CN101194183A - 时间差测量装置和距离测量装置以及距离测量方法 - Google Patents

Abstract

在时间差测量装置中，在测量以规定的时间差而产生的两个脉冲信号的该时间差时，即使用于该时间差测量的两个基准信号之间产生差异，也能够防止测量结果中产生误差。一种用于测量开始信号(M1)和终止信号(M2)之间的时间差的时间差测量装置，使基准信号产生部(41)产生具有π/2的相位差的两个基准信号(S1、S2)，振幅检测部(42)在检测开始信号(M1)和终止信号(M2)的各产生定时的两个基准信号(S1、S2)的对应振幅值(A11、A12)以及(A21、A22)，在相位差检测部(43)基于各振幅的组(A11、A12)以及(A21、A22)，计算在基准信号(S)中的相位θ时，校正部(46)使用用于校正基准信号(S1、S2)的误差的校正用数据，校正算出的相位。

Description

时间差测量装置和距离测量装置以及距离测量方法

技术领域

本发明涉及时间差测量装置和距离测量装置以及距离测量方法，更详细地说，涉及非常短的时间间隔的脉冲信号之间的时间差测量的改进。

背景技术

可代表近年的测量设备的距离测量装置将例如激光或微波等的测量波对距离测量对象进行照射，检测来自该距离测量对象的反射波(以下，总称为测量波)，并基于该测量波的发射时和检测时的时间差来求出测量波的往返行进距离，由此，计算到距离测量对象为止的距离(单程的距离)。

这里，时间差(时间间隔)的测量是，例如通过产生具有与从测量波的发射到检测为止的时间差相比极短的已知的周期的高频时钟信号，并对在测量波的发射时到检测时为止的期间所产生的该高频时钟信号的时钟数进行计数，在该计数值乘以周期来进行。但是，在这样的测量中，为了提高测量精度而需要提高时钟信号的频率，但用于提高时钟信号的产生频率存在界限。

因此，考虑使多个相同频率的高频时钟信号相互错开规定的相位而产生，并对各时钟信号的时钟数进行计数，从而使时钟信号的频率模拟地高频化的方法。但是，在这个方法中，需要提高精度的可靠性，并需要与该产生的时钟信号的数目对应的测量的重复，所以导致测量时间长、在实用上存在问题。

为了解决这个问题，本申请人提出了以下技术：分别以规定的时间间隔多次重复产生与测量波的发射时同步的开始信号和与检测时同步的终止信号，将在比该重复的周期短的周期产生的正弦波等基准信号，用重复的开始信号进行采样，并且用重复的终止信号进行采样，从而求通过开始信号的采样所得到的第1采样波和通过终止信号的采样所得到的第2采样波之间的相位差，并基于该相位差来求开始信号和终止信号之间的相位差，将所得到的相位差换算为时间差(专利文献1)。

但是，上述提出的技术，多次产生开始信号和终止信号，需要进行多次的检测，从测量的进一步的迅速化的观点出发是不利的。

而且，该提出的技术，因多个开始信号和多个终止信号分别作为采样信号来起作用，所以要求开始信号之间的产生间隔以及终止信号之间的产生间隔也要正确地一定，需要控制其产生间隔保持为一定。

因此，本申请人提出了用于解决这些问题的技术。即，一种时间差测量装置，产生例如正弦波信号和余弦波信号那样，互相具有π/2[rad]的相位差，频率已知的两个基准信号的状态下，等待开始信号和终止信号的产生，在开始信号和终止信号的各产生定时，对两个基准信号进行采样而分别检测各基准信号的振幅，基于开始信号的两个基准信号的振幅，求出开始信号检测时的相位，基于终止信号的两个基准信号的振幅，求出终止信号检测时的相位，基于开始信号检测时的相位和终止信号检测时的相位之间的差(相位差)以及这些基准信号的已知周期，求出开始信号和终止信号之间的产生时间差(专利文献2)。

根据该时间差测量装置，只要检测一次开始信号和终止信号的组，就能够正确地求出开始信号和终止信号的产生时间差。

即，例如图7所示，作为两个基准信号而产生正弦波信号和余弦波信号(正弦波信号的相位延迟了π/2[rad]的信号)，在开始信号和终止信号的定时对两个基准信号进行采样，求出各定时中的各基准信号的振幅A11(开始信号的产生定时的正弦波信号的振幅)、A12(开始信号的产生定时的余弦波信号的振幅)、A21(终止信号的产生定时的正弦波信号的振幅)、A22(终止信号的产生定时的余弦波信号的振幅)，将与开始信号的产生定时对应的余弦波信号的振幅A12和正弦波信号的振幅A11在xy平面上描画，则如图8A所示那样，得到交点Pstart，这些振幅比(A11/A12)的反正切值arctan(A11/A12)(＝tan^-1(A11/A12))表示从正弦波信号(或余弦波信号)的相位为0的定时开始的相位的偏移量θ_start(＝tan^-1(A11/A12))。

同样地，将与终止信号的产生定时对应的余弦波信号的振幅A22和正弦波信号的振幅A21在xy平面上描画，则如图8B所示那样，得到交点Pstop，这些振幅比(A21/A22)的反正切值arctan(A21/A22)表示从正弦波信号(或余弦波信号)的相位为0的定时开始的相位的偏移量θ_stop(＝tan^-1(A21/A22))。

因此，开始信号的产生定时和终止信号的产生定时之间的基准信号的相位差Δθ通过下式来求出，

Δθ＝θ_stop-θ_start

将基准信号的周期作为Ts[秒]，开始信号的产生定时和终止信号的产生定时的时间差Δt可以通过下式来求出，

Δt＝(Δθ/2π)Ts[秒]。

此外，本申请人还提出了以下技术：代替上述的相互具有π/2[rad]的相位差的两个基准信号，只产生单一的基准信号，在用脉冲信号对该基准信号进行采样时，在脉冲信号的产生定时和从该产生定时只延迟了基准信号的相位差π/2[rad]的延迟定时的两个定时进行采样(专利文献3)。

即，专利文献2所提出的技术是，将预先设定有π/2[rad]的相位差的两个基准信号在一个定时同时进行采样，与专利文献2相比，在专利文献3所提出的技术是，将一个基准信号只在偏移了相当于π/2[rad]的相位差的时间的两个定时进行采样，专利文献2的技术和专利文献3的技术，实质上与在相当于基准信号的大致π/2[rad]的相位差的两个相位差定时分别对该基准信号的振幅进行采样的情况相同。

专利文献1：日本专利第2916780号公报

专利文献2：日本专利申请2004-291495(未公开)

专利文献3：日本专利申请2005-169500(未公开)

发明内容

本发明要解决的课题

但是，上述的专利文献2提出的技术是，两个基准信号除了具有π/2[rad]的相位差之外，具有完全相同的振幅、周期的前提下成立的技术，所以在振幅产生略微的差异，或相位差稍微偏离π/2[rad]，对结果产生较大的误差。

即，如果两个基准信号的周期、振幅完全一致，相位差严格为π/2[rad]，则与上述的开始信号的产生定时对应地检测出的余弦波信号的振幅A12和正弦波信号的振幅A11在xy平面上的交点Pstart如图8A的虚线所示，始终在半径A0(基准信号(正弦波信号以及余弦波信号)的设计上的最大振幅)的圆周上存在。

与终止信号的产生定时对应地检测出的余弦波信号的振幅A22和正弦波信号的振幅A21在xy平面上的交点Pstop，也相同地如图8B的虚线所示，始终在半径A0的圆周上存在。

而且，求与各产生定时对应的相位θ_start、θ_stop的运算是以这样各交点Pstart和Pstop在基准信号的最大振幅A0作为半径的圆周上存在为前提。

但是，例如生成基准信号的谐振电路或滤波器等的电路特性作为用于生成各基准信号而分别设置，但将这两个电路特性完全相同地制造与成本均衡事实上比较困难。

此外，例如即使可以将电路特性完全相同地设置，但因基板上的设置位置的稍微的差异，导致在周围温度等使用环境上产生差异，在基准信号的输出波形上产生差异。

而且，在时间性的变化的程度上也可能产生差异。

这样，如果在测量用的脉冲信号之间的产生时间间隔(时间差)的测量中所使用的两个基准信号完全一致(最大振幅一致、相位差错开π/2[rad])的前提被推翻，则如图9的虚线所示，与开始信号的产生定时对应地检测出的余弦波信号的振幅A12和正弦波信号的振幅A11在xy平面上的交点Pstart描画着排列在椭圆形的曲线上的轨迹。

与终止信号的产生定时对应地检测的余弦波信号的振幅A22和正弦波信号的振幅A21在xy平面上的交点Pstop也和交点Pstart相同地，描画着排列在椭圆形的曲线上的轨迹。

这里，在如图9所示的轨迹图中，开始信号的产生定时中的基准信号即正弦波信号的振幅A11本应由双点划线的直线所示的值(双点划线的圆周(半径＝A0)上的点)来检测，但正弦波信号的最大振幅本身产生误差，所以实际上由实线的直线所示的值来检测，另一方面，如果假设余弦波信号在最大振幅或相位差也都不产生误差，并以图9中的实线的直线所示的值来检测，则两者的交点Pstart当然成为不同的位置，在图示的例子中，基于实际的检测值的交点Pstart比本来的交点Pstart呈现在沿着y轴方向的值更小的方向偏移的位置。

而且，基于该交点Pstart(实际)来求相位θ_start时，将交点Pstart(实际)以圆周形地存在进行运算，所以在图9中，假设通过Pstart的、由一点划线所示的圆周(半径＜A0)，求出对于该一点划线的圆周的相位θ_start(实际)，所以，本应求出的相位应成为θ_start(本来)。

由此，本应求出的相位θ_start(本来)和基于检测值而实际求出的相位θ_start(实际)之间产生差异，相位θ_stop也同样产生差异，所以两者的差分即相位差Δθ产生误差，最终求出的时间差Δt成为错误值。

上述的产生误差的例子是，两个基准信号之间的相位差偏离了π/2[rad]的情况的例子，但基准信号的最大振幅不相等的情况下，也与上述的例子相同地，时间差Δt的测量结果产生误差。

此外，上述的测量误差的问题不仅在使用了相位差为π/2[rad]的两个基准信号的专利文献2的提出技术的情况下产生，在基准信号为一个但相位差相当于π/2[rad]的时间差进行采样的专利文献3的提出技术的情况下也同样产生。

本发明是鉴于上述问题而完成，其目的在于，提供一种时间差测量装置以及使用了该时间差测量装置的距离测量装置以及距离测量方法，通过无需重复产生两个脉冲信号而只进行一次测量，就可以高精度地对以规定的时间差产生的两个脉冲信号的该时间差进行测量，而且，即使在该时间差的测量所使用的单一的基准信号产生误差，或采样定时差或两个以上的基准信号之间产生差异，也可以防止在测量结果中产生误差。

解决课题的方法

本发明的时间差测量装置是用于测量以时间差产生的两个脉冲信号的该产生时间差的装置，通过将大致具有π/2[rad]的相位差的两个基准信号用各脉冲信号同时进行采样，或者将单一的基准信号在各脉冲信号的产生定时和与该产生定时延迟了相当于大致π/2[rad]的相位差(包括大致π/2[rad]的奇数倍((π/2)[rad]×(2n-1)；n＝1、2......)的相位差。以下相同。)的时间的延迟定时分别进行采样，从而基于采样所得到的各定时中的基准信号的振幅来求上述产生时间差时，基于两个基准信号在同一定时中的两个振幅值的对应关系，或者与单一的基准信号对应的两个定时(由产生定时和延迟定时组成的两个定时)中的两个振幅值的对应关系，校正基准信号之间的误差和/或基准信号本身的误差，并使用该校正后的值来求上述产生时间差，从而提高时间差的测量精度。

即，(1)本发明的时间差测量装置，用于测量以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的该产生时间差，其特征在于，包括：基准信号产生部，其产生周期已知的基准信号；振幅检测部，其对应于所述两个脉冲信号的各个产生定时，在所述各脉冲信号的每个产生定时求每两个振幅，使得实质上，在与所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间间隔的两个定时分别对该基准信号的振幅进行采样的振幅相同；相位差检测部，其基于按所述各脉冲信号的产生定时所分别求出的每两个振幅，求所述脉冲信号的每个产生定时的、所述基准信号的相位以及在这些产生定时之间的相位差；校正部，其对由所述相位差检测部所检测的所述相位差，校正所述基准信号的误差或所述相位差大致π/2[rad]的误差；以及时间差计算部，其基于由所述校正部校正之后的相位差，求所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

这里，在各脉冲信号的每个产生定时求两个振幅，使得实质上，在与基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间间隔的两个定时分别对该基准信号的振幅进行采样的振幅相同，表示可采用以下两种方式：

(a)在基准信号为一个时，在与基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间间隔的两个定时分别对该基准信号的振幅进行采样，

(b)在基准信号为两个时，在两个基准信号之间的相位差大致为π/2[rad]时，同时对两个基准信号进行采样。

另外，上述(a)、(b)的记载内容都表示每一个脉冲信号得到两个振幅值，由用于规定成为测量对象的时间差的两个脉冲信号而得到四个振幅值。

此外，用于校正误差的校正部可以是将用于校正的数据(校正系数或校正函数、参照表)等在测量两个脉冲信号的产生时间差之前等生成并存储，也可以作为与时间差测量装置的个体差对应的固定的校正用的数据来存储。

根据这样构成的本发明的时间差测量装置，通过

(a)在基准信号为一个时，在与基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间间隔的两个定时分别对该基准信号的振幅进行采样，

(b)在基准信号为两个时，在两个基准信号之间的相位差大致为π/2[rad]时，同时对两个基准信号进行采样，

由此，在每个以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的各产生定时，检测每两个的基准信号的振幅。

而且，相位检测部基于由该振幅检测部所检测的基准信号的各振幅，求各产生定时的基准信号的相位，同时求这些所求出的脉冲信号在两个产生定时之间的相位差Δθ，两个产生定时之间的相位差Δθ可使用基准信号的周期Ts而变换为时间差Δt，时间差计算部通过进行这个运算，求产生时间差Δt未知的两个脉冲信号的该产生时间差。

这里，校正部件对基准信号的误差或对于相位差大致π/2[rad]的定时的误差所引起的、与两个脉冲信号的产生定时之间对应的相位差所包含的误差进行校正，时间差计算部基于由该校正部所校正之后的相位差来求产生时间差Δt。

因此，在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，可以高精度地测量测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

本发明的其他时间差测量装置，为了测量两个脉冲信号的产生时间差，产生具有大致π/2[rad]的相位差且周期已知的两个基准信号，通过各脉冲信号对这些基准信号进行采样(检测振幅)，在基于各采样时的两个基准信号的振幅，求基准信号的各采样时的相位，基于两个采样时的相位差，求产生时间差时，对基准信号的误差所引起的相位差的误差进行校正，从而高精度地测量脉冲信号的产生时间差。

即，(2)本发明的其他时间差测量装置，用于测量以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的该产生时间差，其特征在于，包括：基准信号产生部，其产生具有大致π/2[rad]的相位差、周期已知的至少两个基准信号；振幅检测部，其求所述脉冲信号的产生定时中的所述两个基准信号的各振幅；相位差检测部，其基于由所述振幅检测部按所述各基准信号检测出的每两个振幅，求所述脉冲信号的每个产生定时的、所述基准信号的相位以及在这些产生定时之间的相位差；校正部，其对由所述相位差检测部所检测的所述相位差，校正所述两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的误差；以及时间差计算部，其基于由所述校正部所校正之后的相位差，求所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

这里，用于校正误差的校正部可以是将用于校正的数据(校正系数或校正函数、参照表)等在测量两个脉冲信号的产生时间差之前等生成并存储，也可以作为与时间差测量装置的个体差对应的固定的校正用的数据来存储。

根据这样构成的本发明的其他时间差测量装置，振幅检测部对于基准信号产生部所生成的、具有π/2[rad]的相位差的两个基准信号，在以未知的时间差而生成的两个脉冲信号的各产生定时进行采样，并按每个采样(每个脉冲信号)检测各基准信号的振幅。

而且，相位检测部基于由该振幅检测部所检测的各基准信号的振幅，在各个采样求各基准信号的相位，同时求这些求出的脉冲信号的两个产生定时之间的相位差Δθ，两个产生定时之间的相位差Δθ可使用基准信号的周期Ts而变换为时间差Δt，时间差计算部通过进行这个运算，求产生时间差Δt未知的两个脉冲信号的该产生时间差。

这里，校正部件对由相位差检测部所检测的相位差，校正由两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的包含在该相位差的误差，时间差计算部基于由该校正部校正之后的相位差来求产生时间差Δt。

因此，在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，也可以高精度地测量测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

本发明的优选的一个实施方式的时间差测量装置是，校正部包括：校正数据存储部，存储了校正用数据(参照表(一览表)或校正系数、校正函数等)；以及校正运算部，使用存储部中所存储的校正用数据，进行校正运算处理。

即，(3)本发明的时间差测量装置的一个实施方式中，校正部包括：校正数据存储部，其存储了用于校正误差的校正用数据；以及校正运算部，其使用该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，进行校正运算处理。

这里，校正用数据是只要，例如将产生定时之间的时间差已知的两个校正用脉冲信号由输入到该时间差测量装置时所得到的时间差和该已知的时间差之间的对应关系、或者得到的相位差和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系、或者与得到的各产生定时对应的两个相位和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系等，表示实际测量结果(也包括中途的检测结果或运算结果)和已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应的关系式(相乘的校正系数等)、函数、一览表(参照表)等形式表示的信息，可以是任何形式。

此外，校正用数据被存储在校正数据存储部之后，可以是不可改写，也可以是可改写。在不可改写时，可以消除时间差测量装置的个体差所引起的对测量结果产生的影响。

另一方面，在可改写时，不仅可以消除时间差测量装置的个体差所引起的影响，也可以消除时间差测量装置的经时变化等使用环境等所引起的影响。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，校正运算部使用校正数据存储部中所预先存储的校正用数据，对两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的测量结果的误差进行校正运算处理，从而即使在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，也可以高精度地测量测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

而且，也可以将校正部以校正数据存储部和校正运算部这样的简单的结构来实现。

即，该时间差测量装置是只具有实际进行测量的实际测量模式的结构，因不包括用于生成校正数据存储部中所存储的校正用数据(校正模式)的结构，所以可以比包括这样的校正模式的时间差测量装置作为更简单的结构。

本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置除了实际测量模式之外，还包括校正模式。

即，(4)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正部包括：模式切换部，切换实际测量模式和校正模式，实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，校正模式时输入产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号；校正用数据生成部，根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述已知的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；校正数据存储部，存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及校正运算部，使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

这里，校正用数据与上述(3)的实施方式的时间差测量装置的校正用数据相同地，例如只要是将产生定时之间的时间差已知的两个校正用脉冲信号由输入到该时间差测量装置时所得到的时间差和该已知的时间差之间的对应关系、或者得到的相位差和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系、或者与得到的各产生定时对应的两个相位和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系等，表示实际测量结果(叶包括中途的检测结果或运算结果)和已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应的关系式(相乘的校正系数等)、函数、一览表(参照表)等形式表示的信息，可以是任何形式。

此外，产生校正用的时间差已知的脉冲信号的部(例如，采样定时形成部)是包括在时间差测量装置的外部的装置中，本发明的时间差测量装置中不包括。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，除了实际进行测量的实际测量模式之外，还包括用于生成校正数据存储部中存储的校正用数据的校正模式，校正模式和实际测量模式由模式切换部择一地选择。

首先，在校正模式中，被输入产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号，通过该校正用脉冲信号的输入，由相位差检测部计算校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差，校正用数据生成部根据该计算的相位差和已知时间差之间的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据。

而且，由校正用数据生成部所生成的校正用数据被存储在校正数据存储部中，通过模式切换部而切换到实际测量模式之后，校正运算部使用校正数据存储部中存储的所述校正用数据，对与实际测量模式中得到的测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的相位差进行校正运算处理。

这样，在进行实际的时间差的测量的前阶段，切换到校正模式，可以将校正数据存储部中所存储的校正用数据更新为最新的校正用数据，所以可以消除时间差测量装置的个体差所引起的对测量结果产生的影响，同时还可以消除时间差测量装置的经时变化等使用环境等所引起的影响。

另外，产生校正用的时间差已知的脉冲信号的部(例如，采样定时形成部)没有包括在本发明的时间差测量装置中，所以与还包括这样的校正用的脉冲信号的结构的时间差测量装置相比，可以简化结构。

本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置除了实际测量模式之外，还包括校正模式，而且还包括了产生校正用的等间隔的时间差脉冲的部(采样定时形成部)。

即，(5)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，所述校正部包括：采样定时形成部，产生其产生定时之间的时间差为等间隔的校正用脉冲信号；模式切换部，切换实际测量模式和校正模式，实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，校正模式时输入校正用脉冲信号；校正用数据生成部，根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述等间隔的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；校正数据存储部，存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及校正运算部，使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

这里，校正用数据与上述(3)或(4)的实施方式的时间差测量装置的校正用数据相同地，例如只要是将产生定时之间的时间差等间隔的校正用脉冲信号也输入到该时间差测量装置时所得到的时间差和该时间差之间的对应关系、或者得到的相位差和该时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系、或者与得到的各产生定时对应的两个相位和该时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系等，表示实际测量结果(也包括中途的检测结果或运算结果)和已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应的关系式(相乘的校正系数等)、函数、一览表(参照表)等形式表示的信息，可以是任何形式。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，除了实际进行测量的实际测量模式之外，还包括用于生成校正数据存储部中存储的校正用数据的校正模式，校正模式和实际测量模式由模式切换部择一地选择。

首先，在校正模式中，采样定时形成部模仿测量用脉冲信号，产生其产生定时之间的时间差为等间隔的校正用脉冲信号，通过该校正用脉冲信号的输入而由相位差检测部计算校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差，校正用数据生成部根据该计算的相位差和等间隔的时间差的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据。

而且，由校正用数据生成部所生成的校正用数据被存储在校正数据存储部中，通过模式切换部而切换到实际测量模式之后，校正运算部使用校正数据存储部中存储的所述校正用数据，对与实际测量模式中得到的测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的相位差进行校正运算处理。

这样，在进行实际的时间差的测量的前阶段，切换到校正模式，产生校正用脉冲信号并生成新的校正用数据，从而可以将校正数据存储部中所存储的校正用数据更新为最新的校正用数据，所以可以消除时间差测量装置的个体差所引起的对测量结果产生的影响，同时还可以消除时间差测量装置的经时变化等使用环境等所引起的影响。

此外，校正处理也可以自己完成。即，在校正模式中的处理时，无需另准备其它外部装置(产生校正用脉冲信号的装置等)，所以即使在没有外部装置的场所，也可以进行校正。

(6)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述采样定时形成部所产生的所述校正用脉冲信号是与所述基准信号产生部所产生的基准信号以多次中一次的比例同步的等间隔的脉冲信号。

(7)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述采样定时形成部所产生的所述校正用脉冲信号与所述基准信号产生部所产生的基准信号不同步，并且是等间隔的脉冲信号。

(8)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测的所述校正用脉冲信号的各基准信号的振幅比对应。

(9)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述两个基准信号是正弦波信号和余弦波信号。

根据这样构成的上述(9)的本发明的优选的实施方式的时间差测量装置，作为基准信号而适用正弦波信号以及余弦波信号这样的相位差为π/2的信号，所以取直接检测的值(振幅值)的比并计算该比的arctan，可以计算相位θ，可根据两个相位，简单地检测相位差Δθ。

(10)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测的所述校正用脉冲信号的各基准信号的振幅比的反正切值(arctan)对应。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，取直接检测的值(振幅值)的比并计算该比的arctan，可以计算相位θ，可根据两个相位，简单地检测相位差Δθ。

(11)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述两个基准信号是正弦波信号和余弦波信号，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各定时中的所述正弦波信号的振幅值，时序性地描绘(plot)时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的正弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得被描绘在所述规定的正弦波曲线上，并且，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各定时中的所述余弦波信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的余弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得被描绘在所述规定的余弦波曲线上。

(12)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据是在离散的采样点的数据，在求所述产生时间差时，对应的采样点的数据没有存储在所述校正部中的情况下，该校正部基于在该校正部中所存储的采样点的数据，进行插补运算处理或配合处理，从而生成对应的采样点的数据。

(13)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据作为对应于椭圆形的离散的采样点而求出的椭圆形的函数来存储。

(14)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，还包括概略时间差检测部，检测所述两个测量用脉冲信号的概略产生时间差，所述时间差计算部除了通过由该时间差计算部所求出的精密时间差之外，还通过由所述概略时间差检测部所检测的所述概略产生时间差，计算所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

概略时间差检测部只要能够将上述的基准信号的一个周期以可判别程度的分辨率来检测时间即可，可适用通过公知的脉冲计数器等，对基准信号的脉冲数进行计数，从而检测概略时间差的部。

根据这样构成的上述(14)的本发明的优选实施方式的时间差测量装置，可通过概略时间差检测部来检测两个脉冲信号的概略产生时间差，所以即使这两个脉冲信号的产生时间差是超过基准信号的一个周期的长时间，也可以高精度地进行测量。

即，时间差计算部所检测的两个脉冲信号之间的相位差Δθ被计算为0[rad]～2π[rad]范围内的值。但是，因基准信号是周期信号，所以该相位差Δθ除了2π以下的Δθ之外，还潜在地表现为2π+Δθ、4π+Δθ、...，可表示为一般式2π(n-1)+Δθ(n为自然数)。

另一方面，作为应计算的两个脉冲信号的产生时间差还需要将上述的一般式的第一项的相位差2π(n-1)[rad]也作为时间来包含，需要确定该自然数n。

因此，即使在两个脉冲信号的产生时间差超过基准信号的一个周期(2π[rad])的情况下，概略时间差检测部也能够以该基准信号的一个周期程度的分辨率来大致地检测该产生时间差，基于由该概略时间差检测部所检测的概略的产生时间差，可以确定一般式的第一项部分的相位差2π(n-1)[rad]，可以确定并求出与该第一项部分和第二项部分的总和的相位差对应的时间(在[2π(n-1)+Δθ]/2π乘以基准信号的周期[sec]的值)、即两个脉冲信号的产生时间差作为唯一的值。

(15)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述振幅检测部分别检测所述产生时间差测量对象的脉冲信号即两个测量用脉冲信号中时序性在先的一个测量用脉冲信号的产生定时中的作为所述一个基准信号的正弦波信号的振幅A11以及作为所述另一个基准信号的余弦波信号的振幅A12，所述相位差检测部计算这些振幅A11、A12的比(A11/A12)，并基于这个振幅比(A11/A12)由tan^-1{(A11/A12)}而计算相位θ_start，所述校正部将所述相位θ_start校正为相位θ_start′，所述振幅检测部分别检测所述两个脉冲信号中时序性落后的另一个测量用脉冲信号的产生定时中的所述正弦波信号的振幅A21以及所述余弦波信号的振幅A22，所述相位差检测部计算这些振幅A21、A22的比(A21/A22)，并基于这个振幅比(A21/A22)由tan^-1{(A21/A22)}而计算相位θ_stop，所述校正部将所述相位θ_stop校正为相位θ_stop′，所述时间差计算部通过(θ_stop′-θ_start′)来计算所述两个测量用脉冲信号的产生定时的相位差Δθ。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，可通过简单的运算处理，高精度地计算时间差。

(16)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正用数据是在所述基准信号的一个周期中至少由6个点的采样来得到。

本发明的其它时间差测量装置，为了测量两个脉冲信号的产生时间差，产生周期已知的一个基准信号，通过各脉冲信号对这些基准信号进行采样(检测振幅)时，不只在脉冲信号的产生定时，还在从该产生定时延迟了与基准信号的大致π/2[rad]的相位差对应的时间的定时(延迟定时)，进行采样，从而与各脉冲信号的产生对应地得到每两个基准信号振幅，在基于这些基准信号的振幅，求基准信号的各产生定时的相位，基于两个产生定时之间的相位差，求产生时间差时，对基准信号的误差所引起的相位差的误差进行校正，从而高精度地测量脉冲信号的产生时间差。

即，(17)本发明的其它时间差测量装置，用于测量以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的该产生时间差，其特征在于，包括：基准信号产生部，其产生周期已知的单一的基准信号；脉冲延迟部，其使所述两个脉冲信号的每个脉冲信号仅延迟相当于所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差的时间；振幅检测部，其求在所述各脉冲信号的产生定时以及通过所述脉冲延迟部而被延迟的延迟定时中的所述基准信号的各振幅；相位差检测部，其基于由所述振幅检测部对每个所述各脉冲信号检测每两个的振幅，求每个所述脉冲信号的、所述基准信号的相位以及在这些脉冲信号的产生定时之间的相位差；校正部，其对由所述相位差检测部所检测的所述相位差，校正所述基准信号的误差或校正所述相位差大致π/2[rad]的误差；以及时间差计算部，其基于由所述校正部校正之后的相位差，求所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

这里，用于校正误差的校正部可以是将用于校正的数据(校正系数或校正函数、参照表)等在测量两个脉冲信号的产生时间差之前等生成并存储，也可以作为与时间差测量装置的个体差对应的固定的校正用的数据来存储。

根据这样构成的本发明的其它时间差测量装置，振幅检测部对于基准信号产生部所产生的一个基准信号，在以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的各产生定时以及各延迟定时进行采样，检测与各脉冲信号的产生对应的基准信号的各振幅。

而且，相位检测部基于由该振幅检测部所检测的基准信号的各振幅，求各产生定时中的基准信号的各相位，同时求这些求出的脉冲信号的两个产生定时之间的相位差Δθ，两个产生定时之间的相位差Δθ可使用基准信号的周期Ts而变换为时间差Δt，时间差计算部通过进行这个运算，求产生时间差Δt未知的两个脉冲信号的该产生时间差。

这里，校正部对于由相位差检测部所检测的相位差的、由基准信号本身的误差或为了得到延迟定时的相位差大致π/2[rad]的设定的误差所引起的误差进行校正，时间差计算部基于由该校正部校正之后的相位差来求产生时间差Δt。

因此，在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，可以高精度地测量测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

本发明的优选的一个实施方式的时间差测量装置是，校正部包括：校正数据存储部，存储了校正用数据(参照表(一览表)或校正系数、校正函数等)；以及校正运算部，使用存储部中所存储的校正用数据，进行校正运算处理。

即，(18)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，所述校正部包括：校正数据存储部，存储了用于校正所述误差的校正用数据；以及校正运算部，使用该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，进行校正运算处理。

这里，校正用数据只要是，例如将产生定时之间的时间差已知的两个校正用脉冲信号由输入到该时间差测量装置时所得到的时间差和该已知的时间差之间的对应关系、或者得到的相位差和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系、或者与得到的各产生定时对应的两个相位和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系等，表示实际测量结果(也包括中途的检测结果或运算结果)和已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应的关系式(相乘的校正系数等)、函数、一览表(参照表)等形式表示的信息，可以是任何形式。

此外，校正用数据被存储在校正数据存储部之后，可以是不可改写，也可以是可改写。在不可改写时，可以消除时间差测量装置的个体差所引起的对测量结果产生的影响。

另一方面，在可改写时，不仅可以消除时间差测量装置的个体差所引起的影响，也可以消除时间差测量装置的经时变化等使用环境等所引起的影响。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，校正运算部使用校正数据存储部中所预先存储的校正用数据，对基准信号的误差或为了得到延迟定时的大致π/2[rad]相位差的设定的误差所引起的误差进行校正运算处理，从而即使在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，也可以高精度地测量测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

而且，也可以将校正部以校正数据存储部和校正运算部这样的简单的结构来实现。

即，该时间差测量装置是只具有实际进行测量的实际测量模式的结构，因不包括用于生成校正数据存储部中所存储的校正用数据(校正模式)的结构，所以可以比包括这样的校正模式的时间差测量装置作为更简单的结构。

本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置是除了实际测量模式之外，还包括校正模式。

即，(19)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正部包括：模式切换部，切换实际测量模式和校正模式，实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，校正模式时输入产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号；校正用数据生成部，根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述已知的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；校正数据存储部，存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及校正运算部，使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

这里，校正用数据与上述(18)的实施方式的时间差测量装置的校正用数据相同地，例如将产生定时之间的时间差已知的两个校正用脉冲信号输入到该时间差测量装置时所得到的时间差和该已知的时间差之间的对应关系、或者得到的相位差和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系、或者与得到的各产生定时对应的两个相位和该已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系等，表示实际测量结果(叶包括中途的检测结果或运算结果)和已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应的关系式(相乘的校正系数等)、函数、一览表(参照表)等形式表示的信息，可以是任何形式。

此外，产生校正用的时间差已知的脉冲信号的部(例如，采样定时形成部)是包括在时间差测量装置的外部的装置中，本发明的时间差测量装置中不包括。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，除了实际进行测量的实际测量模式之外，还包括用于生成校正数据存储部中存储的校正用数据的校正模式，校正模式和实际测量模式由模式切换部择一地选择。

首先，在校正模式中，被输入产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号，通过该校正用脉冲信号的输入，由相位差检测部计算校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差，校正用数据生成部根据该计算的相位差和已知时间差之间的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据。

而且，由校正用数据生成部所生成的校正用数据被存储在校正数据存储部中，通过模式切换部而切换到实际测量模式之后，校正运算部使用校正数据存储部中存储的所述校正用数据，对与实际测量模式中得到的测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的相位差进行校正运算处理。

这样，在进行实际的时间差的测量的前阶段，切换到校正模式，可以将校正数据存储部中所存储的校正用数据更新为最新的校正用数据，所以可以消除时间差测量装置的个体差所引起的对测量结果产生的影响，同时也可以消除时间差测量装置的经时变化等使用环境等所引起的影响。

另外，产生校正用的时间差已知的脉冲信号的部(例如，采样定时形成部)没有包括在本发明的时间差测量装置中，所以与还包括产生这样的校正用的脉冲信号的结构的时间差测量装置相比，可以简化结构。

本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置除了实际测量模式之外，还包括校正模式，而且还包括了产生校正用的等间隔的时间差脉冲的部(采样定时形成部)。

即，(20)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，所述校正部包括：采样定时形成部，产生其产生定时之间的时间差为等间隔的校正用脉冲信号；模式切换部，切换实际测量模式和校正模式，实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，校正模式时输入所述校正用脉冲信号；校正用数据生成部，根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述等间隔的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；校正数据存储部，存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及校正运算部，使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

这里，校正用数据与上述(18)或(19)的实施方式的时间差测量装置的校正用数据相同地，例如将产生定时之间的时间差等间隔的校正用脉冲信号输入到该时间差测量装置时所得到的时间差和该时间差之间的对应关系、或者得到的相位差和该时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系、或者与得到的各产生定时对应的两个相位和该时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应关系等，只要是由表示实际测量结果(也包括中途的检测结果或运算结果)和已知的时间差(或者应与该时间差对应的相位差)之间的对应的关系式(相乘的校正系数等)、函数、一览表(参照表)等形式表示的信息，可以是任何形式。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，除了实际进行测量的实际测量模式之外，还包括用于生成校正数据存储部中存储的校正用数据的校正模式，校正模式和实际测量模式由模式切换部择一地选择。

首先，在校正模式中，采样定时形成部模仿测量用脉冲信号，产生其产生定时之间的时间差为等间隔的校正用脉冲信号，通过该校正用脉冲信号的输入而由相位差检测部计算校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差，校正用数据生成部根据该计算的相位差和等间隔的时间差的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据。

而且，由校正用数据生成部所生成的校正用数据被存储在校正数据存储部中，通过模式切换部而切换到实际测量模式之后，校正运算部使用校正数据存储部中存储的所述校正用数据，对与实际测量模式中得到的测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的相位差进行校正运算处理。

这样，在进行实际的时间差的测量的前阶段，切换到校正模式，产生校正用脉冲信号并生成新的校正用数据，从而可以将校正数据存储部中所存储的校正用数据更新为最新的校正用数据，所以可以消除时间差测量装置的个体差所引起的对测量结果产生的影响，同时还可以消除时间差测量装置的经时变化等使用环境等所引起的影响。

此外，校正处理也可以自己完成。即，在校正模式中的处理时，无需另准备其它外部装置(产生校正用脉冲信号的装置等)，所以即使在没有外部装置的场所，也可以进行校正。

(21)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述采样定时形成部所产生的所述校正用脉冲信号是与所述基准信号产生部所产生的基准信号以多次中一次的比例同步的等间隔的脉冲信号。

(22)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述采样定时形成部所产生的所述校正用脉冲信号与所述基准信号产生部所产生的基准信号不同步，并且是等间隔的脉冲信号。

(23)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测的所述校正用脉冲信号的各基准信号的振幅比对应。

(24)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述基准信号是正弦波信号或余弦波信号。

根据这样构成的上述(24)的本发明的优选的实施方式的时间差测量装置，通过作为基准信号而使用正弦波信号或余弦波信号，产生定时和延迟定时之间的相位差大致π/2[rad]，在以产生定时作为基准时，延迟定时的基准信号作为余弦波信号或正弦波信号动作，取在这两个定时直接检测的值(振幅值)的比并计算该比的arctan，则可以计算相位θ，可根据两个相位，简单地检测相位差Δθ。

(25)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测的所述校正用脉冲信号的所述产生定时和所述延迟定时中的所述基准信号的振幅比的反正切值对应。

根据这样构成的本发明的优选的实施方式的时间差测量装置，取直接检测的值(振幅值)的比并计算该比的arctan，可以计算相位θ，可根据两个相位，简单地检测相位差Δθ。

(26)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述基准信号是正弦波信号或余弦波信号，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各产生定时中的所述基准信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的正弦波曲线或余弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得被描绘在所述规定的正弦波曲线或余弦波曲线上，并且，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各延迟定时中的所述基准信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的余弦波曲线或正弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得被描绘在所述规定的余弦波曲线或正弦波曲线上。

(27)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据是在离散的采样点的数据，在求所述产生时间差时，对应的采样点的数据没有存储在所述校正部中的情况下，该校正部基于在该校正部中所存储的采样点的数据，进行插补运算处理或配合处理，从而生成对应的采样点的数据。

(28)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据作为对应于椭圆形的离散的采样点而求出的椭圆形的函数来存储。

(29)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，还包括概略时间差检测部，检测所述两个测量用脉冲信号的概略产生时间差，所述时间差计算部除了通过由该时间差计算部所求出的精密时间差之外，还通过由所述概略时间差检测部所检测的所述概略产生时间差，计算所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

概略时间差检测部只要是能够将上述的基准信号的一个周期以可判别程度的分辨率来检测时间即可，可适用通过公知的脉冲计数器等，对基准信号的脉冲数进行计数，从而检测概略时间差的部。

根据这样构成的上述(29)的本发明的优选实施方式的时间差测量装置，可通过概略时间差检测部来检测两个脉冲信号的概略产生时间差，所以即使这两个脉冲信号的产生时间差为超过基准信号的一个周期的长时间，也可以高精度地进行测量。

即，时间差计算部所检测的两个脉冲信号之间的相位差Δθ被计算为0[rad]～2π[rad]范围内的值。但是，因基准信号是周期信号，所以该相位差Δθ除了2π以下的Δθ之外，还潜在地表现为2π+Δθ、4π+Δθ、...，可表示为一般式2π(n-1)+Δθ(n为自然数)。

另一方面，作为应计算的两个脉冲信号的产生时间差还需要将上述的一般式的第一项的相位差2π(n-1)[rad]也作为时间来包含，需要确定该自然数n。

因此，即使在两个脉冲信号的产生时间差超过基准信号的一个周期(2π[rad])的情况下，概略时间差检测部也能够以该基准信号的一个周期程度的分辨率来大致地检测该产生时间差，基于由该概略时间差检测部所检测的大致的产生时间差，可以确定一般式的第一项部分的相位差2π(n-1)[rad]，可以确定并求出与该第一项部分和第二项部分的总和的相位差对应的时间(在[2π(n-1)+Δθ]/2π乘以基准信号的周期[sec]的值)、即两个脉冲信号的产生时间差作为唯一的值。

(30)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述振幅检测部分别检测所述产生时间差测量对象的脉冲信号即两个测量用脉冲信号中时序性在先的一个测量用脉冲信号的所述产生定时中的作为所述基准信号的正弦波信号的振幅A11以及所述延迟定时中的该基准信号的振幅A12，所述相位差检测部计算这些振幅A11、A12的比(A11/A12)，并基于这个振幅比(A11/A12)由tan^-1{(A11/A12)}而计算相位θ_start，所述校正部将所述相位θ_start校正为相位θ_start′，所述振幅检测部分别检测所述两个脉冲信号中时序性落后的另一个测量用脉冲信号的所述产生定时中的所述基准信号的振幅A21以及所述延迟定时中的该基准信号的振幅A22，所述相位差检测部计算这些振幅A21、A22的比(A21/A22)，并基于这个振幅比(A21/A22)由tan^-1{(A21/A22)}而计算相位θ_stop，所述校正部将所述相位θ_stop校正为相位θ_stop′，所述时间差计算部通过(θ_stop′-θ_start′)来计算所述两个测量用脉冲信号的产生定时的相位差Δθ。

根据这样构成的本发明的优选的一实施方式的时间差测量装置，可通过简单的运算处理，高精度地计算时间差。

(31)本发明的时间差测量装置的优选的一实施方式中，其特征在于，所述校正用数据是在所述基准信号的一个周期中至少由6个点的采样来得到。

本发明的距离测量装置是使用了本发明的时间差测量装置的距离测量装置。

即，本发明的距离测量装置包括：测量脉冲波发射单元，对距离测量对象发射测量脉冲波；反射脉冲波检测单元，检测所述测量脉冲波通过所述距离测量对象反射所得到的反射脉冲波；时间差测量装置，在所述测量脉冲波从所述测量脉冲波发射单元发射的定时取得第一脉冲信号，在所述反射脉冲波从所述反射脉冲波检测单元所检测的定时取得第二脉冲信号，并测量从取得了所述第一脉冲信号的定时到取得了第二脉冲信号的定时为止的时间差；以及距离运算部，基于由所述时间差测量装置所求出的时间差，求出到所述距离测量对象为止的距离，其特征在于，所述时间差测量装置是本发明的上述(1)至(31)的任一项所述的时间差测量装置。

这里，作为距离测量装置，还包括所谓的测量设备或通过测量到距离测量对象为止的距离来确定对象的轮廓形状等的形状测量装置。

作为测量脉冲波发射单元对距离测量对象产生的测量脉冲波，例如，可使用微波或光波(激光、红外光等)等，作为距离测量用波束而以往所使用的已知的各种电磁波。

根据这样构成的本发明的距离测量装置，测量脉冲波发射单元向距离测量对象发射测量脉冲波，反射脉冲波检测单元检测该测量脉冲波通过距离测量对象反射回来的反射脉冲波。

而且，所具有的时间差测量装置在发射了测量脉冲波的定时取得第一脉冲信号，在检测到反射脉冲波的定时取得第二脉冲信号，高精度地测量从取得了第一脉冲信号的定时到取得了第二脉冲信号的定时为止的时间差，距离运算部基于由时间差测量装置所求出的时间差，求出到距离测量对象为止的距离。

据此，可以高精度地求出两个脉冲信号之间的时间差，所以可以高精度地测量根据时间差所计算的距离。

本发明的距离测量方法是进行本发明的距离测量装置的作用的方法。

即，本发明的距离测量方法，其特征在于，产生具有大致π/2[rad]的相位差、周期已知的至少两个基准信号，对距离测量对象发射测量脉冲波，求检测了所述测量脉冲波的发射的定时中的所述两个基准信号的各振幅，求检测了所述测量脉冲波由所述距离测量对象反射所得到的反射脉冲波的定时中的所述两个基准信号的各振幅，基于按所述各基准信号检测出的每两个振幅，求所述脉冲波的各个检测定时的、所述基准信号的相位以及在这些产生定时之间的相位差，对所述所检测的所述相位差，校正所述两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的误差，基于所述校正之后的相位差，求所述测量脉冲波的检测定时到所述反射脉冲波的检测定时为止的时间差，基于所述时间差，求到所述距离测量对象为止的距离。

根据这样构成的本发明的距离测量方法，对于具有π/2[rad]的相位差的两个基准信号，在以未知的时间差产生的两个脉冲信号的各产生定时进行采样，在每个采样(各脉冲信号)检测各基准信号的振幅。

而且，基于所检测的各基准信号的振幅，在各采样求各基准信号的相位，同时求这些求出的脉冲信号的两个产生定时之间的相位差Δθ，两个产生定时之间的相位差Δθ可使用基准信号的周期Ts而变换为时间差Δt，通过进行这个运算，求产生时间差Δt未知的两个脉冲信号的该产生时间差。

这里，对所检测的相位差，校正由两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的包含在该相位差的误差，基于校正之后的相位差来求产生时间差Δt。

因此，在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，可以高精度地测量测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

而且，作为上述的以未知的时间差产生的两个脉冲信号，使用在向距离测量对象发射的测量脉冲波的检测定时所产生的脉冲信号、和有该测量脉冲波通过距离测量对象反射而返回的反射脉冲波的检测定时所产生的脉冲信号，从而可基于测量的时间差，高精度地测量到距离测量对象为止的距离。

本发明的其它距离测量方法，其特征在于，产生周期已知的单一的基准信号，对距离测量对象发射测量脉冲波，检测所述测量脉冲波的发射，检测所述测量脉冲波由所述距离测量对象反射所得到的反射脉冲波，在所述测量脉冲的所述发射时的检测定时、和从该测量脉冲的检测定时延迟了与所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间的定时的延迟定时中，分别求所述基准信号的振幅；在所述反射脉冲波的检测定时、和从该反射脉冲波的检测定时延迟了与所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间的定时的延迟定时中，分别求所述基准信号的振幅；基于对所述测量脉冲波所检测的两个振幅、和对所述反射脉冲波所检测的两个振幅，求所述脉冲波的各检测定时的、所述基准信号的相位、以及在这些检测定时之间的相位差；对所述求出的相位差，校正所述基准信号的误差或校正所述相位差大致π/2[rad]的误差，基于所述校正之后的相位差，求所述测量脉冲波的检测定时到所述反射脉冲波的检测定时为止的时间差，基于所述时间差，求到所述距离测量对象为止的距离。

根据这样构成的本发明的其它距离测量方法，对于一个基准信号，在以未知的时间差产生的两个脉冲信号的各产生定时以及与这些各产生定时对应大致π/2[rad]的相位差的时间差的延迟定时分别进行采样，在各脉冲信号的各定时检测各基准信号的振幅。

而且，基于所检测的各基准信号的振幅，求与各产生定时对应的各基准信号的相位，同时求这些求出的脉冲信号的两个产生定时之间的相位差Δθ，两个产生定时之间的相位差Δθ可使用基准信号的周期Ts而变换为时间差Δt，通过进行这个运算，求产生时间差Δt未知的两个脉冲信号的该产生时间差。

这里，对所检测的相位差，校正由基准信号的误差或延迟定时设定用的延迟时间的误差所引起的误差，基于校正之后的相位差来求产生时间差Δt。

因此，即使在基准信号具有振幅或相位差的误差的情况下，也可以高精度地测量其测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

而且，作为上述的以未知的时间差产生的两个脉冲信号，使用在向距离测量对象发射的测量脉冲波的检测定时所产生的脉冲信号、和在该测量脉冲波通过距离测量对象反射而返回的反射脉冲波的检测定时所产生的脉冲信号，从而可基于测量的时间差，高精度地测量到距离测量对象为止的距离。

发明效果

根据本发明的时间差测量装置，对一个基准信号的误差或延迟定时用的相位差的误差、或者两个基准信号之间的误差所引起的、检测到的相位差中所包含的误差进行校正，基于该校正之后的相位差，求产生时间差Δt，所以即使基准信号具有振幅或相位差的误差，也可以高精度地测量其测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差。

此外，根据本发明的距离测量装置、距离测量方法，根据上述的本发明的时间差测量装置，可以高精度地求脉冲信号之间的时间差，所以可以使根据时间差所计算的距离作为高精度的距离。

附图说明

图1是表示包括本发明的一实施方式的时间差测量装置的测量装置的方框图。

图2是表示图1的测量装置中的时间差测量装置的方框图。

图3是说明图2的时间差测量装置的时间差测量的原理的图；图3A是表示用于表示基准信号S1的正弦波的图；图3B是表示用于表示基准信号S2的余弦波的图；图3C是表示开始信号M1和终止信号M2的图；图3D是表示基于开始信号M1的基准信号M1、M2的采样值和终止信号M2的基准信号M1、M2的采样值，求相位差的原理的图。

图4是表示图1的测量装置中的具体的光学系统的图。

图5是表示图1的测量装置中的具体的控制系统(有同步)的图。

图6是表示图1的测量装置中的具体的控制系统(无同步)的图。

图7是表示基准信号和测量用脉冲信号之间的关系的图。

图8是表示基准信号的采样值(振幅值)和相位的关系的图；图8A是表示基于将正弦波信号和余弦波信号在同一定时(开始信号)进行采样的值，求相位的偏移量的原理的图；图8B是表示基于将正弦波信号和余弦波信号在同一定时(终止信号)进行采样的值，求相位的偏移量的原理的图。

图9是表示采样值的轨迹呈现了椭圆形的曲线的状态的图。

图10是表示采样值的轨迹呈现了椭圆上的曲线时的相位的误差的图；图10A是没有误差时的相当于图3D的图；图10B是表示图10A的情况的相位差的误差的图；图10C是包括规定的误差的情况下的相当于图3D的图；图10D是表示图10C的情况下的相位差的误差的图。

图11是表示基准信号和校正用脉冲信号之间的关系的图。

图12是表示采样值的轨迹所呈现的椭圆形的曲线的图。

图13是说明用于确定图12所示的椭圆形的曲线的作用的图(之1)；图13A是描画了用于确定椭圆形状的与X轴平行的两条切线和连接两个切点的直线Lx的图；图13B是描画了用于确定椭圆形状的与Y轴平行的两条切线和连接两个切点的直线Ly的图。

图14是说明用于确定图12所示的椭圆形的曲线的作用的图(之2)；图14A是表示两条直线Lx、Ly的交点(α、β)的图；图14B是表示将交点(α、β)作为原点(0、0)的XY坐标系的图。

图15是说明用于确定图12所示的椭圆形的曲线的作用的图(之3)。

图16是说明基于基准信号的波形进行校正的原理的图。

图17是说明对从基准信号的波形上偏离的采样点的偏差进行校正的处理的图。

图18是说明基于累计相位进行校正的原理的图。

图19是说明校正用数据不存在的情况下的插补处理的图；图19A是表示以等时间间隔对基准信号S1、S2进行采样时的相当于图10D的相位差的误差的图；图19B是表示图19A的Z部分的细节的扩大图。

图20是表示根据不拘于是否与基准信号同步而以等时间间隔产生的时钟信号，对基准信号进行采样的情况的示意图。

图21是表示基于采样所得到的基准信号的振幅而计算的相位差的偏差的一例的图。

图22是说明校正用的对应表的生成的图。

图23是说明基于校正用的对应表，进行相位差的校正的作用的图。

图24是表示根据与基准信号同步、且以等时间间隔产生的时钟信号，对基准信号进行采样的情况的示意图。

图25是说明校正用的对应表的生成，同时说明基于校正用的对应表进行相位差的校正的作用的图。

图26是表示基准信号产生部只产生正弦波信号作为基准信号，并基于该产生的正弦波信号，生成另一个基准信号的变形例子的、相当于图5的控制系统的图。

图27是表示基准信号产生部只产生正弦波信号作为基准信号，并基于该产生的正弦波信号，生成另一个基准信号的变形例子的、相当于图6的控制系统的图。

图28是表示基准信号产生部只产生正弦波信号作为基准信号，并对该产生的正弦波信号在互相对应的两个定时(产生定时以及延迟定时)进行采样的实施方式的、相当于图26的控制系统的图。

图29是表示基准信号产生部只产生正弦波信号作为基准信号，并对该产生的正弦波信号在互相对应的两个定时(产生定时以及延迟定时)进行采样的实施方式的、相当于图27的控制系统的图。

图30是表示对单一的基准信号在两个定时(产生定时以及延迟定时)进行采样时的采样值(振幅值)和相位之间的关系的图，图30A是表示输入信号的定时和延迟了该输入信号的定时的图；图30B是表示在图30A的各定时的采样的图；图30C是表示基于在图30B进行了采样的值来求相位差的原理的图。

标号说明

10测量光发射部(测量脉冲波发射单元)

11PLD(光源)

20反射光检测部(反射脉冲波检测单元)

21光接收元件

30距离换算部

40时间差测量装置

41基准信号产生部

42振幅检测部

43相位差检测部

44时间差计算部

45概略时间差检测部

46校正部

46a模式切换部

46b采样定时形成部

46c校正数据生成部

46d校正数据存储部

46e校正数据运算部

50测距结果输出部

90距离测量对象

100测量装置(距离测量装置)

L1激光

L2反射激光

M1开始信号(第一脉冲信号)

M2终止信号(第二脉冲信号)

N校正用脉冲信号

S1、S2基准信号

A11、A12、A21、A22振幅值

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的时间差测量装置以及距离测量装置以及距离测量方法的最佳实施方式。图1是表示将本发明的时间差测量装置作为一部分结构而包括的本发明的距离测量装置的一实施方式的测量装置100的结构的图。

实施例1

图示的测量装置100包括：测量光发射部10(测量脉冲波发射单元)，对距离测量对象(以下，称为测距对象)90发射脉冲状的激光L1(测量脉冲波)；反射光检测部20(反射脉冲波检测单元)，用于检测激光L1通过测距对象90反射所得到的反射激光L2(反射脉冲波)；时间差测量装置40，在从测量光发射部10发射激光L1的定时输出脉冲状的开始信号M1(第1脉冲信号)，在由反射光检测部20检测出反射激光L2的定时输出脉冲状的终止信号M2(第2脉冲信号)，测量输出了开始信号M1的定时到输出了终止信号M2的定时为止的时间差Δt；距离换算部30(距离运算部)，基于由时间差测量装置40所求出的时间差Δt，求到测距对象90为止的距离；以及测距结果输出部50，可视性地输出该测距结果。

这里，测量光发射部10包括以下的结构：半导体激光(PLD)11，作为发射脉冲状的激光L1的光源；以及发射光学系统12，包括将从该PLD11发射的激光L1向测距对象90导光的透镜等，从PLD11发射的激光L1具有较大的峰值功率(peak power)，占空比为0.01％左右的脉冲状的激光。

反射光检测部20包括：光接收元件21，检测反射激光L2；检测光学系统22，将来自测距对象90的反射激光L2导光到光接收元件21。另外，光接收元件21只要是可检测脉冲状的反射激光L2的元件即可，例如可使用雪崩光电二极管(APD)等。

时间差测量装置40测量在激光L1的检测定时以及反射激光L2的检测定时从内部输出的两个脉冲信号M1、M2之间的输出时间差Δt。

该时间差测量装置40是本发明的时间差测量装置的一个实施方式，如图2所示地，包括：基准信号产生部41(基准信号产生部)，产生互相具有π/2[rad]的相位差的两个基准信号S1、S2；振幅检测部42(振幅检测部)，检测两个脉冲信号M1、M2的各产生定时中的两个基准信号S1、S2的振幅A11(开始信号M1的产生定时中的基准信号S1的振幅)、A12(开始信号M1的产生定时中的基准信号S2的振幅)、A21(终止信号M2的产生定时中的基准信号S1的振幅)、A22(终止信号M2的产生定时中的基准信号S2的振幅)；相位差检测部43(相位差检测部)，基于得到的振幅A11、A12、A21、A22，计算在两个脉冲信号M1、M2的各产生定时之间中的基准信号S1(或基准信号S2)的相位差Δθ；校正部46(校正部)，对由相位差检测部43所检测的相位差Δθ，校正两个基准信号S1、S2之间的误差或至少一个基准信号S1、S2的误差所引起的该检测的相位差的误差；概略时间差检测部45(概略时间差检测部)，检测两个脉冲信号M1、M2的各产生定时的概略时间差ta；以及时间差计算部44(时间差计算部)，基于由校正部46校正之后的相位差Δθ和基准信号S1、S2的周期Ts以及由概略时间差检测部45检测的概略时间差ta，计算开始信号M1和终止信号M2的产生时间差Δt。

而且，校正部46包括：采样定时形成部46b(采样定时形成部)，产生模仿作为测量对象的脉冲信号M1、M2(测量用脉冲信号)的、产生定时之间的时间差ΔT为等间隔的校正用脉冲信号N1、N2；模式切换部46a(模式切换部)，切换被输入测量用脉冲信号M1、M2的实际测量模式和被输入校正用脉冲信号N1、N2的校正模式；校正数据生成部46c(校正用数据生成部)，根据在校正模式中被输入校正用脉冲信号N1、N2，从而由相位差检测部43所计算的校正用脉冲信号N1、N2的各产生定时之间的相位差ΔΘ、和已知的时间差ΔT的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据；校正数据存储部46d，用于存储由校正数据生成部46c所生成的校正用数据；校正运算部46e(校正运算部)，使用校正数据存储部46d中所存储的校正用数据，对与实际测量模式中所得到的测量用脉冲信号M1、M2的产生定时间的时间差Δt对应的相位差Δθ进行校正运算处理。

这里，本实施方式的上述两个基准信号S1、S2使用，例如图3A所示的正弦波(A0sinθ；A0表示最大振幅值)的基准信号S1、和相当于对该正弦波基准信号S1具有π/2的相位差的正弦波(A0sin(θ+π/2))的图3B所示的余弦波(A0cosθ)的基准信号S2。其中，基准信号S1、S2并不限定于这些正弦波和余弦波的信号的组合，只要是互相具有π/2的相位差的关系的周期函数的两个信号，可以是其它任何信号的组合。

而且，概略时间差检测部45能够以基准信号S1、S2的一个周期Ts左右的分辨率来检测时间即可，例如，可使用通过公知的脉冲计数器等对基准信号S1或S2的脉冲数Pc进行计数，从而检测概略时间差ta(＝Pc×Ts)的器件等。

测距结果输出部50只要可视性地输出测距结果，可以是用于显示输出的监视器等显示装置，也可以是用于打印输出的打印机。

这里，参照图3概述利用时间差测量装置40的开始信号M1和终止信号M2的产生时间差Δt的计算作用的原理。

首先，时间差测量装置40的基准信号产生部41产生图3A所示的正弦波信号S1和图3B所示的余弦波信号S2。

接着，时间差测量装置40在来自PLD11的激光L1的发射定时，产生图3C所示的开始信号M1，振幅检测部42根据该开始信号M1对两个基准信号S1、S2进行采样保持，检测采样保持所得到的各基准信号S1、S2的振幅值A11、A12。

接着，相位差检测部43求对于所检测的振幅值A11、A12的、从基准信号产生时的相位θ_start。即，如图3D所示地，使用这些从基准信号产生时的相位θ_start，振幅A11、A12表示为如下时，

A11＝A0sinθ_start  (1)

A12＝A0cosθ_start   (2)

因为

A11/A12＝tanθ_start(3)

所以，相位差检测部43通过

θ_start＝tan^-1(A11/A12)  (4)

计算开始信号M1产生时的基准信号S1、S2的相位θ_start，并将其暂时存储在未图示的存储区域中。

另一方面，时间差测量装置40在通过光接收元件21的反射激光L2的检测定时产生图3C所示的终止信号M2，振幅检测部42根据该终止信号M2对两个基准信号S1、S2进行采样保持，检测采样保持所得到的各基准信号S1、S2的振幅值A21、A22。

接着，相位差检测部43求对于所检测的振幅值A21、A22的、从基准信号产生时的相位θ_stop。即，如图3D所示地，使用这些从基准信号产生时的相位θ_stop，振幅A21、A22表示为如下时，

A21＝A0sinθ_stop    (5)

A22＝A0cosθ_stop    (6)

因为

A21/A22＝tanθ_stop  (7)

所以，相位差检测部42通过

θ_stop＝tan^-1(A21/A22)  (8)

计算终止信号M2产生时的基准信号S1、S2的相位θ_stop，并将其暂时存储在未图示的存储区域中。

而且，相位差检测部43读出存储区域中所存储的两个相位θ_start和θ_stop，并根据

Δθ＝θ_stop-θ_start(9)

计算对于与开始信号M1的产生时和终止信号M2的产生时之间的时间对应的基准信号S1、S2的相位差Δθ。

这里，在两个脉冲信号M1、M2的时间差Δt比基准信号S1、S2的一周期Ts短时，两个脉冲信号M1、M2的时间差Δt基于上述的相位差Δθ和周期Ts，可以根据下式计算。

Δt＝(Δθ/2π)Ts  (10)

但是，相位差检测部43根据式(9)计算的相位差Δθ是0[rad]～2π[rad]的范围内的值，但是，因基准信号S1、S2是周期信号，所以计算的相位差Δθ除了2π[rad]以下的Δθ之外，还潜在地包括2π+Δθ、4π+Δθ......，可以由一般式2π(n-1)+Δθ(n；自然数)来表示。

另一方面，作为应计算的两个脉冲信号M1、M2的时间差Δt，还需换算上述的一般式的第一项的相位差2π(n-1)[rad]，需要确定该自然数n。

因此，即使在两个脉冲信号M1、M2的时间差Δt超过基准信号S1、S2的一个周期(2π[rad])的情况下，概略时间差检测部45也以该基准信号S1、S2的一个周期程度的分辨率来概略地检测该时间差Δt。

而且，时间差计算部44一边参照由概略时间差检测部45所检测的概略时间差ta，一边选择与由相位差检测部43所检测的相位差Δθ(＝{Δθ，2π+Δθ，4π+Δθ，...，2π(n-1)+Δθ，...})对应的式(10)的各时间差Δt(＝(Δθ/2π)Ts)中最接近概略时间差ta的时间差作为应求的时间差Δt。

这样对由时间差测量装置40所求出的时间差Δt，距离换算部30进行时间对距离的换算处理，这样求出与时间差Δt对应的、到测距对象90为止的距离，求出的距离通过测距结果输出部50可视性地显示输出或打印输出。

以上是，本实施方式的通过距离测量装置100以及时间差测量装置40进行的时间差Δt的基本的测量原理，但实际的时间差测量装置40因个体差或经时变化等而两个基准信号S1、S2的最大振幅A0并不一定完全相等，并且相位差并不一定严谨地维持π/2[rad]，有时最大振幅会产生略微的差异(误差)，相位差从π/2[rad]略微偏离，产生这样的误差会导致：本应存在于图3D所示的实圆周{(x，y)|x＝A0cosθ，y＝A0sinθ}上的两个基准信号S1、S2的振幅值A11、A12的交点(x，y)＝(A11，A12)存在于从该圆周上偏离的位置，例如存在于图9的虚线所示的椭圆形的曲线上。

而且，无论实际上交点(x，y)是否存在于那样的椭圆(椭圆的外周边)状的曲线上，都作为在真圆的外周边(圆周)上存在而进行相位差Δθ的运算，则对相位差Δθ产生误差。

即，如果是在图10A所示的真圆的圆周上交点存在的本来的轨迹(x，y)＝(cosθ，sinθ)，则如图10B所示地，对于回到原点(0，0)的相位θ(0≤θ≤2π[rad](360°))，相位差Δθ的误差量始终为0。

另一方面，如果例如是在图10C所示的椭圆的圆周上交点存在的轨迹(x，y)＝(cosθ，0.5sin(θ+60°))(基准信号S2在最大振幅中成为1/2，并且具有伴随60°的相位延迟的误差)，则如图10D所示地，对于回到原点(0，0)的相位θ(0≤θ≤2π[rad](＝360°))的相位差Δθ的误差量，表示按相位θ而不同的周期性的变动值。

而且，校正这样的误差的就是上述的校正部46。实质上，校正部46是进行将图9中用虚线所示的椭圆形的曲线轨迹校正为用双点划线所示的实圆的圆周的处理的部，首先，进行通过配合处理(fitting)来求出表示得到的椭圆形的曲线的函数式。

即，在检测作为产生时间差未知的测量对象的测量脉冲信号M1、M2之前，通过使用产生时间差ΔT为等时间间隔、并且模仿了测量用脉冲信号M1、M2的校正用脉冲信号N1、N2......，如图11所示地，用校正用脉冲信号N1、N2......对基准信号S1、S2进行采样而得到振幅的组(A11′，A12′)、(A21′，A22′)、......，基于这些振幅的组(A11′，A12′)、(A21′，A22′)、......，特定各校正用脉冲信号N1、N2......的产生定时之间的相位差ΔΘ和各校正用脉冲信号N1、N2......的产生时间差ΔT(等时间间隔；一定)的对应关系。

这里，进一步详细说明校正部46。校正部46的模式切换部46a从测量其测量脉冲信号M1、M2的实际测量模式切换到测量校正用脉冲信号N1、N2、......的校正模式，采样定时形成部46b一边使对于基准信号S1、S2的相位偏移，一边以等时间间隔的周期ΔT的间隔产生多个校正用脉冲信号N1、N2、......，如图11所示地，振幅检测部42按各校正用脉冲信号N的产生定时对基准信号S1、S2进行采样，按各产生定时求基准信号S1、S2的振幅的组(A11′，A12′)、(A21′，A22′)、......。

依次连接这些振幅的组(x，y)＝(A12′，A11′)、(A22′，A21′)、......的交点，则例如交点排列在图12所示的椭圆形的曲线上。而且，相位差检测部43求这些每个交点的相位Θ即每个定时的相位Θ、和在时序上相邻的产生定时之间的相位Θ的差ΔΘ，并将其输出到校正数据生成部46c。

校正数据生成部46c基于这些相位Θ或相位差ΔΘ、和等时间间隔的时间差ΔT的对应关系，生成用于校正基准信号S1、S2的误差的校正用数据，生成的校正用数据存储在校正数据存储部46d中，模式切换部46a将模式从校正模式切换为实际测量模式，在该实际测量模式中，测量了测量脉冲信号M1、M2时，校正运算部46e使用校正数据存储部46d中所存储的校正用数据，对由相位差检测部43所得到的相位差Δθ进行校正。

以下详细说明有关利用校正数据生成部46c的校正用数据的生成处理。首先，一个生成方法是基于图12所示的椭圆形的曲线和本应描画的真圆周的对应关系，它通过特定椭圆形的曲线作为函数来进行。

如下设定图12所示的椭圆形的曲线的函数，求出各系数。

f(x，y)＝ax²+hxy+by²+cx+by+e＝0    (11)

首先，如图13A所示地，求与x轴平行的两条切线(f(x，y)/x＝0)，分别求出这些切线和曲线f(x，y)的交点。而且，求连接两交点的直线Lx。

这里，直线Lx为：

f(x，y)/x＝2ax+hy+c＝0    (12)。

同样地，如图1 3B所示地，求与y轴平行的两切线(f(x，y)/y＝0)，分别求出这些切线和曲线f(x，y)的交点。而且，求连接两交点的直线Ly。

这里，直线Ly为：

f(x，y)/y＝hx+2by+d＝0     (13)。

接着，求两条直线Lx、Ly的交点。这个交点是式(12)和(13)的联立方程式的解，并且，

h²-4ab≠0(14)时，

具有：

(x，y)＝(α，β)(15)的解。

此时，由式(15)所表示的解成为该椭圆形的曲线的中心(参照图14)。

接着，将xy坐标系变换为XY坐标系，使得在式(15)所示的交点位置成为原点O(0，0)(图14)。此时，在xy坐标系用式(11)所表示的f(x，y)在XY坐标系中，表示为：

f(X，Y)＝aX²+hXY+bY²+k＝0    (16)

(其中，k＝f(α，β))，

椭圆形的曲线f(X，Y)，如图15所示那样表示。

这里，求基准信号S1的最大振幅。即，将式(16)对X取偏微分，在该偏微分值f(X，Y)/X为0(零)时的值X为：

根据

f(X，Y)/X＝2aX+hY＝0    (17)，

成为

X＝-(h/2a)Y(18)。

因此，将式(18)代入式(16)，可导出最大振幅Ymax(＝A_sin)为：

Ymax＝±{k/(h²/(4a)-b)}^1/2  (19)。

另一方面，基准信号S1和S2的相位差可基于在式(16)中求出X＝0(作为基准信号S2的余弦波信号为0)时的正弦波信号的振幅(在图15中，椭圆形的曲线与Y轴相切的Y截距)，并与作为基准信号S1的正弦波信号的最大振幅值(式(19))的比来求得。

即，根据

f(X，Y)＝bY²+k＝0  (20)，

求得Y截距为：

Y_X＝0＝±(-k/b)^1/2  (21)。

因此，求得与余弦波信号S2的相位差θ_sin(＝Θ)为：

θ_sin＝sin^-1{(-k/b)^1/2/(k/(h²/4a-b))^1/2}  (22)。

这里，因正弦波信号S1和余弦波信号S2是，物理上具有90[°](＝π/2[rad])的相位差的信号，所以由

Δθ_sin＝π/2-θ_sin    (23)

表示的相位差Δθ_sin表示两个基准信号S1、S2从π/2的相位差的相位偏离。

如图16所示地，以上的关系表示正弦波信号S1的最大振幅成为与本来设定的A0不同的值(式(19))，对于余弦波信号S2的正弦波信号S1的相位差从本来设定的π/2偏离的(式(22))状态，对该偏移量等的误差进行量化，将其存储在校正数据存储部46d作为校正用数据。

此外，虽省略了说明，但与通过式(17)～(19)求得的正弦波信号S1的最大振幅相同地，对余弦波信号S2的最大振幅也可成为与本来设定的A0不同的值，所以将式(16)对Y取偏微分，求该偏微分值f(X，Y)/Y为0(零)时的值Y，代入式(16)，求得最大振幅Xmax(＝A_cos)。

此外，将正弦波信号S1或余弦波信号S2由校正用脉冲信号N进行采样所得到的振幅描画在纵轴、将采样间隔描绘在横轴的话，例如图17所示地，正弦波信号S1的振幅应在正弦波上、余弦波信号S2的振幅应在余弦波上，但如点f3或f4那样，从正弦波上或余弦波上偏离的点如图所示，可以使各点f3和f4分别偏移为沿振幅方向延长的直线和正弦波或余弦波的交点f3′和f4′，对偏差进行校正。

将校正用脉冲信号N的产生时间间隔ΔT作为等时间间隔是，除了在上述的振幅检测阶段中的偏差的控制方法之外，例如图18所示，基于使用校正用脉冲信号所检测的振幅，将通过相位差检测部43所计算的相位随时间经过进行相加，将经过时间T作为横轴、计算的累计相位作为纵轴进行描绘，则本来横轴方向的描绘间隔应是等间隔(时间间隔ΔT)，纵轴方向的描绘间隔也应是等间隔，所以如图中点线所示地，描绘接近线性式(斜率一定)。

从该线性式的偏离表示包括从基准信号S1、S2的振幅差以及相位差π/2的偏离的、相对真正的值的误差。可以从该值求出校正数据。

这样，本实施方式的时间差测量装置40的校正部46包括：采样定时形成部46b(采样定时形成部)，产生模仿测量用脉冲信号M1、M2的、产生定时之间的时间差ΔT为等时间间隔的校正用脉冲信号N1、N2、......；模式切换部46a(模式切换部)，切换被输入测量用脉冲信号M1、M2的实际测量模式和被输入校正用脉冲信号N1、N2的校正模式；校正数据生成部46c(校正用数据生成部)，根据在校正模式中被输入校正用脉冲信号N1、N2，从而由相位差检测部43所计算的校正用脉冲信号N1、N2的各产生定时之间的相位差ΔΘ、和等时间间隔的时间差ΔT的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据；校正数据存储部46d，用于存储由校正数据生成部46c所生成的校正用数据；校正运算部46e(校正运算部)，使用校正数据存储部46d中所存储的校正用数据，对与实际测量模式中所得到的测量用脉冲信号M1、M2的产生定时之间的时间差Δt对应的相位差Δθ进行校正运算处理。

而且，通过上述的作用，在实际测量模式中被检测、并通过校正部46的校正运算部46e校正后的、与两个测量用脉冲信号M1、M2之间的产生时间差Δt对应的相位差Δθ，被输入到时间差计算部44，时间差计算部44基于被输入的校正后的相位差Δθ，计算与该相位差对应的时间差Δt。

而且，通过时间差测量装置所测量的时间差Δt被输入到距离换算部30(参照图1)，距离换算部30基于被输入的时间差Δt，根据下式(25)计算到测距对象90为止的距离D。另外，在式(25)中常数c表示光速[m/sec]。

D＝cΔt/2(25)

根据以上，被测量的到测距对象90为止的距离D由测距结果输出部50输出，该测量装置100的使用者可以掌握距离D。

另外，测距结果输出部50是显示将作为测距结果的到测距对象90为止的距离D作为数值信息的显示装置等，但除了该距离D之外，还可以一起显示该测量装置100的各种设定信息等。

这样，根据本实施方式的时间差测量装置40以及测量装置100，通过在一组的开始信号M1和终止信号M2的各产生定时，对基准信号S1、S2只进行一次实际测量，从而可以高精度地求出两个信号M1和M2的产生时间差，可以实现时间差和距离的测量的快速化。

此外，校正部46对由相位差检测部43所检测的相位差，校正两个基准信号S1、S2之间的误差或至少一个基准信号S1或S2的误差所引起并包含在该相位差的误差，时间差计算部44基于由该校正部46校正之后的相位差来求产生时间差Δt，所以即使基准信号S1、S2在最大振幅或两个基准信号S1、S2之间的相位差(π/2[rad])存在误差的情况下，也可以高精度地测量其测量用脉冲信号M1、M2的产生定时之间的时间差。

此外，通过使用正弦波信号以及余弦波信号这样的相位差为π/2的信号作为基准信号S1、S2，直接取检测的值(振幅值)的比，计算这个比的arctan，则可以计算相位θ，从两个相位差，可以检测相位差Δθ。

而且，因根据arctan所计算的相位在其时间上的变化量始终为一定，所以与对于基准信号的两个脉冲信号的产生定时无关，可以获得一定的分辨率以及检测灵敏度。

此外，上述的实施方式是，根据在等时间间隔产生的时钟，对正弦波以及余弦波的各基准信号S1、S2进行采样，并将由该采样的结果所得到的各基准信号S1、S2的振幅的组合构成的振幅组表现在二维坐标系时，通过求出将连接这些振幅组的描绘所得到的椭圆形的曲线(图12)变换为以原点为中心的真正的圆形的曲线所需的校正内容，或者，如图19所示地，基于由以等时间间隔ΔT产生的时钟信号N对基准信号S1、S2进行采样所得到的相位差(累计相位差)、和被排列理想的相位差(累计相位差)的直线的对应关系来生成校正用数据，但本发明的时间差测量装置、距离测量装置并不限定于这个方式。

例如，作为校正用数据的其他生成方法的一例，可使用图20所示的方法。即，根据比这些基准信号S1、S2的产生周期长、且以等时间间隔产生的时钟信号Ci(时序性地C0、C1、...、C10、...)，对基准信号S1、S2进行采样。

在图22中，时钟信号的产生周期被设定为基准信号的产生周期的1.3倍。另外，该时钟信号Ci可以与基准信号S1、S2同步，也可以不同步。

基于在时钟信号Ci的各采样点所检测的各基准信号S1、S2的振幅，求与在时序上相邻的时钟信号之间(C0～C1、C1～C2、...、C9～C10、...)对应的相位差Δθ。

因时钟信号Ci的产生间隔为一定，所以计算出的相位差Δθ本应是一定值，但是如图21所示，因上述的误差等，不一定是一定值而可能产生偏差。

因此，计算具有这些误差的相位差Δθ的平均值Δθm[rad]，将基准信号S1、S2的频率设为f_TCXO，则根据下式

f_C＝2π×f_TCXO/Δθm

可计算时钟信号C的频率f_C。

而且，如图22所示地，在横轴分配真正的相位(真正相位的一周期T＝1/f_TCXO)、在纵轴分配测量的相位而描绘与上述的采样点C0～C9的各期间对应的相位差Δθ(对于超过了2π[rad]的相位范围，减去2π[rad]的整数倍而作为小于2π[rad]的相位来描绘)，则可得到如图所示的S型的曲线所表示的对应表。

在图22中，相对大尺寸的O点表示与采样点C0～C9对应的相位θ(或相位差Δθ)。在时钟信号Ci与基准信号S1、S2同步的情况下，与C10之后的采样点对应的描绘与已经测量的任一采样点的真正的相位(横轴方向的值)一致。例如，C10与C0在横轴上的位置重合，C11与C1在横轴上的位置重合。

另一方面，在时钟信号Ci与基准信号S1、S2不同步的情况下，与C10之后的采样点对应的描绘与已经测量的任一采样点的真正的相位(横轴方向的值)不一致，在图22中由相对小尺寸的O点表示的位置描绘。

如上所述，在0～2π[rad]的范围内，由这些描绘的集合形成作为校正用数据的对应表。

而且，这样求出的校正用数据可以直接用于校正。即，可基于预先设定的对应表(校正用数据；参照图23)，求分别与测量的相位θ_start、θ_stop对应的真正的相位θ_start-1、θ_stop-1。

而且，基于得到的真正的相位θ_start-1、θ_stop-1以及基准信号S1、S2的频率f_TCXO，可根据下式来计算时间差T。

T＝((θ_stop-1-θ_start-1)/2π)×(1/f_TCXO)

以上的校正内容的求出方法是，在时钟信号Ci与基准信号S1、S2同步的情况和不同步的情况，也都可以使用，以下说明仅适用于同步的情况下的求出方法。

首先，如图24所示，根据比基准信号S1、S2的产生周期短、且以等时间间隔产生的时钟信号，对基准信号S1、S2进行采样。另外，假设该时钟信号与基准信号S1、S2同步，并在基准信号S1、S2的一周期期间以等时间间隔产生100个时钟信号，从基准信号S1、S2分别得到100个采样数据。

此时，与时序上相邻的时钟之间的时间间隔对应的基准信号S1、S2的真正的相位差Δθ为(2π/100)[rad]。

另一方面，基于采样所得到的基准信号S1、S2的各振幅而计算的测量相位差Δθ中如上所述地包含有误差，所以不一定会表示为一定值，与图22相同地，在横轴分配真正的相位(与时序上相邻的时钟之间的时间间隔对应的相位差为(2π/100)[rad])、在纵轴分配测量的相位而描绘与上述的100个采样点的各期间对应的相位差Δθ，则通过这些描绘的集合，在0～2π[rad]的范围内可得到例如图25所示的S型的曲线所表示的、作为校正用数据的对应表。

而且，这样求出的校正用数据可以直接用于校正。即，可基于预先设定的对应表(校正用数据；参照图25)，求分别与测量的相位θ_start、θ_stop对应的真正的相位θ_start-1、θ_stop-1。

而且，基于得到的真正的相位θ_start-1、θ_stop-1以及基准信号S1、S2的频率f_TCXO，根据下式来计算时间差T。

T＝((θ_stop-1-θ_start-1 )/2π)×(1/f_TCXO)

此外，作为测量光发射部10以及反射光检测部20，例如可使用图4所示的结构。

图示的光学系统是发射光学系统12和检测光学系统22功能上兼用的结构，包括以下的结构：反射镜14，反射从PLD11发射的激光L1而导入光接收元件(APD)21；棱镜13以及透镜15，将激光L1向测距对象90导光，同时将来自测距对象90的反射激光L2导入光接收元件21。

另外，图示的结构只是一个例子，本发明的时间差测量装置、距离测量装置并不限定于这样的结构。

此外，作为时间差测量装置40的具体的控制系统，例如可以使用图5所示的结构。

图示的控制系统通过模式切换部(Selector)46g，首先被切换为校正模式。

首先，在校正模式中，模式切换部46g切断来自脉冲检测部42a的输入，允许来自后述的第2分频器(Div)11c的输入，基于从振荡电路(TXCO)41a输出的15[MHz]的脉冲，正弦波(Sin)生成部41b以及余弦波(Cos)生成部41c分别产生相位只偏移了π/2的正弦波的基准信号S1和余弦波的基准信号S2，这些基准信号S1和S2被对应的带通滤波器(BPF)42b、42b而频带限制。

另一方面，从振荡电路(TXCO)41a输出的15[MHz]的脉冲通过第1分频器(Divides)11a被分频为1/99而成为151.51[kHz]，通过合成器(SYH)11b被倍增为100倍而成为15.151[MHz]，该第100个周期和15[MHz]的输出脉冲的第99个周期的相位差为0而同步。

通过合成器11b而被倍增的15.151[MHz]的信号，进一步通过第2分频器(Div)11c而被分频为1/(23×77)，该被分频的输出脉冲是脉冲的发射时间间隔为已知的ΔT的脉冲，该输出脉冲作为校正用脉冲信号N1、N2、...而被输入到模式切换部46g，在该校正用脉冲信号N的产生定时，A/D变换器(A/D)42c、42c对被频带限制的基准信号S1、S2分别至少采样保持6组以上，并将该被采样保持的值、即振幅值的组(A11，A12)、(A21，A22)、(A31，A32)、(A41，A42)、(A51，A52)、(A61，A62)、...输入到CPU44a。

这里，需要6组以上的振幅值的组是为了特别决定用于确定式(11)的f(x，y)的常数a、b、c、d、e、h。

CPU44a作为校正用数据生成部46c，基于被输入的6组以上的振幅值的组，通过上述的步骤而生成校正用数据，并将生成的校正用数据存储在作为校正用数据存储部46d起作用的存储器46f。

另外，与CPU44a连接的RAM44b中存储有运算式或其他各常数等。

接着，在实际测量模式中，模式切换部46g允许来自脉冲检测器42a的输入，基于从振荡电路(TXCO)41a输出的15[MHz]的脉冲，正弦波(Sin)生成部41b以及余弦波(Cos)生成部41c分别产生相位仅偏移了π/2的正弦波的基准信号S1和余弦波的基准信号S2，这些基准信号S1和S2被对应的带通滤波器(BPF)42b、42b而频带限制。

从振荡电路(TXCO)41a输出的15[MHz]的脉冲通过第1分频器(Divider)11a被分频为1/99而成为151.51[kHz]，通过合成器(SYH)11b被倍增为100倍而成为15.151[MHz]，该第100个周期和15[MHz]的输出脉冲的第99个周期的相位差为0而同步。

而且，通过合成器11b而被倍增的15.151[MHz]的信号，进一步通过第2分频器(Div)11c而被分频为1/(23×77)，该被分频的输出脉冲被输入到驱动器(DRIVER)11d，该驱动器11d驱动PLD11，PLD11输出脉冲状的激光L1。

因此，从PLD11大致以8.5[kHz]的频率重复输出脉冲状的激光L1，伴随该重复的发射，反射激光L2被重复检测，从而可以多次测量开始信号M1以及终止信号之间的时间差，并通过这样的多次的测量，可以提高测量结果的可靠性。

在基于由光接收元件(APD)21所检测的激光L1以及反射激光L2，脉冲检测器(Pulse Det)42a所生成的开始信号M1以及终止信号M2的产生定时，A/D变换器(A/D)42c、42c对被频带限制的基准信号S1、S2分别进行采样保持，该被采样保持的值、即振幅值A11、A12以及振幅值A21、A22被输入到CPU44a。

而且，作为校正运算部46e起作用的CPU44a从存储器46f读出校正用数据，并使用该读出的校正用数据，对于被输入的采样保持值(振幅值)的相位进行校正处理，基于该校正之后的相位而计算相位差，基于得到的相位差而求从被实际测量的开始信号M1到终止信号M2为止的产生时间差Δt。

另一方面，振荡电路41a的输出脉冲还被输入到脉冲计数器(CNTR)45a，该脉冲计数器45a对利用脉冲检测器42a的从开始信号M1的产生定时到终止信号M2的产生定时为止的期间所输入的输出脉冲的脉冲数进行计数，该计数结果被输入到CPU44a，用于利用CPU44a的概略时间差ta的计算。

由此，即使是超过基准信号S1、S2的一周期的产生时间差Δt，CPU44a也可以基于概略时间差ta和高分辨率的产生时间差Δt，高精度地求出该时间差Δt。

图5所示的系统是使基准信号S1(或基准信号S2)和开始信号M1同步的结构的控制系统，但这些信号不一定要同步，可以是两个信号S1(或S2)与M1完全不同步，即例如图6所示地，两个信号S1(或S2)与M1只依赖于从互相独立的两个振荡电路单独输出的信号，是相互不依赖的完全不同步的信号。

另外，本发明的时间差测量装置以及距离测量装置，在实际测量模式中，通过对具有时间差而产生的两个脉冲信号分别只检测一次，从而可高精度地测量这两个脉冲信号之间的时间差，但在实际的测量时，优选地，多次进行测量，求所得到的多个测量结果的平均值或计算标准偏差等，提高测量结果的可靠性。

另外，图5所示的系统是使基准信号S1(或基准信号S2)和开始信号M1或校正用脉冲信号N同步的结构的控制系统，但这些信号不一定要同步，可以是这些信号S1(或S2)、M1、N完全不同步，即例如图6所示地，两个信号S1(或S2)、M1、N只依赖于从互相独立的两个振荡电路单独输出的信号，是相互不依赖的完全不同步的信号。

该图6所示的控制系统是，生成基准信号S1、S2的控制系统和PLD11发射激光L1的控制系统(测量用脉冲信号的生成系统)以及生成校正用脉冲信号N的控制系统完全独立地分离的系统，相对于用于生成基准信号S1、S2的控制系统与图5所示的控制系统相同，PLD11发射激光L1的控制系统以及生成校正用脉冲信号N的控制系统依赖于与振荡电路41a独立的振荡器(OSC)11e的输出脉冲，在实际测量模式中，从该振荡器11e输出的输出脉冲通过分频器(Div)11f而被分频，基于该被分频的输出脉冲，驱动器(DRIVER)11g驱动PLD11，在与基准信号S1或S2的定时完全无关的定时，从PLD11输出激光L1。

另一方面，在校正模式中，在与基准信号S1或S2的定时完全无关的定时，输出校正用脉冲信号N。

而且，即使是具有这样构成的控制系统的时间差测量装置、距离测量装置，也可以通过多次测量，提高测量结果的可靠性。

此外，本实施方式的测量装置100说明了作为光源而使用半导体激光器，但在本发明的距离测量装置中，并不限定于这个光源的方式，也可以使用其他种类的发射激光的光源和发射激光以外的光的光源、或者产生光以外的微波等的测量波的测量波发射源，而且，在使用它们的情况下，也可以达到与本实施方式相同的效果，可以发挥同样的效果。

本实施方式的测量装置100中的时间差测量装置40作为校正两个基准信号S1、S2之间的误差或至少一个基准信号S1或S2的误差所引起的误差的校正部46，包括：采样定时形成部46b，产生模仿测量用脉冲信号M1、M2的、产生定时之间的时间差为等时间间隔的校正用脉冲信号N；模式切换部46a，切换被输入测量用脉冲信号M1、M2的实际测量模式和被输入校正用脉冲信号N的校正模式；校正数据生成部46c，根据在校正模式中被输入校正用脉冲信号N，从而由相位差检测部43所计算的校正用脉冲信号N的各产生定时之间的相位差、和等时间间隔的时间差的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据；校正数据存储部46d，用于存储由校正数据生成部46c所生成的校正用数据；校正运算部46e，使用校正数据存储部46d中所存储的校正用数据，对与实际测量模式中所得到的测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的相位差进行校正运算处理，从而具有实际进行测量的实际测量模式之外，还具有用于生成校正数据存储部中存储的校正用数据的校正模式，校正模式和实际测量模式由模式切换部择一地进行选择，在进行实际的时间差的测量的前阶段，切换到校正模式，产生校正用脉冲信号而生成新的校正用数据，从而可以将校正数据存储部46d中所存储的校正用数据更新为最新的校正用数据，所以可以消除时间差测量装置40的个体差所引起的对测量结果产生的影响，同时还可以消除时间差测量装置40的经时变化等使用环境等所引起的影响。

此外，校正处理也可以自己完成。即，在校正模式中的处理时，无需另准备其它外部装置(产生校正用脉冲信号的装置等)，所以即使在没有外部装置的场所，也可以进行校正。

另外，作为校正部46，也可以不包括采样定时形成部46b而采用包括以下部件的结构：模式切换部46a，切换被输入作为产生时间差测量对象的脉冲信号的测量用脉冲信号的实际测量模式和被输入模仿测量用脉冲信号M1、M2而产生的、产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号N的校正模式；校正数据生成部46c，根据在校正模式中被输入校正用脉冲信号N，从而由相位差检测部43所计算的校正用脉冲信号N的各产生定时之间的相位差、和已知的时间差的对应关系，生成用于校正误差的校正用数据；校正数据存储部46d，用于存储由校正数据生成部46c所生成的校正用数据；校正运算部46e，使用校正数据存储部46d中所存储的校正用数据，对与实际测量模式中所得到的测量用脉冲信号M1、M2的产生定时之间的时间差对应的相位差进行校正运算处理。

即，在图2所示的结构中，对于采样定时形成部46b，可以是时间差测量装置40或测量装置100(距离测量装置)不直接具有，而是由该采样定时形成部46b的、时间差已知的校正用脉冲信号的发送通过使用连接到时间差测量装置40或测量装置100等的外部装置来进行。

这样，因不具有产生校正用的时间差已知的脉冲信号的部(采样定时形成部)，所以与还包括这样的产生校正用的脉冲信号的结构的时间差测量装置40、测量装置100相比，可以简化结构。

此外，作为校正部46，还可以不具有上述的生成校正用数据的校正模式，而是采用包括存储了用于校正误差的校正用数据的校正数据存储部46d、以及使用校正数据存储部46d中所存储的校正用数据进行校正运算处理的校正运算部46e的结构。

这样，通过不具有校正模式，与具有这样的校正模式的时间差测量装置40、测量装置100相比，可以进一步简化结构。

另外，上述的任一校正部46，校正数据存储部46d中所存储的校正用数据是在离散的采样点的数据，在求产生时间差Δt时，有时对应的采样点的数据不存储在校正数据存储部46d。

例如，在图10C所示的椭圆的圆周上，具有呈现存在振幅值的交点的轨迹(x，y)的误差的情况下，如图19A所示地，相对于回到原点(0，0)的相位θ(0≤θ≤2π[rad](＝360°))的相位差Δθ的误差量表示按相位θ而不同的周期性的变动值，但要校正的采样点例如在Z部分的已知采样点θ_n、θ_n+1之间，并且不存在校正用数据的情况下，如图19B所示地，校正部46使用已知采样点的数据(θ，Δθ)＝(θ_n，ε_n)、(θ_n+1，ε_n+1)，通过插补处理或配合处理，从而生成这两个采样点之间的所需采样点的数据(θ_A，ε_A)即可。

作为插补处理，例如，使用线性插补处理，可通过下式求出

ε_A＝ε_n+(ε_n+1-ε_n)(θ_A-θ_n)/(θ_n+1-θ_n)    (26)。

另外，作为插补处理，除了上述线性插补之外，还可以使用二次以上的高次的插补处理(三次样条(spline)插补处理等)，此外，也可以使用其它配合处理。

此外，如图11所示地，上述的实施方式作为校正用脉冲信号N的周期(产生时间间隔)比基准信号S1、S2的周期Ts短来进行说明，但本发明的时间差测量装置、距离测量装置并不限定于上述实施方式，也可以是校正用脉冲信号N的周期(产生时间间隔)比基准信号S1、S2的周期Ts长。

变形例1

上述的各实施方式是，基准信号产生部41例如图5所示地，分别生成作为正弦波信号这样的第1基准信号S1和余弦波信号这样的第2基准信号S2后，分别单独输出的结构，但例如图26所示地，也可以采用基准信号产生部41不具有余弦波生成部(Cos)41c，具有延迟电路42d的结构，其对于正弦波生成部(Sin)41b所产生的正弦波的基准信号S1，实施仅延迟相当于基准信号S1的相位差π/2[rad]((π/2)[rad]×(2n-1)；n＝1、2......)的时间的处理。

即，基准信号产生部41开始是只生成一个基准信号(正弦波信号)S1，但延迟电路42d生成对于该开始生成的基准信号S1将基准信号S1的相位延迟了π/2[rad]的新的基准信号。

这样新生成的基准信号相对基准信号即正弦波信号具有π/2[rad]的相位差，所以成为余弦波信号S2。

而且，通过输出正弦波信号S1和余弦波信号S2，从而实质上可得到与图5所示的实施方式相同的作用效果。

另外，这样，如果两个信号中一个是原始的信号，另一个是基于该原始的信号而生成的信号，则在两个基准信号之间，例如难以产生振幅的差等信号波形的差异，可以抑制根据振幅计算相位时的误差。

将使用这样的延迟电路42d的结构适用于例如图6所示的实施方式的话，例如成为图27所示的结构，根据这个结构的实施方式，实质上可得到与图6所示的实施方式相同的作用效果。

实施方式2

作为上述的实施例1而分别说明的方式是，基准信号为两个的情况，且两个基准信号之间的相位差大致为π/2[rad]，将两个基准信号同时(同一定时)采样的方式，但本发明的时间差测量装置以及距离测量装置并不限定于这个方式，可采用实质上与该方式可视为一样的结构。

即，不是对互相具有相位差的两个基准信号同时进行采样而得到一组采样值(振幅值)，而是可以将一个基准信号在具有与上述的相位差对应的时间差的两个定时进行采样，从而得到一组采样值。

例如图28表示与图26所示的实施方式相对应的方式。图示的实施方式，在校正模式中，模式切换部46g切断来自脉冲检测器42a的输入，允许来自后述的第2分频器(Div)11c的输入，基于从振荡电路(TXCO)41a输出的15[MHz]的脉冲，正弦波(Sin)生成部41b产生正弦波的基准信号S1，该基准信号S1被对应的带通滤波器(BPF)42b而频带限制。

另一方面，从振荡电路(TXCO)41a输出的15[MHz]的脉冲通过第1分频器(Divider)11a被分频为1/99而成为151.51[kHz]，通过合成器(SYH)11b被倍增为100倍而成为15.151[MHz]，该第100个周期和15[MHz]的输出脉冲的第99个周期的相位差为0而同步。

通过合成器11b而被倍增的15.151[MHz]的信号，进一步通过第2分频器(Div)11c而被分频为1/(23×77)，该被分频的输出脉冲是脉冲的发射时间间隔已知的ΔT，该输出脉冲作为校正用脉冲信号N1、N2、...而输入到模式切换部46g，在该校正用脉冲信号N的产生定时，A/D变换器(A/D)42c对被频带限制的基准信号S1进行采样保持。

此外，输入到模式切换部46g的输出脉冲N1(N2)，通过延迟电路42d′而被延迟了基准信号S1的相位π/2[rad]，该被延迟的输出脉冲N1′(N2′)输入到A/D变换器(A/D)42c，对被频带限制的基准信号S1进行采样保持。

该延迟电路42d′是使输入的信号(校正用脉冲信号N(N1、N2、......)或开始信号M1、终止信号M2等)延迟相当于基准信号S1的相位π/2[rad]的时间的脉冲延迟部，如图30所示地，A/D变换器42c(振幅检测部42)将在最初的定时(产生定时；时刻t1)和与该定时对应的、延迟了π/2[rad]所得到的定时(延迟定时；时刻t1′＝t1+Δt1(Δt1＝Ts/4))的两个定时分别采样保持的值、即振幅值的组(A11′，A12′)输入到CPU44a。

同样地，将在产生定时(时刻t2)和与该定时对应的延迟定时(时刻t2′＝t2+Δt2(Δt2＝Ts/4))的两个定时分别采样保持的值、即振幅值的组(A21′，A22′)输入到CPU44a。

这样，如果将在产生定时采样的振幅值设为正弦波信号S3上的值，则在延迟定时被采样的振幅值可作为与正弦波信号S3延迟了π/2[rad]的相位的信号、即余弦波信号上的值来掌握，如果将在产生定时采样所得到的振幅值A11′表示在纵轴、在延迟定时采样所得到的振幅值A12′表示在横轴的话，这些互相对应的定时的振幅值的组(A11′，A12′)如图30C所示地表现，但是在二维坐标上的表现实质上与在图3D、图8所示的使用两个基准信号(相位差π/2[rad])的表现相同。

而且，其它结构部分与图5或图26所示的实施方式中的相同标号的结构部分相同，其作用在实质上也相同，所以可以发挥与图5或图26所示的实施方式相同的效果。

另外，可在图5或图26的实施方式中适用的变形例等在图28所示的实施方式中也可以全部适用。

与图28的实施方式相同地，图29表示与图27所示的实施方式对应的方式。该实施方式也是，延迟电路42d′是使输入的信号(校正用脉冲信号N(N1、N2、......)或开始信号M1、终止信号M2等)延迟相当于基准信号S1的相位π/2[rad]的时间的脉冲延迟部，如图30所示地，A/D变换器(A/D)42c(振幅检测部42)将在最初的定时(产生定时；时刻t1)和与该定时对应的、延迟了π/2[rad]所得到的定时(延迟定时；时刻t1′＝t1+Δt1(Δt1＝Ts/4))的两个定时分别采样保持的值、即振幅值的组(A11′，A12′)输入到CPU44a。

同样地，在产生定时(时刻t2)和与该定时对应的延迟定时(时刻t2′＝t2+Δt2(Δt2＝Ts/4))的两个定时分别采样保持的值、即振幅值的组(A21′，A22′)输入到CPU44a。

这样，如果将在产生定时被采样的振幅值设为正弦波信号S3上的值，则在延迟定时被采样的振幅值可作为与正弦波信号S3延迟了π/2[rad]的相位的信号、即余弦波信号上的值来掌握，如果将在产生定时采样所得到的振幅值A11′表示在纵轴、在延迟定时采样所得到的振幅值A12′表示在横轴的话，这些互相对应的定时的振幅值的组(A11′，A12′)如图30C所示地表现，但是在二维坐标上的表现实质上与在图3D、图8所示的使用两个基准信号(相位差π/2[rad])的表现相同。

而且，其它结构部分与图6或图27所示的实施方式中的相同标号的结构部分相同，其作用在实质上也相同，所以可以发挥与图6或图27所示的实施方式相同的效果。

另外，可在图6或图27的实施方式中适用的变形例等在图29所示的实施方式中也可以全部适用。

以上，从例示的实施例的观点说明了本发明，但本发明并不限定于这些方式。本领域的技术人员应该容易地理解，在不脱离本发明的范围或意旨的情况下，可以对本发明的结构进行各种改进或变更。从上述记载的观点出发，本发明是表示包括本发明的改进或变更，而且这样的改进或变更包含在权利要求的范围以及其均等物的范围内。

本申请是主张基于2005年6月10日申请的日本专利申请号第2005-171571号的优先权，参照所有包括该申请的说明书、附图以及权利要求范围的申请内容并包含于此。

工业可利用性

在上述的实施方式中，作为包括本发明的时间差测量装置的本发明的距离测量装置的位置实施方式，以测量装置为例进行了说明，但本发明的时间差测量装置除了可适用于通过测量到距离测量对象为止的距离来确定该对象的轮廓形状等的形状测量装置之外，还可以适用于要求高精度地求出根据时间差所计算的距离的各种装置或领域中。

Claims (34)

1.一种时间差测量装置，用于测量以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的该产生时间差，其特征在于，包括：

基准信号产生部，其产生周期已知的基准信号；

振幅检测部，其对应于所述两个脉冲信号的各个产生定时，在所述各脉冲信号的每个产生定时求每两个振幅，使得实质上，在与所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间间隔的两个定时分别对该基准信号的振幅进行采样的振幅相同；

相位差检测部，其基于在所述各脉冲信号的产生定时所分别求出的每两个振幅，求所述脉冲信号的每个产生定时的、所述基准信号的相位以及在这些产生定时之间的相位差；

校正部，其对由所述相位差检测部所检测的所述相位差，校正所述基准信号的误差或所述相位差大致π/2[rad]的误差；以及

时间差计算部，其基于由所述校正部校正之后的相位差，求所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

2.一种时间差测量装置，用于测量以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的该产生时间差，其特征在于，包括：

基准信号产生部，其产生具有大致π/2[rad]的相位差、周期已知的至少两个基准信号；

振幅检测部，其求在所述脉冲信号的产生定时的所述两个基准信号的各振幅；

相位差检测部，其基于由所述振幅检测部按所述各基准信号检测出的每两个振幅，求所述脉冲信号的每个产生定时的、所述基准信号的相位以及在这些产生定时之间的相位差；

校正部，其对由所述相位差检测部所检测出的所述相位差，校正所述两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的误差；以及

时间差计算部，其基于由所述校正部所校正之后的相位差，求所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

3.如权利要求2所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正部包括：

校正数据存储部，其存储了用于校正所述误差的校正用数据；以及

校正运算部，其使用该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，进行校正运算处理。

4.如权利要求2所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正部包括：

模式切换部，其切换实际测量模式和校正模式，所述实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，所述校正模式时输入产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号；

校正用数据生成部，其根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算出的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述已知的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；

校正数据存储部，其存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及

校正运算部，其使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

5.如权利要求2所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正部包括：

采样定时形成部，其产生产生定时之间的时间差为等间隔的校正用脉冲信号；

模式切换部，其切换实际测量模式和校正模式，所述实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，所述校正模式时输入校正用脉冲信号；

校正用数据生成部，其根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算出的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述等间隔的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；

校正数据存储部，其存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及

校正运算部，其使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

6.如权利要求5所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述采样定时形成部产生的所述校正用脉冲信号是与所述基准信号产生部所产生的基准信号以多次中一次的比例同步的等间隔的脉冲信号。

7.如权利要求5所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述采样定时形成部产生的所述校正用脉冲信号与所述基准信号产生部产生的基准信号不同步，并且是等间隔的脉冲信号。

8.如权利要求2至7的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测出的所述校正用脉冲信号的各基准信号的振幅比对应。

9.如权利要求2至8的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述两个基准信号是正弦波信号和余弦波信号。

10.如权利要求9所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测出的所述校正用脉冲信号的各基准信号的振幅比的反正切值对应。

11.如权利要求2至10的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述两个基准信号是正弦波信号和余弦波信号，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各定时中的所述正弦波信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的正弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得其被描绘在所述规定的正弦波曲线上，并且，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各定时中的所述余弦波信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的余弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得其被描绘在所述规定的余弦波曲线上。

12.如权利要求2至11的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据是在离散的采样点的数据，在求所述产生时间差时，对应的采样点的数据没有存储在所述校正部中的情况下，该校正部基于在该校正部中所存储的采样点的数据，进行插补运算处理或配合处理，从而生成对应的采样点的数据。

13.如权利要求2至11的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据作为对应于椭圆形的离散的采样点而求出的椭圆形的函数来存储。

14.如权利要求2至13的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

还包括概略时间差检测部，检测所述两个测量用脉冲信号的概略产生时间差，

所述时间差计算部除了通过由该时间差计算部所求出的精密时间差之外，还通过由所述概略时间差检测部所检测的所述概略产生时间差，计算所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

15.如权利要求2至14的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述振幅检测部分别检测所述产生时间差测量对象的脉冲信号即两个测量用脉冲信号中时序性在先的一个测量用脉冲信号的产生定时中的作为所述一个基准信号的正弦波信号的振幅A11以及作为所述另一个基准信号的余弦波信号的振幅A12，所述相位差检测部计算这些振幅A11、A12的比(A11/A12)，并基于这个振幅比(A11/A12)由tan^-1{(A11/A12)}而计算相位θ_start，所述校正部将所述相位θ_start校正为相位θ_start′，

所述振幅检测部分别检测所述两个脉冲信号中时序性落后的另一个测量用脉冲信号的产生定时中的所述正弦波信号的振幅A21以及所述余弦波信号的振幅A22，所述相位差检测部计算这些振幅A21、A22的比(A21/A22)，并基于这个振幅比(A21/A22)由tan^-1{(A21/A22)}而计算相位θ_stop，所述校正部将所述相位θ_stop校正为相位θ_stop′，所述时间差计算部通过(θ_stop′-θ_start′)来计算所述两个测量用脉冲信号的产生定时的相位差Δθ。

16.如权利要求12至15的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正用数据是在所述基准信号的一个周期中至少由6个点的采样来得到。

17.一种时间差测量装置，用于测量以未知的时间差而产生的两个脉冲信号的该产生时间差，其特征在于，包括：

基准信号产生部，其产生周期已知的单一的基准信号；

脉冲延迟部，其使所述两个脉冲信号的每个脉冲信号仅延迟相当于所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差的时间；

振幅检测部，其求在所述各脉冲信号的产生定时以及通过所述脉冲延迟部而被延迟的延迟定时中的所述基准信号的各振幅；

相位差检测部，其基于由所述振幅检测部对每个所述各脉冲信号检测每两个的振幅，求每个所述各脉冲信号的、所述基准信号的相位以及在这些脉冲信号的产生定时之间的相位差；

校正部，其对由所述相位差检测部所检测出的所述相位差，校正所述基准信号的误差或校正所述相位差大致π/2[rad]的误差；以及

时间差计算部，其基于由所述校正部校正之后的相位差，求所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

18.如权利要求17所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正部包括：

校正数据存储部，其存储了用于校正所述误差的校正用数据；以及

校正运算部，其使用该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，进行校正运算处理。

19.如权利要求17所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正部包括：

模式切换部，其切换实际测量模式和校正模式，所述实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，所述校正模式时输入产生定时之间的时间差已知的校正用脉冲信号；

校正用数据生成部，其根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算出的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述已知的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；

校正数据存储部，其存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及

校正运算部，其使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

20.如权利要求17所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正部包括：

采样定时形成部，其产生产生定时之间的时间差为等间隔的校正用脉冲信号；

模式切换部，其切换实际测量模式和校正模式，所述实际测量模式时输入所述产生时间差测量对象的脉冲信号即测量用脉冲信号，所述校正模式时输入校正用脉冲信号；

校正用数据生成部，根据通过在所述校正模式中输入所述校正用脉冲信号而由所述相位差检测部所计算出的、所述校正用脉冲信号的各产生定时之间的相位差和所述等间隔的时间差的对应关系，生成用于校正所述误差的校正用数据；

校正数据存储部，存储由所述校正用数据生成部所生成的所述校正用数据；以及

校正运算部，使用在该校正数据存储部中所存储的所述校正用数据，对与所述实际测量模式中所得到的所述测量用脉冲信号的产生定时之间的时间差对应的所述相位差进行校正运算处理。

21.如权利要求20所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述采样定时形成部产生的所述校正用脉冲信号是与所述基准信号产生部产生的基准信号以多次中一次的比例同步的等间隔的脉冲信号。

22.如权利要求20所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述采样定时形成部产生的所述校正用脉冲信号与所述基准信号产生部所产生的基准信号不同步，并且是等间隔的脉冲信号。

23.如权利要求17至22的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测出的所述校正用脉冲信号的各基准信号的振幅比对应。

24.如权利要求17至23的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述基准信号是正弦波信号或余弦波信号。

25.如权利要求24所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正用数据被设定为，与由所述振幅检测部所检测的所述校正用脉冲信号的所述产生定时和所述延迟定时中的所述基准信号的振幅比的反正切值对应。

26.如权利要求17至25的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述基准信号是正弦波信号或余弦波信号，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各产生定时中的所述基准信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的正弦波曲线或余弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得其被描绘在所述规定的正弦波曲线或余弦波曲线上，并且，将对多个所述校正用脉冲信号时序性地依次输入的各延迟定时中的所述基准信号的振幅值，时序性地描绘时，对于在所述描绘的振幅值中没有在规定的余弦波曲线或正弦波曲线上描绘的振幅值，所述校正部校正所述振幅值的偏差，使得其被描绘在所述规定的余弦波曲线或正弦波曲线上。

27.如权利要求17至26的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据是在离散的样点中的数据，在求所述产生时间差时，对应的采样点的数据没有存储在所述校正部中的情况下，该校正部基于在该校正部中所存储的采样点的数据，进行插补运算处理或配合处理，从而生成对应的采样点的数据。

28.如权利要求17至26的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

在所述校正数据存储部中所存储的校正用数据作为对应于椭圆形的离散的采样点而求出的椭圆形的函数来存储。

29.如权利要求17至28的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

还包括概略时间差检测部，检测所述两个测量用脉冲信号的概略产生时间差，

所述时间差计算部除了通过由该时间差计算部所求出的精密时间差之外，还通过由所述概略时间差检测部所检测的所述概略产生时间差，计算所述两个测量用脉冲信号的产生时间差。

30.如权利要求17至29的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述振幅检测部分别检测所述产生时间差测量对象的脉冲信号即两个测量用脉冲信号中时序性在先的一个测量用脉冲信号的所述产生定时中的作为所述基准信号的正弦波信号的振幅A11以及所述延迟定时中的该基准信号的振幅A12，所述相位差检测部计算这些振幅A11、A12的比(A11/A12)，并基于这个振幅比(A11/A12)由tan^-1{(A11/A12)}而计算相位θ_start，所述校正部将所述相位θ_start校正为相位θ_start′，

所述振幅检测部分别检测所述两个脉冲信号中时序性落后的另一个测量用脉冲信号的所述产生定时中的所述基准信号的振幅A21以及所述延迟定时中的该基准信号的振幅A22，所述相位差检测部计算这些振幅A21、A22的比(A21/A22)，并基于这个振幅比(A21/A22)由tan^-1{(A21/A22)}而计算相位θ_stop，所述校正部将所述相位θ_stop校正为相位θ_stop′，所述时间差计算部通过(θ_stop′-θ_start′)来计算所述两个测量用脉冲信号的产生定时的相位差Δθ。

31.如权利要求27至30的任一项所述的时间差测量装置，其特征在于，

所述校正用数据是在所述基准信号的一个周期中至少由6个点的采样来得到。

32.一种距离测量装置，包括：测量脉冲波发射单元，对距离测量对象发射测量脉冲波；反射脉冲波检测单元，检测所述测量脉冲波由所述距离测量对象反射所得到的反射脉冲波；时间差测量装置，在所述测量脉冲波从所述测量脉冲波发射单元发射的定时取得第一脉冲信号，在所述反射脉冲波被所述反射脉冲波检测单元所检测出的定时取得第二脉冲信号，并测量从取得了所述第一脉冲信号的定时到取得了所述第二脉冲信号的定时为止的时间差；以及距离运算部，基于由所述时间差测量装置所求出的时间差，求出到所述距离测量对象为止的距离，其特征在于，

所述时间差测量装置是权利要求1至31的任一项所述的时间差测量装置。

33.一种距离测量方法，其特征在于，

产生具有大致π/2[rad]的相位差、周期已知的至少两个基准信号，

对距离测量对象发射测量脉冲波，

求在检测到所述测量脉冲波的发射的定时的所述两个基准信号的各振幅，

求在检测到所述测量脉冲波由所述距离测量对象反射所得到的反射脉冲波的定时的所述两个基准信号的各振幅，

基于按所述各基准信号检测出的每两个振幅，求所述脉冲波的各个检测定时的、所述基准信号的相位以及在这些检测定时之间的相位差，

对所述检测出的所述相位差，校正所述两个基准信号之间的误差或至少一个基准信号的误差所引起的误差，

基于所述校正之后的相位差，求所述测量脉冲波的检测定时到所述反射脉冲波的检测定时为止的时间差，

基于所述时间差，求到所述距离测量对象为止的距离。

34.一种距离测量方法，其特征在于，

产生周期已知的单一的基准信号，

对距离测量对象发射测量脉冲波，

检测所述测量脉冲波的发射，

检测所述测量脉冲波由所述距离测量对象反射所得到的反射脉冲波，

在所述测量脉冲的所述发射时的检测定时、和从该测量脉冲的检测定时只延迟了与所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间的定时的延迟定时，分别求所述基准信号的振幅；

在所述反射脉冲波的检测定时、和从该反射脉冲波的检测定时只延迟了与所述基准信号的大致π/2[rad]的相位差相当的时间的定时的延迟定时，分别求所述基准信号的振幅；

基于对所述测量脉冲波所检测出的两个振幅、和对所述反射脉冲波所检测出的两个振幅，求所述脉冲波的各检测定时的、所述基准信号的相位、以及在这些检测定时之间的相位差；

对所述求出的相位差，校正所述基准信号的误差或校正所述相位差大致π/2[rad]的误差，

基于所述校正之后的相位差，求所述测量脉冲波的检测定时到所述反射脉冲波的检测定时为止的时间差，

基于所述时间差，求到所述距离测量对象为止的距离。

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