(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源及び該複数の光源をそれぞれ駆動する複数の駆動回路を含む投光系と、
前記投光系から投光され物体で反射された光を受光する受光系と、
前記複数の光源の発光タイミングのずれを補正する補正系と、を備え、
前記受光系は複数の受光素子を備え、各受光素子は２つの電荷蓄積部を有し、各受光素子は、前記補正系からのタイミング信号に基づき、受光した光によって発生する電荷の蓄積を行い、
前記補正系は、前記発光タイミングと前記タイミング信号とのずれも補正するとともに、前記複数の光源における一の光源を点灯させたときの受光結果に基づいて第１の距離を算出し、前記複数の光源における前記一の光源とは異なる他の光源と前記一の光源とを点灯させたときの受光結果に基づいて第２の距離を算出し、前記第１の距離と前記第２の距離とに基づいて、前記複数の光源の発光タイミングのずれを補正し、前記第1の距離に基づいて前記一の光源の発光タイミングと前記タイミング信号とのずれを補正する、距離測定装置。
【請求項２】
前記補正系は、前記受光系での前記受光結果に基づいて前記ずれを補正する制御装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記複数の駆動回路には、前記複数の光源をそれぞれ駆動するための複数の変調信号がそれぞれ入力され、
前記制御装置は、
前記受光結果に基づいて、前記物体までの距離を算出する演算手段と、
前記演算手段での算出結果に基づいて、前記変調信号の前記駆動回路への入力タイミングを調整する調整手段と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記第１の距離と前記第２の距離とに基づいて、前記入力タイミングを調整することを特徴とする請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記投光系の投光範囲に配置され、前記一の光源の光出力で距離が測定可能な基準反射体を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記調整手段は、
前記第１及び第２の距離に基づいて、前記入力タイミングを調整するための調整信号を生成する調整制御部と、
前記調整信号に応じて前記入力タイミングを調整する調整素子と、を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
クロックを生成するクロック生成部と、
前記クロックをカウントするカウンタと、を更に含み、
前記調整手段は、前記カウンタのカウント値と、前記第１及び第２の距離に基づいて、前記入力タイミングを調整することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記第１及び第２の距離に基づいて、位相が異なる複数のクロックを生成するクロック生成部と、
前記複数のクロックをそれぞれカウントする複数のカウンタと、を更に含み、
前記調整手段は、前記複数のカウンタのカウント値と、前記第１及び第２の距離に基づいて、前記入力タイミングを調整することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記補正系は、
前記複数の光源それぞれからの光を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出結果に基づいて前記ずれを補正する制御装置と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項１０】
前記複数の駆動回路には、前記複数の光源をそれぞれ駆動するための複数の変調信号がそれぞれ入力され、
前記制御装置は、
前記複数の光源それぞれの発光タイミングと、該光源が発光したときの前記検出手段での検出タイミングに基づいて、前記変調信号の前記駆動回路への入力タイミングを調整する調整手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の距離測定装置。
【請求項１１】
前記調整手段は、前記発光タイミングと前記検出タイミングの時間差が前記光源間で小さくなるように、前記入力タイミングを調整することを特徴とする請求項１０に記載の距離測定装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、
前記時間差に基づいて、前記入力タイミングを調整するための調整信号を生成する調整制御部と、
前記調整信号に応じて前記入力タイミングを調整する調整素子と、を有することを特徴とする請求項１１に記載の距離測定装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
クロックを生成するクロック生成部と、
前記クロックをカウントするカウンタと、を更に含み、
前記調整手段は、前記カウンタのカウント値と、前記時間差に基づいて、前記入力タイミングを調整することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の距離測定装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、
前記時間差に基づいて、位相が異なる複数のクロックを生成するクロック生成部と、
前記複数のクロックをそれぞれカウントする複数のカウンタと、を更に含み、
前記調整手段は、前記複数のカウンタのカウント値と、前記時間差に基づいて、前記入力タイミングを調整することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の距離測定装置。
【請求項１５】
前記検出手段は、
前記複数の光源それぞれからの光の一部を導光する、前記光源の数以下の光学部材を有する導光部と、
前記導光部によって導光された光を受光する、前記光源の数以下の検出用受光素子を有する受光部と、を含むことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の距離測定装置。
【請求項１６】
前記受光系は、複数の画素に対応する複数の前記受光素子を有するエリアセンサを含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の距離測定装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の距離測定装置と、
前記距離測定装置が搭載された移動体と、を備える移動体装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の距離測定装置を用いて物体までの距離を測定する距離測定方法であって、
複数の光源のうち一の光源を点灯させて基準反射体に光を照射する第１の照射工程と、
前記第１の照射工程で照射され前記基準反射体で反射された光を受光して該基準反射体までの距離を測定する第１の測定工程と、
前記複数の光源のうち前記一の光源と他の光源を点灯させて前記基準反射体に光を照射する第２の照射工程と、
前記第２の照射工程で照射され前記基準反射体で反射された光を受光して該基準反射体までの距離を測定する第２の測定工程と、
前記第１及び第２の測定工程での測定結果に基づいて、前記一及び他の光源の点灯タイミングのずれを補正する工程と、
前記一及び他の光源を点灯させて投光し、前記物体で反射された光を受光して該物体までの距離を算出する工程と、を含む距離測定方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の距離測定装置を用いて物体までの距離を測定する距離測定方法であって、
複数の光源のうち一の光源を点灯させて該一の光源からの光を検出する第１の検出工程と、
前記一の光源の発光タイミングと前記第１の検出工程での検出タイミングの時間差である第１の時間差を算出する第１の算出工程と、
前記複数の光源のうち他の光源を点灯させて該他の光源からの光を検出する第２の検出工程と、
前記他の光源の発光タイミングと前記第２の検出工程での検出タイミングの時間差である第２の時間差を算出する第２の算出工程と、
前記第１及び第２の時間差に基づいて、前記一及び他の光源の発光タイミングのずれを補正する工程と、
前記一及び他の光源を点灯させて投光し、前記物体で反射された光を受光して該物体までの距離を算出する工程と、を含む距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置、移動体装置及び距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投光系から投光され物体で反射された光を受光して該物体までの距離を測定する装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、投光系が複数の光源と該複数の光源をそれぞれ駆動する複数の駆動回路を有し、複数の光源を点灯させて物体までの距離を測定する装置が開示されている。
【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、特許文献１に開示されている装置では、物体までの距離の測定精度の向上に関して改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数の光源及び該複数の光源をそれぞれ駆動する複数の駆動回路を含む投光系と、前記投光系から投光され物体で反射された光を受光する受光系と、前記複数の光源の発光タイミングのずれを補正する補正系と、を備え、前記受光系は複数の受光素子を備え、各受光素子は２つの電荷蓄積部を有し、各受光素子は、前記補正系からのタイミング信号に基づき、受光した光によって発生する電荷の蓄積を行い、前記補正系は、前記発光タイミングと前記タイミング信号とのずれも補正するとともに、前記複数の光源における一の光源を点灯させたときの受光結果に基づいて第１の距離を算出し、前記複数の光源における前記一の光源とは異なる他の光源と前記一の光源とを点灯させたときの受光結果に基づいて第２の距離を算出し、前記第１の距離と前記第２の距離とに基づいて、前記複数の光源の発光タイミングのずれを補正し、前記第1の距離に基づいて前記一の光源の発光タイミングと前記タイミング信号とのずれを補正する、距離測定装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】比較例の距離測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】比較例の距離測定装置の変調信号、照射光パルスＬｅ、反射光パルスＬｒ、タイミング信号Ａ、タイミング信号Ｂを示すタイミング図である。
【図３】図３（ａ）は、変調信号に対する照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の遅延が同じ場合を示すタイミング図であり、図３（ｂ）は、変調信号に対する照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の遅延が異なる場合を示すタイミング図である。
【図４】エリアセンサの受光素子の電荷蓄積部Ａ、Ｂでの電荷蓄積量の誤差について説明するための図である。
【図５】一実施形態の距離測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】発光タイミングずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】変形例１のタイミング制御手段の構成を説明するための図である。
【図８】変形例１の変調信号１、２の生成方法を説明するための図である。
【図９】変形例２のタイミング制御手段の構成を説明するための図である。
【図１０】変形例２の変調信号１、２の生成方法を説明するための図である。
【図１１】変形例３の距離測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図１２】変調信号Ｘ、ＰＤ信号１、２を示すタイミング図である。
【図１３】変形例３の発光タイミングずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】変形例４の距離測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図１５】変形例４の発光タイミングずれ補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】変形例５のタイミング制御手段の構成を説明するための図である。
【図１７】変形例５の変調信号１、２の生成方法を説明するための図である。
【図１８】変形例６のタイミング制御手段の構成を説明するための図である。
【図１９】変形例６の変調信号１、２の生成方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
先ず、一実施形態の距離測定装置１の説明に先立って、比較例の距離測定装置１´について説明する。
【０００９】
《比較例》
距離測定装置１´は、一例として、移動体としての車両の前端部のナンバープレート近傍に取り付けられている。
【００１０】
図１には、比較例の距離測定装置１´の構成が概略的に示されている。距離測定装置１´は、投光系１０と、受光系２０と、タイミング制御部３１と、距離演算部３２と、を備えている。
【００１１】
投光系１０は、２つの光源１、２と、光源１、２をそれぞれ駆動する２つの駆動回路１、２と、各光源からの光を車両前方に向けて投射する投射光学系（不図示）と、を有する。各光源としては、例えば半導体レーザや発光ダイオードが用いられる。
【００１２】
駆動回路１、２は、タイミング制御部３１からの変調信号（パルス信号）が入力されると該変調信号に応じた変調電流をそれぞれ光源１、２に印加する。この結果、光源１、２から変調電流に応じた変調光が射出され投射光学系を介して照射光パルスＬｅとして投光される。このとき、投光系１０の投光範囲（投射光学系の投射範囲）の射程圏内（光源１、２の光出力の和で検出可能な範囲内）に測定対象の物体（測定対象物）があれば、投光された光（照射光パルスＬｅ）が該物体に照射される。
【００１３】
受光系２０は、複数の画素に個別に対応する２次元配列された複数の受光素子（例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等）を含むエリアセンサ２１と、物体からの反射光をエリアセンサ２１に導く、集光素子を含む受光光学系（不図示）と、を有する。
【００１４】
エリアセンサ２１の各受光素子は、２つの電荷蓄積部Ａ、Ｂを有している。各受光素子は、物体に照射され該物体で反射された変調された光（反射光パルスＬｒ）を受光し、タイミング制御部３１からのタイミング信号Ａ、Ｂに従って、受光した光によって発生する電荷の蓄積を行う。
【００１５】
具体的には、各受光素子は、タイミング信号Ａが“Ｈ”のときは電荷蓄積部Ａに、タイミング信号Ｂが“Ｈ”のときは電荷蓄積部Ｂに蓄積を行う。
【００１６】
タイミング制御部３１は、変調信号、タイミング信号Ａ、タイミング信号Ｂを繰り返し出力し、これにより電荷がどんどん蓄積されていく。そして、電荷の蓄積を所定回数繰り返した後、変調信号、タイミング信号Ａ、タイミング信号Ｂの出力をストップさせ、受光データ出力指示信号をエリアセンサ２１に出力する。
【００１７】
エリアセンサ２１は、各受光素子の電荷蓄積部Ａ、Ｂに蓄積された電荷量を受光データＡ、受光データＢとして順次出力する。
【００１８】
距離演算部３２は、タイミング制御部３１からの距離演算指示信号を受け、エリアセンサ２１から送られてくる受光データＡ、Ｂを用いて各画素における距離データを算出し、距離画像を生成する。生成された距離画像は、車両のＥＣＵ（エレクトロニック  コントロール  ユニット）に送られ、オートブレーキ等の制動制御やオートステアリング等の操舵制御に用いられる。なお、「距離画像」とは、複数の画素それぞれのデータが測定対象物までの距離を表している画像を意味する。
【００１９】
タイミング制御部３１は、変調信号、タイミング信号Ａ、Ｂを所定回数繰り返し生成し、駆動回路１、２、エリアセンサ２１に出力し、その後、受光データ出力指示信号をエリアセンサ２１に出力し、距離演算指示信号を距離演算部３２に出力する。
【００２０】
図２には、変調信号、タイミング信号Ａ、Ｂ、照射光パルスＬｅ、反射光パルスＬｒのタイムチャートが示されている。
【００２１】
図２（ａ）に示される変調信号は、パルス幅Ｔｗ（パルス時間幅）のパルス信号である。
【００２２】
図２（ｂ）に示される照射光パルスＬｅは、投光系１０から投光される光であり、変調信号の入力タイミングから各駆動回路による遅延時間ｔｄを伴って出力される。
【００２３】
図２（ｃ）に示される反射光パルスＬｒは、照射光パルスＬｅが物体で反射されエリアセンサ２１で受光される光である。この光の波形は、照射光パルスＬｅの波形と略同一であり、照射光パルスＬｅの立ち上がりタイミング（光源の発光タイミング）から時間τ遅れてエリアセンサ２１に入射される。
【００２４】
この時間τは、投光系１０から照射光パルスＬｅが投光されてから物体で反射されエリアセンサ２１に入射するまでの時間であり、物体までの距離によって変わる。つまり、時間τが分かれば、光の速度Ｃを用いて、次の（１）式によって、物体までの距離Ｄを求めることができる。
Ｄ＝τ×Ｃ／２・・・（１）
【００２５】
図２（ｄ）、図２（ｅ）には、タイミング制御部３１からエリアセンサ２１に出力される、電荷蓄積タイミングを示す信号であるタイミング信号Ａ、Ｂがそれぞれ示されている。
【００２６】
タイミング信号Ａは、照射光パルスＬｅと同じタイミングで“Ｈ”とされ、パルス幅Ｔｗ後に“Ｌ”とされる。そして、タイミング信号Ｂは、タイミング信号Ａが“Ｌ”になると同時に“Ｈ”とされ、パルス幅Ｔｗ後に“Ｌ”とされる。タイミング信号Ａが“Ｈ”の期間には電荷蓄積部Ａへ電荷の蓄積が行われるので、図２（ｄ）のＡの部分に相当する電荷が蓄積される。タイミング信号Ｂが“Ｈ”の期間には電荷蓄積部Ｂへ電荷の蓄積が行われるので、図２（ｅ）のＢの部分に相当する電荷が蓄積される。ここで、時間τが０≦τ≦Ｔｗの範囲であれば、次の（２）式が成立する。
τ／Ｔｗ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）・・・（２）
【００２７】
そこで、距離Ｄを、上記（１）式、（２）式を用いて、次式によって求めることができる。
Ｄ＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）×Ｔｗ×Ｃ／２
【００２８】
図３には、光源１、２をそれぞれ光源とするパルス幅が同一（Ｔｗ）の照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の少なくとも一部が重なった照射光パルスＬｅの波形が示されている。
【００２９】
図３（ａ）は、投光系１０における駆動回路１、２において変調信号に対する遅延が同じ場合を示しており、光源１のみによる照射光パルスＬｅ１と光源２のみによる照射光パルスＬｅ２の立ち上がり、立ち下りのタイミングは同じであり、照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の略全部が重なった照射光パルスＬｅは、強度（パルス振幅）が照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の強度を加算した大きさであり、パルス幅がＴｗである。
【００３０】
図３（ｂ）は、投光系１０における駆動回路１、２をそれぞれ構成する回路素子や配線の性能ばらつきにより、駆動回路間で変調信号に対する遅延が異なる場合を示している。ここでは駆動回路１の遅延よりも駆動回路２の遅延の方が小さく、照射光パルスＬｅ２が照射光パルスＬｅ１よりもｔｅだけ早く立ち上がり、ｔｅだけ早く立ち下がる様子が示されている。このように立ち上り、立ち下がりのタイミングがずれた照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２が重なってできる照射光パルスＬｅの波形は、図３（ｂ）に示されるように、パルス幅Ｔｗ＋ｔｅの波形となってしまい、測定対象物で反射されエリアセンサ２１に入射される光も同じパルス幅Ｔｗ＋ｔｅの波形となってしまう。
【００３１】
図４には、上記パルス幅Ｔｗ＋ｔｅの波形がエリアセンサ２１に入射されたときの電荷蓄積部Ａ、Ｂにおける電荷蓄積の様子が示されている。
【００３２】
図４に示されるように、電荷蓄積部Ａの電荷蓄積量はＡ＋αとなり、図２の電荷蓄積量と比較してαだけ増えてしまう。一方、電荷蓄積部Ｂの電荷蓄積量はＢ−αとなり、図２の電荷蓄積量と比較してαだけ少なくなってしまう。
【００３３】
このように、比較例では、電荷蓄積部Ａと電荷蓄積部Ｂの電荷蓄積量が変わってしまうので距離測定に誤差が生じてしまう。
【００３４】
そこで、発明者らは、このような誤差を低減するために、本実施形態の距離測定装置１を開発した。
【００３５】
《実施形態》
以下に、本実施形態の距離測定装置１について説明する。図５には、本実施形態の距離測定装置１の構成が概略的に示されている。
【００３６】
距離測定装置１は、一例として、移動体としての車両の前端部のナンバープレート近傍に取り付けられている。なお、距離測定装置１が搭載される移動体としては、車両の他に、航空機、船舶、ロボット等が挙げられる。
【００３７】
距離測定装置１は、投光系１０と、受光系２０と、タイミング制御手段４１（調整手段）及び距離演算部４２（演算手段）を含む制御装置４０と、を備えている。
【００３８】
投光系１０は、２つの光源１、２と、光源１、２をそれぞれ駆動する２つの駆動回路１、２と、各光源からの光を車両前方に向けて投射する投射光学系（不図示）と、を有する。各光源としては、例えば半導体レーザ（端面発光レーザ（ＬＤ）や面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ））、発光ダイオード等の発光素子が好適であるが、他の発光素子を用いても良い。
【００３９】
駆動回路１は、タイミング制御手段４１からの駆動回路ＯＮ信号１が“Ｈ”レベルのときに変調信号１に応じた変調電流１を光源１に印加し、駆動回路ＯＮ信号１が“Ｌ”レベルのときは常に駆動電流をＯＦＦとする。
【００４０】
駆動回路２は、タイミング制御手段４１からの駆動回路ＯＮ信号２が“Ｈ”レベルのときに変調信号２に応じた変調電流２を光源２に印加し、駆動回路ＯＮ信号２が“Ｌ”レベルのときは常に駆動電流をＯＦＦとする。
【００４１】
光源１は変調電流１に応じた変調光を射出し、該変調光は投射光学系によって照射光パルスＬｅ１として投光される。
【００４２】
光源２は変調電流２に応じた変調光を射出し、該変調光は投射光学系によって照射光パルスＬｅ２として投光される。
【００４３】
すなわち、投光系１０から投光される照射光パルスＬｅは、照射光パルスＬｅ１と照射光パルスＬｅ２が重なった光である。
【００４４】
この際、投光系１０の投光範囲（投射光学系の投射範囲）の射程圏内（光源１、２の光出力の和で検出可能な範囲内）に測定対象の物体（測定対象物）があれば、投光された光（照射光パルスＬｅ）が該物体に照射される。
【００４５】
投射光学系は、例えば光偏向器を含む走査型及び例えば拡散板を含む非走査型のいずれであっても良いが、車両前方のセンシング（物体検出）に必要な水平方向及び垂直方向の投射範囲を確保できるものが好ましい。
【００４６】
走査型の投射光学系は、コリメートした光を投射するので、測定対象物上での照射パワー密度は比較的大きくなり、光学的ＳＮ比を大きくすることができる。一方、非走査型の投射光学系は、広がりのある光を投射するので、一度の投射で測定対象物の多点の距離を同時に測定することができ、高解像度の空間分布を高速に得ることができる。
【００４７】
受光系２０は、複数の画素に個別に対応する２次元配列された複数の受光素子（例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等）を含むエリアセンサ２１と、物体からの反射光をエリアセンサ２１に導く、集光素子を含む受光光学系（不図示）と、を有する。
【００４８】
エリアセンサ２１の各受光素子は、２つの電荷蓄積部Ａ、Ｂを有している。各受光素子は、物体に照射され該物体で反射された変調された光（反射光パルスＬｒ）を受光し、タイミング制御手段４１からのタイミング信号Ａ、Ｂに従って、受光した光によって発生する電荷の蓄積を行う。
【００４９】
具体的には、各受光素子は、タイミング信号Ａが“Ｈ”のときは電荷蓄積部Ａに電荷の蓄積を行い、タイミング信号Ｂが“Ｈ”のときは電荷蓄積部Ｂに電荷の積を行う。
【００５０】
タイミング制御手段４１は、変調信号１、２、タイミング信号Ａ、Ｂを繰り返し出力し、これにより電荷がどんどん蓄積されていく。そして、電荷の蓄積を所定回数繰り返した後、変調信号１、２、タイミング信号Ａ、Ｂの出力をストップさせ、受光データ出力指示信号をエリアセンサ２１に出力する。
【００５１】
エリアセンサ２１は、各受光素子の電荷蓄積部Ａ、Ｂに蓄積された電荷量を受光データＡ、Ｂとして順次出力する。
【００５２】
距離演算部４２は、タイミング制御手段４１からの距離演算指示信号を受け、エリアセンサ２１から送られてくる受光データＡ、Ｂを用いて各画素における距離データを算出し、距離画像を生成する。受光データＡ、Ｂから距離データを算出する方法は、前述した通りである。
【００５３】
タイミング制御手段４１は、遅延素子１、２、調整制御部４１ａ、信号生成部４１ｂを含んで構成されている。
【００５４】
遅延素子１は、調整制御部４１ａからの遅延調整信号１のレベルに従って、信号生成部で生成された変調信号Ｘを遅延させて変調信号１として出力する。
【００５５】
遅延素子２は、調整制御部４１ａからの遅延調整信号２のレベルに従って、信号生成部で生成された変調信号Ｘを遅延させて変調信号２として出力する。
【００５６】
以上のように遅延調整信号１、２により、光源１、２の点灯タイミング（照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の立ち上りタイミング）を変えることができる。
【００５７】
信号生成部４１ｂは、パルス状又は正弦波の変調信号Ｘを生成し、遅延素子１、２に所定回数繰り返し出力する。また、信号生成部４１ｂは、変調信号Ｘと同じ波形のタイミング信号Ａ、Ｂを、後述する調整制御部４１ａからの遅延情報を基に生成し、エリアセンサ２１に所定回数繰り返し出力する。
【００５８】
ここで、タイミング信号Ａの出力タイミングを、図２に示されるように、照射光パルスＬｅの立ち上がりタイミング（光源１の発光タイミング）と合わせる必要がある。上記遅延情報は変調信号Ｘの出力タイミングから照射光パルスＬｅが立ち上がるまでの遅延時間であり、これを基にタイミング信号Ａの出力タイミングを光源１の発光タイミングと合わせることができる。このようにしてタイミング信号Ａを照射光パルスＬｅと同じタイミングで“Ｈ”とし、パルス幅Ｔｗ後に“Ｌ”とする。そして、タイミング信号Ｂは、タイミング信号Aが“Ｌ”になると同時に“Ｈ”にし、パルス幅Ｔｗ後に“Ｌ”とする。
【００５９】
さらに、信号生成部４１ｂは、変調信号Ｘ、タイミング信号Ａ、Ｂを所定回数繰り返し生成、出力した後、受光データ出力指示信号をエリアセンサ２１に出力し、距離演算指示信号を距離演算部４２に出力する。
【００６０】
調整制御部４１ａは、遅延素子１、２の遅延量を制御する遅延調整信号１、２を、距離演算部４２からの距離データを基に生成する。また、調整制御部４１ａは、投光系１０の駆動回路１、２のオンオフを制御する駆動回路ＯＮ信号１、駆動回路ＯＮ信号２を生成する。そして、調整制御部４１ａは、これらの信号を制御して光源１、２の発光タイミングのずれを補正する。
【００６１】
以下に、本実施形態の距離測定装置１における光源１と光源２の発光タイミングのずれを補正する方法（発光タイミングずれ補正処理）について、図６を参照して説明する。図６のフローチャートは、制御装置４０によって実行される処理アルゴリズムに基づいている。ここでは、発光タイミングずれ補正処理は、駆動回路１、２を構成する回路素子や配線の製造時や経時の性能ばらつきを考慮して定期的に行われるが、不定期（例えば装置起動時）に行っても良い。
【００６２】
ここで、発光タイミングずれ補正処理を実行するにあたって、所定の反射率を有する基準反射体を測定対象物として、投光系１０の投光範囲における参照基準となる基準距離Ｄｒｅｆの位置に配置する。「基準距離Ｄｒｅｆ」は、光源１のみを点灯して基準反射体を検出可能な距離である。基準距離Ｄｒｅｆは、光源１の光出力（発光光量）と基準反射体の反射率によって概ね決まる。
【００６３】
なお、光は距離の２乗に反比例して減衰するので、距離が離れるほど光が弱くなる。遠くの距離でも距離測定できるように光源１と光源２の２つの光源を使って遠くの場所での照射光量を確保できるが、測定対象物が近くにあれば光源１だけでも照射光量が確保でき距離測定が可能となる
【００６４】
最初のステップＳ１では、光源１のみを点灯させて距離測定を行う。
【００６５】
具体的には、調整制御部４１ａが駆動回路ＯＮ信号１を“Ｈ”レベルに、駆動回路ＯＮ信号２を“Ｌ”レベルに設定する。
【００６６】
次いで、調整制御部４１ａが遅延調整信号１を所定の値に設定し、遅延調整信号１の値及び駆動回路１の遅延量の代表値を考慮して、遅延情報を生成し、信号生成部４１ｂに出力する。
【００６７】
信号生成部４１ｂでは、変調信号Ｘを生成するとともに、該変調信号Ｘ及び上記遅延情報に基づいてタイミング信号Ａ、Ｂを生成する。このとき、駆動回路ＯＮ信号１のみが“Ｈ”レベルなので、変調信号Ｘから遅延調整信号１に従った遅延を伴って出力される変調信号１に従って光源１のみが発光する。
【００６８】
この結果、光源１のみによる照射光パルスＬｅ１が基準反射体に照射され、該基準反射体からの反射光パルスＬｒがエリアセンサ２１で受光され、タイミング信号Ａ、Ｂに従って電荷蓄積部Ａ、Ｂにそれぞれ電荷が蓄積される。
【００６９】
電荷蓄積部Ａ、Ｂの電荷蓄積データを受光データＡ、Ｂとして距離演算部３２に出力し、距離演算を行い、測定距離１を算出する。
【００７０】
ここで、駆動回路１の遅延量は、回路素子や配線の性能ばらつきにより代表値と異なっている場合がある。この場合、光源１の発光タイミングと、該代表値に基づくタイミング信号Ａの出力タイミングとにずれが生じ、測定距離１が基準距離Ｄｒｅｆと一致しなくなる。逆に言うと、測定距離１と基準距離Ｄｒｅｆが一致していない場合には、光源１の発光タイミング（照射光パルスＬｅ１の立ち上りタイミング）とタイミング信号Ａの出力タイミングとにずれが生じていることになる。
【００７１】
そこで、次のステップＳ２では、測定距離と基準距離Ｄｒｅｆが一致しているか否かを判断する。ここでの判断が否定されるとステップＳ３に移行し、肯定されるとステップＳ４に移行する。
【００７２】
ステップＳ３では、光源１の発光タイミングを調整する。具体的には、測定距離と基準距離Ｄｒｅｆの差に基づいて遅延調整信号１を生成し遅延素子１に出力する。そして、遅延素子１で変調信号Ｘを遅延調整信号１に従って遅延させた変調信号１を駆動回路１に出力する。駆動回路１から光源１に変調信号１に応じた変調電流１が印加され、光源１から変調電流１に応じた変調光である照射光パルスＬｅ１が射出される。
【００７３】
ステップＳ３が実行されると、ステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ１で光源１のみを点灯させて距離測定を再度行い、ステップＳ２で測定距離１が基準距離Ｄｒｅｆと一致しているかを確認する。
【００７４】
ステップＳ４では、光源１、２を点灯させて距離測定を行う。
【００７５】
具体的には、調整制御部４１ａが、駆動信号ＯＮ信号１に加えて駆動回路ＯＮ信号２も“Ｈ”レベルに設定する。ここでは、遅延調整信号２の値を光源１のみを点灯させて距離測定を行ったときに（ステップＳ１で）用いた遅延調整信号１の値とする。
【００７６】
この後、信号生成部４１ｂから変調信号Ｘ、タイミング信号Ａ、Ｂを出力し、ステップＳ１と同様に距離演算を行い、測定距離２を算出する。
【００７７】
ここで、駆動回路２の遅延量が駆動回路１の遅延量と異なると、図３を用いて説明したように、光源１、２の発光タイミングがずれ、光源１、２からの照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２が重なった照射光パルスＬｅの波形が所望の波形（図３では矩形）と異なってしまい、測定距離に誤差が生じてしまう。
【００７８】
そこで、次のステップＳ５では、測定距離２と基準距離Ｄｒｅｆが一致しているか否かを判断する。ここでの判断が否定されるとステップＳ６に移行し、肯定されるとフローは終了する。ステップＳ５での判断が肯定される場合は、光源１、２の発光タイミングが一致している場合である。
【００７９】
ステップＳ６では、光源２の発光タイミングを調整する。具体的には、調整制御部４１ａが、測定距離２と基準距離Ｄｒｅｆの差に基づいて遅延調整信号２を生成し遅延素子２に出力する。そして、遅延素子２で変調信号Ｘを遅延調整信号２に従って遅延させた変調信号２を駆動回路２に出力する。駆動回路２から光源２に変調信号２に応じた変調電流２が印加され、光源２から変調電流２に応じた変調光である照射光パルスＬｅ２が射出される。
【００８０】
ステップＳ６が実行されると、ステップＳ４に戻る。そして、ステップＳ４で光源１、２を点灯させて距離測定を再度行い、ステップＳ５で測定距離２が基準距離Ｄｒｅｆと一致しているかを確認する。
【００８１】
以上のようにして光源１、２の発光タイミングを調整することにより、光源１、２の発光タイミングのずれを補正することができ、該補正後に光源１、２を点灯させて距離測定を行うことにより、測定距離の誤差を低減でき、ひいては距離の測定精度を向上させることが可能となる。
【００８２】
以上説明した本実施形態の距離測定装置１は、複数の光源（例えば２つの光源１、２）及び該複数の光源をそれぞれ駆動する複数の駆動回路（例えば２つの駆動回路１、２）を含む投光系１０と、該投光系１０から投光され物体で反射された光を受光する受光系２０と、複数の光源の発光タイミングのずれを補正する補正系と、を備えている。
【００８３】
この場合、複数の光源の発光タイミングのずれが補正された状態で、投光系１０から投光され物体で反射された光を受光系２０で受光することにより、検出誤差を低減できる。
【００８４】
この結果、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【００８５】
また、補正系は、受光系２０での受光結果に基づいて、複数の光源の発光タイミングのずれを補正する制御装置４０を含む。
【００８６】
この場合、受光系２０での受光結果を用いて、物体までの距離を測定できるとともに複数の光源の発光タイミングのずれを補正することができる。
【００８７】
また、複数の光源を一緒に点灯させて投光される光を重ね合わせることにより、投光される光の光量を大きくすることができ、物体を検出可能な最大検出距離を長くすることができる。
【００８８】
また、駆動回路１、２には、光源１、２をそれぞれ発光させるための複数の変調信号（例えば２つの変調信号１、２）がそれぞれ入力され、制御装置４０は、受光系２０での受光結果に基づいて、物体までの距離を算出する演算手段（距離演算部４２）と、該演算手段での算出結果に基づいて、変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整する調整手段（タイミング制御手段４１）と、を含む。
【００８９】
この場合、簡易な構成により、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【００９０】
また、調整手段は、光源１を点灯させたときの距離演算部４２での算出結果である第１の距離（測定距離１）と、光源１、２を点灯させたときの距離演算部４２での算出結果である第２の距離（測定距離２）の差に応じて、変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整することが好ましい。具体的には、第１及び第２の距離の差が小さく（０も含む）なるように変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整することが好ましい。
【００９１】
この場合、変調信号１、２の元となる共通の（単一の）変調信号Ｘを生成し、該変調信号Ｘの駆動回路１、２への出力タイミングを調整するだけの簡易な手法により、光源１、２の発光タイミングのずれを補正することができる。
【００９２】
また、距離測定装置１が、投光系１０の投光範囲に配置され、光源１の光出力で距離が測定可能な基準反射体を更に備える場合には、光源１、２の発光タイミングの補正（発光タイミング補正処理）を随時行うことができる。
【００９３】
また、調整手段は、第１及び第２の距離に基づいて、変調信号１、２の入力タイミングを調整するための調整信号（遅延調整信号１、２）を生成する調整制御部４１ａと、調整信号に応じて変調信号１、２の入力タイミングを調整する調整素子（遅延素子１、２）と、を有することが好ましい。
【００９４】
また、受光系２０が、複数の画素に対応する受光部を有するエリアセンサ２１を含む場合には、物体の部位毎（画素毎）の距離情報を表す距離画像を生成することができる。この場合には、物体の大きさや形状等を検出することができ、より詳細な物体情報を得ることができる。
【００９５】
また、エリアセンサ２１が画素毎に２つの電荷蓄積部Ａ、Ｂを有する場合には、光源１、２の発光タイミングを基準とした所定の時間帯に反射光の電荷を２つの電荷蓄積部Ａ、Ｂに蓄積することができる。
【００９６】
また、本実施形態の距離測定装置１と、該距離測定装置１が搭載された移動体と、を備える移動体装置によれば、高精度な測定距離に基づいて、移動体の制御（例えば制動制御や操舵制御等）を精度良く行うことができる。
【００９７】
また、本実施形態の距離測定方法は、物体までの距離を測定する距離測定方法であって、複数の光源（光源１、２）のうち一の光源（光源１）を点灯させて基準反射体に光を照射する第１の照射工程と、第１の照射工程で照射され基準反射体で反射された光を受光して該基準反射体までの距離を測定する第１の測定工程と、複数の光源のうち一の光源（光源１）と他の光源（光源２）を点灯させて基準反射体に光を照射する第２の照射工程と、第２の照射工程で照射され基準反射体で反射された光を受光して該基準反射体までの距離を測定する第２の測定工程と、第１及び第２の測定工程での測定結果（測定距離１、２）に基づいて、一及び他の光源の点灯タイミング（発光タイミング）のずれを補正する工程と、一及び他の光源を点灯させて投光し、物体で反射された光を受光して該物体までの距離を算出する工程と、を含む。
【００９８】
この場合、複数の光源の点灯タイミングのずれが補正された状態で、投光され物体で反射された光を受光系２０で受光することにより、検出誤差を低減できる。
【００９９】
この結果、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【０１００】
なお、他の光源が複数ある場合、第２の照射工程と第２の測定工程と補正する工程を含むサイクルを他の光源毎に行うことが好ましい。この場合、一の光源と全ての他の光源との間での点灯タイミングのずれを補正することができる。
【０１０１】
《変形例１》
図７には、変形例１の距離測定装置の制御装置が有するタイミング制御手段５１のブロック図が示されている。
【０１０２】
変形例１のタイミング制御手段５１では、図７に示されるように、駆動回路１、２にそれぞれ入力される変調信号１、２をクロック信号（「クロック」とも呼ぶ）に基づいて生成し、変調信号１、変調信号２の遅延制御を、調整データ１、調整データ２に基づいて、クロック単位で制御している。
【０１０３】
詳述すると、タイミング制御手段５１は、基準クロックを生成するクロック生成部５１ａと、駆動回路１、２のオンオフ制御を行うための駆動回路ＯＮ信号１、２及び距離画像（距離データ）に基づいて調整データ１、２及び遅延情報を生成する調整制御部５１ｂと、クロック信号、調整データ１、２、スタート信号、遅延情報に基づいて変調信号１、２を生成し、さらにクロック信号、スタート信号、遅延情報に基づいてタイミング信号Ａ、Ｂ、受光データ出力指示信号、距離演算指示信号を生成する信号生成部５１ｃと、を含んで構成されている。
【０１０４】
図８には、変形例１において、クロック信号に基づいて変調信号１、２を生成する様子がタイムチャートで示されている。
【０１０５】
ここでは、調整データ１が“８”、調整データ２が“１０”の場合を、各変調信号のパルス幅が“８”の場合を示している。
【０１０６】
信号生成部５１ｃは、スタート信号が入力されると内蔵するスタートカウンタがクロック生成部５１ａからのクロックのカウントを始める。信号生成部５１ｃは、スタートカウンタの値が調整データ１の値と同じ“８”になった時点で変調信号１を“Ｈ”レベルに変化させる。その後、信号生成部５１ｃは、パルス幅カウンタ１でカウントを始め、パルス幅の”８“になった時点で変調信号１を”Ｌ“レベルに変化させる。パルス幅カウンタ１は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号１を“Ｈ”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号１を生成する。
【０１０７】
一方、信号生成部５１ｃは、スタートカウンタのカウント値が調整データ２の値と同じ“１０”になった時点で変調信号２を“Ｈ”レベルに変化させる。その後、信号生成部５１ｃは、パルス幅カウンタ２でカウントを始め、パルス幅の”８“になった時点で変調信号２を”Ｌ”レベルに変化させる。パルス幅カウンタ２は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号２を“Ｈ”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号２を生成する。
【０１０８】
このように調整データ１、２の値に従って、変調信号１、２が出力されるので、調整データ１、２を調整することで変調信号１、２の出力タイミングを調整することができ、光源１、２の発光タイミングを合わせることが可能となる。
【０１０９】
以上のように変形例１では、変調信号１、２を、クロック信号を用いてロジック回路で生成しているので、小規模な回路構成で変調信号１、２を生成することができる。
【０１１０】
変形例１の距離測定装置でも、タイミング制御手段５１（調整手段）は、複数の光源（例えば２つの光源１、２）のうち一の光源（光源１）を点灯させたときの距離演算部での算出結果である第１の距離と、一の光源と複数の光源のうち他の光源（光源２）を点灯させたときの距離演算部での算出結果である第２の距離の差に応じて、変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整する。
【０１１１】
そして、タイミング制御手段５１及び距離演算部を含む制御装置は、クロック信号を生成するクロック生成部５１ａと、該クロック信号をカウントするカウンタと、を更に含み、タイミング制御手段５１は、カウンタのカウント値と、第１及び第２の距離に基づいて、変調信号１、２を生成する（変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整する）。
【０１１２】
《変形例２》
図９には、変形例２の距離測定装置の制御装置が有するタイミング制御手段６１のブロック図が示されている。
【０１１３】
変形例２では、図９に示されるように、調整制御部６１ｂで生成された調整データ１、２がクロック生成部６１ａに入力され、クロック生成部６１ａでクロック信号１、２が生成され、信号生成部６１ｃに出力される構成となっている。クロック信号１、２は、調整データ１、２に従って、位相が変化され、信号生成部６１ｃに出力される。
【０１１４】
図１０には、変形例２におけるクロック信号１、２及び調整データ１、調整データ２に基づいて変調信号１、２を生成する様子がタイムチャートで示されている。
【０１１５】
ここでは、調整データ１が“８”、調整データ２が”１０．５”の場合を、各変調信号のパルス幅が“８”の場合を示している。
【０１１６】
信号生成部６１ｃでは、スタート信号が入力されると内蔵するスタートカウンタ１がクロック信号１でカウントを始め、スタートカウンタ１の値が調整データ１の値と同じ“８”になった時点で変調信号１を“Ｈ”レベルに変化させる。その後、信号生成部６１ｃでは、パルス幅カウンタ１でカウントを始めパルス幅の”８“になった時点で変調信号１を”Ｌ“レベルに変化させる。パルス幅カウンタ１は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号１を“Ｈ”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号１を生成する。
【０１１７】
一方、信号生成部６１ｃは、変調信号２をクロック信号２に基づいて生成するが、“１０．５”という調整データ２がクロック生成部６１ａに入力されると小数部の“０．５”、つまり１／２クロック分位相が遅れてクロック信号２が生成されて出力される。すなわち、図１０に示されるようにクロック信号２はクロック信号１に対して１／２クロック分位相が遅れている。変調信号２は、このクロック信号２を用いて生成される。
【０１１８】
詳述すると、信号生成部６１ｃでは、スタート信号が入力されるとスタートカウンタ２がクロック信号２でカウントを始め、スタートカウンタ２のカウント値が調整データ２の整数値“１０”になった時点で変調信号２を“Ｈ”レベルに変化させる。その後、信号生成部６１ｃでは、パルス幅カウンタ２でカウントを始め、パルス幅の”８“になった時点で変調信号２を”Ｌ“レベルに変化させる。パルス幅カウンタ２は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号２を“Ｈ”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号２を生成する。
【０１１９】
以上のように、変形例２では、クロック生成部６１ａから位相が調整されたクロック信号１、クロック信号２を生成し、クロック信号１で変調信号１を生成し、クロック信号２で変調信号２を生成することにより、クロック信号１のクロック幅よりも短い時間の精度で制御（調整）することができ、光源１、２の発光タイミングをより精度よく合わせることができ、ひいては測定距離の誤差をより小さくすることができる。
【０１２０】
変形例２の距離測定装置でも、タイミング制御手段６１（調整手段）は、複数の光源（例えば２つの光源１、２）のうち一の光源（光源１）を点灯させたときの距離演算部での算出結果である第１の距離と、一の光源と複数の光源のうち他の光源（光源２）を点灯させたときの距離演算部での算出結果である第２の距離の差に応じて、変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整する。
【０１２１】
タイミング制御手段６１及び距離演算部含む制御装置は、第１及び第２の距離に基づいて、位相が異なる複数のクロック信号を生成するクロック生成部６１ａと、複数のクロック信号をそれぞれカウントする複数のカウンタと、を更に含み、複数のカウンタのカウント値と、第１及び第２の距離に基づいて、変調信号１、２の駆動回路１、２への入力タイミングを調整する。
【０１２２】
変形例２では、クロック信号２は、クロック信号１に比べて１／２クロック分位相が遅れているが、これに代えて、例えばＮを３以上の整数として１／Ｎクロック分位相が遅れていても良い。
【０１２３】
《変形例３》
図１１には、変形例３の距離測定装置１Ａの構成が概略的に示されている。
【０１２４】
距離測定装置１Ａは、投光系１０と、受光系２０と、検出手段３０と、タイミング制御手段４１Ａ（調整手段）及び距離演算部４２（演算手段）を含む制御装置４０Ａと、を備えている。
【０１２５】
投光系１０は、２つの光源１、２と、光源１、２をそれぞれ駆動する２つの駆動回路１、２と、各光源からの光を車両前方に向けて投射する投射光学系（不図示）と、を有する。各光源としては、例えば半導体レーザ、発光ダイオード等の発光素子が好適であるが、他の発光素子を用いても良い。
【０１２６】
駆動回路１は、タイミング制御手段４１Ａからの駆動回路ＯＮ信号１が“Ｈ”レベルのときに変調信号１に応じた変調電流１を光源１に印加し、駆動回路ＯＮ信号１が“Ｌ”レベルのときは常に駆動電流をＯＦＦとする。
【０１２７】
駆動回路２は、タイミング制御手段４１Ａからの駆動回路ＯＮ信号２が“Ｈ”レベルのときに変調信号２に応じた変調電流２を光源２に印加し、駆動回路ＯＮ信号２が“Ｌ”レベルのときは常に駆動電流をＯＦＦとする。
【０１２８】
光源１は変調電流１に応じた変調光を射出し、該変調光は投射光学系によって照射光パルスＬｅ１として投光される。
【０１２９】
光源２は変調電流２に応じた変調光を射出し、該変調光は投射光学系によって照射光パルスＬｅ２として投光される。
【０１３０】
すなわち、投光系１０から投光される照射光パルスＬｅは、照射光パルスＬｅ１と照射光パルスＬｅ２が重なった光である。
【０１３１】
この際、投光系１０の投光範囲（投射光学系の投射範囲）の射程圏内（光源１、２の光出力の和で検出可能な範囲内）に測定対象の物体（測定対象物）があれば、投光された光（照射光パルスＬｅ）が該物体に照射される。
【０１３２】
投射光学系は、例えば光偏向器を含む走査型及び例えば拡散板を含む非走査型のいずれであっても良いが、車両前方のセンシング（物体検出）に必要な水平方向及び垂直方向の投射範囲を確保できるものが好ましい。
【０１３３】
受光系２０は、複数の画素に個別に対応する２次元配列された複数の受光素子（例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ等）を含むエリアセンサ２１と、物体からの反射光をエリアセンサ２１に導く、集光素子を含む受光光学系（不図示）と、を有する。
【０１３４】
エリアセンサ２１の各受光素子は、２つの電荷蓄積部Ａ、Ｂを有している。各受光素子は、物体に照射され該物体で反射された変調された光（反射光パルスＬｒ）を受光し、タイミング制御手段４１からのタイミング信号Ａ、Ｂに従って、受光した光によって発生する電荷の蓄積を行う。
【０１３５】
具体的には、各受光素子は、タイミング信号Ａが“Ｈ”のときは電荷蓄積部Ａに電荷の蓄積を行い、タイミング信号Ｂが“Ｈ”のときは電荷蓄積部Ｂに電荷の積を行う。
【０１３６】
タイミング制御手段４１Ａは、変調信号１、２、タイミング信号Ａ、Ｂを繰り返し出力し、これにより電荷がどんどん蓄積されていく。そして、電荷の蓄積を所定回数繰り返した後、変調信号１、２、タイミング信号Ａ、Ｂの出力をストップさせ、受光データ出力指示信号をエリアセンサ２１に出力する。
【０１３７】
エリアセンサ２１は、各受光素子の電荷蓄積部Ａ、Ｂに蓄積された電荷量を受光データＡ、Ｂとして順次出力する。
【０１３８】
距離演算部４２は、タイミング制御手段４１Ａからの距離演算指示信号を受け、エリアセンサ２１から送られてくる受光データＡ、Ｂを用いて各画素における距離データを算出し、距離画像を生成する。受光データＡ、Ｂから距離データを算出する方法は、前述した通りである。
【０１３９】
タイミング制御手段４１Ａは、遅延素子１、２、調整制御部４１Ａａ、信号生成部４１Ａｂ、時間計測部１、２を含んで構成されている。
【０１４０】
遅延素子１は、調整制御部４１Ａａからの遅延調整信号１のレベルに従って、信号生成部で生成された変調信号Ｘを遅延させて変調信号１として出力する。
【０１４１】
遅延素子２は、調整制御部４１Ａａからの遅延調整信号２のレベルに従って、信号生成部で生成された変調信号Ｘを遅延させて変調信号２として出力する。
【０１４２】
以上のように遅延調整信号１、２により、光源１、２の点灯タイミング（照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２の立ち上りタイミング）を変えることができる。
【０１４３】
信号生成部４１Ａｂは、パルス状又は正弦波の変調信号Ｘを生成し、遅延素子１、２に所定回数繰り返し出力する。また、信号生成部４１Ａｂは、変調信号Ｘと同じ波形のタイミング信号Ａ、Ｂを、後述する調整制御部４１Ａａからの遅延情報を基に生成し、エリアセンサ２１に所定回数繰り返し出力する。
【０１４４】
ここで、タイミング信号Ａの出力タイミングを、図２に示されるように、照射光パルスＬｅの立ち上がりタイミング（光源１の発光タイミング）と合わせる必要がある。上記遅延情報は変調信号Ｘの出力タイミングから照射光パルスＬｅが立ち上がるまでの遅延時間であり、これを基にタイミング信号Ａの出力タイミングを光源１の発光タイミングと合わせることができる。このようにしてタイミング信号Ａを照射光パルスＬｅと同じタイミングで“Ｈ”とし、パルス幅Ｔｗ後に“Ｌ”とする。そして、タイミング信号Ｂは、タイミング信号Aが“Ｌ”になると同時に“Ｈ”にし、パルス幅Ｔｗ後に“Ｌ”とする。
【０１４５】
さらに、信号生成部４１Ａｂは、変調信号Ｘ、タイミング信号Ａ、Ｂを所定回数繰り返し生成、出力した後、受光データ出力指示信号をエリアセンサ２１に出力し、距離演算指示信号を距離演算部４２に出力する。
【０１４６】
調整制御部４１Ａａは、遅延素子１、２の遅延量を制御する遅延調整信号１、２を、時間計測部１、２からの遅延値１、２を基に生成する。
【０１４７】
具体的には、遅延値１と遅延値２を比較し、遅延値２が遅延値１と同じになるように遅延調整信号２を生成、または遅延値１が遅延値２と同じになるように遅延調整信号１を生成する。あるいは、予め設定した所定の遅延値になるように遅延調整信号１、遅延調整信号２を生成しても良い。なお、遅延調整信号は、必ずしも遅延値１と遅延値２が一致するように生成される必要はなく、要は、遅延値１と遅延値２の差が小さくなるように生成されれば良い。
【０１４８】
また、調整制御部４１Ａａは、投光系１０の駆動回路１、駆動回路２のオンオフ制御する駆動回路ＯＮ信号１、駆動回路ＯＮ信号２を生成する。そして、調整制御部４１Ａａは、これらの信号を制御して光源１、２の発光タイミングのずれを補正する。
【０１４９】
検出手段３０は、光源１から射出された光の一部が入射されるミラー１と、光源２から射出された光の一部が入射されるミラー２と、ミラー１で反射された光を受光するＰＤ１（フォトダイオード）、ミラー２で反射された光を受光するＰＤ２（フォトダイオード）と、を有している。
【０１５０】
すなわち、ミラー１は、光源１からの光の一部をＰＤ１に向けて反射させるように配置されている。ミラー２は、光源２からの光の一部をＰＤ２に向けて反射させるように配置されている。なお、光源１から射出された光の残部（大半）及び光源２から射出された光の残部（大半）は、それぞれ投射光学系（不図示）を介して照射光パルスＬｅ１、Ｌｅ２として投光される。
【０１５１】
ＰＤ１は、ミラー１で反射された光を受光し電気信号に変換しＰＤ信号１として時間計測部１に出力する。ＰＤ２は、ミラー２で反射された光を受光し電気信号に変換しＰＤ信号２として時間計測部２に出力する。
【０１５２】
時間計測部１は、変調信号ＸとＰＤ信号１の立ち上がりタイミングの時間差を測定し、該時間差を遅延値１として出力する。時間計測部２は、変調信号ＸとＰＤ信号２との立ち上がりタイミングの時間差を測定し、該時間差を遅延値２として出力する。各時間計測部は、TDC（Time to Digital Converter）回路と言われる回路で実現することができる。
【０１５３】
ここで、変調信号Ｘが信号生成部４１Ａｂから出力されると、遅延素子、駆動回路の遅延を伴って光源が点灯し、該光源からの光がＰＤで受光され、該ＰＤからＰＤ信号が変調信号Ｘから遅延して出力される。
【０１５４】
図１２には、変調信号ＸとＰＤ信号１、ＰＤ信号２と測定される遅延値１、遅延値２が示されている。図１２では、光源１が変調信号Ｘに対してｔｄ１の遅延を伴って点灯しＰＤ１信号がｔｄ１の遅延を伴って時間計測部１に出力され、光源２が変調信号Ｘに対してｔｄ２の遅延を伴って点灯しＰＤ２信号がｔｄ２の遅延を伴って時間計測部２に出力される。時間計測部１はｔｄ１を計測し遅延値１として調整制御部４１Ａａに出力し、時間計測部２はｔｄ２を計測し遅延値２として調整制御部４１Ａａに出力する。
【０１５５】
以下に、変形例３の距離測定装置１Ａにおける光源１と光源２の発光タイミングのずれを補正する方法（発光タイミングずれ補正処理）について、図１３を参照して説明する。図１３のフローチャートは、制御装置４０Ａによって実行される処理アルゴリズムに基づいている。ここでは、発光タイミングずれ補正処理は、駆動回路１、２を構成する回路素子や配線の製造時や経時の性能ばらつきを考慮して定期的に行われるが、不定期（例えば装置起動時）に行っても良い。
【０１５６】
最初のステップＳ１１では、調整制御部４１Ａａが、最小遅延となるように、遅延調整信号１、遅延調整信号２を出力する。
【０１５７】
次のステップＳ１２では、光源１、２をパルス点灯する。具体的には、信号生成部４１Ａｂが、図１２に示されるようなパルス波形の変調信号Ｘを生成し出力する。変調信号Ｘは遅延素子１、２に入力され、遅延調整信号１、２に基づいた遅延を伴って変調信号１、２として駆動回路１、２へ出力される。また、変調信号Ｘは時間計測部１、２へも出力され、時間計測部１、２は時間計測を開始する。
【０１５８】
そして駆動回路１、２は、変調信号１、２に基づいて光源１、２を点灯させるための駆動電流１、２を生成し、各光源からの光の一部が投射光学系を介して照射光パルスとして投光される。この際、光源１からの光の残部がミラー１で反射され、ＰＤ１に入射される。同様に光源２からの光の残部がミラー２で反射され、ＰＤ２に入射される。
【０１５９】
このとき、ＰＤ１、２は、入射された光に基づいて図１２に示されるＰＤ信号１、２を時間計測部１、２へ出力する。
【０１６０】
ここで、駆動回路１、２において駆動電流１、２を生成する際に回路遅延を伴うが、回路素子のばらつきにより駆動回路１、２の回路遅延は異なることがある。そのためＰＤ信号１、２は、図１２に示されるように、互いに異なるタイミングで時間計測部１、２に入力される。
【０１６１】
次のステップＳ１３では、遅延値１、２を計測する。具体的には、時間計測部１では、ＰＤ信号１が入力されると時間計測をストップし、変調信号Ｘの入力からＰＤ信号１の入力までの時間を遅延値１として調整制御部４１Ａａへ出力する。遅延値１は図１２のｔｄ１となる。時間計測部２では、ＰＤ信号２が入力されると時間計測をストップし、変調信号Ｘの入力からＰＤ信号２の入力までの時間を遅延値２として調整制御部４１Ａａへ出力する。遅延値２は図１２のｔｄ２となる。
【０１６２】
次のステップＳ１４では、調整制御部４１Ａａが、遅延値１、２が等しいか否かを判断する。具体的には、遅延値１、２が等しいときには計測された遅延値を遅延情報として信号生成部４１Ａｂへ出力し、発光タイミングずれ補正処理を終了する。一方、遅延値１、２が異なる場合はＳ１５に移行する。
【０１６３】
次のステップＳ１５では、光源の発光タイミングを調整する。具体的には、調整制御部４１Ａａが、遅延値１、２の差に基づいて、遅延調整信号１、２の少なくとも一方の調整を行う。
【０１６４】
例えば遅延値１が遅延値２よりも大きい場合は遅延調整信号２を大きくし、変調信号２の出力遅延が大きくなるように調整し、遅延値２が遅延値１より大きい場合は遅延調整信号１を大きくし、変調信号１の出力遅延が大きくなるように調整する。また、予め設定された遅延値に遅延値１、２が近づくように（好ましくは一致するように）遅延調整信号１、２を調整しても良い。要は、遅延値１、２の差が小さくなるように遅延調整信号１、２の少なくとも一方を調整すれば良い。
【０１６５】
このようにして、光源１、２の発光タイミングのずれを補正する（抑制する）ことができる。ステップＳ１５が実行されると、ステップＳ１２に戻る。
【０１６６】
すなわち、光源１、２の発光タイミングのずれが抑制されるため、光源１、２からの光を重ねて投光する変形例３の距離測定装置１Ａにおいても、距離誤差を低減し正確な距離測定を行うことが可能となる。
【０１６７】
《変形例４》
図１４には、実施例４の距離測定装置１Ｂの構成が概略的に示されている。距離測定装置１Ｂでは、図１４に示されるように、検出手段３０Ａは単一のＰＤ（フォトダイオード）を有し、タイミング制御手段４１Ｂは単一の時間計測部を有し、調整制御部４１Ｂａは遅延値保持部を有している。
【０１６８】
また、ここでは、ミラー１は光源１からの光の一部をＰＤに導き、ミラー２は光源２からの光の一部をＰＤに導く構成となっている。つまり、光源１からの一部の光も光源２からの一部の光も同一のＰＤに入射されるようになっている。なお、図１４では、２つのミラー１、２が設けられているが、これに代えて、ミラー１、２の機能を兼備する単一のミラーを設けても良い。
【０１６９】
以下に、変形例４の距離測定装置１Ｂにおける光源１と光源２の発光タイミングのずれを補正する方法（発光タイミングずれ補正処理）について、図１５を参照して説明する。図１５のフローチャートは、制御装置４０Ｂによって実行される処理アルゴリズムに基づいている。ここでは、発光タイミングずれ補正処理は、駆動回路１、２を構成する回路素子や配線の製造時や経時の性能ばらつきを考慮して定期的に行われるが、不定期（例えば装置起動時）に行っても良い。
【０１７０】
最初のステップＳ２１では、制御装置４０Ｂの調整制御部４１Ｂａが、最小遅延となるように遅延調整信号１、遅延調整信号２を出力する。
【０１７１】
次のステップＳ２２では、光源１をパルス点灯する。具体的には、調整制御部４１Ｂａが、駆動回路ＯＮ信号１を“Ｈ”、駆動回路ＯＮ信号２を“Ｌ”にして光源１のみを点灯可能に設定する。
【０１７２】
信号生成部４１Ｂｂにおいて、図１２に示されるようなパルス波形の変調信号Ｘを生成し出力する。変調信号Ｘは遅延素子１、２に入力されて遅延調整信号１、２に基づいた遅延を伴って変調信号１、２として駆動回路１、２へ出力される。また、変調信号Ｘは、時間計測部へも出力され、時間計測部は時間計測を開始する。
【０１７３】
そして、駆動回路１は駆動回路ＯＮ信号１が“Ｈ”になっていることから変調信号１に基づいて光源１を点灯させるための駆動電流１を生成し、光源１から照射光パルスＬｅ１が射出される。一方、駆動回路２は駆動回路ＯＮ信号２が“Ｌ”になっていることから駆動電流２の生成を行わず光源２は消灯したままである。光源１からの光は、一部が投射光学系（不図示）を介して投光され、残部がミラー１で反射されＰＤに入射される。このとき、ＰＤから、入射された光に基づいてＰＤ信号が時間計測部へ出力される。
【０１７４】
次のステップＳ２３では、遅延値１を計測する。具体的には、時間計測部は、ＰＤ信号が入力されると時間計測をストップし、変調信号Ｘの入力からＰＤ信号の入力までの時間を遅延値として調整制御部４１Ｂａに出力する。調整制御部４１Ｂａは、この遅延値を遅延値保持部で保持する。ここで、遅延値保持部で保持されている遅延値を遅延値１とする。
【０１７５】
次のステップＳ２４では、光源２をパルス点灯する。具体的には、調整制御部４１Ｂａが、駆動回路ＯＮ信号１を“Ｌ”、駆動回路ＯＮ信号２を“Ｈ”にして光源２のみを点灯可能に設定する。信号生成部４１Ｂｂは、図１２に示されるパルス波形の変調信号Ｘを生成し出力する。変調信号Ｘは、遅延素子１、２に入力されて遅延調整信号１、２に基づいた遅延を伴って変調信号１、２として駆動回路１、２へ出力される。また、変調信号Ｘは時間計測部へも出力され、時間計測部は時間計測を開始する。
【０１７６】
そして、駆動回路２は駆動回路ＯＮ信号２が“Ｈ”になっていることから変調信号２に基づいて光源２を点灯させるための駆動電流２を生成し、光源２から照射光パルスＬｅ２が射出される。一方、駆動回路１は駆動回路ＯＮ信号１が“Ｌ”になっていることから駆動電流１の生成を行わず光源１は消灯したままである。光源２からの光は、一部が投射光学系を介して投光され、残部がミラー２で反射されＰＤに入射される。このとき、ＰＤから、入射された光に基づいてＰＤ信号が時間計測部に出力される。
【０１７７】
次のステップＳ２５では、遅延値２を計測する。具体的には、時間計測部は、ＰＤ信号が入力されると時間計測をストップし、変調信号Ｘの入力からＰＤ信号の入力までの時間を遅延値として調整制御部４１Ｂａに出力する。ここでの遅延値を遅延値２とする。
【０１７８】
次のステップＳ２６では、遅延値１、２が等しいか否かを判断する。具体的には、調整制御部４１Ｂａは、遅延値保持部に保持されている遅延値１とステップＳ２５で計測された遅延値２の比較を行う。比較の結果、遅延値１、２が等しいときには計測された遅延値を遅延情報として信号生成部４１Ｂｂへ出力し、発光タイミングずれ補正処理を終了する。一方、比較の結果、遅延値１、２が異なる場合はステップＳ２７に移行する。
【０１７９】
ステップＳ２７では、光源の発光タイミングを調整する。具体的には、調整制御部４１Ｂａが、遅延値１、２の差に基づいて、遅延調整信号１、２の少なくとも一方の調整を行う。
【０１８０】
例えば遅延値１が遅延値２よりも大きい場合は遅延調整信号２を大きくし、変調信号２の出力遅延が大きくなるように調整し、遅延値２が遅延値１より大きい場合は遅延調整信号１を大きくし、変調信号１の出力遅延が大きくなるように調整する。また、予め設定された遅延値に遅延値１、２が近づくように（好ましくは一致するように）遅延調整信号１、２を調整しても良い。要は、遅延値１、２の差が小さくなるように遅延調整信号１、２の少なくとも一方を調整すれば良い。
【０１８１】
このようにして、光源１、２の発光タイミングのずれを補正する（抑制する）ことができる。ステップＳ２７が実行されると、ステップＳ２２に戻る。
【０１８２】
すなわち、光源１、２の発光タイミングのずれが抑制されるため、光源１、２からの光を重ねて投光する距離測定装置１Ｂにおいて、距離誤差を低減し正確な距離測定を行うことが可能となる。
【０１８３】
以上のように、変形例４の距離測定装置１Ｂでは、光源数より少ない数のＰＤ、時間計測部の構成により、すなわち低コストで高精度の距離測定を実現することができる。
【０１８４】
以上説明した変形例３、４の距離測定装置１Ａ、１Ｂは、複数の光源（例えば２つの光源１、２）及び該複数の光源をそれぞれ駆動する複数の駆動回路（例えば２つの駆動回路１、２）を含む投光系１０と、該投光系１０から投光され物体で反射された光を受光する受光系２０と、複数の光源の発光タイミング（点灯タイミング）のずれを補正する補正系と、を備えている。
【０１８５】
この場合、複数の光源の発光タイミングのずれが補正された状態で、投光系１０から投光され物体で反射された光を受光系２０で受光することにより、検出誤差を低減できる。
【０１８６】
この結果、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【０１８７】
また、補正系は、複数の光源それぞれからの光の一部を検出する検出手段と、該検出手段での検出結果に基づいてずれを補正する制御装置と、を含む。
【０１８８】
この場合、各光源からの光の一部を検出する検出手段を用いて、複数の光源の発光タイミングのずれを直接的に精度良く補正できる。
【０１８９】
また、複数の駆動回路には、複数の光源をそれぞれ駆動するための複数の変調信号（例えば変調信号１、２）がそれぞれ入力され、制御装置は、複数の光源それぞれの点灯タイミングと、該光源が点灯されたときの検出手段での検出タイミングに基づいて、変調信号の駆動回路への入力タイミングを調整する調整手段（タイミング制御手段）を含む。
【０１９０】
この場合、簡易な構成により、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【０１９１】
また、調整手段は、点灯タイミングと検出タイミングの時間差が光源間で小さくなるように、変調信号の駆動回路への入力タイミングを調整する。
【０１９２】
この場合、変調信号１、２の元となる共通の（単一の）変調信号Ｘを生成し、該変調信号Ｘの駆動回路１、２への出力タイミングを調整するだけの簡易な手法により、光源１、２の発光タイミングのずれを補正することができる。
【０１９３】
また、調整手段は、点灯タイミングと検出タイミングの時間差に基づいて、変調信号の駆動回路への入力タイミングを調整するための調整信号を生成する調整制御部と、調整信号に応じて変調信号の駆動回路への入力タイミングを調整する調整素子（遅延素子１、２）と、を有することが好ましい。
【０１９４】
また、検出手段は、複数の光源（例えば光源１、２）それぞれからの光を導光する、光源の数以下の光学部材（例えばミラー１、２）を有する導光部と、該導光部によって導光された光を受光する、光源の数以下の受光素子（例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ）を有する受光部と、を含むことが好ましい。
【０１９５】
なお、受光部が光源よりも少ない数の受光素子を有する場合には、制御装置は、光源への変調信号の入力／非入力を光源毎に切り換え可能であることが好ましい。
【０１９６】
また、導光部の光学部材として、ミラーに代えて、光源からの光を透過光と反射光に分岐する分岐素子を用いても良い。この場合、例えば、分岐素子からの透過光を投光し、反射光をＰＤに入射させることができる。
【０１９７】
また、導光部は、光学部材（例えばミラーや分岐素子）と受光素子との間の光路上に集光素子（例えば集光レンズや集光ミラー）を有していても良い。
【０１９８】
また、導光部を設けずに、光源からの光を直接受光素子に入射させても良い。
【０１９９】
また、変形例３、４の距離測定方法は、物体までの距離を測定する距離測定方法であって、複数の光源（例えば光源１、２）のうち一の光源（光源１）を点灯させて該一の光源からの光を検出する第１の検出工程と、一の光源の点灯タイミングと第１の検出工程での検出タイミングの時間差である第１の時間差を算出する第１の算出工程と、複数の光源のうち他の光源（光源２）を点灯させて該他の光源からの光を検出する第２の検出工程と、他の光源の点灯タイミングと第２の検出工程での検出タイミングの時間差である第２の時間差を算出する第２の算出工程と、第１及び第２の時間差に基づいて、一及び他の光源の点灯タイミングのずれを補正する工程と、一及び他の光源を点灯させて投光し、物体で反射された光を受光して該物体までの距離を算出する工程と、を含む。
【０２００】
この場合、複数の光源の点灯タイミング（発光タイミング）のずれが補正された状態で、投光系１０から投光され物体で反射された光を受光系２０で受光することにより、検出誤差を低減できる。
【０２０１】
この結果、物体までの距離の測定精度を向上できる。
【０２０２】
また、他の光源が複数ある場合、第２の検出工程と第２の算出工程と補正する工程を含むサイクルを他の光源毎に行うことが好ましい。この場合、一の光源と全ての他の光源との間での発光タイミングのずれを補正することができる。
【０２０３】
《変形例５》
図１６には、変形例５の距離測定装置の制御装置が有するタイミング制御手段５１Ａのブロック図が示されている。
【０２０４】
変形例５のタイミング制御手段５１Ａでは、図１６に示されるように、変調信号１、２をクロック信号に基づいて生成し、変調信号１、２の遅延制御を調整データ１、２に基づいて、クロック単位で制御している。
【０２０５】
詳述すると、タイミング制御手段５１Ａは、基準クロック信号を生成するクロック生成部５１Ａａと、駆動回路１、２のオンオフ制御をする駆動回路ＯＮ信号１、２と、遅延値１、２に基づいて調整データ１、２を生成する調整制御部５１Ａｂと、クロック信号、調整データ１、２、スタート信号に基づいて変調信号１、２を生成し、さらにクロック信号、スタート信号に基づいてタイミング信号Ａ、Ｂ、受光データ出力指示信号、距離演算指示信号を生成する信号生成部５１Ａｃを含んで構成されている。
【０２０６】
図１７には、信号生成部５１Ａｃが、クロック信号、調整データ１、２に基づいて変調信号１、２を生成する方法が示されている。
【０２０７】
ここでは、調整データ１が“８”、調整データ２が”10”の場合を、パルス幅が“８”の場合を示している。信号生成部５１Ａｃでは、例えばＥＣＵからスタート信号が入力されると内臓するスタートカウンタがカウントを始める。カウンタの値が調整データ１の値と同じ“８”になった時点で変調信号１を“H”レベルに変化させる。その後は別のパルス幅カウンタ１でカウントを始めパルス幅の”８“になった時点で”L”レベルに変化させる。パルス幅カウンタ１は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号１を“H”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号１を生成する。
【０２０８】
一方、変調信号２はスタートカウンタのカウント値が調整データ２の値と同じ“１０”になった時点で変調信号２を“H”レベルに変化させる。その後は別のパルス幅カウンタ２でカウントを始めパルス幅の”８“になった時点で”L”レベルに変化させる。パルス幅カウンタ２は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号２を“H”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号２を生成する。
【０２０９】
このように調整データ１、２の値に従って、変調信号１、２が出力されるので、調整データ１、２を調整することで変調信号１、２の出力タイミングを調整することができ、光源１、２の発光タイミングのずれを補正することが可能となる。
【０２１０】
以上のように、変調信号１、２をクロック信号を用いてロジック回路で生成しているので、小規模な回路構成で変調信号１、２を生成することができる。
【０２１１】
以上説明した変形例５の距離測定装置では、制御装置は、クロックを生成するクロック生成部５１Ａａと、クロックをカウントするカウンタと、を更に含み、調整手段（タイミング制御手段５１Ａ）は、カウンタのカウント値と、複数の光源それぞれの発光タイミングと、該光源が点灯されたときの検出手段での検出タイミングの時間差（各遅延値）に基づいて、変調信号の駆動回路への入力タイミングを調整する。
【０２１２】
《変形例６》
図１８は、変形例６の距離測定装置の制御装置が有するタイミング制御手段６１Ａのブロック図が示されている。変形例６では、図１８に示されるように、クロック生成部６１Ａａに調整データ１、２が入力され、クロック生成部６１Ａａでクロック１、２が生成され出力されるようになっている。クロック１、２は、調整データ１、２に従って、位相が変化して出力される。
【０２１３】
図１９には、信号生成部６１Ａｃが、クロック信号１、２、調整データ１、２に基づいて変調信号１、変調信号２を生成する方法が示されている。
【０２１４】
ここでは調整データ１が“８”、調整データ２が”１０．５”の場合を、パルス幅が“８”の場合を示している。信号生成部６１Ａｃでは、例えばＥＣＵからスタート信号が入力されると内臓するスタートカウンタ１がクロック１（クロック信号１）でカウントを始める。スタートカウンタ１の値が調整データ１の値と同じ“８”になった時点で変調信号１を“H”レベルに変化させる。その後は別のパルス幅カウンタ１でカウントを始めパルス幅の”８“になった時点で”L”レベルに変化させる。パルス幅カウンタ１は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号１を“H”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号１を生成する。
【０２１５】
一方、変調信号２はクロック２（クロック信号２）に基づいて生成されるが、“１０．５”という調整データ２がクロック生成部６１Ａａに入力されると小数部の“０．５”、つまり1/2クロック分位相が遅れてクロック２が生成されて出力される。これにより図１９に示されるようにクロック１とは1/2クロック位相が遅れている。変調信号２はこのクロック２を用いて生成する。信号生成部６１Ａｃでは、例えばＥＣＵからスタート信号が入力されると内臓するスタートカウンタ２がクロック２でカウントを始める。スタートカウンタ２のカウント値が調整データ２の整数値“１０”になった時点で変調信号２を“H”レベルに変化させる。その後は別のパルス幅カウンタ２でカウントを始めパルス幅の”８“になった時点で”L”レベルに変化させる。パルス幅カウンタ２は“１”にリセットされ再びカウントを始めて、“８”になった時点で変調信号２を“H”レベルに変化をさせる。これを繰り返して変調信号２を生成する。
【０２１６】
以上のように、クロック生成部６１Ａａで位相が調整されたクロック１、２を生成し、クロック１で変調信号１を生成し、クロック２で変調信号２を生成することにより、変調信号１、２の出力タイミングをクロック幅の時間より短い精度で合わせることができ、光源１、２の発光タイミングをより精度よく合わせることができるので、ひいては距離測定誤差をより小さくすることができる。
【０２１７】
以上説明した変形例６の距離測定装置では、制御装置は、複数の光源それぞれの発光タイミングと、該光源が点灯されたときの検出手段での検出タイミングの時間差（各遅延値）に基づいて、位相が異なる複数のクロックを生成するクロック生成部６１Ａｃと、複数のクロックをそれぞれカウントする複数のカウンタと、を更に含み、調整手段（タイミング制御手段６１Ａ）は、複数のカウンタのカウント値と、上記時間差に基づいて、変調信号の駆動回路への入力タイミングを調整する。
【０２１８】
なお、上記実施形態及び各変形例では、受光系の光検出器として、エリアセンサを用いているが、これに限られず、例えば１次元配列された複数の受光素子（例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ）を含むラインセンサや、単一の受光素子を用いても良い。この場合には、例えば、走査型の投射光学系を用いて、発光タイミングのずれが補正された複数の光源を同時に発光させたときの受光素子の出力信号（波形が略一致）を閾値を基準に二値化して、出力信号が閾値に一致するタイミングに基づいて受光素子での受光タイミングを求め、該受光タイミングと光源の発光タイミングとから物体までの距離を求めても良い。この場合も、検出誤差を低減でき、ひいては物体までの距離の測定精度を向上できる。
【０２１９】
また、上記実施形態及び各変形例において、投光系は投射光学系を有さなくても良い。すなわち、光源からの光を直接投光しても良い。
【０２２０】
すなわち、本発明の距離測定装置及び距離測定方法は、ＴＯＦ（タイム  オブ  フライト）を利用した距離測定技術全般に広く適用することが可能である。
【０２２１】
また、本発明の距離測定装置及び距離測定方法は、物体の２次元形状や３次元形状を認識する物体認識や、物体の有無を検出する物体検出にも用いることができる。
【０２２２】
また、本発明の距離測定装置は、移動体に搭載される用途に限らず、静止物体に搭載される用途や、装置単独でも用いることができる。
【０２２３】
また、上記実施形態の説明で用いた数値、形状等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【０２２４】
以下に、発明者らが上記実施形態及び各変形例を発案するに至った思考プロセスを説明する。
【０２２５】
従来、変調光を対象空間に照射し、該対象空間に存在する対象物から反射してくる光と照射光との位相差から対象物までの距離を求め、各画素の値が距離を表す２次元の距離画像を生成するための距離画像センサ（エリアセンサ）を用いた距離測定装置が知られている。
【０２２６】
この距離測定装置では対象空間に照射する光が強いほど、反射してくる光も強いので距離画像センサの受光信号のＳＮ比が上がり測定精度が良くなる。そのため、対象空間への照射手段として複数の光源を用い、光を重ね合わせることで光強度を強くする方法が知られている。
【０２２７】
例えば、特許文献１（特開２０１５‐１０８６２９号公報）には、複数の光源（レーザダイオード）と複数の駆動回路を用いて、パルス光を照射するレーザレンジファインダを有する光学式測距装置が開示されている。
【０２２８】
この光学式測距装置では、複数の光源は対応する複数の駆動回路に接続されており、複数の駆動回路に共通の点灯信号（変調信号）をあたえることにより、複数の光源に電流が流れて点灯する。
【０２２９】
しかしながら、各駆動回路を構成する回路素子や配線の性能ばらつきにより各駆動回路がスイッチングする（電流を流す）タイミングが異なると、各光源の点灯タイミングが異なってしまう。その結果、重ね合った複数の光の発光時間幅が所望の時間幅より長くなってしまい測定誤差が生じるという課題を発見した。
【０２３０】
そこで、発明者らは、この課題を解決するために、上記実施形態及び各変形例を発案するに至った。
【符号の説明】
【０２３１】
１、１Ａ、１Ｂ…距離測定装置、１０…投光系、２０…受光系、２１…エリアセンサ、３０、３０Ａ…検出手段、４０、４０Ａ、４０Ｂ…制御装置、４１…タイミング制御手段（調整手段、制御装置の一部）、４２…距離演算部（演算手段、制御装置の一部）、５１ａ、５１Ａａ、６１ａ、６１Ａａ…クロック生成部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２３２】
【特許文献１】特開２０１５‐１０８６２９号公報
【図１】
0006805504.tif 000002
【図２】
0006805504.tif 000003
【図３】
0006805504.tif 000004
【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】
0006805504.tif 000009
【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】
0006805504.tif 000014
【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１８】
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【図１９】
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