(57)【要約】【課題】当該距離測定装置から照射されたレーザ光であるか否かを判別できる技術を提供する。【解決手段】距離測定装置１は、信号生成部２２と、照射部３１と、を備える。信号生成部２２は、レーザ光により出力すべき出力信号を生成するように構成されている。照射部３１は、上記信号生成部２２により生成された出力信号に従って変調されたレーザ光を照射するように構成されている。また上記信号生成部２２は、上記対象物までの距離を測定するための信号である距測信号を生成するように構成された距測信号生成部４１と、ヘッダ信号を生成するように構成されたヘッダ信号生成部４２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射し、対象物（２）に当たって反射した反射光を受光して前記対象物までの距離を測定する距離測定装置（１）であって、
出力信号を生成するように構成された信号生成部（２２）と、
前記信号生成部により生成された出力信号に従って変調されたレーザ光を照射するように構成された照射部（３１）と、を備え、
前記信号生成部は、
前記対象物までの距離を測定するための信号である距測信号を生成するように構成された距測信号生成部（４１）と、
ヘッダ信号を生成するように構成されたヘッダ信号生成部（４２）と、を備える、距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置であって、
前記距測信号生成部は、Ｘ値の信号を生成し、
前記ヘッダ信号生成部は、Ｙ値の信号を生成する、距離測定装置。
なお、Ｘ及びＹは自然数であって、Ｘ≧２、かつ、Ｙ＞Ｘである。
【請求項３】
請求項２に記載の距離測定装置であって、
前記照射部は、直接変調により２値の信号として生成されたレーザ光を間接変調することにより、前記ヘッダ信号を３値以上の信号にする、距離測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の距離測定装置であって、
さらに、受光したレーザ光の前記ヘッダ信号を取得するように構成されたヘッダ取得部（４３）を備える、距離測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の距離測定装置であって、
前記ヘッダ信号生成部は、前記ヘッダ取得部により取得されたヘッダ信号のうち、当該距離測定装置により照射されたレーザ光のヘッダ信号を除くヘッダ信号と相違するヘッダ信号を生成する、距離測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の距離測定装置であって、
前記ヘッダ信号生成部は、前記ヘッダ信号における先頭ビット及び終了ビットには、共通の所定値を用いて前記ヘッダ信号を生成する一方、前記ヘッダ信号における先頭ビット及び終了ビット以外のビットには、前記所定値以外の値を用いて前記ヘッダ信号を生成し、
前記距測信号生成部は、前記所定値以外の値を用いて前記距測信号を生成する、距離測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の距離測定装置であって、
前記ヘッダ信号における先頭部分の複数のビットと、終了部分の複数のビットとは、共通の変調パターンを含む、距離測定装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の距離測定装置であって、
さらに、受光したレーザ光のうち、前記ヘッダ信号生成部により生成された前記ヘッダ信号を有するレーザ光を、当該距離測定装置により照射されたレーザ光であると判断する判断部（４４）を備える、距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象物との間の距離を測定する距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ信号を用いた距離測定装置が用いられている。下記特許文献１には、変調駆動装置によって光源の送出周波数を変化させるという技術が提案されている。この技術は、上記の手法により、複数の距離測定装置が存在する場面において、当該距離測定装置から照射されたレーザ信号を他の装置から照射された信号と区別することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１１−５０６９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、上記特許文献１の手法では、他の装置から照射される信号との周波数干渉による信号劣化が生じてしまうという課題が見出された。
本開示の１つの局面は、当該距離測定装置から照射されたレーザ光であるか否かを判別できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による距離測定装置（１）は、レーザ光を照射し、対象物に当たって反射した反射光を受光して前記対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、信号生成部（２１）と、照射部（３１）と、を備える。
【０００６】
前記信号生成部は、出力信号を生成するように構成されている。前記照射部は、前記信号生成部により生成された出力信号に従って変調されたレーザ光を照射するように構成されている。
【０００７】
また前記信号生成部は、距測信号生成部（４１）と、ヘッダ信号生成部（４２）と、を備える。前記距測信号生成部は、前記対象物までの距離を測定するための信号である距測信号を生成するように構成されている。前記ヘッダ信号生成部は、ヘッダ信号を生成するように構成されている。
【０００８】
このような構成によれば、レーザ光が含む信号が、距測信号のみでなくヘッダ信号を含む。よって、ヘッダ信号によりレーザ光の照射元の距離測定装置が判別できるため、自装置から照射されたレーザ光であるか否かを判別することができる。
【０００９】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の距離測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の距離測定装置が照射するレーザ光の出力信号を説明する図である。
【図３】実施形態の距離測定装置が照射するレーザ光の出力信号を説明する図である。
【図４】変形例の距離測定装置が照射するレーザ光の出力信号を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す距離測定装置１は、レーザ光を照射し、対象物２に当たって反射した反射光を受光して対象物までの距離を測定する装置である。距離測定装置１は、フォトダイオード（以下、ＰＤ）１１と、レーザダイオード（以下、ＬＤ）１２と、変調器（以下、ＭＤ）１３と、レーザ入力観測部２１と、信号生成部２２と、レーザ駆動部２３と、を備える。ＬＤ１２、ＭＤ１３、及びレーザ駆動部２３が、照射部３１を構成する要素として含まれる。
【００１２】
ＰＤ１１は、受光した光を電圧へ変換する受光素子である。ＰＤ１１は、距離測定装置１の外部からレーザ光を受信し、レーザ光により送信された信号をレーザ入力観測部２１に出力する。
【００１３】
ＬＤ１２は、電圧が加えられたときに発光する半導体レーザ素子であり、レーザ駆動部２３によって駆動される。レーザ駆動部２３は、信号生成部２２によって制御される回路を有しており、ＬＤ１２に印加する電圧を制御することにより、ＬＤ１２の照射するレーザ光の強度変化を行う直接変調を行う。
ＭＤ１３は、電圧の印加量によって光の透過量を変化するものであって、信号生成部２２に制御されて駆動し、ＬＤ１２により照射されたレーザ光に対して変調を加える。
【００１４】
レーザ入力観測部２１は、ＰＤ１１の出力信号を受信して、ＰＤ１１が受光したレーザ光の信号を取得する。レーザ入力観測部２１は、ヘッダ取得部４３と、判断部４４と、を備える。
【００１５】
ヘッダ取得部４３は、ＰＤ１１が受光したレーザ光のヘッダ信号を取得する。取得されるヘッダ信号には、当該距離測定装置１（以下、自装置ともいう）が照射したレーザ光のヘッダ信号と、当該距離測定装置１以外の距離測定装置等の装置（以下、他装置ともいう）が照射したレーザ光のヘッダ信号と、が含まれ得る。後述するヘッダ信号生成部４２は、他装置のヘッダ信号と重複しないように自装置のヘッダ信号を設定する。
【００１６】
判断部４４は、ＰＤ１１が受光したレーザ光のうち、後述するヘッダ信号生成部４２により生成されたヘッダ信号を有するレーザ光を、自装置により照射されたレーザ光の反射光であると判断する。自装置の照射したレーザ光の反射光を受光したときには、受信信号を図示しない信号処理部に出力する。信号処理部では、当該距離測定装置１から対象物２までの距離を算出する。具体的な算出方法や算出原理は周知であるため説明を割愛する。
【００１７】
信号生成部２２は、出力信号を生成する。この出力信号は、照射部３１により照射されるレーザ光を変調することによりレーザ光に付与される信号である。信号生成部２２は、対象物までの距離を測定するための信号である距測信号を生成するように構成された距測信号生成部４１と、ヘッダ信号を生成するように構成されたヘッダ信号生成部４２と、を備える。
【００１８】
距測信号生成部４１は、距測信号として、２値の信号を生成する。ヘッダ信号生成部４２は、３値以上の多値の信号を生成する。またヘッダ信号生成部４２は、ヘッダ取得部４３により取得されたヘッダ信号と相違するヘッダ信号を生成する。つまり信号生成部２２は、自装置ではない他装置が照射したレーザ光のヘッダ信号とは異なるヘッダ信号を含む出力信号を生成する。
【００１９】
照射部３１は、信号生成部２２により生成された出力信号に従って変調されたレーザ光を照射する。本実施形態においては、照射部３１は、ＬＤ１２において直接変調により２値の信号として生成されたレーザ光を、ＭＤ１３にて間接変調することにより、ヘッダ信号を３値以上の信号にする。
【００２０】
［１−２．出力信号］
図２に、２つの出力信号の例を示す。信号（イ）と信号（ロ）とは、ヘッダ信号部分が異なり、距測信号部分が同一である。なお図１においてＰＤ１１が受光するレーザ光のヘッダ信号の例が上記信号（イ）であり、照射部３１から照射されるレーザ光のヘッダ信号の例が上記信号（ロ）である。
【００２１】
信号生成部２２のヘッダ信号生成部４２は、他装置から照射されたレーザ光のヘッダ信号と重複しないヘッダ信号を使用することにより、レーザ光の照射元が自装置であるか否かを判別可能な情報をレーザ光に付与する。
【００２２】
図３を用いてヘッダ信号及び距測信号の特徴を説明する。ヘッダ信号生成部４２は、ヘッダ信号として、次のような信号を生成することができる。
（ｉ）ヘッダ信号における先頭ビット５１及び終了ビット５２には、共通の所定値を使用する。
（ｉｉ）ヘッダ信号における先頭ビット５１及び終了ビット５２以外のビットには、所定値以外の値を用いる。
【００２３】
また距測信号生成部４１は、距測信号として、次のような信号を生成することができる。
（ｉｉｉ）距測信号には、所定値以外の値を用いる。
図３に示す信号において、ヘッダ信号は「０」、「１」、「２」の３値で構成され、距測信号は「１」、「２」の２値で構成される。ヘッダの先頭ビット５１と終了ビット５２の値は「０」である。また、ヘッダのそれら以外の部分と、距測信号と、は「１」及び「２」により構成される。
【００２４】
上述した（ｉ）〜（ｉｉｉ）を満たすことにより、「０」の強度を有する信号はヘッダ信号に限られることとなる。言い換えると、ヘッダ信号は、専用となる値を有するビットを先頭と最後に有する信号である。よって、ヘッダ信号を距測信号と明確に区別することができるようになる。
【００２５】
距測信号は２値のパルスである。なお距測信号及びヘッダ信号の周波数は任意に調整することができる。つまり、ヘッダ信号が同一であり周波数が異なる信号や、ヘッダ信号が異なり周波数が同一の信号などを生成することも可能である。
【００２６】
［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）距離測定装置１は、レーザ光の変調により表される信号に距測信号のみでなくヘッダ信号を含めるため、受光したときにそのレーザ光の照射元を判別することができる。例えば送出周波数の変化によって照射元を判別する場合では周波数干渉などの影響を受けやすくなるが、距離測定装置１ではそのような影響を受けにくくなる。
【００２７】
（１ｂ）距離測定装置１では、距測信号は２値、ヘッダ信号は３値で構成されるため、距測信号とヘッダ信号との判別を容易に行うことができる。また、ヘッダ信号は先頭ビットと終了ビットに「０」を用いており、出力信号における他のビットは「１」又は「２」を用いているため、ヘッダ信号の判別をさらに容易に行うことができる。
【００２８】
（１ｃ）距離測定装置１では、ヘッダ信号は、他装置から照射されたレーザ光のヘッダ信号とは異なる信号を用いる。そのため、受光したレーザ光が自装置及び他装置のいずれから照射されたレーザ光であるかをより確実に区別することができるようになる。
【００２９】
［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００３０】
（２ａ）上記実施形態では、ヘッダ信号が、上述した（ｉ）及び（ｉｉ）の条件を満たすように構成される例を説明したが、これに限定されるものではない。ヘッダ信号と距測信号とを明確に区別することができるようにヘッダ信号と距測信号とが構成されていれば、上述した（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれか一方又は両方を満たさなくともよい。
【００３１】
また例えば、図４に示されるように、ヘッダ信号における先頭部分の複数のビットと、終了部分の複数のビットには、共通の変調パターンを持つ信号が含まれていてもよい。このように出力信号を構成することで、ヘッダ部分をより確実に区別することができる。
【００３２】
図４では、「０２０」という変調パターンをヘッダの先頭部分と終了部分に含める例を示す。この例では、先頭部分と終了部分の変調パターンそれぞれにおける先頭と終了に「０」を用い、他の部分で「０」を用いないことにより、さらに識別性を高めている。もちろんこのようなパターンに限定されることなく、様々なパターンを設定することができる。
【００３３】
なお、ここでいう先頭部分とは、ヘッダ信号の先頭を含める複数ビットを指し、また終了部分とは、ヘッダ信号の最後尾を含める複数ビットを指す。先頭部分と終了部分のビット数は同一である。
【００３４】
（２ｂ）上記実施形態では、ＬＤ１２にて２値の直接変調が加えられたレーザ光を、ＭＤ１３にて間接変調し、ヘッダ信号を付加する構成を例示した。しかしながら信号を含むレーザ光を生成する方法は上述した手法に限定されない。
【００３５】
例えば、ＭＤ１３を用いず、ＬＤ１２にて直接変調によりヘッダ信号と距測信号とを含むレーザ光を生成してもよいし、ＬＤ１２では一定の出力がなされ、ＭＤ１３による間接変調によってヘッダ信号と距測信号とを生成してもよい。
【００３６】
（２ｃ）上記実施形態では、距測信号が２値であり、ヘッダ信号が３値である構成を例示した。しかしながら、距測信号が３値以上であっても良い。また、ヘッダ信号が２値であってもよいし、４値以上であってもよい。
【００３７】
なお、ヘッダ信号を距測信号よりも多値に設定することで、ヘッダ信号と距測信号との区別が明確になる。すなわち、距測信号生成部４１は、Ｘ値の信号を生成し、ヘッダ信号生成部４２は、Ｙ値の信号を生成するように構成されている場合において、Ｘ及びＹは自然数であって、Ｘ≧２、かつ、Ｙ＞Ｘであるように構成されていてもよい。上記実施形態では、Ｘ＝２、Ｙ＝３であり、上記の関係を満たす。
また、ヘッダ信号と距測信号の取り得る信号レベルが同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００３８】
（２ｄ）本実施形態の距離測定装置１は、その使用態様は特に限定されないが、例えば車両に搭載して用いることができる。複数の車両に搭載された距離測定装置がそれぞれレーザ光を照射するような場面において、距離測定装置１は、自装置が照射したレーザ光の反射光を好適に判別することができる。
【００３９】
（２ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００４０】
（２ｆ）上述した距離測定装置１の他、当該距離測定装置１を構成要素とするシステム、当該距離測定装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、距離測定方法、レーザ光照射方法、レーザ光解析方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１…距離測定装置、２…対象物、２２…信号生成部、３１…照射部、４１…距測信号生成部、４２…ヘッダ信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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