(57)【要約】【課題】簡単な構成により、パルス状電磁波の投射時刻と投射されたパルス状電磁波の物体からの反射波の受波時刻とを高精度に決定して物体までの距離を高精度に信頼性高く測定できる距離測定装置および距離計測方法を実現する。【解決手段】距離計測装置１の時刻検出部２は、送受波部１０からの参照波Ｓまたは反射波Ｒの受信信号を２つに分岐する分岐手段２３と、分岐された一方の受信信号を減衰する振幅調整手段２４と、他方の受信信号を遅延する遅延手段２５と、減衰または遅延された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点に対応する時刻である交点時刻を検出する比較演算手段２６とを備え、その交点時刻により投射時刻と受波時刻とを決定する。振幅調整手段２４と遅延手段２５とは、２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理する。【選択図】図１
2008180648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状電磁波の投射時刻と前記投射されたパルス状電磁波の物体からの反射波の受波時刻とに基づいて物体までの距離を計測する距離計測装置において、
パルス状電磁波を投射する投射手段と、
前記投射手段によって投射されたパルス状電磁波を分波して成る参照波、または前記パルス状電磁波が物体によって反射されて成る反射波を受波して、前記参照波または反射波の受信信号を出力する受波手段と、
前記受波手段から出力される受信信号を２つに分岐する分岐手段と、
前記分岐手段によって分岐された２つの信号の振幅を互いに異なる大きさとする処理を行う振幅調整手段と、
前記分岐手段によって分岐された２つの信号のいずれか一方の信号を他方の信号に対して時間遅延する処理を行う遅延手段と、
前記振幅調整手段または前記遅延手段によって処理された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点に対応する時刻である交点時刻を検出する比較演算手段と、
前記比較演算手段によって検出された前記参照波に対する前記交点時刻を前記投射時刻とし、前記反射波に対する前記交点時刻を前記受波時刻として前記距離を求める距離演算手段と、を備え、
前記振幅調整手段と前記遅延手段とは、これらの振幅調整手段と遅延手段とによって処理された２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理をすることを特徴とする距離計測装置。
【請求項２】
前記分岐手段によって分岐された２つの信号の一方の信号であって前記振幅調整手段によって他方の信号よりも振幅を小さくされた信号に対し、その信号の極大値を保持した信号を生成する極大値保持手段をさらに備え、
前記比較演算手段は、前記極大値保持手段によって生成された信号と前記他方の信号とについて前記信号波形の交点を検出することを特徴とする請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項３】
前記受波手段から出力される受信信号のベースラインを当該受信信号の振幅に比例させて変動させるベースラインオフセット手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の距離計測装置。
【請求項４】
前記分岐手段、振幅調整手段、および遅延手段は、反転増幅手段と正転信号および反転信号を出力する作動出力型増幅手段とを用いて構成され、
前記受波手段からの受信信号は、前記作動出力型増幅手段に入力され、当該作動出力型増幅手段から出力される反転信号は前記反転増幅手段に入力され、前記反転増幅手段からの出力信号と前記作動出力型増幅手段から出力される正転信号とが、前記分岐された２つの信号として前記比較演算手段に入力されることを特徴とする請求項１に記載の距離計測装置。
【請求項５】
パルス状電磁波の投射時刻と前記投射されたパルス状電磁波の物体からの反射波の受波時刻とに基づいて物体までの距離を計測する距離計測方法において、
パルス状電磁波を投射する投射工程と、
前記投射工程によって投射されたパルス状電磁波を分波して成る参照波、または前記パルス状電磁波が物体によって反射されて成る反射波を受波して、前記参照波または反射波の受信信号を出力する受波工程と、
前記受波工程によって出力される受信信号を２つに分岐する分岐工程と、
前記分岐工程によって分岐された２つの信号の振幅を互いに異なる大きさとする処理を行う振幅調整工程と、
前記分岐工程によって分岐された２つの信号のいずれか一方の信号を他方の信号に対して時間遅延する処理を前記振幅調整工程と同時にまたは前後して行う遅延工程と、
前記振幅調整工程または前記遅延工程によって処理された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点に対応する時刻である交点時刻を検出する比較演算工程と、
前記比較演算工程によって検出された前記参照波に対する前記交点時刻を前記投射時刻とし、前記反射波に対する前記交点時刻を前記受波時刻として前記距離を求める距離演算工程と、を備え、
前記振幅調整工程と前記遅延工程とは、これらの振幅調整工程と遅延工程とによって処理された２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理をすることを特徴とする距離計測方法。
【請求項６】
前記投射工程の後であって前記分岐工程の前において、前記参照波または反射波のいずれか一方を選択的に抽出する処理信号抽出工程をさらに備え、
前記参照波と前記反射波のそれぞれについて、前記交点時刻の検出毎に開始される前記投射工程から前記振幅比較工程に至る工程を所定回数だけ繰り返した時間を積算し、これらの積算時間に基づいて前記距離を求めることを特徴とする請求項５に記載の距離計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス状電磁波を用いて物体までの距離を計測する距離計測装置および距離計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投射時刻と受波時刻とを決定可能なレーザ光や電波などのパルス状電磁波を物体に向けて送波し物体からの反射電磁波を受波して、電磁波を反射する物体までの距離を、パルス状電磁波の往復時間に基づいて計測することが行われている。反射波は、一般に物体の距離や電磁波反射率の変動などにより強度が大きく変動する。そこで、距離を高精度に計測するには、このような強度変動する反射波に対して高精度に受波時刻を決定する必要がある。
【０００３】
ところで、パルス状波形を有する信号の到達時刻、すなわち受波時刻を決定する方法として、いわゆる自己参照方式と呼ばれる検出方法が知られている。これは、受信信号波形とこれに遅延を与えた信号波形との交点を検出して、その交点により信号の到着時刻を定義して決定する方法である。このような方法は、例えば、原子核分光などの分野において、放射線検出器の出力パルス信号情報から放射線の到達時刻を高精度に決定したいというニーズに応えるものとして知られている。なお、投射時刻は、投射電磁波を分波して成る参照波に対して、反射波に対する受波時刻決定と同様の方法を用いて、決定することができる。
【０００４】
上述の自己参照方式を用いることにより、受信光パルスの強度が変化しても高精度な距離測定を簡単な構成で実現しようとするパルス状光ビームを用いた距離測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、パルス状波形信号の到達時刻を波形の立上り時刻として定義することにより、受波時刻を高速に決定することができる。例えば、図１９に示すように、受信波Ｗの信号振幅Ｇが第１の閾値レベルＴＬに到達する時刻τ１と第１の閾値レベルＴＬのｎ倍（ｎは整数）である第２の閾値レベルＴＨに到達する時刻τ２を計測し、両時刻τ１，τ２から信号パルスの立ち上がり時刻ｔ０が、ｔ０＝（ｎ・τ１−τ２）／（ｎ−１）、のように簡易に決定できる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−４８３３８号公報
【特許文献２】特開２００４−１２３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に示されるような受波時刻の決定による距離計測には次のような問題がある。特許文献１に示される自己参照方式においては、もとの信号波形の立下り部と遅延された信号波形の立上り部との交点を求めて受波時刻とされている。ところが、一般に、受信信号は、反射時のノイズの影響や回路の電気特性による影響を受けて立下り部分の波形が初期の波形から歪んだ波形となる。従って、立下り部分における交点に基づいて決定された受波時刻は、精度や信頼性の点で問題があるといえる。
【０００７】
また、特許文献２に示されるような受波時刻の決定においては、予め設定した閾値レベルに到達する時間と当該レベルの整数倍のレベルに到達する時間を計測するので、測定対象物の状態や測定状態に依存する振幅の変動や波形形状の変化によって到達時刻の決定に誤差が生じるという問題点がある。また、このような決定方法は、波形の立上り部分を直線近似しているので、簡易に高速に受波時刻を決定できるものの測定精度に限界がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、投射時刻と受波時刻とを高精度に決定して電磁波反射物体までの距離を高精度に信頼性高く測定できる距離測定装置および距離計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、パルス状電磁波の投射時刻と前記投射されたパルス状電磁波の物体からの反射波の受波時刻とに基づいて物体までの距離を計測する距離計測装置において、パルス状電磁波を投射する投射手段と、前記投射手段によって投射されたパルス状電磁波を分波して成る参照波、または前記パルス状電磁波が物体によって反射されて成る反射波を受波して、前記参照波または反射波の受信信号を出力する受波手段と、前記受波手段から出力される受信信号を２つに分岐する分岐手段と、前記分岐手段によって分岐された２つの信号の振幅を互いに異なる大きさとする処理を行う振幅調整手段と、前記分岐手段によって分岐された２つの信号のいずれか一方の信号を他方の信号に対して時間遅延する処理を行う遅延手段と、前記振幅調整手段または前記遅延手段によって処理された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点に対応する時刻である交点時刻を検出する比較演算手段と、前記比較演算手段によって検出された前記参照波に対する前記交点時刻を前記投射時刻とし、前記反射波に対する前記交点時刻を前記受波時刻として前記距離を求める距離演算手段と、を備え、前記振幅調整手段と前記遅延手段とは、これらの振幅調整手段と遅延手段とによって処理された２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理をするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の距離計測装置において、前記分岐手段によって分岐された２つの信号の一方の信号であって前記振幅調整手段によって他方の信号よりも振幅を小さくされた信号に対し、その信号の極大値を保持した信号を生成する極大値保持手段をさらに備え、前記比較演算手段は、前記極大値保持手段によって生成された信号と前記他方の信号とについて前記信号波形の交点を検出するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の距離計測装置において、前記受波手段から出力される受信信号のベースラインを当該受信信号の振幅に比例させて変動させるベースラインオフセット手段をさらに備えたものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載の距離計測装置において、前記分岐手段、振幅調整手段、および遅延手段は、反転増幅手段と正転信号および反転信号を出力する作動出力型増幅手段とを用いて構成され、前記受波手段からの受信信号は、前記作動出力型増幅手段に入力され、当該作動出力型増幅手段から出力される反転信号は前記反転増幅手段に入力され、前記反転増幅手段からの出力信号と前記作動出力型増幅手段から出力される正転信号とが、前記分岐された２つの信号として前記比較演算手段に入力されるものである。
【００１３】
請求項５の発明は、パルス状電磁波の投射時刻と前記投射されたパルス状電磁波の物体からの反射波の受波時刻とに基づいて物体までの距離を計測する距離計測方法において、パルス状電磁波を投射する投射工程と、前記投射工程によって投射されたパルス状電磁波を分波して成る参照波、または前記パルス状電磁波が物体によって反射されて成る反射波を受波して、前記参照波または反射波の受信信号を出力する受波工程と、前記受波工程によって出力される受信信号を２つに分岐する分岐工程と、前記分岐工程によって分岐された２つの信号の振幅を互いに異なる大きさとする処理を行う振幅調整工程と、前記分岐工程によって分岐された２つの信号のいずれか一方の信号を他方の信号に対して時間遅延する処理を前記振幅調整工程と同時にまたは前後して行う遅延工程と、前記振幅調整工程または前記遅延工程によって処理された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点に対応する時刻である交点時刻を検出する比較演算工程と、前記比較演算工程によって検出された前記参照波に対する前記交点時刻を前記投射時刻とし、前記反射波に対する前記交点時刻を前記受波時刻として前記距離を求める距離演算工程と、を備え、前記振幅調整工程と前記遅延工程とは、これらの振幅調整工程と遅延工程とによって処理された２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理をするものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５に記載の距離計測方法において、前記投射工程の後であって前記分岐工程の前において、前記参照波または反射波のいずれか一方を選択的に抽出する処理信号抽出工程をさらに備え、前記参照波と前記反射波のそれぞれについて、前記交点時刻の検出毎に開始される前記投射工程から前記振幅比較工程に至る工程を所定回数だけ繰り返した時間を積算し、これらの積算時間に基づいて前記距離を求めるものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、いわゆる自己参照方式を用いる交点検出方法において、２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理されるので、例えば、減衰された信号波形の極大値部分と遅延された信号波形の立上り部分とに交点が生じるようにすることができる。従って、分岐された２つの信号の両方の立上り部分に交点が生じる場合に比べて、両信号波の差分の時間変化率（スルーレート）を大きくとることができ、比較演算手段においてバラツキの少ない交点時刻の検出ができる。また、一般に歪や変形の発生する波形の立下り部分を用いることなく交点を設定できるので、比較演算手段においてバラツキの少ない交点時刻の検出ができる。これらにより、投射時刻と受波時刻とを高精度に決定して電磁波反射物体までの距離を高精度に信頼性高く測定できる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、極大値を保持（ピークホールド）した信号を用いて交点時刻を決定できるので、交点位置に与える振幅の変動の影響を減らして投射時刻と受波時刻とを高精度に決定できる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、ノイズによる交点時刻の誤認識要因を低下でき、交点時刻の検出誤差を小さくできる。また、振幅に比例した大きさのベースラインオフセットを与えるので、振幅が小さいときでも誤差は変わらなく、従って、オフセット電圧を固定で付与する場合における振幅が小さくなるほどオフセットによる交点誤差が大きくなるという問題を回避できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、作動出力型増幅手段の差動出力を両方活用することにより、受信信号に対するダイナミックレンジをより拡大することができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、いわゆる自己参照方式を用いる交点検出方法において、２つの信号の信号波形の交点がいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理されるので、例えば、減衰された信号波形の極大値部分と遅延された信号波形の立上り部分とに交点が生じるようにすることができる。従って、分岐された２つの信号の両方の立上り部分に交点が生じる場合に比べて、両信号波の差分の時間変化率（スルーレート）を大きくとることができ、比較演算工程においてバラツキの少ない交点時刻の検出ができる。また、一般に歪や変形の発生する波形の立下り部分を用いることなく交点を設定できるので、比較演算工程においてバラツキの少ない交点時刻の検出ができる。これらにより、投射時刻と受波時刻とを高精度に決定して電磁波反射物体までの距離を高精度に信頼性高く測定できる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、多数回の繰り返し計測に基づいて距離を求めるので、個々の計測バラツキなどの影響を排除でき、高精度の距離計測ができる。また、比較的低速の回路構成によって、より高精度の距離計測ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る距離計測装置および距離計測方法について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（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ブロック構成を示し、図２は分岐した受信信号の波形を示し、図３は距離計測装置における距離決定の原理を説明する受信信号のタイムチャートを示す。距離計測装置１は、パルス状電磁波の投射時刻ｔ１と投射されたパルス状電磁波の物体Ｍからの反射波の受波時刻ｔ２とに基づいて物体Ｍまでの距離を計測する装置である。距離計測装置１は、各時刻ｔ１，ｔ２を求めるために、いわゆる自己参照方式における交点検出方法を用いる。自己参照方式は、受信信号波形に減衰や遅延を与えた２つの信号波形の交点を検出して、その交点により信号の到着時刻を定義して決定する方法である。以下、距離計測装置１の構成大略を示した後、各部を詳述する。
【００２３】
距離計測装置１は、図１に示すように、送受波部１０、時刻検出部２、および制御部３のブロックに機能別に大きく分けられる。送受波部１０は、パルス状電磁波を処理する。時刻検出部２は、自己参照方式によって受信信号の到達時刻を検出する。制御部３は、送受波部１０と時刻検出部２とを制御して最終的に物体Ｍまでの距離を求める。
【００２４】
送受波部１０は、パルス状電磁波Ｌ０を投射する投射手段１１と、投射手段１１によって投射されたパルス状電磁波Ｌ０を参照波Ｓと照射波Ｌとに分波する分波器１２と、参照波Ｓ、または照射波Ｌが物体Ｍによって反射されて成る反射波Ｒを受波して、参照波Ｓまたは反射波Ｒの受信信号を時刻検出部２に向けて出力する受波手段１３と、を備えている。
【００２５】
上述のパルス状電磁波Ｌ０として、パルス状のレーザ光を用いる例を説明する。投射手段１１は、半導体レーザ装置であり、駆動回路部１１ａと半導体レーザ１１ｂとを備えている。駆動回路部１１ａからの出力によって半導体レーザ１１ｂからパルス状のレーザ光（パルス状電磁波Ｌ０）が投射される。分波器１２は、例えば、半透明ミラーで構成される。
【００２６】
受波手段１３は、レーザ光受信器であり、受光用レンズを備えたフォトダイオード１３ａとフォトダイオード１３ａからの信号に対して前置増幅などの処理をする受信回路１３ｂとを備えている。フォトダイオード１３ａは、分波器１２からの参照波Ｓと物体Ｍからの反射波Ｒとを共に受光する。受信回路１３ｂは、受光信号を受信信号として時刻検出部２に出力する。
【００２７】
時刻検出部２は、自己参照方式の交点検出の基本構成要素として、送受波部１０の受波手段１３から出力される受信信号を２つに分岐する分岐手段２３と、分岐手段２３によって分岐された２つの信号の振幅を互いに異なる大きさとする処理を行う振幅調整手段２４と、分岐手段２３によって分岐された２つの信号のいずれか一方の信号を他方の信号に対して時間遅延する処理を行う遅延手段２５と、振幅調整手段２４または遅延手段２５によって処理された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点Ｐに対応する時刻である交点時刻ｔｐを検出する比較演算手段２６と、を備えている。
【００２８】
分岐手段２３は、受信信号（通常は電圧信号）を分岐できるものであればよく、例えば、反射波の発生しないようにインピーダンス整合された分岐線路で構成される。振幅調整手段２４は、２つの信号に振幅の差を付けるものであり、電圧信号に対する一般的な減衰器や増幅器で構成される。遅延手段２５は、空間的な遅延処理を行う所定長さの遅延線路や処理時間に基づいて回路的な遅延を行う電子素子などで構成される。比較演算手段２６は、一般的な電子回路であるコンパレータを用いて構成される。
【００２９】
時刻検出部２は、上記構成要素の他に、送受波部１０からの受信信号を増幅する信号増幅手段２１と、信号増幅手段２１によって増幅された受信信号のうち交流成分のみを分岐手段２３に渡すＡＣ結合手段２２と、比較演算手段２６から出力される信号を距離演算用および制御用の信号に整形処理して制御部３に渡す波形整形手段２７とを備えている。
【００３０】
制御部３は、時刻検出部２から出力される信号に基づいて、比較演算手段２６によって検出された参照波Ｓに対する交点時刻ｔｐを投射時刻ｔ１とし、反射波Ｒに対する交点時刻ｔｐを受波時刻ｔ２として距離を求める距離演算手段３１を備えている。距離演算手段３１は、タイマやパルスカウンタやメモリを備えて構成される。
【００３１】
上述の振幅調整手段２４と遅延手段２５とは、図２に示すように、これらの振幅調整手段２４と遅延手段２５とによって処理された２つの信号の信号波形の交点Ｐがいずれか一方（振幅の小さい方）の信号波形の極大値の位置となるように処理する。
【００３２】
図２において、増幅などの処理が行われた分岐前の受信信号Ｗ（電圧波形）が破線で示されている。受信信号Ｗは、分岐手段２３によって２つに分岐され、その一方は振幅調整手段２４によって矢印ａで示すようにその信号振幅Ｇを減衰された減衰波Ｗ１とされ、他方は遅延手段２５によって矢印ｂで示すように遅延時間Δｔだけ遅延された遅延信号Ｗ２とされる。
【００３３】
上述の減衰処理の減衰率と、遅延処理の遅延時間Δｔとは、減衰信号Ｗ１の極大値部分と遅延信号Ｗ２の立上り部分とに交点Ｐが位置するように予め決定されている。これらの減衰率と遅延時間Δｔとは、パルス状電磁波Ｌ０、参照波Ｓ、および反射波Ｒの波形形状（通常、既知である）と事前検討の結果に基づいて決定することができる。パルス状電磁波Ｌ０の波形として、例えば、ガウス分布の波形とすることができる。
【００３４】
比較演算手段２６は、上述のように振幅調整手段２４と遅延手段２５によって処理された２つの信号の振幅を比較して交点Ｐに対応する時刻である交点時刻ｔｐを検出する。
【００３５】
上述のように、２つの信号の信号波形の交点Ｐが信号波形の極大値の位置と信号波形の立上り部分とに生じるようにされているので、分岐された２つの信号の両方の立上り部分に交点が生じる場合に比べて、両信号波の差分の時間変化率（スルーレート）を大きくとることができる。従って、比較演算手段２６においてバラツキの少ない交点時刻の検出ができる。また、一般に歪や変形の発生する波形の立下り部分を用いることなく、図２に示したように、立上り部分に交点Ｐを設定することにより、比較演算手段においてバラツキの少ない交点時刻の検出ができる。
【００３６】
距離演算手段３１は、図３に示すように、比較演算手段２６によって検出された参照波Ｓに対する交点時刻ｔｐを投射時刻ｔ１とし、反射波Ｒに対する交点時刻ｔｐを受波時刻ｔ２として、物体Ｍまでの距離Ｘを、Ｘ＝Ｃ×（ｔ２−ｔ１）／２によって求める。ここでＣは光速である。投射時刻ｔ１は、参照波信号ＷＳを減衰した減衰信号Ｓａと遅延した遅延信号Ｓｂとの交点時刻であり、受波時刻ｔ２は、反射波信号ＷＲを減衰した減衰信号Ｒａと遅延した遅延信号Ｒｂとの交点時刻である。距離計測装置１は、このようにして、投射時刻ｔ１と受波時刻ｔ２とを高精度に決定して電磁波反射物体Ｍまでの距離Ｘを高精度に信頼性高く測定できる。
【００３７】
図４（ａ）（ｂ）は距離計測装置１における分岐した受信信号の処理に係る他の例を示す。図４（ａ）では、分岐した受信信号の一方を減衰させる替わりに、他方を増幅すると共に遅延させている。すなわち、一方の受信信号Ｗ１は分岐前の受信信号Ｗと同じであり、他方の増幅遅延波Ｗ２は、矢印ｃで示すように分岐前の受信信号Ｗより増幅され遅延されている。この図に示した交点時刻ｔｐの求め方は、減衰と増幅の違いを除いて、図２に示した交点時刻ｔｐの求め方と同じである。
【００３８】
また、図４（ｂ）では、分岐した一方の受信信号Ｗ１の立下り部分に矢印ｄで示すように、減衰遅延された他方の受信信号Ｗ２の極大値部分との交点Ｐが設定されている。上述したように、一般に、立下り部分の波形形状はノイズが重畳したり形状が不安定になったりするが、立下り部分の波形が十分に安定している場合には、このような交点Ｐによって交点時刻ｔｐを決定できる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態に係る距離計測装置の時刻検出部のブロック構成を示し、図６は分岐した受信信号の波形を示す。本実施形態の距離計測装置は、図１に示した第１の実施形態における時刻検出部２の振幅調整手段２４の後段に、図５に示すように、極大値保持手段４を追加して備えたものである。本実施形態は、交点時刻ｔｐの求め方（交点Ｐの決め方）が第１の実施形態と異なっている点以外は、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
極大値保持手段４は、図６に示すように、振幅調整手段２４によって他方の信号Ｗ２よりも振幅を小さくされた信号（破線で示されている）に対し、その信号の極大値を保持した信号Ｗ１を生成する。矢印ｅは、極大値が保持されている様子を示している。極大値保持は、少なくとも交点Ｐの生成以降まで継続する。極大値保持手段４は、いわゆるピークホールド回路を用いて構成できる。
【００４１】
このような距離計測装置と方法によれば、極大値を保持（ピークホールド）した信号を用いて交点時刻ｔｐを決定できるので、交点位置に対する振幅変動の影響を減らして投射時刻ｔ１と受波時刻ｔ２とを高精度に決定できる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態に係る距離計測装置の時刻検出部のブロック構成を示し、図８（ａ）はベースラインがオフセットされた受信信号の波形を示し、図８（ｂ）は前記受信信号を分岐して遅延及び減衰させた２つの信号波形を示す。本実施形態の距離計測装置は、図１に示した第１の実施形態における時刻検出部２の信号増幅手段２１の前段に、図７に示すように、ベースラインオフセット手段５を追加して備えたものである。本実施形態は、交点時刻ｔｐの求め方（交点Ｐの決め方）が第１の実施形態と異なっている点以外は、第１の実施形態と同様である。
【００４３】
ベースラインオフセット手段５は、送受波部１０から出力される受信信号のベースラインを、図８（ａ）に示すように、その受信信号の振幅に比例させて変動させるものである。このように、もとの受信信号Ｗからオフセット量ΔＧだけオフセットされた受信信号ＷＯは、分岐され、図８（ｂ）に示すように、減衰信号ＷＯ１、遅延信号ＷＯ２とされる。
【００４４】
このような減衰信号ＷＯ１、遅延信号ＷＯ２を用いて交点時刻を決定するようにすれば、ベースライン近傍の低レベル領域におけるノイズの影響を無くすことができるので、ノイズによる交点時刻の誤認識要因を低下でき、交点時刻の検出誤差を小さくできる。また、振幅に比例した大きさのベースラインオフセット量ΔＧを与えるので、オフセット電圧を固定で付与する場合における振幅が小さくなるほどオフセットによる交点誤差が大きくなるという問題を回避できる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図９は第４の実施形態に係る距離計測装置における分岐した受信信号の波形を示す。本実施形態の距離計測装置は、図１に示した第１の実施形態における時刻検出部２の遅延手段２５を振幅調整手段２４の前段にも追加して備えたものである（図なし）。本実施形態は、交点時刻ｔｐの求め方（交点Ｐの決め方）が第１の実施形態と異なっている点以外は、第１の実施形態と同様である。
【００４６】
本実施形態では、分岐した受信信号の両方を遅延させている。分岐した受信信号の一方を減衰させると共に遅延時間Δｔ１だけ遅延させて遅延減衰信号Ｗ１とし、分岐した受信信号の他方を遅延時間Δｔ（ただし、Δｔ１＜Δｔ２）だけ遅延させて遅延信号Ｗ２としている。遅延減衰信号Ｗ１の極大点が、遅延信号Ｗ２の立上り部分における交点Ｐと成っている。
【００４７】
このような距離計測装置と方法によれば、遅延手段の後ろ、比較手段に入る箇所でインピーダンス不整合による信号の反射が起きたときに、分岐波形に与える影響が両分岐波の交点以降にしか及ばないので、到達時刻に与える、インピーダンス不整合による信号の反射の影響を減らすことができる。一方の分岐波が比較演算器に入る箇所でインピーダンス不整合による信号の反射が起きたときに、他方の分岐波形に与える影響が両分岐波の交点以降にしか及ばない。つまりインピーダンス不整合から生じた信号の反射による到達時刻の算出誤差を減らすことができる。
【００４８】
（第５の実施形態）
図１０は第５の実施形態に係る距離計測装置のブロック構成を示す。本実施形態の距離計測装置は、図１に示した第１の実施形態における距離計測装置１とは、時刻検出部２が変更されている点以外は同じである。また、自己参照方式の交点検出について示した図２は、そのまま本実施形態に適用できる。時刻検出部２における分岐された受信信号の遅延と減衰の方法が、両実施形態で異なっている。
【００４９】
本実施形態の距離計測装置１は、図１に示した第１の実施形態における分岐手段２３、振幅調整手段２４、および遅延手段２５の機能を、図１０に示すように、反転増幅手段６と、作動出力型増幅手段７とを用いて実現している。反転増幅手段６は、入力された信号を反転増幅した信号を出力する増幅器である。作動出力型増幅手段７は、送受波部１０からの受信信号を増幅して、正転信号および反転信号を出力する増幅器である。
【００５０】
この構成のもとで、送受波部１０の受波手段１３からの受信信号は、作動出力型増幅手段７に入力され、作動出力型増幅手段７から出力される反転信号は、ＡＣ結合手段２２を介して反転増幅手段６に入力され、反転増幅手段６からの出力信号と作動出力型増幅手段７からＡＣ結合手段２２を介して出力される正転信号とが、分岐された２つの信号として比較演算手段２６に入力される。
【００５１】
作動出力型増幅手段７からの正転信号は、図２に示した減衰信号Ｗ１に対応する。また、作動出力型増幅手段７からの反転信号は、反転増幅手段６によって反転され、増幅され、その反転増幅に要する処理時間（素子の内部遅延時間）によって遅延されて、図２に示した遅延信号Ｗ２に対応する。
【００５２】
上述のように、本実施形態によれば、反転増幅手段６の素子内部の遅延を活用することにより、遅延処理のために遅延線を引き回したりする必要がなくなる（少なくとも遅延線を短くできる）ので、時刻検出部２の回路を形成するための基板面積をより小さくでき、また、遅延線を介してのクロストークノイズ発生もなくなる。さらに、作動出力型増幅手段７の差動出力を両方活用する結果、受信信号に対するダイナミックレンジをより拡大できる。
【００５３】
（第６の実施形態）
図１１は第６の実施形態に係る距離計測方法のフローチャートを示す。本実施形態は、図１に示した第１の実施形態の距離計測装置１を用いて、物体Ｍまでの距離Ｘを計測する距離計測方法を説明するものである。以下に示す距離計測方法における各工程は、距離計測装置１における対応する各構成要素によって実行処理される。そこで、図１１と共に、図１、図２、図３を参照して説明する。
【００５４】
この距離計測方法は、パルス状電磁波Ｌ０の投射時刻ｔ１と投射されたパルス状電磁波の物体Ｍからの反射波Ｒの受波時刻ｔ２とに基づいて物体Ｍまでの距離Ｘを計測する距離計測方法である。投射時刻ｔ１と受波時刻ｔ２とは、それぞれ自己参照方式を用いる投射時刻決定工程（＃Ａ）と受波時刻決定工程（＃Ｂ）によって決定される。
【００５５】
この距離計測方法は、パルス状電磁波Ｌ０を投射する投射工程（＃１）と、投射工程（＃１）によって投射されたパルス状電磁波Ｌ０を参照波Ｓと照射波Ｌとに分波する分波工程（＃２）と、参照波Ｓを受波して受信信号から投射時刻ｔ１を決定する投射時刻決定工程（＃Ａ）と、照射波Ｌが物体Ｍから反射されて成る反射波Ｒを受波して受信信号から受波時刻ｔ２を決定する受波時刻決定工程（＃Ｂ）と、決定された投射時刻ｔ１と受波時刻ｔ２に基づいて距離Ｘを求める距離演算工程（＃１１）と、を備えている。
【００５６】
上述の投射時刻決定工程（＃Ａ）は、分波工程（＃２）によって生成された参照波Ｓを受波して参照波Ｓの受信信号を出力する受波工程（＃３）と、受波工程（＃３）によって出力される受信信号を２つに分岐する分岐工程（＃４）と、分岐工程（＃４）によって分岐された２つの信号の振幅を互いに異なる大きさとする処理を行うと共に、分岐された２つの信号のいずれか一方の信号を他方の信号に対して時間遅延する処理を行う振幅調整および遅延工程（＃５）と、振幅調整及び遅延工程（＃５）によって処理された２つの信号の振幅を比較して両信号の信号波形の交点に対応する時刻である交点時刻ｔｐすなわち投射時刻ｔ１を検出する比較演算工程（＃６）と、を備えている。
【００５７】
また、上述の受波時刻決定工程（＃Ｂ）は、分波工程（＃２）によって生成された照射波Ｌが物体Ｍから反射されて成る反射波Ｒを受波して反射波Ｒの受信信号を出力する受波工程（＃７）と、以下、投射時刻決定工程（＃Ａ）と同様の受波工程（＃７）、分岐工程（＃８）、振幅調整および遅延工程（＃９）、および交点時刻ｔｐすなわち反射波Ｒに対する受波時刻ｔ２を検出する比較演算工程（＃１０）と、を備えている。
【００５８】
参照波Ｓに対する振幅調整および遅延工程（＃５）においては、処理された２つの信号の信号波形の交点Ｐがいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理される。また、振幅調整および遅延工程（＃５）において、振幅を調整する工程と遅延する工程とは、互いに同時または相前後して行われる。これらのことは、反射波Ｒに対する振幅調整および遅延工程（＃９）においても同様である。
【００５９】
投射時刻決定工程（＃Ａ）と受波時刻決定工程（＃Ｂ）とは、通常、特別な遅延処理などを行わない限り、投射時刻ｔ１と受波時刻ｔ２の時間関係を保つように同時並行して処理される。
【００６０】
上述の距離計測方法によれば、自己参照方式による交点検出方法を用いる際に、２つの信号の信号波形の交点Ｐがいずれか一方の信号波形の極大値の位置となるように処理されるので、例えば、減衰された信号波形の極大値部分と遅延された信号波形の立上り部分とに交点Ｐが生じるようにすることができる。従って、分岐された２つの信号の両方の立上り部分に交点が生じる場合に比べて、両信号波の差分の時間変化率（スルーレート）を大きくとることができ、比較演算工程（＃６，＃１０）においてバラツキの少ない交点時刻ｔｐの検出ができる。
【００６１】
また、一般に歪や変形の発生する波形の立下り部分を用いることなく交点Ｐを設定できるので、比較演算工程（＃６，＃１０）においてバラツキの少ない交点時刻ｔｐの検出ができる。これらにより、投射時刻ｔ１と受波時刻ｔ２とを高精度に決定して電磁波反射物体Ｍまでの距離Ｘを高精度に信頼性高く測定できる。
【００６２】
（第７の実施形態）
図１２は第７の実施形態に係る距離計測装置のブロック構成を示し、図１３（ａ）（ｂ）は同距離計測装置を用いた距離計測方法を説明する受波時刻および投射時刻検出のタイムチャートを示し、図１４、図１５は距離計測方法のフローチャートを示す。
【００６３】
本実施形態の距離計測装置は、図１に示した第１の実施形態における時刻検出部２と制御部３とに、図１２に示すように、それぞれ、処理信号抽出手段８と、カウンタ部９および遅延処理部３０と、を追加して備えたものである。本実施形態は、交点時刻ｔｐの求め方が図２に示した第１の実施形態と同じである。しかし、本実施形態の距離計測方法では、参照波Ｓと反射波Ｒについてそれぞれ個別に交点時刻ｔｐを多数回求めて、いわば統計的手法によって時刻決定精度を向上させており、この点が第１の実施形態と異なる。
【００６４】
図１２において、処理信号抽出手段８は、送受波部１０から時刻検出部２に出力される参照波Ｓと反射波Ｒについての受信信号のうち、いずれか一方の受信信号を抽出して、後段の信号増幅手段２１に渡す。処理信号抽出手段８がいずれの受信信号を抽出するかは、制御部３によって制御される。
【００６５】
カウンタ部９は、参照波Ｓについて交点時刻ｔｐを検出した回数、および反射波Ｒについて交点時刻ｔｐを検出した回数をカウントする。遅延処理部３０は、交点時刻ｔｐを繰り返し求める際の、繰り返し周期を調整するために遅延処理を行う。
【００６６】
ここで、本実施形態の距離計測方法における計測原理を説明する。交点時刻ｔｐの繰り返し検出は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、参照波Ｓと反射波Ｒについてそれぞれ所定回数（Ｎ回、例えばＮ＝１００００）行われ、その所定回数だけ繰り返すのに要した時間が積算時間Ｔ１，Ｔ２として取得される。
【００６７】
積算時間Ｔ１の取得について説明する。一般性を損なうことなく、以下では、パルス状電磁波Ｌ０をパルス状のレーザ光として説明する。図１２の距離計測装置１は、レーザ光Ｌ０の投射ａ１、受波ａ２、交点検出ａ３を行い、その後、一定の遅延時間をおく処理を行い、再び投射ａ１からの一連の処理を行うことを、Ｎ回繰り返す。
【００６８】
積算時間Ｔ１を取得するために、処理信号抽出手段８は、受波ａ２の後、受信信号から反射波Ｒの信号を抽出する。カウンタ部９は、交点時刻ｔｐを検出する一連の処理がＮ回となるまで処理回数をカウントする。遅延処理部３０は、交点検出ａ３から、次の投射ａ１までの時間を調整する。これらの説明は、参照波Ｓに係る積算時間Ｔ２についても同様であり省略する。
【００６９】
積算時間Ｔ１，Ｔ２が得られると、物体Ｍまでの距離Ｘが、Ｘ＝Ｃ×（Ｔ１−Ｔ２）／（２Ｎ）、により求められる。ここで、Ｃは光速である。また、説明の簡単化のため、参照波Ｓの投射ｂ１から受波ｂ２までの経過時間を無視している。この経過時間は、距離計測装置１の内部で経過する時間であり、距離Ｘが十分大きい場合には問題なく無視することができる。また、この経過時間は固定時間であり、精度良く求めることができるので、無視することなく、容易に補正することができる。
【００７０】
上述の距離Ｘの求め方において、交点時刻ｔｐの測定を多数回繰り返すことにより、測定のバラツキが平均化されて解消されている。また、積算時間Ｔ１，Ｔ２の差ΔＴ、ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２、を用いることにより、距離計測装置１の内部で経過する本来一定であるはずの固定時間を差し引いて除去している。この固定時間は、積算時間Ｔ１，Ｔ２を求める際に距離計測装置１の同じ回路を用いているので、参照波Ｓと反射波Ｒの両方に対して同じである。また、多数回の測定により、この固定時間のバラツキが平均化されて解消される。
【００７１】
上述の距離計測方法を、図１４のフローチャートに沿って説明する。以下では、パルス状電磁波がパルス状のレーザ光であり、光用語が用いられている。また、以下に示す距離計測方法における各工程は、上述した距離計測装置１における対応する各構成要素によって実行処理される。
【００７２】
まず、反射波Ｒの積算時間Ｔ１の計測では、レーザ光Ｌ０の発光（Ｓ１）、レーザ光Ｌ０の参照波Ｓと照射波Ｌへの分波（Ｓ２）、参照波Ｓと反射波Ｒの受光（Ｓ３）、反射波Ｒの受信信号の抽出（Ｓ４）、受信信号の到達時刻、すなわち交点時刻ｔｐの検出（Ｓ５）、発光トリガ用に反射波信号を波形整形すると共に遅延（Ｓ６）、および、繰り返しの判断（Ｓ７）の各工程がＮ回繰り返され、積算時間Ｔ１が記録される（Ｓ８）。
【００７３】
上述の到達時刻の検出（Ｓ５）は、図１５に示すように、受信信号を２つに分岐し（Ｓ２１）、受信信号の一方を減衰し（Ｓ２２）、他方を遅延し（Ｓ２３）、減衰された受信信号と遅延された受信信号の信号波形の交点から交点時刻ｔｐを検出する（Ｓ２４）工程によって行われる。この一連の工程における処理は、図２に示した第１の実施形態における交点時刻ｔｐの決定処理と同じである。
【００７４】
また、上述の発光トリガ用に反射波信号を整形し遅延する工程（Ｓ６）を説明する。交点時刻ｔｐの測定を規則正しく自動的に多数回繰り返すために、反射波信号がレーザ光発光のトリガとして用いられる。トリガ用の反射波信号としては、反射波の受信信号、分岐して減衰または遅延された２つののいずれかの信号、または交点時刻ｔｐに対応する信号などを用いることができる。これらのいずれかの信号が、波形整形手段２７によってトリガ用に整形され、遅延処理部３０によって所定時間の遅延が加えられて、投射手段１１の駆動回路部１１ａに入力される。
【００７５】
次の参照波Ｓの積算時間Ｔ２の計測では、積算時間Ｔ１の測定と同様に、発光（Ｓ９）、分波（Ｓ１０）、受光（Ｓ１１）、抽出（Ｓ１２）、交点時刻ｔｐの検出（Ｓ１３）、波形整形と遅延（Ｓ１４）、及び、繰り返しの判断（Ｓ１５）の各工程がＮ回繰り返され、積算時間Ｔ２が記録される（Ｓ１６）。交点時刻ｔｐ検出（Ｓ１３）の工程は、上述同様に、図１５の工程で行われる。
【００７６】
最後に、積算時間Ｔ１，Ｔ２を用いて、距離Ｘが、Ｘ＝Ｃ×（Ｔ１−Ｔ２）／（２Ｎ）、により演算される（Ｓ１７）。
【００７７】
（第８の実施形態）
本実施形態では、上述の第７の実施形態の処理信号抽出手段８と処理信号の抽出（Ｓ４，Ｓ１２）の他の例を、前述した図を適宜参照して説明する。すなわち、上述の第７の実施形態では、処理信号抽出手段８を時刻検出部２に備え、処理信号の抽出（Ｓ４，Ｓ１２）を、送受波部１０から出力された受信信号に対して行っているが、処理信号の抽出は必ずしも受信信号に対して行う必要はない。例えば、受波手段１３の受信回路１３ｂにおける処理や、フォトダイオード１３ａが受光する際の処理によって、処理信号（参照波Ｓか反射波Ｒか）を抽出するようにしてもよい。
【００７８】
上述のことをより一般的に述べる次のようになる。すなわち、図１１に示した第６の実施形態において、投射工程（＃１）の後であって分岐工程（＃４，＃８）の前に、参照波Ｓまたは反射波Ｒのいずれか一方を選択的に抽出する抽出工程（Ｓ４，Ｓ１２）を加え、参照波Ｓと反射波Ｒのそれぞれについて、交点時刻ｔｐの検出毎に開始される投射工程（＃１）から比較演算工程（＃６，＃１０）に至る工程を所定回数だけ繰り返した時間を積算し、これらの積算時間Ｔ１，Ｔ２に基づいて距離Ｘを求めるようにすることができる。
【００７９】
フォトダイオード１３ａが受光する際に参照波Ｓと反射波Ｒを抽出するには、分波器１２を制御して、フォトダイオード１３ａに参照波Ｓだけ、または、反射波Ｒだけが入射するようにすればよい。分波器１２として、ＭＥＭＳ機構による可動反射ミラーや、電子シャッタなどを用いることができる。
【００８０】
上述のような、機械的なマスク部や電子的（回路的）なマスク部によって（不図示）、参照波Ｓと反射波Ｒは、異なるタイミングでフォトダイオード１３ａに到達するようにする。マスク部は、例えば、参照成分分離マスクと、反射成分分離マスクとを発生させるようにし、両マスクの発生を切り替えるスイッチ（不図示）を備えればよい。参照成分分離マスクが発生する期間には参照波Ｓのみ通過させ、反射成分分離マスクが発生する期間には反射波Ｒのみ通過させてフォトダイオード１３ａに入射させる。
【００８１】
制御部３はカウンタ部９と遅延処理部３０および距離演算手段３１で構成される。時刻検出部２の出力は、まずパルス状レーザ光の投射を繰り返すため、カウンタ部９に入力される。カウンタ部９は時計機能を有して、マスク部（不図示）において参照成分分離マスクが選択されている期間においてマスク部から出力が最初に発生してからカウンタ部９がカウントアップするまでの時間が計時される。カウンタ部９のカウントアップの値は予め設定されており、例えば、「１００００」などの値に設定されている。
【００８２】
ここで前記マスク部において参照成分分離マスクと反射成分分離マスクとのどちらを選択するかはカウンタ部９によって制御されており、物体Ｍまでの距離Ｘの測定開始時には反射成分分離マスクが選択される。反射成分分離マスクが選択されている期間には反射信号成分がカウンタ部９に入力され、反射信号成分の個数がカウントアップの値に達すると、カウンタ部９からマスク部に対して参照成分分離マスクを選択するように指示がなされる。
【００８３】
カウンタ部９において計時された反射波Ｒに対する時間Ｔ１と参照波Ｓに対する時間Ｔ２の２つの時間は距離演算手段３１に与えられる。距離演算手段３１は反射成分分離マスクが選択されている期間に計時された時間Ｔ１と、参照成分分離マスクが選択されている期間に計時された時間Ｔ２とに基づいて、物体Ｍまでの距離Ｘを演算することができる。再度述べると、反射波Ｒに対する測定をＮ回繰り返した後、参照波Ｓに対する測定をＮ回繰り返し、その後、反射波Ｒの繰り返し測定に要した時間Ｔ１と参照波Ｓの繰り返しに要した時間Ｔ２と光速Ｃとから物体Ｍまでの距離Ｘが得られる。
【００８４】
このような距離計測方法によれば、多数回の繰り返し計測に基づいて距離を求めるので、個々の計測バラツキなどの影響を排除でき、高精度の距離計測ができる。また、比較的低速の回路構成によって、より高精度の距離計測ができる。
【００８５】
（第９の実施形態）
図１６は第９の実施形態に係る距離計測方法における到達時刻検出のフローチャートを示す。本実施形態は、上述の第７の実施形態における図１５に示した到達時刻検出処理の変形例を示す。また、本距離計測方法は、図５、図６を参照して示した第２の実施形態の距離計測装置１を用いる計測方法である。
【００８６】
本実施形態の到達時刻の検出は、図１５に示すように、受信信号を２つに分岐し（Ｓ３１）、受信信号の一方を減衰し（Ｓ３２）、減衰された受信信号の極大値を保持し（Ｓ３３）、他方を遅延し（Ｓ３４）、減衰されピークホールドされた受信信号と遅延された受信信号の信号波形の交点から交点時刻ｔｐを検出する（Ｓ３５）。この一連の処理は、前述の図６に示した第２の実施形態における交点時刻ｔｐの決定処理と同じである。
【００８７】
（第１０の実施形態）
図１７は第１０の実施形態に係る距離計測方法における到達時刻検出のフローチャートを示す。本実施形態は、上述の第７の実施形態における図１５に示した到達時刻検出処理の他の変形例を示す。また、本距離計測方法は、図７、図８（ａ）（ｂ）を参照して示した第３の実施形態の距離計測装置１を用いる計測方法である。
【００８８】
本実施形態の到達時刻の検出は、図１７に示すように、受信信号のベースラインを下げ（Ｓ４１）、受信信号を２つに分岐し（Ｓ４２）、受信信号の一方を減衰し（Ｓ４３）、他方を遅延し（Ｓ４４）、減衰された受信信号と遅延された受信信号の信号波形の交点から交点時刻ｔｐを検出する工程（Ｓ４５）によって行われる。このような一連の処理は、前述の図８（ａ）（ｂ）に示した第３の実施形態における交点時刻ｔｐの決定処理と同じである。
【００８９】
（第１１の実施形態）
図１８は第１１の実施形態に係る距離計測方法における到達時刻検出のフローチャートを示す。本実施形態は、上述の第７の実施形態における図１５に示した到達時刻検出処理のさらに他の変形例を示す。また、本到達時刻検出処理は、前述の図９に示した第４の実施形態における交点時刻ｔｐの決定処理と同じである。
【００９０】
本実施形態の到達時刻の検出は、図１８に示すように、受信信号を２つに分岐し（Ｓ５１）、受信信号の一方をΔｔ１時間だけ遅延し（Ｓ５２）、遅延された受信信号を減衰し（Ｓ５３）、他方をΔｔ２時間（ただし、Δｔ１＜Δｔ２）だけ遅延し（Ｓ３４）、遅延され減衰された受信信号と遅延された受信信号の信号波形の交点から交点時刻ｔｐを検出する工程（Ｓ５５）によって行われる。
【００９１】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上記において、パルス状電磁波としてパルス状のレーザ光を用いて説明したが、レーザ光以外の電磁波を用いたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る距離計測装置のブロック構成図。
【図２】同上距離計測装置における投射時刻と受波時刻の決定方法を説明する分岐した受信信号の波形図。
【図３】同上距離計測装置における距離決定のもとになる投射時刻と受波時刻とを示す受信信号のタイムチャート。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上距離計測装置における分岐した受信信号の他の例を示す波形図。
【図５】第２の実施形態に係る距離計測装置の時刻検出部のブロック構成図。
【図６】同上距離計測装置における分岐した受信信号の波形図。
【図７】第３の実施形態に係る距離計測装置の時刻検出部のブロック構成図。
【図８】（ａ）は同上距離計測装置によってベースラインがオフセットされた受信信号の波形図、（ｂ）は同受信信号を分岐して遅延及び減衰させた信号の波形図。
【図９】第４の実施形態に係る距離計測装置における分岐した受信信号の波形図。
【図１０】第５の実施形態に係る距離計測装置のブロック構成図。
【図１１】第６の実施形態に係る距離計測方法のフロー図。
【図１２】第７の実施形態に係る距離計測装置のブロック構成図。
【図１３】（ａ）は同上距離計測装置を用いた距離計測方法を説明する受波時刻検出のタイムチャート、（ｂ）は同投射時刻検出のタイムチャート。
【図１４】同上距離計測装置を用いた距離計測方法のフロー図。
【図１５】同上距離計測方法における到達時刻検出のフロー図。
【図１６】第９の実施形態に係る距離計測方法における到達時刻検出のフロー図。
【図１７】第１０の実施形態に係る距離計測方法における到達時刻検出のフロー図。
【図１８】第１１の実施形態に係る距離計測方法における到達時刻検出のフロー図。
【図１９】従来の距離計測方法における投射時刻と受波時刻の決定方法を説明する受信信号の波形図。
【符号の説明】
【００９３】
１    距離計測装置
４    極大値保持手段
５    ベースラインオフセット手段
６    反転増幅手段
７    作動出力型増幅手段
８    処理信号抽出手段
１１    投射手段
１３    受波手段
２３    分岐手段
２４    振幅調整手段
２５    遅延手段
２６    比較演算手段
３２    距離演算手段
ｔｐ    交点時刻
Ｌ    照射波
Ｌ０    パルス状電磁波
Ｍ    物体
Ｐ    交点
Ｒ    反射波
Ｓ    参照波
Ｗ    受信信号
Ｗ１，Ｗ２    信号（分岐波）
ＷＳ    参照信号
ＷＲ    反射信号
Ｘ    距離
【図１】
2008180648.tif 000003
【図２】
2008180648.tif 000004
【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】
2008180648.tif 000018
【図１７】
2008180648.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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