(57)【要約】  測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能な測距装置を提供する。生成部（２）は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスを生成する。このとき、生成部（２）は、送信パルスごとに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する。送信部（４）は、生成部（２）によって生成された送信パルスを繰り返し送信する。受信部（６）は、それぞれの送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する。検出部（８）は、受信部（６）によって受信された反射パルスの周波数オフセットを検出する。距離算出部（１０）は、受信部（６）によって受信された反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された周波数オフセットに対応する送信パルスの送信タイミングとに基づいて、測距対象物までの距離を算出する。
2020079776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する生成手段と、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、
受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出する検出手段と、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段と
を有する測距装置。
【請求項２】
前記受信手段は、前記反射パルスを含む光信号を受信し、
前記検出手段によって検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離する分離手段
をさらに有し、
前記距離算出手段は、分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記基準周波数の光信号を発する光源からの光信号を前記送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記生成手段は、予め定められた互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項５】
前記生成手段は、互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項６】
前記受信手段は、前記反射パルスを含む光信号を受信し、
前記検出手段によって検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離する分離手段
をさらに有し、
前記生成手段は、互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成し、ランダムな前記周波数オフセットを示す周波数オフセット情報を、前記分離手段に送信し、
前記分離手段は、前記周波数オフセット情報に応じて、分離すべき光信号の周波数オフセットを変更し、
前記距離算出手段は、分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項７】
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成し、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、
受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出し、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
測距方法。
【請求項８】
前記反射パルスを含む光信号を受信し、
検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離し、
分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項７に記載の測距方法。
【請求項９】
前記基準周波数の光信号を発する光源からの光信号を前記送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項７又は８に記載の測距方法。
【請求項１０】
予め定められた互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項７〜９のいずれか１項に記載の測距方法。
【請求項１１】
互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項７〜９のいずれか１項に記載の測距方法。
【請求項１２】
互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成し、
前記反射パルスを含む光信号を受信し、
ランダムな前記周波数オフセットを示す周波数オフセット情報に応じて、分離すべき光信号の周波数オフセットを変更して、検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離し、
分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項７に記載の測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置及び測距方法に関し、特に、パルスを送信しその反射を受信することで測距を行う測距装置及び測距方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測距の対象である測距対象物までの距離を計測する方法として、タイム・オブ・フライト（Time of Flight；ＴｏＦ）方式がある。ＴｏＦ方式では、測距の対象である測距対象物に向けて変調された光パルスが放射され、その測距対象物からの変調光パルスの反射を受信することで、測距対象物までの距離を算出する。ここで、光パルスは、周期的に繰り返し送信され得る。【０００３】
この技術に関連し、特許文献１は、タイム・オブ・フライトセンサ又はタイム・オブ・フライトカメラを用いてシーンの距離情報を提供する方法を開示する。特許文献１にかかる方法は、ある摂動周波数と摂動周期をもつ周期的摂動によって拡散された基準周波数を有するクロックタイミングに基づく変調信号に従って、シーンに向けて周期的光信号を放射することと、シーンからの周期的光信号の反射を受信することと、周期的光信号の受信した反射に対し、複数の測定継続時間からなるセットに亘ってタイム・オブ・フライト情報を変調信号に従って評価することと、受信した反射に対するタイム・オブ・フライト情報から距離情報を導き出すことと、を含む。ここで、セットの中の各測定継続時間は、摂動周期の整数倍又は半整数倍であり、かつ測定継続時間のセットの全体に亘って基準周波数の平均が一定に保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５２２９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
測距対象物までの距離が長い場合又は繰り返し送信される送信パルスの送信周期が短い場合、光パルスが送信されてから光パルスの反射光を受信するまでの時間の方が、送信パルスの送信周期よりも長いことがある。このような場合、受信された光が、どのタイミングで送信された送信パルスの反射光であるのかが特定できなくなるおそれがある。言い換えると、受信された反射光と送信パルスとが対応付けられないおそれがある。このような場合、適切に測距を行うことができないおそれがある。ここで、特許文献１にかかる技術では、放射された光信号と反射光とが対応付けられていない。したがって、特許文献１にかかる技術では、適切に測距を行うことができないおそれがある。【０００６】
本開示の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能な測距装置及び測距方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示にかかる測距装置は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する生成手段と、生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出する検出手段と、受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段とを有する。【０００８】
また、本開示にかかる測距方法は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成し、生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出し、受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能な測距装置及び測距方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態にかかる測距装置の概要を示す図である。
【図２】本開示の実施の形態にかかる測距装置によって実行される測距方法の概要を示す図である。
【図３】パルスを用いて測距対象物までの距離を算出する方法の概要を説明するための図である。
【図４】実施の形態１にかかる測距装置の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかる光変調器の動作を説明するための図である。
【図６】実施の形態１にかかる測距装置によって実行される測距方法を示すフローチャートである。
【図７】比較例にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図８】比較例にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図９】実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施の形態２にかかる測距装置の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態３にかかる測距装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示にかかる実施の形態の概要）
本開示の実施形態の説明に先立って、本開示にかかる実施の形態の概要について説明する。図１は、本開示の実施の形態にかかる測距装置１の概要を示す図である。また、図２は、本開示の実施の形態にかかる測距装置１によって実行される測距方法の概要を示す図である。
【００１２】
測距装置１は、生成手段として機能する生成部２と、送信手段として機能する送信部４と、受信手段として機能する受信部６と、検出手段として機能する検出部８と、距離算出手段として機能する距離算出部１０とを有する。生成部２は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスを生成する。このとき、生成部２は、送信パルスごとに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する（ステップＳ１２）。ここで、周波数オフセットとは、ある基準周波数に対するズレ（オフセット）である。
【００１３】
送信部４は、生成部２によって生成された送信パルスを繰り返し送信する（ステップＳ１４）。受信部６は、送信パルスが測距対象物９０で反射した反射パルスを受信する（ステップＳ１６）。検出部８は、受信部６によって受信された反射パルスの周波数オフセットを検出する（ステップＳ１８）。距離算出部１０は、受信部６によって受信された反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された周波数オフセットに対応する送信パルスの送信タイミングとに基づいて、測距対象物９０までの距離Ｒを算出する（ステップＳ２０）。
【００１４】
図３は、パルスを用いて測距対象物９０までの距離を算出する方法の概要を説明するための図である。図３は、ＴｏＦ方式の動作原理を示している。送信部４によって、送信周期（パルス周期）Ｔｐで、送信パルスＰｌｓｔ１及びＰｌｓｔ２が送信される。ここで、各送信パルスの幅であるパルス幅を、Ｔｗとする。そして、送信パルスＰｌｓｔ１が測距対象物９０で反射すると、受信部６によって、その反射光である反射パルスＰｌｓｒ１が受信される。また、送信パルスＰｌｓｔ２が測距対象物９０で反射すると、受信部６によって、その反射光である反射パルスＰｌｓｒ２が受信される。
【００１５】
また、送信パルスＰｌｓｔ１が送信された時間と反射パルスＰｌｓｒ１が受信された時間との時間差、つまり光（パルス）の飛行時間をＴｄとする。また、光速をｃとする。この場合、測距対象物９０までの距離Ｒは、以下の式１で表される。
（式１）Ｒ＝ｃ×Ｔｄ／２
これにより、距離算出部１０によって、距離Ｒが算出される。
【００１６】
図３に示した例では、２つの送信パルスＰｌｓｔ１及び送信パルスＰｌｓｔ２がパルス周期Ｔｐで送信され、それぞれの反射光である反射パルスＰｌｓｒ１及び反射パルスＰｌｓｒ２が受信される。ここで、仮に、測距対象物９０までの距離が長い場合、時間差Ｔｄがパルス周期Ｔｐよりも長くなることがある。また、パルス周期Ｔｐが短い場合でも、時間差Ｔｄがパルス周期Ｔｐよりも長くなることがある。つまり、測距対象物９０までの距離又はパルス周期によっては、Ｔｄ＞Ｔｐとなることがある。このようなケースでは、反射パルスＰｌｓｒ１が受信される前に、次の送信パルスＰｌｓｔ２が送信されてしまう。このとき、受信された反射パルスＰｌｓｒ１が、送信パルスＰｌｓｔ１の反射光であるのか送信パルスＰｌｓｔ２の反射光であるのかが特定できないと、適切に測距できないおそれがある。すなわち、送信パルスＰｌｓｔ２の送信時間と反射パルスＰｌｓｒ１の受信時間との時間差から測距を行うと、実際の測距対象物９０までの距離よりも短い距離が算出されてしまう。
【００１７】
これに対し、本実施の形態にかかる測距装置１は、送信パルスＰｌｓｔ１及び送信パルスＰｌｓｔ２が互いに異なる周波数オフセットを有するように、送信パルスＰｌｓｔ１及び送信パルスＰｌｓｔ２を生成するように構成されている。そして、本実施の形態にかかる測距装置１は、受信された反射パルスＰｌｓｒ１の周波数オフセットを検出して、送信パルスＰｌｓｔ１と反射パルスＰｌｓｒ１とを互いに対応付けるように構成されている。したがって、本実施の形態にかかる測距装置１及び測距方法は、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。
【００１８】
（実施の形態１）
次に、実施の形態１について説明する。
図４は、実施の形態１にかかる測距装置１００の構成を示す図である。実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信系モジュールとして、周波数オフセット発生器１０２と、変調信号生成部１０４と、光変調器１０６と、光源１０８と、光送信部１２０とを有する。周波数オフセット発生器１０２、変調信号生成部１０４、光変調器１０６及び光源１０８によって、互いに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成するパルス生成部１１０が構成される。このパルス生成部１１０は、図１に示した生成部２に対応する。また、光送信部１２０は、図１に示した送信部４に対応する。
【００１９】
また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、受信系モジュールとして、光受信部１２２と、光干渉系ユニット１３０と、光電変換部１３２と、ＡＤコンバータ１３４とを有する。光受信部１２２は、図１に示した受信部６に対応する。また、光干渉系ユニット１３０は、図１に示した検出部８に対応する。
【００２０】
また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、バンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎと、タイミング抽出部１５０−１〜１５０−ｎと、距離算出部１６０−１〜１６０−ｎとを有する。ここで、ｎは２以上の整数である。距離算出部１６０−１〜１６０−ｎは、図１に示した距離算出部１０に対応する。また、以後、複数のバンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎ等を区別しないで説明する場合、バンドパスフィルタ１４０等と総称することがある。なお、ｎは、周波数オフセットの数を示す。また、実施の形態１では、周波数オフセットを、ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎとする。したがって、バンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎは、それぞれ、周波数オフセットｆ１〜ｆｎに対応する。同様に、タイミング抽出部１５０−１〜１５０−ｎは、それぞれ、周波数オフセットｆ１〜ｆｎに対応する。また、距離算出部１６０−１〜１６０−ｎは、それぞれ、周波数オフセットｆ１〜ｆｎに対応する。なお、上述した各構成要素は、何らかのデバイス又は演算回路等の回路等によって実現し得る。演算回路は、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等である。
【００２１】
周波数オフセット発生器１０２は、基準周波数ｆ０からのオフセットである複数の周波数オフセットを示す情報である周波数オフセット情報を、変調信号生成部１０４に対して出力する。ここで、周波数オフセット情報は、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎを示す。なお、周波数オフセット発生器１０２は、パルス周期Ｔｐごとに、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎをそれぞれ示す周波数オフセット情報を、変調信号生成部１０４に対して出力してもよい。つまり、周波数オフセット発生器１０２は、周波数オフセットｆ１を示す周波数オフセット情報を出力し、その後、時間Ｔｐが経過した後で、周波数オフセットｆ２を示す周波数オフセット情報を出力してもよい。
【００２２】
変調信号生成部１０４は、周波数オフセット発生器１０２から受信した周波数オフセット情報に応じて、送信パルスを生成するための変調信号を生成する。ここで、後述する図５に示すように、変調信号は、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎに対応する波形を有する電気信号である。変調信号生成部１０４は、生成された変調信号を、光変調器１０６に対して出力する。
【００２３】
さらに、変調信号生成部１０４は、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎに対応する送信パルスそれぞれが送信されるタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔを距離算出部１６０に対して出力する。ここで、測定スタートトリガＴｒｇｔは、各周波数オフセットを有する送信パルスそれぞれの送信タイミングを示す。具体的には、変調信号生成部１０４は、周波数オフセットｆ１に対応する変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１を距離算出部１６０−１に対して出力する。また、変調信号生成部１０４は、周波数オフセットｆ２に対応する変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２を距離算出部１６０−２に対して出力する。以下同様にして、変調信号生成部１０４は、周波数オフセットｆｎに対応する変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔｎを距離算出部１６０−ｎに対して出力する。
【００２４】
光源１０８は、後述する図５に示すような、基準周波数ｆ０の光信号を発生させる。光信号は、光変調器１０６及び光干渉系ユニット１３０に入力される。光変調器１０６は、変調信号生成部１０４から入力された変調信号及び光源１０８から入力された光信号（変調器入力信号）を用いて、互いに異なる周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎを有する複数の送信パルスを生成する。光変調器１０６は、生成された送信パルスを含む光信号を、光送信部１２０に対して出力する。
【００２５】
例えば、光変調器１０６は、ＡＯ変調器（acousto-optic modulator）である。光変調器１０６は、変調信号を用いて、光信号（変調器入力信号）を変調する。これにより、光変調器１０６は、互いに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する。
【００２６】
図５は、実施の形態１にかかる光変調器１０６の動作を説明するための図である。図５は、ｎ＝３、つまり、周波数オフセットの数が３つである例を示す。図５に示すように、光変調器１０６に入力される光信号（変調器入力信号）は、一定の周波数ｆ０の光信号である。また、変調信号は、周波数ｆ１のパルス状の波形と、周波数ｆ２のパルス状の波形と、周波数ｆ３のパルス状の波形とを有する。なお、パルス状の波形以外では、変調信号の振幅は０Ｖである。各波形は、幅Ｔｗの正弦波である。
【００２７】
このとき、光変調器１０６は、変調信号のパルス状の波形に応じて、光信号を変調して、変調された光信号（変調器出力信号）を出力する。この変調器出力信号が、送信パルスに対応する。光変調器１０６は、周波数ｆ１のパルス状の波形の変調信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトするように変調して、周波数（ｆ０＋ｆ１）のパルスを出力する。このパルスが、送信パルスＰｌｓｔ１に対応する。また、光変調器１０６は、周波数ｆ２のパルス状の波形の変調信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ２シフトするように変調して、周波数（ｆ０＋ｆ２）のパルスを出力する。このパルスが、送信パルスＰｌｓｔ２に対応する。また、光変調器１０６は、周波数ｆ３のパルス状の波形の変調信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ３シフトするように変調して、周波数（ｆ０＋ｆ３）のパルスを出力する。このパルスが、送信パルスＰｌｓｔ３に対応する。したがって、送信パルスとは、光強度がパルス状に変化する信号を示す。このように、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３は、それぞれ、互いに異なる周波数オフセットｆ１，ｆ２，ｆ３を有することになる。ここで、変調器出力信号における破線は光強度（包絡線）を示す。
【００２８】
なお、変調信号生成部１０４は、周波数ｆ１のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１を、距離算出部１６０−１に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、周波数ｆ２のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２を、距離算出部１６０−２に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、周波数ｆ３のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ３を、距離算出部１６０−３に対して出力してもよい。
【００２９】
光送信部１２０は、測距対象物９０に対して、複数の送信パルスを含む光信号を送信（照射）する。送信パルスは、測距対象物９０で、測距装置１００に向かって反射する。光受信部１２２は、測距対象物９０で反射した複数の反射パルスを含む光信号を受信する。ここで、受信された複数の反射パルスの周波数は、ｆ０＋ｆ１、ｆ０＋ｆ２、・・・、ｆ０＋ｆｎである。なお、複数の送信パルスが同じ測距対象物９０に照射される必要はない。したがって、送信パルスＰｌｓｔ１の往復の飛行時間と送信パルスＰｌｓｔ２の往復の飛行時間とは、互いに異なり得る。
【００３０】
光干渉系ユニット１３０は、光源１０８からの周波数ｆ０の光信号を参照光として用いて、反射パルス（受信光）の周波数オフセットを検出する。具体的には、光干渉系ユニット１３０は、光源１０８からの参照光と受信光とを干渉させて、ビート周波数を検出する。これにより、光干渉系ユニット１３０は、反射パルスの周波数オフセットを検出する。例えば、光干渉系ユニット１３０は、光カプラを用いたミキサであってもよい。また、例えば、光干渉系ユニット１３０は、参照光として０度及び９０度の２つの位相を有する参照光と干渉させる９０度ハイブリッド回路であってもよい。光干渉系ユニット１３０は、周波数オフセットに対応する周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎの光信号を、光電変換部１３２に出力する。
【００３１】
光電変換部１３２は、光干渉系ユニット１３０からの光信号を電気信号に変換する。光電変換部１３２は、例えば、フォトディテクタを用いた光電変換器であってもよいし、フォトディテクタを２つ用いたバランスド光受信器であってもよい。ＡＤコンバータ１３４は、光電変換部１３２によって変換されたアナログ信号である電気信号を、デジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ１３４によってデジタル信号に変換された周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎを示す電気信号は、バンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎに出力される。
【００３２】
バンドパスフィルタ１４０（Band Pass Filter；ＢＰＦ）は、周波数オフセットに対応する周波数を中心周波数としている。バンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎの中心周波数は、それぞれ、周波数ｆ１〜ｆｎである。したがって、バンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎは、それぞれ、周波数ｆ１〜ｆｎを示す電気信号を通過させる。したがって、バンドパスフィルタ１４０は、光干渉系ユニット１３０（検出部８）によって検出された反射パルスの周波数オフセットごとに光信号を分離する、分離手段としての機能を有する。
【００３３】
タイミング抽出部１５０は、受信された反射パルスの受信タイミングを抽出する、タイミング抽出手段として機能する。タイミング抽出部１５０−１〜１５０−ｎは、それぞれ、周波数オフセットｆ１〜ｆｎを有する反射パルスの受信タイミングを抽出する。そして、タイミング抽出部１５０−１〜１５０−ｎは、それぞれ、周波数オフセットｆ１〜ｆｎを有する反射パルスの受信タイミングで、測定ストップトリガＴｒｇｒ１〜Ｔｒｇｒｎを、距離算出部１６０−１〜１６０−ｎに対して出力する。つまり、測定ストップトリガＴｒｇｒは、周波数オフセットｆ１〜ｆｎをそれぞれ有する反射パルスの受信タイミングを示す。
【００３４】
距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ（第１のトリガ信号）の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ（第２のトリガ信号）の出力タイミングとの時間差から、式１を用いて、測距対象物９０までの距離Ｒを算出する。ここで、距離算出部１６０−１は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ１の出力タイミングとの時間差から、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスに関する距離Ｒを算出する。距離算出部１６０−２は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ２の出力タイミングとの時間差から、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスに関する距離Ｒを算出する。以下同様にして、距離算出部１６０−ｎは、測定スタートトリガＴｒｇｔｎの出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒｎの出力タイミングとの時間差から、周波数オフセットｆｎを有する送信パルスに関する距離Ｒを算出する。
【００３５】
なお、複数の周波数オフセットは、ｆ１＝＋１００ＭＨｚ、ｆ２＝＋２００ＭＨｚ、ｆ３＝＋３００ＭＨｚというように、等間隔の予め定められた周波数であってもよい。一方、測距装置１００の特性などに起因する特定周波数の特性劣化を避けるため、例えば＋２００ＭＨｚの周波数オフセットが使用できない場合がある。このような場合、ｆ１＝＋１００ＭＨｚ、ｆ２＝＋３５０ＭＨｚ、ｆ３＝＋２７０ＭＨｚというように、等間隔でない予め定められた周波数であってもよい。
【００３６】
図６は、実施の形態１にかかる測距装置１００によって実行される測距方法を示すフローチャートである。パルス生成部１１０は、上述したように、送信パルスごとに異なる周波数オフセットを有する送信パルスを生成する（ステップＳ１０２）。光送信部１２０は、Ｓ１０２の処理で生成された送信パルスを含む光信号を測距対象物９０に対して送信（照射）する（ステップＳ１０４）。具体的には、パルス生成部１１０の光変調器１０６は、変調信号生成部１０４によって生成された変調信号を用いて、光信号（変調器入力信号）を変調する。これにより、光変調器１０６は、互いに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する。また、この処理により、各送信パルスに、互いに異なる周波数オフセットが印加されたこととなる。なお、Ｓ１０４のタイミングで、各送信パルスに対応する測定スタートトリガＴｒｇｔが、距離算出部１６０に対して出力され得る。
【００３７】
光受信部１２２は、反射パルスを含む光信号を受信する（ステップＳ１０６）。光干渉系ユニット１３０は、上述したように、参照光を用いて、各反射パルスの周波数オフセットを検出する（ステップＳ１０８）。バンドパスフィルタ１４０（分離手段）は、上述したように、周波数オフセットごとに光信号を分離する（ステップＳ１１０）。これにより、反射パルスごとに、光信号が分離されることとなる。
【００３８】
タイミング抽出部１５０は、上述したように、分離された反射パルスごとに受信タイミングを抽出して、抽出された受信タイミングで測定ストップトリガＴｒｇｒを出力する（ステップＳ１１２）。距離算出部１６０は、上述したように、測定スタートトリガＴｒｇｔと測定ストップトリガＴｒｇｒとを用いて、測距対象物９０までの距離Ｒを算出する（ステップＳ１１４）。
【００３９】
（比較例との比較）
次に、実施の形態１と比較例とを、タイミングチャートを用いて説明する。
図７及び図８は、比較例にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。図７及び図８に示す例では、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３が、パルス周期Ｔｐで送信されるとする。また、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３の周波数は同じであるとする。さらに、図７に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも長いとする。
【００４０】
まず、送信パルスＰｌｓｔ１が送信される。その後、送信パルスＰｌｓｔ２が送信された後で、送信パルスＰｌｓｔ１が測距対象物９０で反射して返ってきた反射パルスＰｌｓｒ１が受信される。このとき、図７に示す比較例においては、送信パルスＰｌｓｔ２の送信タイミングと反射パルスＰｌｓｒ１の受信タイミングとの時間差Ｔｄｉｆｆ１’を用いて、測距を行ってしまうおそれがある。このように、時間差Ｔｄｉｆｆ１’を用いて測距を行うと、誤って距離を算出してしまう。
【００４１】
一方、図８に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも短いとする。さらに、送信パルスＰｌｓｔ１が反射しなかったので、送信パルスＰｌｓｔ１の反射パルスＰｌｓｒ１は受信されなかったとする。また、送信パルスＰｌｓｔ２は測距対象物に反射して、反射パルスＰｌｓｒ２が受信されたとする。この場合、送信パルスＰｌｓｔ２の送信タイミングと反射パルスＰｌｓｒ２の受信タイミングとの時間差Ｔｄｉｆｆ２を用いて、測距を行う。この測距処理は正しい処理であるが、図７に示した処理との区別がつかない。
【００４２】
図７及び図８に示すような問題に対処するため、測距対象物までの距離が長いと想定される場合に、パルス周期を長くすることが考えられる。これにより、図７に示したような測距誤りを抑制できる。しかしながら、パルス周期を長くすると、測距を行ってから次の測距を行うまでの時間が長くなってしまうので、測距スピードが低下するおそれがある。したがって、所望のスピードで測距を行えないので、適切に測距を行うことができない。これに対し、実施の形態１にかかる測距装置１００は、パルス周期を長くすることなく、測距を行うことができる。
【００４３】
図９は、実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。図９に示す例では、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２が、パルス周期Ｔｐで送信されるとする。さらに、図９に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも短いとする。
【００４４】
まず、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１が距離算出部１６０−１に出力される。その後、送信パルスＰｌｓｔ２が送信される前に、周波数オフセットｆ１を有する反射パルスＰｌｓｒ１が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ１が検出され、反射パルスＰｌｓｒ１はバンドパスフィルタ１４０−１によって分離され、タイミング抽出部１５０−１によって測定ストップトリガＴｒｇｒ１が距離算出部１６０−１に出力される。なお、送信された光信号は、測距対象物９０における反射及び光信号の飛行工程において減衰する。これにより、反射パルスＰｌｓｒ１の包絡線波形は、送信パルスＰｌｓｔ１の包絡線波形と比較して鈍化する。したがって、タイミング抽出部１５０−１は、反射パルスＰｌｓｒ１の光強度が予め定められた閾値を超えるタイミングで、測定ストップトリガＴｒｇｒ１を出力する。このことは、他の反射パルスＰｌｓｒ２等においても同様である。
【００４５】
このとき、距離算出部１６０−１において、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１と、周波数オフセットｆ１を有する反射パルスＰｌｓｒ１とが対応付けられている。したがって、距離算出部１６０−１において、破線矢印Ａ１で示すように、送信パルスＰｌｓｔ１の送信タイミングを示す測定スタートトリガＴｒｇｔ１と反射パルスＰｌｓｒ１の受信タイミングを示す測定ストップトリガＴｒｇｒ１とが対応付けられている。これにより、距離算出部１６０−１は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１と測定ストップトリガＴｒｇｒ１との時間差Ｔｄｉｆｆ１から、測距対象物９０までの距離を算出する。したがって、距離算出部１６０−１は、適切に、送信パルスＰｌｓｔ１が反射した測距対象物９０までの距離を算出することができる。
【００４６】
同様に、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２が距離算出部１６０−２に出力される。その後、送信パルスＰｌｓｔ３（図示せず）が送信される前に、周波数オフセットｆ２を有する反射パルスＰｌｓｒ２が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ２が検出され、反射パルスＰｌｓｒ２はバンドパスフィルタ１４０−２によって分離され、タイミング抽出部１５０−２によって測定ストップトリガＴｒｇｒ２が距離算出部１６０−２に出力される。
【００４７】
このとき、距離算出部１６０−２において、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２と、周波数オフセットｆ２を有する反射パルスＰｌｓｒ２とが対応付けられている。したがって、距離算出部１６０−２において、破線矢印Ａ２で示すように、送信パルスＰｌｓｔ２の送信タイミングを示す測定スタートトリガＴｒｇｔ２と反射パルスＰｌｓｒ２の受信タイミングを示す測定ストップトリガＴｒｇｒ２とが対応付けられている。これにより、距離算出部１６０−２は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２と測定ストップトリガＴｒｇｒ２との時間差Ｔｄｉｆｆ２から、測距対象物９０までの距離を算出する。したがって、距離算出部１６０−２は、適切に、送信パルスＰｌｓｔ２が反射した測距対象物９０までの距離を算出することができる。
【００４８】
図１０は、実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。図１０に示す例では、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２が、パルス周期Ｔｐで送信されるとする。さらに、図１０に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも長いとする。
【００４９】
まず、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１が距離算出部１６０−１に出力される。その後、送信パルスＰｌｓｔ２が送信された後で、周波数オフセットｆ１を有する反射パルスＰｌｓｒ１が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ１が検出され、反射パルスＰｌｓｒ１はバンドパスフィルタ１４０−１によって分離され、タイミング抽出部１５０−１によって測定ストップトリガＴｒｇｒ１が距離算出部１６０−１に出力される。
【００５０】
このとき、距離算出部１６０−１において、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１と、周波数オフセットｆ１を有する反射パルスＰｌｓｒ１とが対応付けられている。したがって、距離算出部１６０−１において、破線矢印Ｂ１で示すように、送信パルスＰｌｓｔ１の送信タイミングを示す測定スタートトリガＴｒｇｔ１と反射パルスＰｌｓｒ１の受信タイミングを示す測定ストップトリガＴｒｇｒ１とが対応付けられている。これにより、距離算出部１６０−１は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１と測定ストップトリガＴｒｇｒ１との時間差Ｔｄｉｆｆ１から、測距対象物９０までの距離を算出する。したがって、光信号の飛行時間の方がパルス周期よりも長い場合であっても、距離算出部１６０−１は、適切に、送信パルスＰｌｓｔ１が反射した測距対象物９０までの距離を算出することができる。
【００５１】
同様に、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２が距離算出部１６０−２に出力される。その後、送信パルスＰｌｓｔ３（図示せず）が送信された後で、周波数オフセットｆ２を有する反射パルスＰｌｓｒ２が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ２が検出され、反射パルスＰｌｓｒ２はバンドパスフィルタ１４０−２によって分離され、タイミング抽出部１５０−２によって測定ストップトリガＴｒｇｒ２が距離算出部１６０−２に出力される。
【００５２】
このとき、距離算出部１６０−２において、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２と、周波数オフセットｆ２を有する反射パルスＰｌｓｒ２とが対応付けられている。したがって、距離算出部１６０−２において、破線矢印Ｂ２で示すように、送信パルスＰｌｓｔ２の送信タイミングを示す測定スタートトリガＴｒｇｔ２と反射パルスＰｌｓｒ２の受信タイミングを示す測定ストップトリガＴｒｇｒ２とが対応付けられている。これにより、距離算出部１６０−２は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２と測定ストップトリガＴｒｇｒ２との時間差Ｔｄｉｆｆ２から、測距対象物９０までの距離を算出する。したがって、光信号の飛行時間の方がパルス周期よりも長い場合であっても、距離算出部１６０−２は、適切に、送信パルスＰｌｓｔ２が反射した測距対象物９０までの距離を算出することができる。
【００５３】
図１１は、実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。図１１に示す例では、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３，Ｐｌｓｔ４，Ｐｌｓｔ５，Ｐｌｓｔ６，Ｐｌｓｔ７，Ｐｌｓｔ８が、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間よりもはるかに短いパルス周期で送信されるとする。つまり、バンドパスフィルタ１４０、タイミング抽出部１５０及び距離算出部１６０は、それぞれ８個ある（ｎ＝８）とする。また、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３，Ｐｌｓｔ４，Ｐｌｓｔ５，Ｐｌｓｔ６，Ｐｌｓｔ７，Ｐｌｓｔ８は、それぞれ、周波数オフセットｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６，ｆ７，ｆ８を有する。つまり、周波数オフセットの数も８個あるとする。
【００５４】
なお、送信パルスＰｌｓｔ１−１〜Ｐｌｓｔ８−１が送信された後、送信パルスＰｌｓｔ１−２〜Ｐｌｓｔ８−２が送信される。同様に、送信パルスＰｌｓｔ１−２〜Ｐｌｓｔ８−２が送信された後、送信パルスＰｌｓｔ１−３〜Ｐｌｓｔ８−３が送信される。また、送信パルスＰｌｓｔ１−１、送信パルスＰｌｓｔ１−２及び送信パルスＰｌｓｔ１−３は、互いに同じ周波数オフセットｆ１を有する。同様に、送信パルスＰｌｓｔ２−１、送信パルスＰｌｓｔ２−２及び送信パルスＰｌｓｔ２−３は、互いに同じ周波数オフセットｆ２を有する。他の送信パルスについても同様である。
【００５５】
まず、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１−１が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１−１が距離算出部１６０−１に出力される。その後、少なくとも送信パルスＰｌｓｔ２−１が送信された後で、周波数オフセットｆ１を有する反射パルスＰｌｓｒ１−１が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ１が検出され、反射パルスＰｌｓｒ１−１はバンドパスフィルタ１４０−１によって分離され、タイミング抽出部１５０−１によって測定ストップトリガＴｒｇｒ１−１が距離算出部１６０−１に出力される。
【００５６】
このとき、距離算出部１６０−１において、周波数オフセットｆ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１−１と、周波数オフセットｆ１を有する反射パルスＰｌｓｒ１−１とが対応付けられている。したがって、距離算出部１６０−１において、破線矢印Ｃ１で示すように、測定スタートトリガＴｒｇｔ１−１と測定ストップトリガＴｒｇｒ１−１とが対応付けられている。これにより、距離算出部１６０−１は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１−１と測定ストップトリガＴｒｇｒ１−１との時間差から、測距対象物９０までの距離を算出する。したがって、光信号の飛行時間の方がパルス周期よりもはるかに長い場合であっても、距離算出部１６０−１は、適切に、送信パルスＰｌｓｔ１−１が反射した測距対象物９０までの距離を算出することができる。
【００５７】
同様に、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２−１が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２−１が距離算出部１６０−２に出力される。その後、少なくとも送信パルスＰｌｓｔ３−１が送信された後で、周波数オフセットｆ２を有する反射パルスＰｌｓｒ２−１が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ２が検出され、反射パルスＰｌｓｒ２−１はバンドパスフィルタ１４０−２によって分離され、タイミング抽出部１５０−２によって測定ストップトリガＴｒｇｒ２−１が距離算出部１６０−２に出力される。
【００５８】
このとき、距離算出部１６０−２において、周波数オフセットｆ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２−１と、周波数オフセットｆ２を有する反射パルスＰｌｓｒ２−１とが対応付けられている。したがって、距離算出部１６０−２において、破線矢印Ｃ２で示すように、測定スタートトリガＴｒｇｔ２−１と測定ストップトリガＴｒｇｒ２−１とが対応付けられている。これにより、距離算出部１６０−２は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２−１と測定ストップトリガＴｒｇｒ２−１との時間差から、測距対象物９０までの距離を算出する。したがって、光信号の飛行時間の方がパルス周期よりもはるかに長い場合であっても、距離算出部１６０−２は、適切に、送信パルスＰｌｓｔ２−１が反射した測距対象物９０までの距離を算出することができる。以下同様にして、距離算出部１６０−３〜１６０−８は、それぞれ、測定スタートトリガＴｒｇｔ３−１〜８−１と測定ストップトリガＴｒｇｒ３−１〜８−１との時間差から、測距対象物９０までの距離を算出する。
【００５９】
このように、かなり短い周期で送信パルスを連続して測距対象物９０に照射しても、受信系モジュールにおいて反射パルスを区別できるので、適切に、測距対象物９０までの距離を算出することができる。さらに、かなり短い周期で送信パルスを連続して測距対象物９０に照射することができるので、単位時間における測距回数を増加させることができる。
【００６０】
また、同じ測距対象物９０に繰り返し送信パルスを照射して測距し、これらの測距結果を平均することにより、測距の精度を向上させることができる。つまり、送信パルスＰｌｓｔ１−１〜８−１を同じ測距対象物９０に照射し、反射パルスＰｌｓｒ１−１〜８−１を用いて、８回、測距を行う。そして、８回の測距結果を平均することで、測距の精度が向上する。したがって、実施の形態１にかかる測距装置１００は、かなり短い周期で送信パルスを連続して同じ測距対象物９０に照射することで、短時間で、上記の平均化処理の高精度化を図ることが可能となる。
【００６１】
このように、実施の形態１にかかる距離算出部１６０は、ある周波数オフセットを有する送信パルスに関する測定スタートトリガ信号と、この周波数オフセットを有する反射パルスに関する測定ストップトリガ信号とを対応付けて、距離Ｒを算出している。言い換えると、距離算出部１６０において、互いに対応する周波数オフセットを有する送信パルスと反射パルスとが対応付けられている。これにより、実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信パルスと、その送信パルスが測距対象物９０で反射した反射光である反射パルスとを、適切に対応付けることができる。したがって、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。
【００６２】
また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、バンドパスフィルタ１４０（分離手段）を用いて、受信した光信号を、反射パルスの周波数オフセットごとに分離するように構成されている。バンドパスフィルタ１４０を用いた光信号の分離は、ハードウェアで行われ得るので、ソフトウェアで行う処理と比較して高速に行われ得る。そして、バンドパスフィルタ１４０による分離により、周波数オフセットごとに、並列処理を行うことができる。つまり、距離算出部１６０が、分離された信号ごとに、距離Ｒを算出することができる。したがって、実施の形態１にかかる測距装置１００は、高速に測距処理を行うことが可能となる。また、反射パルスの周波数オフセットごとに受信信号を分離することで、各反射パルスの受信タイミングの抽出を容易に行うことが可能となる。
【００６３】
なお、実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信パルスとその送信パルスが測距対象物９０で反射した反射光である反射パルスとを対応付けるために、繰り返し送信される送信パルスに互いに異なる周波数オフセットを印加している。つまり、実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信パルスに対応する反射パルスを、他の送信パルスに対応する反射パルスと区別するために、送信パルスにマーキングを行っているといえる。ここで、送信パルスのマーキングの方法として、送信パルスごとに振幅を変えることも考えられる。しかしながら、測距対象物９０までの距離に応じて、信号（パルス）の減衰量は異なり得る。したがって、振幅を用いて反射パルスを区別することは困難である。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２においては、光源が複数ある点で、実施の形態１と異なる。なお、実施の形態２にかかる構成要素のうち、実施の形態１における構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ符号が付されている。また、以下の説明において、実施の形態１における構成要素と実質的に同じ構成要素については、適宜、説明を省略する。
【００６５】
図１２は、実施の形態２にかかる測距装置２００の構成を示す図である。実施の形態２にかかる測距装置２００は、送信系モジュールとして、光源２０２−１〜２０２−ｎと、送信パルス生成部２０４−１〜２０４−ｎと、遅延器２０６−２〜２０６−ｎと、合波器２０８と、光送信部１２０とを有する。光源２０２、送信パルス生成部２０４、遅延器２０６及び合波器２０８によって、互いに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成するパルス生成部２１０が構成される。このパルス生成部２１０は、図１に示した生成部２に対応する。
【００６６】
また、実施の形態２にかかる測距装置２００は、受信系モジュールとして、光受信部１２２と、光源２２４と、光干渉系ユニット１３０と、光電変換部１３２と、ＡＤコンバータ１３４とを有する。また、実施の形態２にかかる測距装置２００は、実施の形態１と同様に、バンドパスフィルタ１４０−１〜１４０−ｎと、タイミング抽出部１５０−１〜１５０−ｎと、距離算出部１６０−１〜１６０−ｎとを有する。つまり、測距装置２００の受信系モジュールは、光源２２４を有すること以外は、実施の形態１と実質的に同様である。
【００６７】
光源２０２−１は、周波数ｆ０＋ｆ１の光信号を発生させ、発生した光信号を送信パルス生成部２０４−１に出力する。光源２０２−２は、周波数ｆ０＋ｆ２の光信号を発生させ、発生した光信号を送信パルス生成部２０４−２に出力する。以下同様にして、光源２０２−ｎは、周波数ｆ０＋ｆｎの光信号を発生させ、発生した光信号を送信パルス生成部２０４−ｎに出力する。
【００６８】
各送信パルス生成部２０４は、図４に示した変調信号生成部１０４及び光変調器１０６と実質的に同様の機能を有する。送信パルス生成部２０４−１は、周波数ｆ０＋ｆ１の光信号を変調させて、図５に示すような送信パルスＰｌｓｔ１を生成する。送信パルス生成部２０４−２は、周波数ｆ０＋ｆ２の光信号を変調させて、図５に示すような送信パルスＰｌｓｔ２を生成する。送信パルス生成部２０４−３は、周波数ｆ０＋ｆ３の光信号を変調させて、図５に示すような送信パルスＰｌｓｔ３を生成する。以下同様にして、送信パルス生成部２０４−ｎは、周波数ｆ０＋ｆｎの光信号を変調させて送信パルスＰｌｓｔｎを生成する。
【００６９】
遅延器２０６−２〜２０６−ｎは、それぞれ、送信パルス生成部２０４−２〜２０４−ｎからの送信パルスＰｌｓｔ２〜Ｐｌｓｔｎを、パルス周期の整数倍だけ遅延させる。つまり、遅延器２０６−２は、送信パルス生成部２０４−２からの送信パルスＰｌｓｔ２を、Ｔｐだけ遅延させる。遅延器２０６−３は、送信パルス生成部２０４−３からの送信パルスＰｌｓｔ３を、２＊Ｔｐだけ遅延させる。つまり、遅延器２０６−ｋ（ｋは２以上ｎ以下の整数）は、送信パルス生成部２０４−ｋからの送信パルスＰｌｓｔｋを、（ｋ−１）＊Ｔｐだけ遅延させる。
【００７０】
合波器２０８は、送信パルスＰｌｓｔ１と、遅延器２０６−２〜２０６−ｎによってそれぞれ遅延した送信パルスＰｌｓｔ２〜Ｐｌｓｔｎとを合成する。これにより、合波器２０８は、図５に示すような、時間軸上にパルス周期Ｔｐおきに並んだ送信パルスＰｌｓｔ１〜Ｐｌｓｔｎを有する光信号（図９〜図１１に示す送信パルス）を生成する。光送信部１２０は、この光信号を測距対象物９０に送信（照射）する。
【００７１】
さらに、送信パルス生成部２０４は、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎに対応する送信パルスが出力されるタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔを距離算出部１６０に対して出力する。つまり、送信パルス生成部２０４−１は、送信パルスＰｌｓｔ１が生成されたタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１を出力する。また、送信パルス生成部２０４−２は、送信パルスＰｌｓｔ２が生成されてから遅延器２０６−２による遅延時間が経過したタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２を出力する。つまり、送信パルス生成部２０４−ｋは、送信パルスＰｌｓｔｋが生成されてから遅延器２０６−ｋによる遅延時間が経過したタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔｋを出力する。
【００７２】
光源２２４は、基準周波数ｆ０の光信号を参照光として発する。光受信部１２２が反射パルス（反射光）を受信すると、光干渉系ユニット１３０は、上述した方法によって、光源２２４からの周波数ｆ０の参照光を用いて、反射パルス（受信光）の周波数オフセットを検出する。なお、光電変換部１３２、ＡＤコンバータ１３４、バンドパスフィルタ１４０、タイミング抽出部１５０及び距離算出部１６０の動作については実施の形態１と実質的に同様であるので、説明を省略する。
【００７３】
実施の形態２にかかる測距装置２００は、始めから周波数オフセットが施された光信号をそれぞれ発する光源２０２−１〜２０２−ｎを有する。このような構成であっても、実施の形態１と同様に、測距対象物９０までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。なお、実施の形態２にかかる測距装置２００は、複数の光源２０２を有するので、実施の形態１にかかる測距装置１００よりも構造が複雑となる。つまり、実施の形態２にかかる測距装置２００は、基準周波数ｆ０の光を発する光源１０８からの光を送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成している。したがって、実施の形態２にかかる測距装置２００は、簡略化された構造で、適切に測距を行うことが可能となる。
【００７４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３においては、周波数オフセットがランダムである点で、他の実施の形態と異なる。なお、実施の形態３にかかる構成要素のうち、実施の形態１における構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ符号が付されている。また、以下の説明において、実施の形態１における構成要素と実質的に同じ構成要素については、適宜、説明を省略する。
【００７５】
図１３は、実施の形態３にかかる測距装置３００の構成を示す図である。実施の形態３にかかる測距装置３００は、送信系モジュールとして、ランダム周波数オフセット発生器３０２と、変調信号生成部３０４と、光変調器１０６と、光源１０８と、光送信部１２０とを有する。ランダム周波数オフセット発生器３０２、変調信号生成部３０４、光変調器１０６及び光源１０８によって、互いに異なる周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成するパルス生成部３１０が構成される。このパルス生成部３１０は、図１に示した生成部２に対応する。なお、光変調器１０６、光源１０８及び光送信部１２０の動作については、実施の形態１にかかるものと実質的に同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
また、実施の形態３にかかる測距装置３００は、受信系モジュールとして、光受信部１２２と、光干渉系ユニット１３０と、光電変換部１３２と、ＡＤコンバータ１３４とを有する。また、実施の形態３にかかる測距装置３００は、バンドパスフィルタ３４０−１〜３４０−ｎと、切替スイッチ３４２と、タイミング抽出部１５０−１〜１５０−ｎと、距離算出部１６０−１〜１６０−ｎとを有する。なお、光受信部１２２、光干渉系ユニット１３０、光電変換部１３２、ＡＤコンバータ１３４、タイミング抽出部１５０及び距離算出部１６０の動作については、実施の形態１にかかるものと実質的に同様であるので、説明を省略する。
【００７７】
ランダム周波数オフセット発生器３０２は、各送信パルスに印加すべき周波数オフセットを、ランダムに決定する。ランダム周波数オフセット発生器３０２は、周波数オフセットを示す周波数オフセット情報を、変調信号生成部３０４に対して出力する。ここで、周波数オフセット情報は、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎをそれぞれ示す。しかしながら、実施の形態３においては、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎは、一定ではない。例えば、ｎ＝３とすると、あるときに、周波数オフセットｆ１，ｆ２，ｆ３は、それぞれ、＋５０ＭＨｚ，＋２００ＭＨｚ，＋１７０ＭＨｚであってもよい。そして、別のときに、周波数オフセットｆ１，ｆ２，ｆ３は、それぞれ、＋３２０ＭＨｚ，＋１１０ＭＨｚ，＋２１０ＭＨｚであってもよい。
【００７８】
変調信号生成部３０４は、ランダム周波数オフセット発生器３０２から受信した周波数オフセット情報に応じて、送信パルスを生成するための変調信号を生成する。これにより、パルス生成部３１０は、実施の形態１にかかる方法と実質的に同様の方法で、互いに異なるランダムな周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する。なお、上述したように、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎは一定ではないので、変調信号生成部３０４によって生成される変調信号も一定ではない、さらに、変調信号生成部３０４は、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎのそれぞれに対応する送信パルスが送信されるそれぞれのタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１〜Ｔｒｇｔｎを距離算出部１６０に対して出力する。
【００７９】
また、ランダム周波数オフセット発生器３０２は、周波数オフセット情報を、切替スイッチ３４２を介して、対応するバンドパスフィルタ３４０に出力する。切替スイッチ３４２は、周波数オフセット情報に応じて、周波数オフセット情報が出力されるバンドパスフィルタ３４０を切り替える。バンドパスフィルタ３４０は、周波数オフセット情報を受け付けると、その周波数オフセット情報に示された周波数オフセットに対応する周波数に、中心周波数を変更する。
【００８０】
具体的には、ランダム周波数オフセット発生器３０２は、ｆ１を示す周波数オフセット情報を生成すると、バンドパスフィルタ３４０−１と接続するように、切替スイッチ３４２を制御する。切替スイッチ３４２によってバンドパスフィルタ３４０−１と接続されると、ランダム周波数オフセット発生器３０２は、ｆ１を示す周波数オフセット情報を、バンドパスフィルタ３４０−１に出力する。そして、バンドパスフィルタ３４０−１は、周波数オフセットｆ１に対応する周波数に、中心周波数を変更する。
【００８１】
また、ランダム周波数オフセット発生器３０２は、ｆ２を示す周波数オフセット情報を生成すると、バンドパスフィルタ３４０−２と接続するように、切替スイッチ３４２を制御する。切替スイッチ３４２によってバンドパスフィルタ３４０−２と接続されると、ランダム周波数オフセット発生器３０２は、ｆ２を示す周波数オフセット情報を、バンドパスフィルタ３４０−２に出力する。そして、バンドパスフィルタ３４０−２は、周波数オフセットｆ２に対応する周波数に、中心周波数を変更する。他の周波数オフセットについても同様である。
【００８２】
これにより、バンドパスフィルタ３４０は、周波数オフセットがランダムである場合であっても、光干渉系ユニット１３０（検出部８）によって検出された反射パルスの周波数オフセットごとに信号を分離することができる。そして、実施の形態３においても、距離算出部１６０において、互いに対応する周波数オフセットを有する送信パルスと反射パルスとが対応付けられ得る。したがって、距離算出部１６０は、ある周波数オフセットを有する送信パルスに関する測定スタートトリガと、この周波数オフセットを有する反射パルスに関する測定ストップトリガとを対応付けて、距離Ｒを算出できる。よって、実施の形態３においても、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。
【００８３】
また、周波数オフセットをランダムに生成することによって、測距に対する妨害を抑制することができる。すなわち、実施の形態１のように複数の周波数オフセットが固定されていると、送信パルスの光信号の複数の周波数それぞれも一定となる。これにより、光信号の周波数が探索され易くなり、光信号が傍受され易くなる。また、光信号が傍受され易くなるので、妨害光が送出され易くなり、測距が阻害され得る。これに対し、実施の形態３のように周波数オフセットをランダムにすることによって、送信パルスの光信号の周波数を探索することが困難となる。したがって、測距に対する妨害を抑制することが可能となる。
【００８４】
また、デバイスの特性又は測距対象物９０における反射特性に起因して、特定の周波数で測距を行ったときに測定誤差が生じ易くなることがあり得る。このような場合に周波数オフセットが固定されていると、その周波数オフセットを有する送信パルスを用いた測距で、測定誤差が生じる可能性が高くなる。これに対し、実施の形態３のように周波数オフセットをランダムにすることによって、測定誤差が平均化（平準化）され得るので、測距精度が向上する。このことは、測定誤差が生じ易くなる特定周波数が不明であるときに、特に有効であり得る。
【００８５】
なお、実施の形態３にかかる測距装置３００は、切替スイッチ３４２と、中心周波数を変更可能なバンドパスフィルタ３４０とを有している。このような構成の測距装置３００の構造は、実施の形態１にかかる測距装置１００と比較して複雑となる。言い換えると、実施の形態１にかかる測距装置１００は、予め定められた周波数オフセットを使用することで、切替スイッチ３４２が不要であり、バンドパスフィルタは中心周波数を変更可能でなくてもよいので、構造を簡略化することができる。
【００８６】
（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、バンドパスフィルタを用いて、反射パルスの周波数オフセットごとに光信号を分離するとしたが、このような構成に限られない。バンドパスフィルタ以外の構成要素で信号を分離してもよい。また、周波数オフセットごとに反射パルスの受信タイミングを抽出できれば、受信した光信号を分離する必要もない。一方、バンドパスフィルタを用いて反射パルスの周波数オフセットごとに光信号を分離することで、上述したように、高速に測距処理を行うことが可能となる。また、バンドパスフィルタを用いて反射パルスの周波数オフセットごとに光信号を分離することにより、各反射パルスの受信タイミングの抽出を行うことが容易となる。
【００８７】
また、距離算出部１６０は、測定スタートトリガの出力タイミングに、光変調器１０６等における処理時間を考慮してもよい。言い換えると、距離算出部１６０は、測定スタートトリガを受け付けてから、実際に測定スタートトリガに対応する送信パルスが送信されるまでの間の処理時間を考慮してもよい。この場合、距離算出部１６０は、測定スタートトリガの出力タイミングに光変調器１０６等における処理時間を加えたタイミングを、測距の開始タイミングとしてもよい。なお、光変調器１０６等における処理時間は、略一定であるとする。
【００８８】
同様に、距離算出部１６０は、測定ストップトリガに、測定ストップトリガが出力される前の光干渉系ユニット１３０等の処理時間を考慮してもよい。言い換えると、距離算出部１６０は、光受信部１２２によって反射パルスが受信されてからタイミング抽出部１５０によって測定ストップトリガが出力されるまでの間の処理時間を考慮してもよい。この場合、距離算出部１６０は、測定ストップトリガの出力タイミングに光干渉系ユニット１３０等の処理時間を引いたタイミングを、測距の終了タイミングとしてもよい。なお、光干渉系ユニット１３０等における処理時間は、略一定であるとする。
【００８９】
あるいは、変調信号生成部１０４は、後段の光送信部１２０によって送信パルスが送信されるまでの処理時間を考慮して、送信パルスが送信される時刻を示すような測定スタートトリガを出力してもよい。つまり、変調信号が生成された時刻をｔ１とし、光変調器１０６等における処理時間をΔｔ１とすると、変調信号生成部１０４は、時刻（ｔ１＋Δｔ１）を示す測定スタートトリガを出力してもよい。このことは、実施の形態２にかかる送信パルス生成部２０４及び実施の形態３にかかる変調信号生成部３０４においても同様である。同様に、タイミング抽出部１５０は、前段の光干渉系ユニット１３０等における処理時間を考慮して、反射パルスが受信された時刻を示す測定ストップトリガを出力してもよい。つまり、タイミング抽出部１５０がバンドパスフィルタ１４０から信号を受信した時刻をｔ２とし、光干渉系ユニット１３０等における処理時間をΔｔ２とすると、タイミング抽出部１５０は、時刻（ｔ２−Δｔ２）を示す測定ストップトリガを出力してもよい。この場合、距離算出部１６０は、Ｔｄ＝（ｔ２−Δｔ２）−（ｔ１＋Δｔ１）として、式１を用いて距離Ｒを算出してもよい。
【００９０】
また、周波数オフセット発生器１０２は、全ての周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎを示す周波数オフセット情報を、変調信号生成部１０４に出力してもよい。この場合、変調信号生成部１０４は、パルス周期Ｔｐごとに、周波数オフセットｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎそれぞれに対応する変調信号を生成してもよい。
【００９１】
また、上述の実施の形態では、本実施の形態をハードウェアの構成として説明したが、本実施の形態は、これに限定されるものではない。本実施の形態は、測距装置内の各回路の少なくとも１つの処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００９２】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００９３】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００９４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する生成手段と、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、
受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出する検出手段と、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段と
を有する測距装置。
（付記２）
前記受信手段は、前記反射パルスを含む光信号を受信し、
前記検出手段によって検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離する分離手段
をさらに有し、
前記距離算出手段は、分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
付記１に記載の測距装置。
（付記３）
前記生成手段は、前記基準周波数の光信号を発する光源からの光信号を前記送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
付記１又は２に記載の測距装置。
（付記４）
前記生成手段は、予め定められた互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
付記１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
（付記５）
前記生成手段は、互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
付記１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
（付記６）
前記受信手段は、前記反射パルスを含む光信号を受信し、
前記検出手段によって検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離する分離手段
をさらに有し、
前記生成手段は、互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成し、ランダムな前記周波数オフセットを示す周波数オフセット情報を、前記分離手段に送信し、
前記分離手段は、前記周波数オフセット情報に応じて、分離すべき光信号の周波数オフセットを変更し、
前記距離算出手段は、分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
付記１に記載の測距装置。
（付記７）
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成し、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、
受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出し、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
測距方法。
（付記８）
前記反射パルスを含む光信号を受信し、
検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離し、
分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
付記７に記載の測距方法。
（付記９）
前記基準周波数の光信号を発する光源からの光信号を前記送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
付記７又は８に記載の測距方法。
（付記１０）
予め定められた互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
付記７〜９のいずれか１項に記載の測距方法。
（付記１１）
互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
付記７〜９のいずれか１項に記載の測距方法。
（付記１２）
互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成し、
前記反射パルスを含む光信号を受信し、
ランダムな前記周波数オフセットを示す周波数オフセット情報に応じて、分離すべき光信号の周波数オフセットを変更して、検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離し、
分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
付記７に記載の測距方法。
【符号の説明】
【００９５】
１  測距装置
２  生成部
４  送信部
６  受信部
８  検出部
１０  距離算出部
１００  測距装置
１０２  周波数オフセット発生器
１０４  変調信号生成部
１０６  光変調器
１０８  光源
１１０  パルス生成部
１２０  光送信部
１２２  光受信部
１３０  光干渉系ユニット
１３２  光電変換部
１３４  ＡＤコンバータ
１４０  バンドパスフィルタ
１５０  タイミング抽出部
１６０  距離算出部
２００  測距装置
２０２  光源
２０４  送信パルス生成部
２０６  遅延器
２０８  合波器
２１０  パルス生成部
２２４  光源
３００  測距装置
３０２  ランダム周波数オフセット発生器
３０４  変調信号生成部
３１０  パルス生成部
３４０  バンドパスフィルタ
３４２  切替スイッチ
【図１】
2020079776.tif 000003
【図２】
2020079776.tif 000004
【図３】
2020079776.tif 000005
【図４】
2020079776.tif 000006
【図５】
2020079776.tif 000007
【図６】
2020079776.tif 000008
【図７】
2020079776.tif 000009
【図８】
2020079776.tif 000010
【図９】
2020079776.tif 000011
【図１０】
2020079776.tif 000012
【図１１】
2020079776.tif 000013
【図１２】
2020079776.tif 000014
【図１３】
2020079776.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月2日(2021.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成する生成手段と、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、
受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出する検出手段と、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段と
を有する測距装置。
【請求項２】
前記受信手段は、前記反射パルスを含む光信号を受信し、
前記検出手段によって検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離する分離手段
をさらに有し、
前記距離算出手段は、分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記基準周波数の光信号を発する光源からの光信号を前記送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記生成手段は、予め定められた互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項５】
前記生成手段は、互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項６】
前記受信手段は、前記反射パルスを含む光信号を受信し、
前記検出手段によって検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離する分離手段
をさらに有し、
前記生成手段は、互いに異なるランダムな前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成し、ランダムな前記周波数オフセットを示す周波数オフセット情報を、前記分離手段に送信し、
前記分離手段は、前記周波数オフセット情報に応じて、分離すべき光信号の周波数オフセットを変更し、
前記距離算出手段は、分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の測距装置。
【請求項７】
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスごとに異なる、基準周波数に対する周波数オフセットを有する複数の送信パルスを生成し、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、
受信された前記反射パルスの周波数オフセットを検出し、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記周波数オフセットに対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
測距方法。
【請求項８】
前記反射パルスを含む光信号を受信し、
検出された前記反射パルスの前記周波数オフセットごとに、受信された前記光信号を分離し、
分離された前記光信号ごとに、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項７に記載の測距方法。
【請求項９】
前記基準周波数の光信号を発する光源からの光信号を前記送信パルスごとに異なる周波数の光信号に変調することで、互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項７又は８に記載の測距方法。
【請求項１０】
予め定められた互いに異なる前記周波数オフセットを有する複数の前記送信パルスを生成する
請求項７〜９のいずれか１項に記載の測距方法。
【国際調査報告】
2020079776.tif 000016
2020079776.tif 000017
2020079776.tif 000018
2020079776.tif 000019
2020079776.tif 000020
2020079776.tif 000021