(57)【要約】【課題】基準クロック信号の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、複数のストップパルス信号毎に時間測定をすることができる時間測定装置及びレーザレーダシステムを提供する。【解決手段】時間測定装置２２は、クロック生成部４０と、第１時間測定部４１と、第２時間測定部４２とを備えている。第２時間測定部４２は、１周期の基準クロック信号に対応する領域おいて、Ｎ相のクロック信号を用いて被測定信号をサンプリングし、複数のストップパルス信号に基づく複数の変化点を測定すると共に、基準クロック信号の起点から複数の変化点までの時間を測定し、出力する。この時間測定装置２２はレーザレーダシステムに組み込まれている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同一周期を有し、１周期において２以上の自然数Ｎ分の１ずつの位相差を有するＮ相のクロック信号を生成し、当該Ｎ相のクロック信号の１つを基準クロック信号とし、他を前記基準クロック信号に対して位相差を有する位相シフトクロック信号として出力するクロック生成部と、
被測定信号の信号レベルの第１変化点から第２変化点までの期間に含まれる前記基準クロック信号の周期数を測定して第１時間を出力する第１時間測定部と、
前記第２変化点における１周期の前記基準クロック信号に対応する領域おいて、前記Ｎ相のクロック信号を用いて前記被測定信号をサンプリングし、前記第２変化点を含む複数の変化点を測定し、前記基準クロック信号の起点から前記複数の変化点のそれぞれまでの前記位相シフトクロック信号の位相差に基づく第２時間を出力する第２時間測定部と、
を備えた時間測定装置。
【請求項２】
前記第２時間測定部は、
前記被測定信号に前記Ｎ相のクロック信号をラッチさせて、前記被測定信号をサンプリングするラッチと、
前記Ｎ相のクロック信号に対応するサンプリング位置の情報、前記サンプリング位置の前記信号レベルの情報及び前記起点から前記サンプリング位置までの前記第２時間の情報を含む参照情報を有し、前記被測定信号のサンプリング位置における前記信号レベルの情報を含む前記ラッチの出力に一致する前記第２時間の情報を前記参照情報から取得して出力するエンコーダと、
を備えた請求項１に記載の時間測定装置。
【請求項３】
前記第２時間測定部は、前記エンコーダから出力される初回の測定時間を無効とする初回判定部を更に備えた請求項２に記載の時間測定装置。
【請求項４】
前記複数の変化点のそれぞれについて、前記第１時間測定部から出力される前記第１時間と、前記第２時間測定部から出力される前記第２時間とを連結する連結部を更に備えた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の時間測定装置。
【請求項５】
パルス発振タイミング信号に基づいてレーザ光を発振するレーザ光発振部と、
前記レーザ光発振部から発振されたレーザ光を測定対象物に向けて走査させる走査部と、
前記測定対象物から反射されたレーザ光を検出し、ストップパルス信号を出力する光検出部と、を含むレーザレーダと、
前記パルス発振タイミング信号に同期させたスタートパルス信号及び前記ストップパルス信号に基づいて前記被測定信号を生成し、前記レーザ光発振部から前記測定対象物に反射されて検出されるまでのレーザ光の飛行時間を測定する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の時間測定装置と、
を備えたレーザレーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間測定装置及びレーザレーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザレーダから発せられるレーザ光の飛行時間（Time of Flight）を測定する時間測定装置が開示されている。この時間測定装置は、多相クロック生成部と、タイミング信号生成部と、第１時間測定部と、第２時間測定部と、合算部とを備えている。レーザレーダでは、レーザ光のパルス発振タイミングに同期させてスタートパルス信号が出力され、又測定対象物に反射されたレーザ光を検出してストップパルス信号が出力される。これらの信号の出力に対応して被測定信号の信号レベルが変化し、時間測定装置では、信号レベルの変化期間が飛行時間として測定されている。
【０００３】
ここで、時間測定装置の多相クロック生成部では、互いに同一周期を有し、Ｎ分の１ずつの位相差を有するＮ相のクロック信号が生成され、かつ、出力される。Ｎ相のクロック信号の１つは基準クロック信号として出力され、他は位相シフトクロック信号として出力される。第１時間測定部では、信号レベルの変化期間の基準クロック信号の周期数がカウントされ、周期数に対応した時間が測定される。第２時間測定部では、位相シフトクロック信号を用いて、基準クロック信号の周期以下の時間が測定される。合算部は、第１時間測定部により測定された時間に第２時間測定部により測定された時間を合算し、飛行時間として出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０５０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記時間測定装置では、第１時間測定部及び第２時間測定部の出力信号が、タイミング信号生成部から出力されたラッチタイミング信号をトリガとしてラッチされている。しかしながら、タイミング信号生成部では、基準クロック信号の入力に基づいてラッチタイミング信号が出力されているので、基準クロック信号の１周期に複数のストップパルス信号が到来すると、ラッチタイミング信号が正常に出力されない。例えば、基準クロック信号の１周期にストップパルス信号が２回到来した場合、被測定信号の信号レベルが双方共に同一レベルとなる。このため、タイミング信号生成部では、被測定信号の信号レベルの変化点を検出することができず、ラッチタイミング信号を出力することができない。
【０００６】
また、上記時間測定装置の第２時間測定部では、基準クロック信号の１周期に対して、位相シフトクロック信号により被測定信号をラッチした値を加減算した１つの測定時間が出力されている。このため、基準クロック信号の１周期に複数の測定対象が含まれていても、１つの測定時間しか出力することができない。
【０００７】
従って、上記時間測定装置では、基準クロック信号の１周期に複数のストップパルス信号が到来すると、複数のストップパルス信号毎に時間測定をすることができないので、改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮し、基準クロック信号の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、複数のストップパルス信号毎に時間測定をすることができる時間測定装置並びにこの時間測定装置を含むレーザレーダシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１実施態様に係る時間測定装置は、互いに同一周期を有し、１周期において２以上の自然数Ｎ分の１ずつの位相差を有するＮ相のクロック信号を生成し、Ｎ相のクロック信号の１つを基準クロック信号とし、他を基準クロック信号に対して位相差を有する位相シフトクロック信号として出力するクロック生成部と、被測定信号の信号レベルの第１変化点から第２変化点までの期間に含まれる基準クロック信号の周期数を測定して第１時間を出力する第１時間測定部と、第２変化点における１周期の基準クロック信号に対応する領域おいて、Ｎ相のクロック信号を用いて被測定信号をサンプリングし、第２変化点を含む複数の変化点を測定し、基準クロック信号の起点から複数の変化点のそれぞれまでの位相シフトクロック信号の位相差に基づく第２時間を出力する第２時間測定部と、を備えている。
【００１０】
本発明の第２実施態様に係る時間測定装置では、第１実施態様に係る時間測定装置において、第２時間測定部は、被測定信号にＮ相のクロック信号をラッチさせて、被測定信号をサンプリングするラッチと、Ｎ相のクロック信号に対応するサンプリング位置の情報、サンプリング位置の信号レベルの情報及び起点からサンプリング位置までの第２時間の情報を含む参照情報を有し、被測定信号のサンプリング位置における信号レベルの情報を含むラッチの出力に一致する第２時間の情報を参照情報から取得して出力するエンコーダと、を備えている。
【００１１】
本発明の第３実施態様に係る時間測定装置では、第２実施態様に係る時間測定装置において、第２時間測定部は、エンコーダから出力される初回の測定時間を無効とする初回判定部を更に備えている。
【００１２】
本発明の第４実施態様に係る時間測定装置では、第１実施態様〜第３実施態様のいずれか１つに係る時間測定装置において、複数の変化点のそれぞれについて、第１時間測定部から出力される第１時間と、第２時間測定部から出力される第２時間とを連結する連結部を更に備えている。
【００１３】
本発明の第５実施態様に係るレーザレーダシステムは、パルス発振タイミング信号に基づいてレーザ光を発振するレーザ光発振部と、レーザ光発振部から発振されたレーザ光を測定対象物に向けて走査させる走査部と、測定対象物から反射されたレーザ光を検出し、ストップパルス信号を出力する光検出部と、を含むレーザレーダと、前記パルス発振タイミング信号に同期させたスタートパルス信号及びストップパルス信号に基づいて被測定信号を生成し、レーザ光発振部から測定対象物に反射されて検出されるまでのレーザ光の飛行時間を測定する第１実施態様〜第４実施態様のいずれか１つに係る時間測定装置と、を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る時間測定装置及びレーザレーダシステムは、基準クロック信号の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、複数のストップパルス信号毎に時間測定をすることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るレーザレーダシステムのブロック図である。
【図２】図１に示されるレーザレーダシステムのレーザレーダの概略構成図である。
【図３】図１に示されるレーザレーダシステムの時間測定装置のブロック図である。
【図４】図１に示されるレーザレーダシステムの被測定信号生成部の回路図である。
【図５】図４に示される被測定信号生成部の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図４に示されるタイミングチャートの領域Ａ部分を拡大したタイミングチャートである。
【図７】第１実施の形態に係る時間測定装置の要部のブロック図である。
【図８】第１実施の形態に係る時間測定方法を説明するタイミングチャートである。
【図９】図７に示される時間測定装置において測定対象となる被測定信号を含むタイミングチャートである。
【図１０】第１実施の形態に係る時間測定装置の要部の詳細ブロック図である。
【図１１】図１０に示される時間測定装置において第２時間測定部のラッチの詳細ブロック図である。
【図１２】図１１に示されるラッチの出力のパターン情報を説明する図である。
【図１３】図１１に示されるエンコーダに含まれる参照情報の内容を説明する表である。
【図１４】第１実施の形態に係る時間測定装置において具体的な要部の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示される時間測定装置のクロック生成部において生成されるクロック信号のタイミングチャートである。
【図１６】図１４に示される時間測定装置の第１時間測定部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１７】図１４に示される時間測定装置の第２時間測定部の詳細ブロック図である。
【図１８】図１７に示される第２時間測定部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１９】図１７に示されるラッチの詳細ブロック図である。
【図２０】図１７に示されるラッチの出力値と微小時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図２１】図１７に示されるラッチの出力のパターン情報を説明する図である。
【図２２】図１７に示されるエンコーダに含まれる参照情報の内容を説明する表である。
【図２３】図１４に示される時間測定装置の時間測定動作の実施例を説明するタイミングチャートである。
【図２４】図２３に示される実施例の条件式を示す表である。
【図２５】本発明の第２実施の形態に係る時間測定装置の具体的な要部の構成を示すブロック図である。
【図２６】図２５に示される時間測定装置のクロック生成部において生成されるクロック信号のタイミングチャートである。
【図２７】図２５に示される時間測定装置の第２時間測定部の詳細ブロック図である。
【図２８】図２７に示される第２時間測定部の動作を説明するタイミングチャートである。
【図２９】図２７に示されるラッチの詳細ブロック図である。
【図３０】図２９に示されるラッチの出力のパターン情報を説明する図である。
【図３１】図２９に示されるエンコーダに含まれる参照情報の内容を説明する表である。
【図３２】図２５に示される時間測定装置の時間測定動作の実施例を説明するタイミングチャートである。
【図３３】図３２に示される実施例の条件式を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施の形態）
以下、図１〜図２４を用いて、本発明の第１実施の形態に係る時間測定装置及びレーザレーダシステムを説明する。なお、本実施の形態並びに後述する第２実施の形態において、同一又は実質的同一の構成要素には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１７】
［レーザレーダシステムの構成］
図１に示されるように、本実施の形態に係るレーザレーダシステム１は、自動車等の車両に搭載され、レーザ光Ｌ（図２参照）を発振してから、車両の周辺に存在する他の車両、歩行者、障害物等の測定対象物において反射されたレーザ光Ｌが戻るまでの時間を測定し、測定した時間に基づいて測定対象物までの距離を測定する。レーザレーダシステム１は、レーザレーダ１０と、制御装置２０とを含んで構成されている。制御装置２０は、レーザレーダ１０の駆動制御を行い、レーザ光Ｌの飛行時間を測定してこの測定結果を上位装置へ送信する。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、レーザレーダ１０は、レーザ光発振部１１と、走査部１２と、光検出部１３とを含んで構成されている。さらに、レーザレーダ１０は、位置検出センサ１４と、穴あきミラー１５とを備えている。
【００１９】
レーザ光発振部１１には、本実施の形態においてレーザダイオード（半導体レーザ）が使用されている。レーザ光発振部１１は、制御装置２０のタイミング制御回路２１から送信されるパルス発振タイミング信号に基づいてレーザ光Ｌを発振する。レーザ光発振部１１から発振されたレーザ光Ｌは、穴あきミラー１５の穴部１５Ａを通過して走査部１２に照射され、走査部１２において測定対象物へ向けて走査される。レーザ光発振部１１は支持板１６に搭載され、支持板１６はレーザレーダ１０の筐体１７に支持されている。
【００２０】
走査部１２は、ポリゴンミラー１２Ａと、ポリゴンミラー１２Ａを回転させ、かつ、ポリゴンミラーの回転軸の角度を変える走査駆動部１２Ｂとを備えている。走査駆動部１２Ｂは、制御装置２０のタイミング制御回路２１から送信される制御信号に基づいて、ポリゴンミラー１２Ａの回転並びに回転軸の角度を制御する。
【００２１】
穴あきミラー１５は、測定対象物から反射して戻ってきたレーザ光Ｌを光検出部１３に向けて反射させる。位置検出センサ１４は、ポリゴンミラー１２Ａの回転が原点（角度０度の位置）にあるときにパルスを出力する原点信号と、一定角度毎にパルスを出力する位置信号とを制御装置２０へ出力する。
【００２２】
図１に示される制御装置２０は、走査駆動部１２Ｂの駆動を制御し、かつ、位置検出センサ１４からの原点信号及び位置信号に基づいてレーザ光発振部１１にパルス発振タイミング信号を出力する。制御装置２０では、パルス発振タイミング信号に同期してスタートパルス信号が生成される。さらに、制御装置２０では、測定対象物において反射されたレーザ光Ｌを受光した光検出部１３から出力されるストップパルス信号及びスタートパルス信号に基づいて、測定対象物までのレーザ光Ｌの飛行時間が測定される。この飛行時間は上位装置へ出力される。
【００２３】
制御装置２０は、タイミング制御回路２１と、時間測定装置（飛行時間測定装置）２２と、測定時間データ処理回路２３と、上位インタフェース２４とを備えている。
【００２４】
タイミング制御回路２１は、走査部１２のポリゴンミラー１２Ａを駆動制御する制御信号を走査駆動部１２Ｂへ出力する。また、タイミング制御回路２１は、位置検出センサ１４からの原点信号及び位置信号を入力し、この原点信号及び位置信号に基づいて、レーザ光発振部１１へパルス発振タイミング信号を出力すると共に、時間測定装置２２へスタートパルス信号を出力する。また、タイミング制御回路２１は、原点信号及び位置信号に基づいてレーザ光Ｌの照射方位を表す座標データを生成し、この座標データを測定時間データ処理回路２３へ出力する。
【００２５】
時間測定装置２２は、スタートパルス信号とストップパルス信号とに基づいて被測定信号を生成し、この被測定信号に基づいてレーザ光発振部１１から測定対象物に反射されて光検出部１３に受光されるまでのレーザ光Ｌの飛行時間を測定する。
【００２６】
測定時間データ処理回路２３は、時間測定装置２２から得られたレーザ光Ｌの飛行時間と、タイミング制御回路２１から得られた座標データとに基づいて、ポリゴンミラー１２Ａの１回転で得られた複数点の計測結果を表す測定データを生成する。この測定データは上位インタフェース２４を介して上位装置へ出力される。
【００２７】
［時間測定方法並びに時間測定装置の構成］
１．測定対象
次に、本実施の形態に係る時間測定装置２２における時間測定方法並びに時間測定装置２２について、説明する。まず、測定対象とする時間は、スタートパルス信号の立ち上がりからストップパルス信号の立ち上がりまでの時間である。レーザレーダ１０では、複数のストップパルス信号が到来する場合があるので、複数のストップパルス信号に対してスタートパルス信号の立ち上がりからの時間が測定される。この時間測定では、図４に示される被測定信号生成回路３０が使用される。被測定信号生成回路３０は、フリップフロップ３１とインバータ３２とを含んで構成されている。この被測定信号生成回路３０は時間測定装置２２に組み込まれる。図５に示されるタイミングチャートにおいて、被測定信号生成回路３０では、スタートパルス信号の立ち上がりと複数のストップパルス信号の立ち上がり間の時間Ｔ1〜Ｔ4を１つの信号の変化点間の時間に変換することができる。
【００２８】
また、被測定信号生成回路３０では、微小な幅のストップパルス信号が到来したときの検出漏れを防ぐことができる。ここで、微小な幅のストップパルス信号とは、サンプリング周期よりも短いパルス幅を有するストップパルス信号を意味する。例えば、図５の領域Ａが拡大されて図６に示されるように、ストップパルス信号のみを時間測定に用いると、ｔ1の幅の立ち上がり時間を検出する必要がある。これに対して、被測定信号生成回路３０により生成された被測定信号Ｓmを用いた場合、ｔ2の立下り時間が測定されればよい。このように、被測定信号Ｓmを用いて測定時間を延ばすことができるので、本実施の形態では、時間測定装置２２の後述する第１時間測定部４１及び第２時間測定部４２の入力信号として被測定信号Ｓmが使用される（図３等参照）。
【００２９】
２．時間測定装置の基本構造
図３に全体構成が、図７に要部構成がそれぞれ示されるように、時間測定装置２２は、クロック生成部４０と、第１時間測定部４１と、第２時間測定部４２とを含んで構成されている。
【００３０】
クロック生成部４０は、互いに一定周波数の同一周期を有し、１周期において２以上の自然数Ｎ分の１ずつの位相差（３６０度／Ｎ相）を有するＮ相のクロック信号φ０〜φＮ−１を生成し、出力する。Ｎ相のクロック信号φ０〜φＮ−１のうち、１つは基準クロック信号φ０とされ、他は複数の位相シフトクロック信号φ１〜φＮ−１とされる。図８に示されるように、Ｎ相のクロック信号φ０〜φＮ−１の位相差にあたる時間ｔphは、基準クロック信号φ０をクロック信号の相数Ｎにより除算した値となる（ｔph＝クロック周期／クロック相数）。
【００３１】
第１時間測定部４１は、時間測定の対象となる被測定信号Ｓmの基準クロック信号φ１の周期数ｔcを測定（カウント）し、粗い時間測定を行うタイムデジタルコンバータ（ＴＤＣ）により構成されている。測定された周期数ｔcは第１時間として第１時間測定部４１から出力される。
【００３２】
第２時間測定部４２は、第１時間測定部４１において測定されなかった基準クロック信号φ０の１周期よりも短い微小な時間ｔfを測定するＴＤＣにより構成されている。時間ｔfは、被測定信号ＳmをＮ層のクロック信号によりラッチした値からＮ相のクロック信号の位相差を最小分解能として導出される。導出された時間ｔfは第２時間として第２時間測定部４２から出力される。
【００３３】
３．時間測定方法
ここで、４（Ｎ＝４）相のクロック信号を生成するクロック生成部４０を備えた時間測定装置２２の時間測定方法について説明する。図８に示されるように、クロック生成部４０では、基準クロック信号φ０、位相シフトクロック信号φ１、φ２及びφ３が生成され、出力される（図７参照）。
【００３４】
図８において、測定対象の時間はＴ、第１時間測定部４１の出力（第１時間）は周期数ｔc、第２時間測定部４２の出力（第２時間又は微小時間）は時間ｔfとする。周期数ｔcは、基準クロック信号φ０の周期を２周期含んでいるので、２周期である。第２時間測定部４２の最小分解能（時間ｔph）は、４相のクロック信号を使用するので、０．２５周期である。時間ｔfは、位相シフトクロック信号φ１及びφ２の２つを含んでいるので、０．５周期である。従って、測定対象の時間Ｔは、周期数ｔcが２周期、時間ｔfが０．５周期であるので、双方を連結して２．５周期となる。
【００３５】
従来の時間測定装置では、図３に示される第１時間測定部４１及び第２時間測定部４２に対応する各時間測定部からの出力信号が、タイミング信号生成部から出力されたラッチタイミング信号をトリガとしてラッチされている。ところが、タイミング信号生成部に入力されるクロック信号は基準クロック信号φ０のみである。このため、基準クロック信号φ０の１周期に複数のストップパルス信号が到来すると、ラッチタイミング信号が正常に出力されない。例えば、図９の領域Ｂに示されるように、基準クロック信号φ０の１周期において２回のストップパルス信号が到来したとき、基準クロック信号φ０に基づいて被測定信号をラッチすると、被測定信号の信号レベルは双方ともハイ（HIGH）レベルになる。すなわち、タイミング信号生成部では、被測定信号の信号レベルの変化点を検出することができないので、ラッチタイミング信号を出力することができない。
【００３６】
また、従来に係る時間測定装置では、同様に図３に示される第２時間測定部４２に対応する時間測定部が、基準クロック信号φ０の１周期に対して、各位相シフトクロック信号に基づいて被測定信号をラッチした値を加減算した１つの測定時間を出力する。このため、時間測定部では、基準クロック信号φ０の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、１の測定時間しか出力することができない。
【００３７】
４．第２時間測定部の詳細な基本構造
本実施の形態に係る時間測定装置２２は図３に示される全体構成を備え、第２時間測定部４２は図１０に示す構成とされている。まず、図３に示されるように、時間測定装置２２は、クロック生成部４０、第１時間測定部４１及び第２時間測定部４２を含み、更に遅延部４４及び連結部５０を備えている。連結部５０は、Ｎ相のクロック信号φ０〜φＮ−１に対応したＮ（ここでは、Ｎ＝４）個の連結部５０Ａ〜５０Ｄにより構築されている。
【００３８】
クロック生成部４０は、一定周波数の基準クロック信号φ０を生成し、この基準クロック信号φ０と同一周期（同一周波数）を有し、１周期において自然数Ｎ分の１周期ずつの位相差を有する位相シフトクロック信号φ１〜φＮ−１を生成する。ここで、クロック生成部４０では、例えば周波数６２５ＭＨｚの基準クロック信号φ０が生成される。また、自然数Ｎはここでは「４」とされ、３つの位相シフトクロック信号φ１、φ２、φ３が生成される。位相シフトクロック信号φ１は基準クロック信号φ０に対して９０°の位相差を有する。位相シフトクロック信号φ２は基準クロック信号φ０に対して１８０°の位相差を有する。そして、位相シフトクロック信号φ３は基準クロック信号φ０に対して２７０°の位相差を有する。クロック生成部４０は、第１時間測定部４１、第２時間測定部４２、遅延部４４のそれぞれに基準クロック信号φ０を供給する。これらの回路は、基準クロック信号φ０に同期して動作する。また、クロック生成部４０は第２時間測定部４２に基準クロック信号φ０及び位相シフトクロック信号φ１〜φ３を供給する。クロック生成部４０は、基準クロック信号φ０及び位相シフトクロック信号φ１〜φ３を生成するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路等を含んで構成されている。
【００３９】
遅延部４４は、基準クロック信号φ０に同期して動作する複数のレジスタを縦列接続することにより構成されている。第２時間測定部４２の処理時間は、第１時間測定部４１の処理時間に対して異なり、かつ、長くなる。このため、第１時間測定部４１の出力値の出力タイミングと第２時間測定部４２の出力値の出力タイミングとを同期させるために、遅延部４４は第２時間測定部４２の処理時間分だけ遅延させて第１時間測定部４１の出力値を連結部５０に出力する。
【００４０】
連結部５０は、遅延部４４から出力された第１時間測定部４１により測定された時間ｔcに相当する出力値と、第２時間測定部４２の各変化点における微小な時間ｔfに相当する出力値とを連結する。
【００４１】
図１０に示されるように、本実施の形態に係る時間測定装置２２の第２時間測定部４２は、ラッチ４２１と、エンコーダ４２２とを含んで構成されている。第２時間測定部４２では、まず最初にストップパルス信号による被測定信号Ｓmの変化点（第２変化点）における１周期の基準クロック信号φ０に対応する領域において、Ｎ相のクロック信号φ０〜φＮ−１を用いて被測定信号Ｓmがサンプリングされる。このサンプリングに基づいて、被測定信号Ｓmの複数の変化点（第２変化点を含む複数の変化点）が測定される。そして、基準クロック信号φ０の立ち上がりの起点から位相シフトクロック信号φ１〜φＮ−１の位相差に基づく複数の変化点までのそれぞれの時間（微小時間）ｔfが求められ、この時間ｔfが第２時間測定部４２から出力される。すなわち、第２時間測定部４２では、基準クロック信号φ０の１周期内の被測定信号Ｓmのすべての変化点に対する微小な時間ｔfを測定することができる。
【００４２】
第２時間測定部４２について詳しく説明すると、図１１に示されるように、ラッチ４２１は、フリップフロップＦ１１、Ｆ１２、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ３１、Ｆ３２、…ＦＮ１及びＦＮ２とを含んで構成されている。フリップフロップＦ１１は、被測定信号Ｓm及び基準クロック信号φ０を入力し、基準クロック信号φ０によりラッチされた最新の値sig_φ０を出力する。フリップフロップＦ１２は、フリップフロップＦ１１の出力及び基準クロック信号φ０を入力し、基準クロック信号φ０によりラッチされた最新の値sig_φ０の基準クロック信号φ０の周期前の最古の値sig_φ０oldを出力する。フリップフロップＦ２１は被測定信号Ｓm及び位相シフトクロック信号φ１を入力する。フリップフロップＦ２２は、フリップフロップＦ２１の出力及び基準クロック信号φ０を入力し、位相シフトクロック信号φ１によりラッチされた値sig_φ１を出力する。フリップフロップＦ３１は被測定信号Ｓm及び位相シフトクロック信号φ２を入力する。フリップフロップＦ３２は、フリップフロップＦ３１の出力及び基準クロック信号φ０を入力し、位相シフトクロック信号φ２によりラッチされた値sig_φ２を出力する。フリップフロップＦＮ１は被測定信号Ｓm及び位相シフトクロック信号φＮ−１を入力する。フリップフロップＦＮ２は、フリップフロップＦＮ１の出力及び基準クロック信号φ０を入力し、位相シフトクロック信号φＮ−１によりラッチされた値sig_φＮ−１を出力する。
【００４３】
ここで、ラッチ４２１から出力される値sig_φ０、sig_φ０old、sig_φ１、sig_φ２、…、sig_φＮ−１には、被測定信号Ｓmのサンプリング位置の情報及び被測定信号Ｓmの信号レベルの情報がパターン情報として含まれている。
【００４４】
エンコーダ４２２は、ラッチ４２１から出力される値sig_φ０等のパターン情報を参照情報に照合させて被測定信号Ｓmの信号レベルの各変化点に対応する時間（微小時間）ｔfを求め、この求められた複数の時間ｔfをそれぞれ出力する。図１２に示されるように、参照情報は、基準クロック信号φ０の１周期内をＮ相のクロック信号の相数Ｎで分割した領域１〜Ｎにおいて、各領域で１個以下の変化点が存在する場合、各領域と変化点との組み合わせが有限であることを利用して構築されている。
【００４５】
例えば、図１２を用いて、パターン情報１及びパターン情報２について説明する。基準クロック信号φ０の１周期において、パターン情報１は、被測定信号Ｓmの信号レベルに変化点を１つ含んでいる。つまり、パターン情報１では、黒丸「●」で示されるラッチ４２１の出力値と基準クロック信号φ０の立ち上りとの起点から被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点までの間に位相シフトクロック信号φ１の位相差にあたる時間ｔphを含んでいない。一方、パターン情報２では、起点から被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点までの間に位相シフトクロック信号φ１の位相差にあたる時間ｔphを１つ含んでいる。
【００４６】
このようなすべてのパターン情報１〜２（２N−１）に基づいて、図１３に示される参照情報が構築されている。参照情報には、ラッチ４２１の出力値となるＮ相のクロック信号φ０〜φＮ−１に対応するサンプリング位置の情報、サンプリング位置での被測定信号Ｓmの信号レベルの情報、起点からサンプリング位置までの時間ｔfの情報が含まれている。信号レベルの情報において、信号レベルのハイレベルは「１」として表記され、信号レベルのロウ（LOW）レベルは「０」として表記されている。参照情報は、ルックアップテーブルにより実現され、例えば読出し専用メモリ（ROM）、書込み可能なメモリ（RAM）のいずれかの記憶媒体に格納される。また、参照情報は、組合せ回路でも実現可能である。
【００４７】
［４相クロック信号を用いた時間測定方法及び時間測定装置の構成］
次に、図１４〜図２４を用いて、本実施の形態に係る４相クロック信号を用いた時間測定方法及び時間測定装置２２の具体的な構成について説明する。図１４に示されるように、本実施の形態に係る時間測定装置２２は、クロック生成部４０と、第１時間測定部４１と、第２時間測定部４２とを主要な構成として備えている。
【００４８】
図１５に示されるように、クロック生成部４０は、一定周波数の基準クロック信号φ０を生成し、この基準クロック信号φ０を出力する。さらに、クロック生成部４０は、基準クロック信号φ０と同一周期を有し、１周期において４相分の１（３６０度／４相）ずつの位相差を持つ３つの位相シフトクロック信号φ１、φ２、φ３を生成し、この位相シフトクロック信号φ１〜φ３を出力する。なお、４相のクロック信号φ０〜φ３の位相差は９０度である。
【００４９】
図１６に示されるように、第１時間測定部４１は、被測定信号Ｓmの信号レベルの最初の立ち上がり（第１変化点）から基準クロック信号φ０の周期数ｔcの測定を開始する。そして、第１時間測定部４１は、被測定信号Ｓmの信号レベルの立ち上がりから立ち下がり（第２変化点）までの変化点間に含まれる基準クロックφ０の周期数ｔcを第１時間として出力する。
【００５０】
図１７に示されるように、第２時間測定部４２は、ラッチ４２１と、エンコーダ４２２と、初回判定部４２３とを含んで構成されている。図１４及び図１７に示されるように、第２時間測定部４２は、４つの時間（第２時間又は微小時間）tf1〜tf4と、各時間tf1〜tf4の出力値が有効であることを示すvalid１信号〜valid４信号とを出力する。
【００５１】
詳しく説明すると、第２時間測定部４２のラッチ４２１は、被測定信号Ｓmを４相のクロック信号を用いてラッチした値sig_φ０、sig_φ０old、sig_φ１、sig_φ２、sig_φ３を出力する（図１１参照）。図１８に示されるように、被測定信号Ｓmの信号レベルの立ち下がり（第２変化点）における１周期の基準クロック信号φ０に対応する領域において、ラッチ４２１は以下のサンプリング位置ａ〜ｅで被測定信号Ｓmにラッチされ、信号レベルがサンプリングされる。サンプリング位置ａは、起点としての基準クロック信号φ０の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｂは、起点から９０度の位相差を有する位相シフトクロック信号φ１の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｃは、起点から１８０度の位相差を有する位相シフトクロック信号φ２の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｄは、起点から２７０度の位相差を有する位相シフトクロック信号φ３の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｅは、次の基準クロック信号φ０の立ち上がり位置である。ラッチ４２１の出力値は、サンプリング位置ａの信号レベルを上位ビット（bit）として「ａｂｃｄｅ」の順に５ビットの信号「１１０００」として表される。
【００５２】
ラッチ４２１の出力値は基準クロック信号φ０と同期して取り扱われる。このため、図１９に示されるように、フリップフロップＦ１１において被測定信号Ｓmに基準クロック信号φ０を同期させて出力された値ｒ_φ０_１は、フリップフロップＦ１２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ０_２として出力される。ラッチ４２１のサンプリング位置ｅにおける出力値は、フリップフロップＦ１１の出力を分岐して得られる。同様に、フリップフロップＦ２１において被測定信号Ｓmに位相シフトクロック信号φ１を同期させて出力された値ｒ_φ１_１は、フリップフロップＦ２２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ１_２として出力される。また、フリップフロップＦ３１において被測定信号Ｓmに位相シフトクロック信号φ２を同期させて出力された値ｒ_φ２_１は、フリップフロップＦ３２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ２_２として出力される。さらに、フリップフロップＦ４１において被測定信号Ｓmに位相シフトクロック信号φ３を同期させて出力された値ｒ_φ３_１は、フリップフロップＦ４２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ３_２として出力される。
【００５３】
エンコーダ４２２は、ラッチ４２１の出力値のパターン情報を参照情報と照合し、図２０に示されるように、基準クロック信号φ０の１周期に含まれる、基準クロック信号φ０の起点から被測定信号Ｓmの複数の変化点２〜４までの各々の時間tf1〜tf3を出力する。ここでは、例示として、１周期に３つの変化点２〜４が存在する。変化点１は、被測定信号Ｓmのスタートパルス信号により立ち上がった第１変化点である。変化点２は、被測定信号Ｓmのストップパルス信号により最初に立ち下がった第２変化点である。すなわち、図２０には、１周期に複数のストップパルス信号が到来し、この複数のストップパルス信号に基づく、第２変化点を含む複数の変化点２〜４が示されている。さらに、エンコーダ４２２は、時間tf1〜tf3が有効であることを示すvalid１信号〜valid３信号を出力する（図１４及び図１７参照）。
【００５４】
図２１にラッチ４２１の出力値のパターン情報が示されている。４相のクロック信号が使用されているので、４つの領域１〜領域４において被測定信号Ｓmの信号レベルが１回以下変化するパターン情報のすべての組み合せは、２×（２N−１）から３０通りである。図２１に示される「ａｂｃｄｅ」はサンプリング位置である。また、図２２に参照情報が示されている。
【００５５】
ここで、例示として、図２１に示されるラッチ４２１の出力値のパターン情報８について説明する。パターン情報８は、基準クロック信号φ０の起点（サンプリング位置ａ）から被測定信号Ｓmの信号レベルの最初の変化点まで基準クロック信号φ０の０．２５周期（４分の１位相差）を含んでいる。また、パターン情報８は、起点から次の変化点まで基準クロック信号φ０の０．５周期（４分の２位相差）を含んでいる。このとき、ラッチ４２１の出力値は、サンプリング位置ａから昇順に５ビットの信号で表すと信号「１１０１１」である。図２２に示される参照情報では、ラッチ４２１の出力値が信号「１１０１１」のとき、被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点は２箇所存在する。基準クロック信号φ０の起点（サンプリング位置ａ）から最初の変化点までの時間tf1は０．２５周期、次の変化点までの時間tf2は０．５周期である。
【００５６】
なお、図２２に示される参照情報では、パターン情報１〜１５の時間tfの値とパターン情報１６〜３０の時間tfの値とが同一であり、パターン情報１〜１５のラッチ４２１の出力値に対してパターン情報１６〜３０のラッチ４２１の出力値が反転の関係にある。このため、サンプリング位置ａにおいてラッチ４２１の出力値が「０」のとき、出力値を反転させる前処理を実施することにより、参照情報の情報量を半減させることができる。
【００５７】
図１７に示される初回判定部４２３は初回の時間tfの検出を無効とする。つまり、初回判定部４２３は、被測定信号Ｓmの信号レベルのスタートパルス信号に基づく最初の変化点に対して、エンコーダ４２２による時間測定を防止する。
【００５８】
［実施例］
次に、上記４相クロック信号を用いた時間測定装置２２の実施例を説明する。この実施例は、基準クロック信号φ０の周波数を特定したときの、時間測定装置２２のシミュレータ上でのシミュレーション動作を説明するものである。動作条件は以下の通りであり、この動作条件に基づく各種信号波形は図２３に示される通りである。
１．基準クロック信号φ０の周波数：３００Ｍ[Ｈｚ]
２．クロック信号の相数：４
３．第１時間測定部４１の演算速度が第２時間測定部４２の演算速度よりも基準クロック信号φ０の５周期分速いので、第１時間測定部４１の周期数ｔcは５周期分遅延させる。
４．第１時間測定部４１の１ＬＳＢ（最下位bit：least significant bit）は基準クロック信号φ０の１周期を重みとする。
５．第２時間測定部４２の１ＬＳＢは基準クロック信号φ０の０．２５周期を重みとする。
６．基準クロック信号φ０の１周期：３．３３３[ｎｓ]（図２４の式（１）参照）
７．基準クロック信号φ０の０．２５周期：０．８３３[ｎｓ]（図２４の式（２）参照）
８．スタートパルス信号からのストップパルス信号の到来数：４
９．スタートパルス信号からのストップパルス信号の到来時間：８［ｎｓ］、１３．５［ｎｓ］、１４．５［ｎｓ］、１６［ｎｓ］。
１０．基準クロック信号φ０の１周期内の到来：最後の３つのストップパルス信号
【００５９】
上記動作条件において、本実施の形態に係る時間測定装置２２では、図２３に示されるように第２時間測定部４２から２度のvalid信号がハイレベルを示すタイミングがある。１度目のタイミングは、第１時間測定部４１の周期数tcが「２」のときである。このときの第２時間測定部４２のvalid１信号はハイレベル（領域Ｃ参照）であり、valid２信号〜valid４はロウレベルである。従って、被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点数が「１」であり、時間ｔf1の「１」のみ有効である。このときの時間測定装置２２による測定時間は、図２４に示される式（３）より、７．５０［ｎｓ］となる。
【００６０】
一方、２度目のタイミングは、第１時間測定部４１の周期数tcが「４」のときである。このときの第２時間測定部４２のvalid１信号〜valid３信号はハイレベル（領域Ｄ参照）であり、valid４信号はロウレベルである。従って、被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点数が「３」であり、時間ｔf1の「０」、時間ｔf2の「１」、時間ｔf3の「３」が有効である。このときの時間測定装置２２による測定時間は、図２４に示される式（４）より、１３．３３［ｎｓ］、１４．１７［ｎｓ］、１５．８３［ｎｓ］となる。以上の結果から、時間測定装置２２では、すべてのストップパルス信号に対して、最小分解能以上の誤差がなく時間を測定することができる。
【００６１】
（本実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る時間測定装置２２は、図３に示されるように、クロック生成部４０と、第１時間測定部４１と、第２時間測定部４２とを備えている。第２時間測定部４２は、変化点における１周期の基準クロック信号φ０に対応する領域おいて、Ｎ相のクロック信号φ０〜φＮ−１を用いて被測定信号Ｓmをサンプリングし、複数の変化点を測定する。そして、第２時間測定部４２は、基準クロック信号φ０の起点から複数の変化点までの位相シフトクロック信号φ１〜φＮ−１の位相差に基づく時間ｔfを出力する。従って、時間測定装置２２によれば、基準クロック信号φ０の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、複数のストップパルス信号毎に時間測定をすることができる。
【００６２】
また、本実施の形態に係る時間測定装置２２は、図１０に示されるように、ラッチ４２１と、エンコーダ４２２とを備えている。ラッチ４２１は、被測定信号ＳmにＮ相のクロック信号φ０〜φＮ−１をラッチさせて、被測定信号Ｓmをサンプリングする。エンコーダ４２２は、Ｎ相のクロック信号φ０〜φＮ−１に対応するサンプリング位置の情報、基準クロック信号φ０の起点からサンプリング位置までの時間ｔfの情報、及びサンプリング位置における被測定信号Ｓmの信号レベルの情報を含む参照情報を有する。エンコーダ４２２では、被測定信号Ｓmのサンプリング位置における信号レベルの情報を含むラッチの出力に基づいて、サンプリング位置の情報及び信号レベルの情報に一致する時間ｔfの情報を前記参照情報から取得し、この時間ｔfを出力する。従って、時間測定装置２２によれば、基準クロック信号φ０の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、参照情報に基づいて、複数のストップパルス信号毎に簡単に時間測定をすることができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態に係る時間測定装置２２は、図１７に示されるように、第２時間測定部４２に初回判定部４２３を備えている。初回判定部４２３では、エンコーダ４２２から出力される初回の測定時間ｔfが無効とされる。このため、エンコーダ４２２による被測定信号Ｓmのスタートパルス信号に基づく変化点に対する時間測定ｔfを防止することができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る時間測定装置２２は、図３に示されるように、連結部５０を備えている。連結部５０は、第１時間測定部４１から出力される周期数（第１時間）ｔcに相当する出力値と、第２時間測定部４２から出力される時間（第２時間）ｔfに相当する出力値とを連結する。このため、時間測定装置２２によれば、基準クロック信号φ０の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、複数のストップパルス信号毎の全体時間Ｔの時間測定をすることができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態に係るレーザレーダシステム１は、図１に示されるように、上記時間測定装置２２を備えている。従って、基準クロック信号φ０の１周期に複数のストップパルス信号が到来しても、複数のストップパルス信号毎の時間測定をすることができるレーザレーダシステム１を構築することができる。
【００６６】
（第２実施の形態）
次に、図２５〜図３３を用いて、本発明の第２実施の形態に係る時間測定方法及び時間測定装置２２を説明する。ここでは、３相クロック信号を用いた時間測定方法及び時間測定装置２２について説明する。なお、レーザレーダシステム１は、第１実施の形態に係るレーザレーダシステム１と同様に、本実施の形態に係る時間測定装置２２が組込まれるだけなので、ここでの説明を省略する。
【００６７】
図２５に示されるように、本実施の形態に係る時間測定装置２２は、クロック生成部４０と、第１時間測定部４１と、第２時間測定部４２とを主要な構成として備えている。
【００６８】
図２６に示されるように、クロック生成部４０は、一定周波数の基準クロック信号φ０を生成し、この基準クロック信号φ０を出力する。さらに、クロック生成部４０は、基準クロック信号φ０と同一周期を有し、１周期において３相分の１（３６０度／３相）ずつの位相差を持つ２つの位相シフトクロック信号φ１、φ２を生成し、この位相シフトクロック信号φ１、φ２を出力する。なお、３相のクロック信号の位相差は１２０度である。
【００６９】
第１時間測定部４１は、第１実施の形態に係る時間測定装置２２の第１時間測定部４１と同一構成である。図２７に示されるように、第２時間測定部４２は、ラッチ４２１と、エンコーダ４２２と、初回判定部４２３とを含んで構成されている。第２時間測定部４２は、３つの時間（第２時間又は微小時間）tf1〜tf3と、各時間tf1〜tf3の出力値が有効であることを示すvalid１信号〜valid３信号とを出力する。
【００７０】
詳しく説明すると、第２時間測定部４２のラッチ４２１は、被測定信号Ｓmを３相のクロック信号を用いてラッチした値を出力する。図２８に示されるように、被測定信号Ｓmの信号レベルの立ち下がり（第２変化点）における１周期の基準クロック信号φ０に対応する領域において、ラッチ４２１は以下のサンプリング位置ａ〜ｄで被測定信号Ｓmにラッチされ、信号レベルがサンプリングされる。サンプリング位置ａは、起点としての基準クロック信号φ０の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｂは、起点から１２０度の位相差を有する位相シフトクロック信号φ１の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｃは、起点から２４０度の位相差を有する位相シフトクロック信号φ２の立ち上がりの位置である。サンプリング位置ｄは、次の基準クロック信号φ０の立ち上がり位置である。ラッチ４２１の出力値は、サンプリング位置ａの信号レベルを上位ビットとして「ａｂｃｄ」の順に４ビットの信号「１１００」として表される。
【００７１】
ラッチ４２１の出力値は基準クロック信号φ０と同期して取り扱われる。このため、図２９に示されるように、フリップフロップＦ１１において被測定信号Ｓmに基準クロック信号φ０を同期させて出力された値ｒ_φ０_１は、フリップフロップＦ１２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ０_２として出力される。ラッチ４２１のサンプリング位置ｄにおける出力値は、フリップフロップＦ１１の出力を分岐して得られる。同様に、フリップフロップＦ２１において被測定信号Ｓmに位相シフトクロック信号φ１を同期させて出力された値ｒ_φ１_１は、フリップフロップＦ２２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ１_２として出力される。また、フリップフロップＦ３１において被測定信号Ｓmに位相シフトクロック信号φ２を同期させて出力された値ｒ_φ２_１は、フリップフロップＦ３２において基準クロック信号φ０を同期させた値ｒ_φ２_２として出力される。
【００７２】
エンコーダ４２２は、ラッチ４２１の出力値のパターン情報を参照情報と照合し、図２８に示されるように、基準クロック信号φ０の１周期に含まれる、基準クロック信号φ０の起点から被測定信号Ｓmの複数の変化点までの各々の時間tf1〜tf3を出力する（図２７参照）。また、エンコーダ４２２は、時間tf1〜tf3が有効であることを示すvalid１信号〜valid３信号を出力する。
【００７３】
図３０にラッチ４２１の出力値のパターン情報が示されている。３相のクロック信号が使用されているので、３つの領域１〜領域３において被測定信号Ｓmの信号レベルが１回以下変化するパターン情報のすべての組み合せは、２×（２N−１）から１４通りである。図３０に示される「ａｂｃｄ」はサンプリング位置である。また、図３１に参照情報が示されている。
【００７４】
ここで、例示として、図３０に示されるラッチ４２１の出力値のパターン情報６について説明する。パターン情報６は、基準クロック信号φ０の起点（サンプリング位置ａ）から被測定信号Ｓmの信号レベルの最初の変化点まで基準クロック信号φ０の０．３３周期（３分の１位相差）を含んでいる。また、パターン情報６は、起点から次の変化点まで基準クロック信号φ０の０．６７周期（３分の２位相差）を含んでいる。このとき、ラッチ４２１の出力値は、サンプリング位置ａから昇順に４ビットの信号で表すと信号「１１０１」である。図３１に示される参照情報では、ラッチ４２１の出力値が信号「１１０１」のとき、被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点は２箇所ある。基準クロック信号φ０の起点（サンプリング位置ａ）から最初の変化点までの時間tf1は０．３３周期、次の変化点までの時間tf2は０．６７周期である。
【００７５】
なお、図３１に示される参照情報では、パターン情報１〜７の時間tfの値とパターン情報８〜１４の時間tfの値とが同一であり、パターン情報１〜７のラッチ４２１の出力値に対してパターン情報８〜１４のラッチ４２１の出力値が反転の関係にある。このため、サンプリング位置ａにおいてラッチ４２１の出力値が「０」のとき、出力値を反転させる前処理を実施することにより、参照情報の情報量を半減させることができる。
【００７６】
図２７に示される初回判定部４２３は初回の時間tfの検出を無効とする。つまり、初回判定部４２３は、被測定信号Ｓmの信号レベルのスタートパルス信号に基づく最初の変化点に対して、エンコーダ４２２による時間測定を防止する。
【００７７】
［実施例］
次に、上記３相クロック信号を用いた時間測定装置２２の実施例を説明する。この実施例は、基準クロック信号φ０の周波数を特定したときの、時間測定装置２２のシミュレータ上でのシミュレーション動作を説明するものである。動作条件は以下の通りであり、この動作条件に基づく各種信号波形は図３２に示される通りである。
１．基準クロック信号φ０の周波数：３００Ｍ[Ｈｚ]
２．クロック信号の相数：３
３．第１時間測定部４１の演算速度が第２時間測定部４２の演算速度よりも基準クロック信号φ０の５周期分速いので、第１時間測定部４１の周期数ｔcは５周期分遅延させる。
４．第１時間測定部４１の１ＬＳＢは基準クロック信号φ０の０．３３周期を重みとする。
５．基準クロック信号φ０の１周期：３．３３３[ｎｓ]（図２４の式（１）参照）
６．基準クロック信号φ０の０．３３周期：１．１００[ｎｓ]（図３３の式（１）参照）
７．スタートパルス信号からのストップパルス信号の到来数：３
８．スタートパルス信号からのストップパルス信号の到来時間：８．５［ｎｓ］、１４［ｎｓ］、１６［ｎｓ］。
９．基準クロック信号φ０の１周期内の到来：最後の２つのストップパルス信号
【００７８】
上記動作条件において、本実施の形態に係る時間測定装置２２では、図３２に示されるように第２時間測定部４２から２度のvalid信号がハイレベルを示すタイミングがある。１度目のタイミングは、第１時間測定部４１の周期数tcが「２」のときである。このときの第２時間測定部４２のvalid１信号はハイレベル（領域Ｅ参照）であり、valid２信号及びvalid３はロウレベルである。従って、被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点数が「１」であり、時間ｔf1の「１」のみ有効である。このときの時間測定装置２２による測定時間は、図３３に示される式（２）より、７．７７［ｎｓ］となる。
【００７９】
一方、２度目のタイミングは、第１時間測定部４１の周期数tcが「４」のときである。このときの第２時間測定部４２のvalid１信号及びvalid２信号はハイレベル（領域Ｆ参照）であり、valid３信号がロウレベルである。従って、被測定信号Ｓmの信号レベルの変化点数が「２」であり、時間ｔf1の「０」、時間ｔf2の「１」が有効である。このときの時間測定装置２２による測定時間は、図３３に示される式（３）より、１３．３３［ｎｓ］、１５．５３［ｎｓ］となる。以上の結果から、時間測定装置２２では、すべてのストップパルス信号に対して、最小分解能以上の誤差がなく時間を測定することができる。
【００８０】
（本実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る時間測定装置２２及びレーザレーダシステム１によれば、第１実施の形態に係る時間測定装置２２及びレーザレーダシステム１により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００８１】
［上記実施の形態の補足説明］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、Ｎ相のクロック信号として３相又は４相のクロック信号が使用されているが、本発明はこの相数に限定されない。具体的に、本発明は、２相のクロック信号を用いて時間測定をすることができる時間測定装置並びにレーザレーダシステムに適用可能である。この場合、時間測定装置では、基準クロック信号と、この基準クロック信号に対して１８０度の位相差を有する位相シフトクロック信号とが使用される。また、本発明は、５相以上のクロック信号を用いて時間測定をすることができる時間測定装置並びにレーザレーダシステムを構築してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  レーザレーダシステム
１０  レーザレーダ
１１  レーザ光発振部
１３  光検出部
２０  制御装置
２２  時間測定装置
４０  クロック生成部
４１  第１時間測定部
４２  第２時間測定部
４２１  ラッチ
４２２  エンコーダ
４２３  初回判定部
４３  タイミング信号生成部
５０  連結部
【図１】
2017173153.tif 000003
【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１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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