は、Ｄ−ＦＦを用いた構成よりも、遅延素子を用いた構成の方が高くなる。
【０１６１】
しかし、遅延素子の遅延時間は、各素子のばらつき、温度変化、および電源電圧により変動する可能性がある。そのため、遅延素子を用いた回路は、図９の電流信号ＩOUTの時定数と等しい時定数の模擬信号を生成することが困難となる可能性がある。そこで、模擬信号の時定数を制御する方法として、遅延素子をＤｅｌａｙ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ（ＤＬＬ）回路に置き換える方法が考えられる。
【０１６２】
スイッチ制御回路６２１の第３の具体例が図１５に示されている。図１５のスイッチ制御回路６２１は、図１３のスイッチ制御回路６２１の構成にさらにセレクタ６５１と、ＮＯＴゲート６５２と、位相比較器６５３と、チャージポンプ回路６５４と、フィルタ６５５とを含む。尚、遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎと、位相比較器６５３と、チャージポンプ回路６５４と、フィルタ６５５とでＤＬＬ回路が構成される。
【０１６３】
セレクタ６５１は、図示されない制御回路から選択信号（ＳＥＬ）を受け取り、基準タイミング生成回路１０１から基準タイミング信号（ＴＲＩＧ）を受け取り、図示されないクロック生成回路からクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受け取る。セレクタ６５１は、選択信号に応じて、基準タイミング信号およびクロック信号のどちらかを遅延素子６４２−１へと出力する。ここで、選択信号は、例えば遅延素子６４１−１〜６４１−Ｎの遅延時間を調整する場合には、セレクタ６５１に対してクロック信号を出力させるように設定される。
【０１６４】
ＮＯＴゲート６５２は、図示されないクロック生成回路からクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受け取る。ＮＯＴゲート６５２は、クロック信号を論理反転する。ＮＯＴゲート６５２は、論理反転させたクロック信号を位相比較器６５３へと出力する。
【０１６５】
位相比較器６５３は、遅延素子６４２−Ｎから時間長Ｎ・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号を受け取り、ＮＯＴゲート６５２から論理反転されたクロック信号を受け取る。位相比較器６５３は、時間長Ｎ・ｔｄ分遅延された基準タイミング信号の位相と論理反転されたクロック信号の位相とを比較することによって、比較結果をチャージポンプ回路６５４へと出力する。ここで、比較結果は、例えば「進んでいる」「同期」「遅れている」のいずれかを示す信号である。
【０１６６】
チャージポンプ回路６５４は、位相比較器６５３から比較結果を受け取る。チャージポンプ回路６５４は、比較結果に応じて遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎの遅延時間を制御する制御電圧の信号（制御電圧信号）を生成する。チャージポンプ回路６５４は、制御電圧信号をフィルタ６５５へと出力する。
【０１６７】
フィルタ６５５は、例えばローパスフィルタ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：ＬＰＦ）に相当する。フィルタ６５５は、チャージポンプ回路６５４から制御電圧信号を受け取る。フィルタ６５５は、制御電圧信号を所望の帯域のみ通過させて、遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎへと出力する。
【０１６８】
遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎは、フィルタ６５５からフィルタ処理された制御電圧信号を受け取る。遅延素子６４２−１〜６４２−Ｎは、フィルタ処理された制御電圧信号に基づいて、遅延時間が制御される。
【０１６９】
遅延素子１段の遅延時間は、例えば基準クロックの周波数が１００ＭＨｚ（１周期１０ｎｓ）、遅延素子の段数が２０段の場合には、５００ｐｓ（＝１０ｎｓ／２０）となる。また、上述の基準クロックは、例えば水晶発振器からＰＬＬを用いて生成することによって、精度の高い周波数が得られる。即ち、模擬信号の時定数についても、基準クロック同様に高い精度で設定することができる。
【０１７０】
従って、以上のような構成によれば、レーザ光の検出にシリコンフォトマルチプライヤを利用する。故に、この距離計測装置によれば、第１の実施形態に係る距離計測装置と同様に、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができる。また、この距離計測装置は、光検出器に感度の高いシリコンフォトマルチプライヤを用いることで遠距離の距離計測が可能である。
【０１７１】
なお、前述の距離計測装置１００，２００，３００，４００，５００の各検出素子は、シリコンフォトマルチプライヤを用いて実装されてもよく、模擬信号生成回路は、シリコンフォトマルチプライヤの出力信号の波形を模擬した模擬信号を生成してもよい。
【０１７２】
（第７の実施形態）  
次に、第７の実施形態に係る距離画像撮影装置について説明する。  
前述の距離計測装置１００，２００，３００，４００，５００，６００は、図１６に例示される距離画像撮影装置７００に適用可能である。距離画像撮影装置７００は、測定対象（或いは、測定範囲）の複数点の距離を計測することによって距離画像を得ることができる。具体的には、距離画像撮影装置７００は、位置制御部７０１と、駆動部７０２と、反射板７０３と、距離計測装置７０４と、画像生成部７０５とを含む。尚、図１６では、反射光Ｌ２の描画を省略している。
【０１７３】
位置制御部７０１は、例えば測定対象を含む撮影範囲内の位置を指定する。具体的には、位置制御部７０１は、図１７に例示されるように、（Ｍ−１）×（Ｎ−１）画素の撮影範囲７１０の画素位置（Ｘ1，Ｙ1）…（ＸM，ＹN）をラスタスキャン順に指定し、当該画素位置の情報を駆動部７０２、距離計測装置７０４、および画像生成部７０５へと出力する。尚、画素位置の指定は、ラスタスキャンに限らず、他の方法が用いられてよい。
【０１７４】
駆動部７０２は、位置制御部７０１から画素位置の情報を受け取る。駆動部７０２は、画素位置に従って反射板７０３を駆動させる。具体的には、駆動部７０２は、図１７に例示されるように、撮影範囲７１０上のほぼ平行な複数の直線経路Ｐ１〜ＰＮに沿って、垂直方向にずらしながら、水平方向に順に走査させるように反射板７０３を駆動させる。
【０１７５】
反射板７０３は、例えばＭＥＭＳミラーに相当する。反射板７０３は、駆動部７０２の制御に従って、反射面の傾斜角度を連続的に変更して出射光Ｌ１を反射させる。尚、反射板７０３は、複数のＭＥＭＳミラーによって構成されてもよいし、ＭＥＭＳミラーと回転ミラーとの組み合わせによって構成されてもよい。
【０１７６】
図１８Ａにおいて、ＭＥＭＳミラー７０３ａが例示される。ＭＥＭＳミラー７０３ａは、出射光Ｌ１を反射する反射面７２０ａを有する。ここで、反射面７２０ａは、出射光Ｌ１の反射方向を変化させて、反射された出射光Ｌ１を撮影範囲７１０で走査させるとともに、撮影範囲７１０で反射された反射光Ｌ２（図示せず）を反射させる。また、反射面７２０ａは、例えば互いに交差する２つの回動軸線ＲＡ１，ＲＡ２を中心として回動可能となっている。ＭＥＭＳミラー７０３ａは、駆動部７０２の制御に従って、反射面７２０ａの傾斜角度を連続的に変更して出射光Ｌ１の反射方向を変化させる。
【０１７７】
図１８Ｂにおいて、回転ミラー７０３ｂが例示される。回転ミラー７０３ｂは、六角柱のそれぞれの側面に出射光Ｌ１を反射する反射面７２０ｂを有する。回転ミラー７０３ｂは、中心軸に沿った回動軸線ＲＡを中心として回動可能となっている。回転ミラー７０３ｂは、駆動部７０２の制御に従って、反射面７２０ｂの傾斜角度を連続的に変更して出射光Ｌ１の反射方向を変化させる。
【０１７８】
距離計測装置７０４は、前述の距離計測装置１００，２００，３００，４００，５００，６００のいずれかに相当する。距離計測装置７０４は、位置制御部７０１から画素位置の情報を受け取る。距離計測装置７０４は、出射光Ｌ１の出射時刻と、反射光Ｌ２の入射時刻と、に基づいて、計測時間を得、そして複数の時間計測回路間の誤差を補正した補正計測時間を得る。距離計測装置７０４は、補正計測時間の情報を画像生成部７０５へと出力する。
【０１７９】
画像生成部７０５は、位置制御部７０１から画素位置の情報を受け取り、距離計測装置７０４から補正計測時間の情報を受け取る。画像生成部７０５は、それぞれの画素位置に対応する補正計測時間の情報に基づいて、撮影範囲７１０の画素数に対応する距離画像を生成する。
【０１８０】
距離画像撮影装置７００は、図１９に例示されるように動作する。図１９では、画素位置（Ｘ1，Ｙ1）に対応する（１，１）画素から画素位置（ＸM，ＹN）に対応する（Ｍ，Ｎ）画素までの測距動作（１フレームの測距動作）を行った後に誤差検出動作を行う。即ち、この動作は、１フレーム毎に１回の誤差検出を行う。例えば、温度変動による誤差の変動に追従するための誤差検出動作は、定期的に行う必要がある。図１９の動作であっても、１秒間に２０枚の画像を取得する場合には５０ｍｓ毎に誤差検出が行われるため、温度変動に十分追従することができる。
【０１８１】
或いは、距離画像撮影装置７００は、１画素分の測距動作に係る時間が、距離計測装置７０４の最大計測距離をレーザ光が往復するのに要する時間に対して十分長い場合に、１画素分の測距動作毎に誤差検出を行ってもよい。具体的には、距離画像撮影装置７００は、図２０Ａに例示されるように、１画素分の測距動作を行った後に誤差検出動作を行う。図２０Ａは、誤差検出動作において、模擬信号を補償時間計測回路および測距時間計測回路に同時に入力する動作を示しているが、これに限らない。例えば、図２０Ｂに例示されるように、模擬信号を補償時間計測回路および測距時間計測回路に別々のタイミングで（例えば時間ΔＴｐだけずらして）入力してもよい。
【０１８２】
従って、以上のような構成によれば、第７の実施形態に係る距離画像撮影装置は、前述の各実施形態に係る距離計測装置を含む。故に、この距離画像撮影装置によれば、距離計測に関する複数の時間計測回路間の誤差を補正した計測時間を得ることができ、精度の高い距離画像を生成することができる。
【０１８３】
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。これら新規な実施形態は、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】
【０１８４】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７０４…距離計測装置、１０１…基準タイミング生成回路、１０２…発光素子駆動回路、１０３…発光素子、１０４…補償用光検出素子、１０５，１０５ａ…測距用光検出素子、１０６…模擬信号生成回路、１０７，１０９，１０９ａ…選択回路、１０８…補償時間計測回路、１１０，１１０ａ…測距時間計測回路、１１１，１１１ａ…第１の減算回路、１１２，１１２ａ…記憶回路、１１３，１１３ａ…第２の減算回路、２０１，２０４，２０４ａ…電流／電圧変換器、２０２，２０５…Ａ／Ｄ変換器、２０３，２０６…時間算出処理回路、３０１…検出閾値生成回路、３０２，３０４…比較器、３０３，３０５，…Ｔ／Ｄ変換器、４０１，４０２…ＣＦＤ回路、４０３…補正パラメータ演算回路、４０４…補正パラメータ記憶回路、６０１…補償用ＳｉＰＭ、６０２…測距用ＳｉＰＭ、６０３…ＳｉＰＭ模擬信号生成回路、６１１，６２１…スイッチ制御回路、６１２…増幅器、６３１…Ｄ−ＦＦ、６４１，６５２…ＮＯＴゲート、６４２…遅延素子、６４３…ＡＮＤゲート、６５１…セレクタ、６５３…位相比較器、６５４…チャージポンプ回路、６５５…フィルタ、７００…距離画像撮影装置、７０１…位置制御部、７０２…駆動部、７０３…反射板、７０３ａ…ＭＥＭＳミラー、７０３ｂ…回転ミラー、７０５…画像生成部、７１０…撮影範囲、７２０ａ，７２０ｂ…反射面、Ｌ１…出射光、Ｌ２…反射光、Ｐ１，Ｐ２，ＰＮ…直線経路、ＲＡ，ＲＡ１，ＲＡ２…回動軸線。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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