JP2016151458A - 演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、自装置から物体までの距離を適切に算出する。【解決手段】レーダー装置は、光源からレーザー光を発光させ、そのレーザー光が物体で反射した反射光を受光素子により受光させ、横軸を時間とすると共に縦軸を受光積算値とし、反射光の受光を検出した受光素子の個数である計数値を時間ビン上に加算してヒストグラムを生成する。検出時間（８００ｎｓ）の半分の時間ビン上の受光積算値を初期値（一定値）に設定した上で、検出時間の前半時間（０〜４００ｎｓ）で計数値を時間ビン上に正加算し、後半時間（４００〜８００ｎｓ）で計数値を時間ビン上に負加算する。【選択図】図１０

Description

本発明は、ヒストグラムを生成して物理量を算出する演算装置に関する。

従来より、ヒストグラムを生成して物理量を算出する演算装置が供されている。この種の演算装置は、時間計測の繰り返しにより所定の検出時間で得られた計測値を時間ビン上に加算し、例えば横軸を時間とすると共に縦軸を計測値の積算である積算値としてヒストグラムを生成する。そして、演算装置は、その生成したヒストグラムに基づいて物理量を算出する。

IEEE Journal of Solid-State Circuits (Impact Factor: 3.06). 01/2014; 49(1):315-330.,

しかしながら、ヒストグラムを生成して物理量を算出する構成では、検出時間が長くなると、必要となる時間ビンの個数が増大する。その結果、ヒストグラムのデータ量が増大し、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量が増大するという問題がある。一方、時間計測の回数を低減することで、必要となる時間ビンの個数を低減することができ、メモリ容量を低減することができるが、時間分解能が低下する。その結果、物理量を算出する精度が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、物理量を適切に算出することができる演算装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、ヒストグラム生成手段は、時間計測の繰り返しにより所定の検出時間で得られた計測値を時間ビン上に加算し、時間と、計測値の積算である積算値とに基づいてヒストグラムを生成する。物理量算出手段は、ヒストグラム生成手段により生成されたヒストグラムに基づいて物理量を算出する。ここで、ヒストグラム生成手段は、検出時間の一部である所定時間の時間ビン上の積算値を初期値に設定した上で、検出時間のうち所定時間とそれぞれ等しく且つ互いに異なる第１の時間及び第２の時間のうち一方の時間で計測値を当該所定時間の時間ビン上に正加算し、他方の時間で計測値を当該所定時間の時間ビン上に負加算する。物理量算出手段は、ヒストグラム生成手段により生成されたヒストグラムにおいて初期値からの積算値の変化量を特定して物理量を算出する。

即ち、時間計測の繰り返しにより所定の検出時間で得られた計測値を、その検出時間の全てに相当する個数の時間ビン上に加算するのではなく、その検出時間の一部（例えば半分）に相当する個数の時間ビン上に正加算及び負加算するようにした。これにより、ヒストグラムを生成する際の時間ビンの個数を低減し、ヒストグラムのデータ量を低減しつつ、時間計測の回数を維持し、時間分解能を維持する（時間分解能の低下を回避する）ことができる。その結果、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、物理量を適切に算出することができる。

本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図 レーザー光の走査範囲を示す図 レーザー光の経路を示す図 レーザー光の走査周期を示す図 画素の構成を示す図 受光素子及びリードアウト回路の構成を示す図 画素データ処理部の構成を示す機能ブロック図 ヒストグラム生成処理を示すフローチャート 距離算出処理を示すフローチャート ヒストグラムの推移を示す図 本発明の第２の実施形態のヒストグラム生成処理を示すフローチャート 距離算出処理を示すフローチャート ヒストグラムの推移を示す図 本発明の第３の実施形態のヒストグラムの推移を示す図 本発明の第４の実施形態のヒストグラム生成処理を示すフローチャート 一定値補正処理を示すフローチャート ヒストグラムの推移を示す図 ヒストグラムの推移を示す図

（第１の実施形態）
以下、本発明を車両に搭載可能なレーダー装置に適用した第１の実施形態について図１から図１０を参照して説明する。レーダー装置（演算装置に相当）は、車両に搭載されている状態で自装置から車両周囲の物体（ターゲット）までの距離（物理量）を算出する（測距する）。レーダー装置が車両に搭載される態様はどのような態様でも良い。例えばレーダー装置が車両の前方部に搭載される態様では車両の前方が物体の検出エリアとなり、レーダー装置が車両の後方部に搭載される態様では車両の後方が物体の検出エリアとなる。車両周囲の物体は、例えば歩行者、先行車両、後続車両、壁等である。尚、本実施形態では、車両の前方が物体の検出エリアであり、前方の歩行者や先行車両を検出の対象とする場合を説明する。

レーダー装置１は、図１に示すように、光源２（発光手段に相当）と、一次元スキャナ３と、走査制御部４と、光検出部５と、データ処理部６とを有する。光源２は、例えば半導体レーザーダイオードで構成されており、パルスレーザー光（以下、レーザー光と称する）をレーダー波として発光する（照射する）。光源２から発光されるレーザー光は、図２に示すように、走査方向ＳＤ１に対して垂直方向が長手方向となる矩形状に成形されている（スキャン光ＳＬ）。又、光源２から発光されるレーザー光は、例えばパルス幅が４ｎｓであり、発光周期が４μｓである。

一次元スキャナ３は、図３に示すように、回転軸７を振動中心としてミラー８を振動可能に構成されている。一次元スキャナ３は、駆動源（図示せず）から駆動指令を入力すると、回転軸７を振動中心としてミラー８を振動させ、光源２から発光されたレーザー光の一次元走査を所定の走査角度の範囲Ｒ１で行う。尚、一次元スキャナ３の走査機構は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）やマイクロモーター等により構成されている。一次元スキャナ３における走査角度の範囲Ｒ１は、図４に示すように、例えば−２７°〜＋２７°である。又、走査周期は、例えば５０ｍｓであり、４０ｍｓの時間で−２７°から＋２７°まで走査し、１０ｍｓの時間で＋２７°から−２７°まで戻る。

光源２から発光されたレーザー光は、コリメートレンズ９を通過して一次元スキャナ３に到達する（光Ｌ１）。一次元スキャナ３に到達したレーザー光は、ミラー８で反射し、ミラー８の走査角度に応じた方向に向かって照射光として照射され（光Ｌ２）、車両周囲の物体に到達すると、物体で反射する。そして、その物体で反射したレーザー光は、反射光として受光レンズ１０を通過して光検出部５の二次元画素アレイ１１に到達する（光Ｌ３）。尚、上述したようにレーザー光は矩形状に成形されているので、二次元画素アレイ１１の受光面ＲＰ上には、反射光の走査方向ＳＤ２に対して垂直方向が長手方向となる矩形状に成形された反射光が到達する（反射光ＲＬ）。又、矩形状に成形された反射光の長手方向の長さが、矩形状に形成されている受光面ＲＰの短手方向の長さよりも長くなるように、光源２から発光されるレーザー光の長手方向の長さが設定されている。

走査制御部４は、一次元スキャナ３の走査角度を検出し、その検出した走査角度に基づいて光源２からのレーザー光の発光を制御すると共に、一次元スキャナ３によるレーザー光の走査を制御する。又、走査制御部４は、レーダー装置１を搭載している車両の走行速度（車速）を示す車速信号（車速パルス）を車速センサから入力し、その入力した車速信号により車速を特定する。そして、走査制御部４は、その特定した車速に応じて光源２及び一次元スキャナ３のそれぞれの動作を制御する。

具体的には、走査制御部４は、車速に応じて光源２からの発光強度を変更し、車速が相対的に遅いときには発光強度を相対的に低減させ、車速が相対的に速いときには発光強度を相対的に増大させる。又、走査制御部４は、車速に応じて一次元スキャナ３の走査角度の範囲Ｒ１を変更し、車速が相対的に遅いときには走査角度の範囲Ｒ１を相対的に広く設定し、車速が相対的に速いときには走査角度の範囲Ｒ１を相対的に狭く設定する。車速が相対的に遅ければ、車両周囲に歩行者が存在する可能性が高く、周辺の歩行者の存在を考慮する必要がある。このとき、発光強度を相対的に低減させることで、強度が高いレーザー光の歩行者への照射を回避することができ、走査角度の範囲Ｒ１を相対的に広く設定することで、歩行者の存在を速やかに検出することができる。一方、車速が相対的に速ければ、先行車両の存在を考慮する必要がある。このとき、発光強度を相対的に増大させることで、遠方の先行車両を検出することができ、走査角度の範囲Ｒ１を相対的に狭く設定することで、先行車両が存在しない可能性が高い領域を走査範囲から除外し、遠方の先行車両を速やかに検出することができる。

光検出部５は、二次元画素アレイ１１と、デコーダ１２とを有する。二次元画素アレイ１１は、複数の画素１３を二次元行列状に配列して構成されている。デコーダ１２は、二次元行列状に配列されている複数の画素１３の列毎に選択制御線１４を接続しておいる。デコーダ１２は、一次元スキャナ３の走査角度を示す走査角度情報を走査制御部４から入力し、その入力した走査角度情報に基づいて二次元画素アレイ１１の受光面ＲＰ上において反射光が照射される画素１３の列を特定する。そして、デコーダ１２は、その特定した列に対応する選択制御線１４に選択制御電圧Ｖ_ＳＥＬを印加することで、レーザー光を検出するために用いる画素１３を列単位で選択する。尚、このように対応する選択制御線１４に選択制御電圧Ｖ_ＳＥＬを印加することで、反射光が照射される画素１３の動作を許可し、一方、対応する選択制御線１４に選択制御電圧Ｖ_ＳＥＬを印加しないことで、反射光が照射される画素１３の動作を禁止することで、反射光が照射されない画素１３からの検出信号の出力を抑制することができる。

データ処理部６は、後述するように光源２からレーザー光が発光された時刻と画素１３に反射光が受光（入射）された時刻との差である時間（飛行時間）に基づいて自装置から車両周囲の物体までの距離を算出する。データ処理部６は、二次元行列状に配列されている複数の画素１３の行毎に複数の画素データ処理部１５を有する。複数の画素データ処理部１５は、それぞれ複数の画素１３の行毎に信号出力線１６を接続しており、それぞれの対応する行に配列されている複数の画素１３から検出信号を入力する。

画素１３は、図５に示すように、４個の受光素子１７（受光手段に相当）と、４個の受光素子１７に対応する４個のリードアウト回路（ＲＯＣ（Read Out Circuit））１８とを有する。本実施形態の受光素子１７は、ＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）である。ＳＰＡＤは、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧が印加されてガイガーモードで動作するアバランシェフォトダイオードであり、単一光子の受光を検出可能である。尚、このように画素１３が複数の受光素子１７を有することで、複数のうちの幾つかの受光素子１７に反射光が同時に受光されたことを、画素１３に反射光が受光されたという検出方法を採用することができる。即ち、複数の受光素子１７が同時に誤検出する可能性は極めて低いので、このような検出方法を採用することで、画素１３の誤検出を低減することができる。

４個の受光素子１７は、それぞれの受光部１９が列方向に２個配置されると共に行方向に２個配置されるように二次元行列状に配列されている。４個のリードアウト回路１８は、それぞれ対応する受光素子１７に対して行方向Ｄ１に隣接して画素１３の端部側に配置されている。即ち、画素１３は、４個の受光素子１７が中央部側に配置されていると共に４個のリードアウト回路１８が端部側に配置されて構成されている。このような構成により、少なくとも２つの受光素子１７に反射光が同時に受光される可能性を高めている。尚、光源２は、４個の受光素子１７が配置されている領域Ｅ１を反射光が走査方向ＳＤ２に沿って走査する時間内に例えば１６回のレーザー光の発光を行う。又、走査制御部４は、反射光が二次元画素アレイ１１の受光面ＲＰにおいて走査方向ＳＤ２に沿って走査する走査速度を、領域Ｅ１では相対的に遅く設定し、領域Ｅ１以外では相対的に速く設定することで、反射光が受光素子１７に受光される回数を増加させている。

受光素子１７及びリードアウト回路１８は、電気的に図６に示すように接続されている。受光素子１７は、そのアノードとカソードとの間に降伏電圧（ブレークダウン電圧）以上の逆バイアス電圧Ｖ_ＳＰＡＤが印加されている状態で受光部１９に光子が入射する（受光される）と、アバランシェ電流を発生する。リードアウト回路１８は、クエンチ抵抗２０と、デジタル変換器２１と、インバータ２２と、バッファ２３と、セレクタ２４とを有する。クエンチ抵抗２０は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、Ｎ型トランジスタ）であり、そのドレインが受光素子１７のアノードに接続され、そのソースがセレクタ２４を介して接地されている。又、クエンチ抵抗２０を構成するＮ型トランジスタのゲートには当該Ｎ型トランジスタをクエンチ抵抗として作用させるために予め設定されているクエンチ電圧Ｖ_ＱＣＨが印加される。

デジタル変換器２１は、抵抗２５とＮ型トランジスタ２６とを有する。Ｎ型トランジスタ２６は、そのドレインが抵抗２５を介して電源電圧Ｖ_ＤＤに接続され、そのソースが接地されている。又、Ｎ型トランジスタ２６のゲートには受光素子１７のアノードとクエンチ抵抗２０との接続点ＣＰ１の電圧が印加される。

インバータ２２は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ型トランジスタ）２７とＮ型トランジスタ２８とを有する。Ｐ型トランジスタ２７は、そのドレインが電源電圧Ｖ_ＤＤに接続され、そのソースがＮ型トランジスタ２８のドレインに接続されている。Ｎ型トランジスタ２８は、そのドレインがＰ型トランジスタ２７のソースに接続され、そのソースが接地されている。Ｐ型トランジスタ２７のゲート及びＮ型トランジスタ２８のゲートにはそれぞれ抵抗２５とＮ型トランジスタ２６のドレインとの接続点ＣＰ２の電圧が印加される。インバータ２２の出力信号（Ｐ型トランジスタ２７のソースとＮ型トランジスタ２８のドレインとの接続点ＣＰ３の電圧）は、バッファ２３に入力される。

バッファ２３は、インピーダンス変換のための回路であり、インバータ２２から出力信号を入力すると、その入力した出力信号をインピーダンス変換して出力する。セレクタ２４は、Ｎ型トランジスタであり、そのドレインがクエンチ抵抗２０を構成するＮ型トランジスタのソースに接続され、そのソースが接地されている。又、セレクタ２４は、上記したようにデコーダ１２に接続されており、Ｎ型トランジスタのゲートにデコーダ１２から選択制御電圧Ｖ_ＳＥＬが印加されると、オフ状態からオン状態に変化する。

リードアウト回路１８は以下のように動作する。まず、デコーダ１２からセレクタ２４に選択制御電圧Ｖ_ＳＥＬが印加されており、セレクタ２４がオン状態であるときには、逆バイアス電圧Ｖ_ＳＰＡＤが受光素子１７に印加され、受光素子１７の動作が許可される（動作可能状態になる）。一方、デコーダ１２からセレクタ２４に選択制御電圧Ｖ_ＳＥＬが印加されておらず、セレクタ２４がオフ状態であるときには、逆バイアス電圧Ｖ_ＳＰＡＤが受光素子１７に印加されず、受光素子１７の動作が禁止される（動作不可能状態になる）。

セレクタ２４がオン状態であるときに、受光素子１７に反射光が受光されてアバランシェ電流が発生すると、クエンチ抵抗２０にアバランシェ電流が流れ、接続点ＣＰ１の電圧が上昇する。接続点ＣＰ１の電圧がＮ型トランジスタ２６のオン電圧よりも高くなると、Ｎ型トランジスタ２６がオン状態になり、接続点ＣＰ２の電圧が電源電圧Ｖ_ＤＤから０Ｖに変化する。そして、接続点ＣＰ２の電圧が電源電圧Ｖ_ＤＤから０Ｖに変化すると、Ｐ型トランジスタ２７がオフ状態からオン状態に変化すると共にＮ型トランジスタ２８がオン状態からオフ状態に変化し、接続点ＣＰ３の電圧が０Ｖから電源電圧Ｖ_ＤＤに変化する。その結果、バッファ２３の出力信号（出力端子の電圧Ｖ_ＯＵＴ）がハイレベルになる。その後、接続点ＣＰ１の電圧が上昇し続けると、受光素子１７のアノードとカソードとの間に印加されている電圧が降伏電圧よりも小さくなり、アバランシェ電流が止まり、接続点ＣＰ１の電圧が低下する。接続点ＣＰ１の電圧がＮ型トランジスタ２６のオン電圧よりも低くなると、Ｎ型トランジスタ２６がオフ状態になり、バッファ２３の出力信号がローレベルになる。

このようにリードアウト回路１８は、受光素子１７に反射光が受光されると、アバランシェ電流が発生してＮ型トランジスタ２６がオン状態になったタイミングからアバランシェ電流が止まってＮ型トランジスタ２６がオフ状態になるタイミングまでの時間でデジタルパルス信号を上記した検出信号として出力する。

画素データ処理部１５は、図７に示すように、パルス整形部２９と、受光数特定部３０（受光数特定手段に相当）と、時間計測部３１（時間計測手段に相当）と、ヒストグラム生成部３２（ヒストグラム生成手段に相当）と、距離算出部３３（物理量算出手段に相当）と、データ記憶部３４とを有する。

パルス整形部２９は、複数の受光素子１７に対応する複数のＤ型フリップフロップ回路３５と、複数のＤ型フリップフロップ回路３５に対応する複数の遅延回路３６とを有する。Ｄ型フリップフロップ回路３５は、その入力端子Ｄにハイレベルが印加されると共に、対応するリードアウト回路１８から検出信号として出力されたデジタルパルス信号をクロック端子ＣＬＫに入力する。即ち、Ｄ型フリップフロップ回路３５は、デジタルパルス信号をクロック端子ＣＬＫに入力したタイミングで出力端子Ｑからのハイレベルのパルス信号の出力を開始する。

又、Ｄ型フリップフロップ回路３５は、出力端子Ｑから出力されたハイレベルのパルス信号を遅延回路３６を介してリセット端子ＣＬＲに入力する。遅延回路３６は、ハイレベルのパルス信号を入力すると、その入力したハイレベルのパルス信号を予め設定されている遅延時間だけ遅延させて出力する。即ち、Ｄ型フリップフロップ回路３５は、出力端子Ｑからのハイレベルのパルス信号の出力を開始した後では、そのハイレベルのパルス信号を出力したタイミングから遅延時間が経過し、ハイレベルのパルス信号をリセット端子ＣＬＲに入力したタイミングで出力端子Ｑからのハイレベルのパルス信号の出力を終了する。このようにしてＤ型フリップフロップ回路３５は、対応するリードアウト回路１８からデジタルパルス信号をクロック端子ＣＬＫに入力すると、ハイレベルのパルス信号を遅延時間だけ継続して受光検出信号として出力する。

受光数特定部３０は、入力数判定回路３７と、複数のＤ型フリップフロップ回路３８と、加算回路（ＡＤＤ）３９とを有する。入力数判定回路３７は、複数のＤ型フリップフロップ回路３５のそれぞれから受光検出信号を入力可能であり、その入力した受光検出信号の数（信号数）が予め設定されている測定開始判定値以上である場合に、予め設定されているハイレベルのパルス信号を一定時間だけ継続して測定開始検出信号として出力する。本実施形態では、１個の画素１３が４個の受光素子１７を有しているので、入力数判定回路３７は、例えば測定開始判定値を「２」に設定しており、入力した受光検出信号の数が「２」以上である場合に、ハイレベルのパルス信号を一定時間だけ継続して測定開始検出信号として出力する。

複数のＤ型フリップフロップ回路３８は、それぞれ複数のＤ型フリップフロップ回路３５に対応する。尚、図７では、図示を簡略化してＤ型フリップフロップ回路３８を１個のみ示している。Ｄ型フリップフロップ回路３８は、それぞれ対応するＤ型フリップフロップ回路３５から受光検出信号を入力端子Ｄに入力すると共に、入力数判定回路３７から測定開始検出信号をクロック端子ＣＬＫに入力する。即ち、Ｄ型フリップフロップ回路３８は、測定開始検出信号をクロック端子ＣＬＫに入力したタイミングで受光検出信号を入力端子Ｄに入力している場合に、出力端子Ｑからハイレベルのパルス信号を出力する。

加算回路３９は、複数のＤ型フリップフロップ回路３８のそれぞれから入力するハイレベルのパルス信号の数を計数し（カウントし）、その計数した計数値（時間計測により得られた計測値）を反射光の受光を検出した受光素子１７の個数（受光数）として特定し、その計数した計数値を示すデジタル信号を受光数信号として出力する。本実施形態では、１個の画素１３が４個の受光素子１７を有しているので、加算回路３９は、計数値として「０」、「１」、「２」、「３」、「４」の何れかを示す受光数信号を出力する。尚、加算回路３９は、「０」〜「４」の数値をデジタルで表記するには３ビットが必要であるので、デジタル信号を３本の信号出力線により出力する。

時間計測部３１は、ＴＤＣ（Time to Digital Converter）４０と、複数のＤ型フリップフロップ回路４１と、遅延回路４２と、データ生成回路４３とを有する。ＴＤＣ４０は、入力数判定回路３７から測定開始検出信号を入力する。ＴＤＣ４０は、光源２からレーザー光が発光されたタイミングから測定開始検出信号を入力するタイミングまでの時間（発光から受光までの時間、飛行時間）を計測し、その計測した時間を示すデジタル信号を時間計測信号として出力する。本実施形態では、ＴＤＣ４０は、１１ビットのデジタル信号を１１本の信号出力線により出力する。

Ｄ型フリップフロップ回路４１は、加算回路３９がデジタル信号を出力する３本の信号出力線に対応する。尚、図７では、図示を簡略化してＤ型フリップフロップ回路４１を１個のみ示している。Ｄ型フリップフロップ回路４１は、それぞれ対応する信号出力線からの信号を入力端子Ｄに入力すると共に、入力数判定回路３７から測定開始検出信号を遅延回路４２を介して入力する。遅延回路４２は、測定開始検出信号を入力すると、その入力した測定開始検出信号を予め設定されている遅延時間だけ遅延させて出力する。尚、遅延回路４２の遅延時間は、加算回路３９からの信号がＤ型フリップフロップ回路４１に入力された直後に測定開始検出信号がＤ型フリップフロップ回路４１に入力されるように設定されている。即ち、Ｄ型フリップフロップ回路４１は、入力数判定回路３７から測定開始検出信号を入力すると、加算回路３９から入力されている受光数信号を出力する。データ生成回路４３は、ＴＤＣ４０から時間計測信号を入力すると共に、Ｄ型フリップフロップ回路４１から受光数信号を入力すると、時間計測信号により示される時間と受光数信号により示される計数値とを対応付けたデータを生成して出力する。

ヒストグラム生成部３２は、１つの画素１３の受光面上を反射光が走査方向ＳＤ２に沿って走査する時間（単位走査時間）毎に、データ生成回路４３から入力したデータを集計してヒストグラムを生成する。即ち、ヒストグラム生成部３２は、横軸を時間とし、縦軸を受光積算値とし、データ生成回路４３から入力したデータの計数値を時間ビン上に加算することで、ＴＤＣ４０の分解能時間毎の計数値をレーザー光の発光回数分だけ積算してヒストグラムを生成する。距離算出部３３は、ヒストグラム生成部３２により生成されたヒストグラムに基づいて自装置から車両周囲の物体までの距離を算出する。データ記憶部３４は、データ生成回路４３からヒストグラム生成部３２に出力されたデータを、距離算出部３３が自装置から車両周囲の物体までの距離を算出するまでの時間で一時的に記憶する。尚、ヒストグラム生成部３２は、ヒストグラムを単位走査時間内で生成するので、データ生成回路４３から入力するデータを単位走査時間が経過する毎に破棄する。即ち、データ記憶部３４は、二次元画素アレイ１１の１列分の画像１３のデータを、単位走査時間内のレーザー発光回数（積算回数）分だけ記憶可能な記憶容量を有する構成であれば良い。

次に、上記した構成の作用について、図８から図１０を参照して説明する。ヒストグラム生成部３２は、図８に示すヒストグラム生成処理を行うことでヒストグラムを生成し、距離算出部３３は、図９に示す距離算出処理を行うことで自装置から車両周囲の物体までの距離を算出する。以下、ヒストグラム生成処理及び距離算出処理について説明する。

（１）ヒストグラム生成処理
ヒストグラム生成部３２は、横軸を時間とし、その時間の最大値をビン最大値（maxbin）として設定すると共に、縦軸を計数値の積算である受光積算値とし、その受光積算値の最大値を積算最大値（maxnum）として設定する。ヒストグラム生成部３２は、ヒストグラム生成処理を開始すると、受光積算値を一定値に設定する（Ａ１）。具体的には、ヒストグラム生成部３２は、積算最大値の半分の値（１／２を乗じた値）を計算し、その計算した値を時間（0）から時間（maxbin-1）までの時間（所定時間）の受光積算値として設定する（hist[0:maxbin-1]=maxnum/2）。この場合、ヒストグラム生成部３２は、一定値を初期値とする。

次いで、ヒストグラム生成部３２は、ヒストグラム生成処理の終了指令が発生したか否かを判定する（Ａ２）。ヒストグラム生成部３２は、例えば計測時間が予め設定されている検出時間に到達しておらず、ヒストグラム生成処理の終了指令が発生していないと判定すると（Ａ２：ＮＯ）、データ生成回路４３からデータ（時間計測信号により示される時間（Ｔ）、受光数信号により示される計数値（Ｄ））を入力したか否かを判定する（Ａ３）。ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力したと判定すると（Ａ３：ＹＥＳ）、その入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えているか否かを判定する（T<maxbin?）（Ａ４）。

ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えていないと判定すると（Ａ４：ＮＯ）、係数Ａを「１」に設定する（A=1）（Ａ５）。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの計数値と係数Ａ（この場合はＡ＝１）とを乗算し、そのタイミングでの受光積算値に当該乗算した値を加算し、その加算した値を新たな受光積算値として設定し（hist[T]+=A*d）（Ａ６）、ステップＡ２に戻る。

一方、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えていると判定すると（Ａ４：ＹＥＳ）、その時間からビン最大値の時間を減算し（T=T-maxbin）（Ａ７）、係数Ａを「−１」に設定する（A=-1）（Ａ８）。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの計数値と係数Ａ（この場合はＡ＝−１）とを乗算し、そのタイミングでの受光積算値に当該乗算した値を加算し、その加算した値を新たな受光積算値として設定し（Ａ６）、ステップＡ２に戻る。尚、ヒストグラム生成部３２は、例えば計測時間が検出時間に到達し、ヒストグラム生成処理の終了指令が発生したと判定すると（Ａ２：ＹＥＳ）、ヒストグラム生成処理を終了する。

以上の処理により、ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力すると、その入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えるまでは、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで正加算して受光積算値を設定する。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えると、先頭の時間ビンまで戻り、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定する。

（２）距離算出処理
距離算出部３３は、距離算出処理を開始すると、時間決定値（dist）、検出最大値（max）、判定対象時間（t）を初期化する（Ｂ１）。具体的には、距離算出部３３は、時間決定値を「０」に設定し、検出最大値を判定対象時間（０）での受光積算値から初期値を減算した値の絶対値に設定し、判定対象時間を「１」に設定する（dist=0,max=abs(hist[0]-maxnum/2),t=1）。

距離算出部３３は、判定対象時間での受光積算値から初期値を減算した値が検出最大値を超えているか否かを判定する（max<hist[t]-maxnum/2?）（Ｂ２）。距離算出部３３は、判定対象時間での受光積算値から初期値を減算した値が検出最大値を超えていると判定すると（Ｂ２：ＹＥＳ）、その判定対象時間を時間決定値として設定し、判定対象時間での受光積算値から初期値を減算した値を検出最大値として設定する（dist=t,max=hist[t]-maxnum/2）（Ｂ３）。

一方、距離算出部３３は、判定対象時間での受光積算値から初期値を減算した値が検出最大値を超えていないと判定すると（Ｂ２：ＮＯ）、初期値から判定対象時間での受光積算値を減算した値が検出最大値を超えているか否かを判定する（max<maxnum/2-hist[t]?）（Ｂ４）。距離算出部３３は、初期値から判定対象時間での受光積算値を減算した値が検出最大値を超えていると判定すると（Ｂ４：ＹＥＳ）、その判定対象時間をビン最大値の時間に加算した値を時間決定値として設定し、初期値から判定対象時間での受光積算値を減算した値を検出最大値として設定する（dist=maxbin+t,max=maxnum/2-hist[t]）（Ｂ５）。

次いで、距離算出部３３は、判定対象時間をインクリメントし（t+=1）（Ｂ６）、判定対象時間がビン最大値の時間に到達したか否かを判定する（t=maxbin?）（Ｂ７）。距離算出部３３は、判定対象時間がビン最大値の時間に到達していないと判定すると（Ｂ７：ＮＯ）、ステップＢ２、Ｂ４に戻る。距離算出部３３は、判定対象時間がビン最大値の時間に到達したと判定すると（Ｂ７：ＹＥＳ）、時間決定値及び検出最大値を出力し（Ｂ８）、距離算出処理を終了する。

以上の処理により、距離算出部３３は、ヒストグラムにおいて受光積算値の最頻値である最大値及び最小値を特定し、最大値から初期値を減算した値の絶対値と最小値から初期値を減算した値の絶対値とを比較し、そのうち絶対値が大きい方に対応する時間を時間決定値として特定する。そして、距離算出部３３は、その特定した時間決定値を用いて自装置から車両周囲の物体までの距離を算出する。具体的には、外乱光（背景光）による影響がなければ発光から受光までの時間と自装置から車両周囲の物体までの距離とが比例関係にあるので、距離算出部３３は、時間決定値の時間をｔａ、光の速度をＣ（Ｃ≒３０万ｋｍ／ｓ）、自装置から車両周囲の物体までの距離をＤとすると、以下の計算式によりＤを計算する。

Ｄ＝（ｔａ×Ｃ）／２
距離算出部３３は、例えば時間決定値の時間が１００ｎｓであれば自装置から車両周囲の物体までの距離を１５ｍとして計算する。距離算出部３３は、同様にして、例えば時間決定値の時間が２００ｎｓであれば自装置から車両周囲の物体までの距離を３０ｍとして計算し、時間決定値の時間が４００ｎｓであれば、自装置から車両周囲の物体までの距離を６０ｍとして計算する。

図１０は、ヒストグラム生成部３２が生成するヒストグラムの推移を示している。図１０では検出時間が８００ｎｓであり、ビン最大値の時間が４００ｎｓ（所定時間）である場合を例示している。ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力すると、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えるまでは、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで正加算して受光積算値を設定する。即ち、ヒストグラム生成部３２は、８００ｎｓの検出時間のうち前半時間である０〜４００ｎｓ（第１の時間、第１の半分時間）では、計数値を正加算して受光積算値を設定する。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えると、先頭の時間ビンまで戻り、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定する。即ち、ヒストグラム生成部３２は、８００ｎｓの検出時間のうち後半時間である４００〜８００ｎｓ（第２の時間、第２の半分時間）では、計数値を負加算して受光積算値を設定する。

尚、距離算出部３３は、絶対値を予め設定されている算出判定値と比較し、絶対値が算出判定値以上であれば距離を算出し、絶対値が算出判定値以上でなければ（算出判定値未満であれば）距離を算出しない（物体を検出しない）ようにしても良い。又、距離算出部３３は、初期値との差の絶対値が予め設定されている算出判定値以上の受光積算値が複数であるときには、その複数の受光積算値に対応する時間のうち最小の時間を特定して距離を算出しても良い。この場合、距離算出部３３は、算出判定値を一定値としても良いし、ヒストグラムにおける受光積算値の最大値又は最小値以外の部分での初期値からの変化量を外乱光として認識することで算出判定値を可変値としても良い。距離算出部３３は、算出判定値を可変値とする場合には、外乱光の部分の初期値からの変化量が相対的に大きいときには算出判定値を大きく設定し、相対的に小さいときには算出判定値を小さく設定すれば良い。

以上に説明したように第１の実施形態によれば、次に示す作用効果を得ることができる。レーダー装置１において、横軸を時間とすると共に縦軸を受光積算値とし、検出時間の半分の時間ビン上の受光積算値を初期値に設定した上で、検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に正加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に負加算するようにした。これにより、ヒストグラムを生成する際の時間ビンの個数を低減し、ヒストグラムのデータ量を低減しつつ、時間計測の回数を維持し、時間分解能を維持する（時間分解能の低下を回避する）ことができる。その結果、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、自装置から車両周囲の物体までの距離を適切に算出することができる。

又、計数値の正加算と負加算とを同じ時間ビンに行うことで、外乱光を差分しながら計数値を積算することができ、外乱光の影響を受けず飽和せずに距離を適切に算出することができる。尚、上記した第１の実施形態では、検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に正加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に負加算したが、正加算と負加算の順序を逆にしても良く、検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に負加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に正加算しても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１１から図１３を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１の実施形態は、計数値を正加算する時間ビンの方向と負加算する時間ビンの方向とを同じ方向とした構成であるが、第２の実施形態は、計数値を正加算する時間ビンの方向と負加算する時間ビンの方向とを異なる方向とした構成である。

ヒストグラム生成部３２は、第１の実施形態で説明したヒストグラム生成処理においてステップＡ７に代わりステップＡ１１を行う。即ち、ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３から入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えていると判定すると（Ａ４：ＹＥＳ）、その時間をビン最大値の２倍の時間から減算し（T=maxbin*2-T）（Ａ１１）、係数Ａを「−１」に設定する（A=-1）（Ａ８）。

又、距離算出部３３は、第１の実施形態で説明した距離算出処理においてステップＢ５に代わりステップＢ１１を行う。即ち、距離算出部３３は、初期値から判定対象時間での受光積算値を減算した値が検出最大値を超えていると判定すると（Ｂ４：ＹＥＳ）、その判定対象時間をビン最大値の２倍の時間から減算した値を時間決定値として設定し、初期値から判定対象時間での受光積算値を減算した値を検出最大値として設定する（dist=maxbin*2-t,max=maxnum/2-hist[t]）（Ｂ１１）。

図１３は、ヒストグラム生成部３２が生成するヒストグラムの推移を示している。図１３でも検出時間が８００ｎｓであり、ビン最大値の時間が４００ｎｓである場合を例示している。ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力すると、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えるまでは、第１の実施形態と同様に、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで正加算して受光積算値を設定する。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えると、第１の実施形態とは異なり、先頭の時間ビンまで戻らずに折り返し、その入力したデータの計数値を末尾の時間ビンから先頭の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定する。

以上に説明したように第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、自装置から車両周囲の物体までの距離を適切に算出することができる。尚、上記した第２の実施形態でも、正加算と負加算の順序を逆にしても良く、検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に負加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に正加算しても良い。又、第１の実施形態では前半時間での受光積算値が最大値となる時間ビンと後半時間での受光積算値が最小値となる時間ビンとが重なると（ビン最大値の時間差があると）、距離を適切に算出することができなくなるが、第２の実施形態によれば、そのような事態を回避することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図１４を参照して説明する。尚、上記した第１及び第２の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１及び第２の実施形態は、計数値の負加算を開始する時間ビンの位置をそれぞれ先頭の時間ビン及び末尾の時間ビンの位置とした構成であるが、第３の実施形態は、計数値の負加算を開始する時間ビンの位置を途中の時間ビンの位置とした構成である。

図１４は、ヒストグラム生成部３２が生成するヒストグラムの推移を示している。図１４でも検出時間が８００ｎｓであり、ビン最大値の時間が４００ｎｓである場合を例示している。ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力すると、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えるまでは、第１及び第２の実施形態と同様に、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで正加算して受光積算値を設定する。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えると、第１及び第２の実施形態とは異なり、先頭の時間ビンではなく途中の時間ビンまで戻り、その入力したデータの計数値を途中の時間ビンから末尾の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定し、更に先頭の時間ビンまで戻り、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから途中の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定する。この場合、ヒストグラム生成部３２は、末尾の時間ビンから戻る時間ビンの位置を、距離算出部３３が前回の距離算出処理において算出した時間決定値に基づいて決定する。即ち、ヒストグラム生成部３２は、末尾の時間ビンから戻る時間ビンの位置を、前回の距離算出処理において算出した時間決定値がヒストグラムにおいて中央付近の時間ビンとなるように決定する。

以上に説明したように第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、自装置から車両周囲の物体までの距離を適切に算出することができる。尚、上記した第３の実施形態でも、正加算と負加算の順序を逆にしても良く、検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に負加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に正加算しても良い。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図１５から図１８を参照して説明する。尚、上記した第１から第３の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第４の実施形態は、外乱光の影響を考慮することで一定値を補正し、その一定値を補正した補正値（外的要因を排除した値）を初期値とする。

ヒストグラム生成部３２は、第１の実施形態で説明したヒストグラム生成処理において受光積算値を一定値に設定すると（Ａ１）、一定値補正処理に移行する。ヒストグラム生成部３２は、一定値補正処理を開始すると、光源２からの発光を禁止した状態でヒストグラム生成処理と同等の処理を行う（Ａ２２〜Ａ２８）。この場合、ヒストグラム生成部３２は、係数Ａの正負をヒストグラム生成処理とは逆の順序で設定する。即ち、ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３から入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えていないと判定すると（Ａ２４：ＮＯ）、係数Ａを「−１」に設定し（A=-1）（Ａ２５）、一方、その入力したデータの時間がビン最大値の時間を超えていると判定すると（Ａ２４：ＹＥＳ）、その時間からビン最大値の時間を減算し（T=T-maxbin）（Ａ２７）、係数Ａを「１」に設定する（A=1）（Ａ２８）。そして、ヒストグラム生成部３２は、一定値補正処理を終了すると、光源２からの発光を許可した状態で第１の実施形態で説明したステップＡ２からＡ８を行う。

図１７及び図１８は、ヒストグラム生成部３２が生成するヒストグラムの推移を示している。図１７及び図１８でも検出時間が８００ｎｓであり、ビン最大値の時間が４００ｎｓである場合を例示している。ヒストグラム生成部３２は、最初に光源２からの発光を禁止した状態で計数値の負加算及び正加算を行う。ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力すると、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えるまでは、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定する。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えると、先頭の時間ビンまで戻り、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで正加算して受光積算値を設定する。これにより、ヒストグラム生成部３２は、最初に設定した一定値を補正することで（補正値を設定することで）、外乱光の影響を考慮したヒストグラムを生成する。

そして、ヒストグラム生成部３２は、その状態から光源２からの発光を許可した状態で計数値の正加算及び負加算を行う。ヒストグラム生成部３２は、データ生成回路４３からデータを入力すると、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えるまでは、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで正加算して受光積算値を設定する。そして、ヒストグラム生成部３２は、その入力したデータの時間が４００ｎｓを超えると、先頭の時間ビンまで戻り、その入力したデータの計数値を先頭の時間ビンから末尾の時間ビンまで負加算して受光積算値を設定する。

以上に説明したように第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、ヒストグラムを記憶させるためのメモリ容量の増大を抑制しつつ、自装置から車両周囲の物体までの距離を適切に算出することができる。又、最初に光源２からの発光を禁止した状態で計数値の負加算及び正加算を行うことで、外乱光の影響を排除することができ、自装置から車両周囲の物体までの距離を算出する精度を高めることができる。尚、上記した第４の実施形態でも、正加算と負加算の順序を逆にしても良く、光源２からの発光を禁止した状態で検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に正加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に負加算し、光源２からの発光を許可した状態で検出時間の前半時間で計数値を時間ビン上に負加算し、後半時間で計数値を時間ビン上に正加算しても良い。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
本実施形態では、車両に搭載されているレーダー装置１から車両周囲の物体までの距離を算出する構成を例示したが、時間計測の繰り返しにより所定の検出時間で得られた計測値を時間ビン上に加算してヒストグラムを生成し、その生成したヒストグラムに基づいて物理量を算出する構成であれば、車両以外の用途に適用しても良い。
本実施形態では、横軸を時間とする共に縦軸を受光積算値としてヒストグラムを生成する構成を例示したが、横軸と縦軸とを交換しても良く、縦軸を時間とする共に横軸を受光積算値としてヒストグラムを生成しても良い。

本実施形態では、検出時間の半分の時間ビン上の受光積算値を初期値に設定した上で、検出時間の半分で計数値の正加算と負加算とを切り換える（折り返す）構成を例示したが、検出時間の任意の部分で計数値の正加算と負加算とを切り換えても良い。即ち、検出時間を４等分し、検出時間の４分の１の時間ビン上の受光積算値を初期値に設定した上で、検出時間のうち最初の４分の１の時間で計数値を正加算し、検出時間のうち次の４分の１の時間で計数値を負加算し、検出時間のうち残りの４分の２の時間で従来の方法を適用しても良い。例えば検出時間が８００ｎｓであれば、２００ｎｓの時間ビン上の受光積算値を初期値に設定した上で、０〜２００ｎｓで計数値を正加算して受光積算値を設定し、２００〜４００ｎｓで計数値を負加算して受光積算値を設定し、４００〜８００ｎｓで従来の方法を適用しても良い。又、０〜４００ｎｓで従来の方法を適用し、４００〜８００ｎｓで本発明を適用しても良い。又、０〜２００ｎｓ及び６００〜８００ｎｓで従来の方法を適用し、２００〜６００ｎｓで本発明を適用しても良い。このような構成でも、ヒストグラムを生成する際の時間ビンの個数を低減し、ヒストグラムのデータ量を低減しつつ、時間計測の回数を維持し、時間分解能を維持することができる。即ち、検出期間の全体でなくとも少なくとも一部で本発明を適用することで、上記した作用効果を得ることができる。

一次元スキャナ３の走査速度が速く、単位走査時間内でのレーザー光の発光回数が少ない場合には、二次元画素アレイ１１の受光面ＲＰ上において反射光が照射される列を間引くように、インターレース方式で走査する構成としても良い。反射光が照射される列を間引くことで、間引かれた列分のデータを記憶する必要がなくなり、データ記憶部３４における記憶容量の増大を抑制することができる。
絶対値が算出判定値未満であっても、過去に算出した距離（例えば走査の１周期前から現在のタイミングまでの結果）を参照し、同じ距離に物体が存在していると判定すれば、距離を算出するようにしても良い。

リードアウト回路１８を構成する要素の一部（例えばインバータ２２及びバッファ２３）を配線で延長し、二次元画素アレイ１１の受光面ＲＰの外側に設置される構成としても良い。この場合、配線で延長すると信号の遅延が大きくなり、画素データ処理部１５に接続されている同一行の画素１３同士の間でも画素１３と画素データ処理部１５との間を伝達する信号の伝達時間の差が大きくなる可能性があるので、同一行の画素１３同士の間での伝達時間の差を補正する機構を設けても良い。更に、リードアウト回路１８を構成する要素の一部を、貫通ビア又は裏面照射等により、二次元画素アレイ１１の受光面ＲＰの裏側に設置しても良い。

図面中、１はレーダー装置（演算装置）、２は光源（発光手段）、１７は受光素子（受光手段）、３０は受光数特定部（受光数特定手段）、３１は時間計測部（時間計測手段）、３２はヒストグラム生成部（ヒストグラム生成手段）、３３は距離算出部（物理量算出手段）である。

Claims (13)

1. 時間計測の繰り返しにより所定の検出時間で得られた計測値を時間ビン上に加算し、時間と、前記計測値の積算である積算値とに基づいてヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段（３２）と、
   前記ヒストグラム生成手段により生成されたヒストグラムに基づいて物理量を算出する物理量算出手段（３３）と、を備え、
   前記ヒストグラム生成手段は、前記検出時間の一部である所定時間の時間ビン上の積算値を初期値に設定した上で、前記検出時間のうち前記所定時間とそれぞれ等しく且つ互いに異なる第１の時間及び第２の時間のうち一方の時間で計測値を当該所定時間の時間ビン上に正加算し、他方の時間で計測値を当該所定時間の時間ビン上に負加算し、
   前記物理量算出手段は、前記ヒストグラム生成手段により生成されたヒストグラムにおいて初期値からの積算値の変化量を特定して物理量を算出することを特徴とする演算装置（１）。
2. 請求項１に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、計測値を正加算する時間ビンの方向と負加算する時間ビンの方向とを同じ方向とすることを特徴とする演算装置。
3. 請求項１に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、計測値を正加算する時間ビンの方向と負加算する時間ビンの方向とを異なる方向とすることを特徴とする演算装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、計測値の正加算又は負加算を開始する時間ビンの位置を、前記物理量算出手段により算出された前回の物理量に基づいて決定することを特徴とする演算装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、計測値を積算可能な最大値である積算最大値の半分の値を一定値として計算し、その計算した一定値を初期値とすることを特徴とする演算装置。
6. 請求項１から４の何れか一項に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、計測値を積算可能な最大値である積算最大値の半分の値を一定値として計算し、その一定値から外的要因を排除した値を補正値として計算し、その計算した補正値を初期値とすることを特徴とする演算装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、横軸を時間とすると共に縦軸を積算値としてヒストグラムを生成することを特徴とする演算装置。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載した演算装置において、
   前記ヒストグラム生成手段は、前記検出時間の半分である所定時間の時間ビン上の積算値を初期値に設定した上で、前記検出時間のうち前記所定時間とそれぞれ等しく且つ互いに異なる第１の半分時間及び第２の半分時間のうち一方の時間で計測値を当該所定時間の時間ビン上に正加算し、他方の時間で計測値を当該所定時間の時間ビン上に負加算することを特徴とする演算装置。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載した演算装置において、
   前記物理量算出手段は、初期値からの積算値の変化量が最頻である最頻値を特定し、その特定した最頻値に対応する時間を特定して物理量を算出することを特徴とする演算装置。
10. 請求項９に記載した演算装置において、
    前記物理量算出手段は、積算値の最大値と初期値との差及び積算値の最小値と初期値との差をそれぞれ計算し、その計算した値のうち絶対値が大きい方に対応する時間を、最頻値に対応する時間として特定して物理量を算出することを特徴とする演算装置。
11. 請求項１０に記載した演算装置において、
    前記物理量算出手段は、絶対値が算出判定値以上であることを条件として物理量を算出することを特徴とする演算装置。
12. 請求項１から８の何れか一項に記載した演算装置において、
    前記物理量算出手段は、初期値との差の絶対値が算出判定値以上である積算値が複数のときには、その複数の積算値に対応する時間のうち最小の時間を特定して物理量を算出することを特徴とする演算装置。
13. 請求項１から１２の何れか一項に記載した演算装置において、
    パルス光を発光する発光手段（２）と、
    前記発光手段から発光されたパルス光が物体で反射した反射光を受光する受光手段（１７）と、
    前記受光手段に反射光が受光されたタイミングを特定すると共に、反射光の受光を検出した前記受光手段の個数を受光数として特定する受光数特定手段（３０）と、
    前記発光手段からパルス光が発光されたタイミングから前記受光手段に反射光が受光されたタイミングまでの時間を飛行時間として計測する時間計測手段（３１）と、を備え、
    前記ヒストグラム生成手段は、前記時間計測手段により計測された飛行時間と、前記受光数特定手段により特定された受光数の積算である受光積算値とに基づいてヒストグラムを生成し、
    前記物理量算出手段は、自装置から装置周囲の物体までの距離を物理量として算出することを特徴とする演算装置。

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