JP6558122B2

JP6558122B2 - 光飛行型測距装置

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Description

本発明は光飛行型測距装置に関する。

自装置から対象物までの距離を非接触で計算する装置として、光飛行（ＴＯＦ：Time of Flight）型測距装置が供されている。光飛行型測距装置は、繰り返し周期を持つパターンで変調された変調光を空間に発光し、変調光が対象物で反射した反射光を含む入射光を受光する。そして、光飛行型測距装置は、受光した入射光に応じた電荷を複数の蓄積容量に振り分けて蓄積し、サンプリングした値を用いて自装置から対象物までの距離を計算する（例えば特許文献１〜４参照）。

特許第５５７９８９３号公報特開２０１０−９６７３０号公報特許第５５８５９０３号公報特開２０１０−２５９０６号公報

この種の光飛行型測距装置においては、発光波形のデューティーがずれると、位相シフトを誤検出してしまい、距離誤差が発生するという問題がある。このような事情から、発光波形のデューティーを検出し、デューティーのずれを補正することで、距離誤差を適切に低減することが求められている。発光波形のデューティーを検出する方法として、所定の高次高調波に感度を持つシーケンスで受光素子を駆動させる方法がある。しかしながら、信号経路の周波数特性により高周波成分が減衰してしまうと、デューティーの検出精度が低下するという問題がある。

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、発光波形のデューティーを高い精度で検出することができる光飛行型測距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、発光素子は、繰り返し周期を持つパターンで変調された変調光を空間に発光する。駆動部は、発光素子を駆動する。受光素子は、変調光が対象物で反射した反射光を含む入射光に応じた電荷を複数の蓄積容量に振り分けて蓄積する。制御部は、互いに異なる複数の変調周波数で受光素子に露光を行わせ、変調周波数に対応する複数の露光期間を組み合わせて受光素子の露光を制御する。信号処理部は、受光素子によりサンプリングされた値を用いて自装置から対象物までの距離を計算する。ここで、制御部は、複数の変調周波数のうち最も高い変調周波数よりも低い変調周波数に対応する露光期間で所定の高次高調波に感度を有するように受光素子の露光を制御する。信号処理部は、制御部が所定の高次高調波に感度を有するように受光素子の露光を制御することで、発光波形のデューティーを検出する。

本発明は、デューティーのずれが変調周波数に依存せず、低い変調周波数で露光を行うコォース測距の露光期間でのデューティーのずれと、高い変調周波数で露光を行うファイン測距の露光期間でのデューティーのずれとの間に相関を有することに着目したものである。コォース測距の露光期間とファイン測距の露光期間とを組み合わせて露光を行う場合に、ファイン測距の露光期間ではなく、コォース測距の露光期間で所定の高次高調波に感度を有するように受光素子の露光を制御し、発光波形のデューティーを検出するようにした。これにより、信号経路の周波数特性の影響を受けず、発光波形のデューティーを高い精度で検出することができる。そして、コォース測距の露光期間で検出したデューティーを用いてデューティーのずれを演算し、その演算結果をファイン測距の露光期間に適用することで、距離誤差を適切に低減することができる。

本発明の第１の実施形態の全体構成を示す機能ブロック図受光素子（２容量構成）の構成を示す図４位相のシーケンスを示す図差動出力のシーケンスを示す図発光波形及び基本波成分を示す図周波数特性及び振幅を示す図２次高調波の波形及び非積分期間を示す図「０」を実現する構成及びシーケンスを示す図（その１）「０」を実現する構成及びシーケンスを示す図（その２）「０」を実現する構成及びシーケンスを示す図（その３）シーケンスを示す図（その１）デジタル信号処理回路の構成を示す図発光波形を示す図シーケンスを示す図（その２）シーケンスを示す図（その３）本発明の第２の実施形態の全体構成を示す機能ブロック図駆動回路及びデジタル信号処理回路の構成を示す図

（第１の実施形態）
以下、本発明を、例えば車両に搭載可能な車載用の光飛行型測距装置に適用した第１の実施形態について図１から図１５を参照して説明する。自装置からの距離を計算する対象物は、例えば人、車両、壁等である。光飛行型測距装置１は、信号源２と、駆動回路３（駆動部）と、発光素子４と、制御回路５（制御部）と、受光素子６と、ＣＭ（コモンモード）成分除去回路７と、バッファ８ａ，８ｂと、差分検出回路９と、ＡＤ変換回路１０と、デジタル信号処理回路１１（信号処理部）とを有する。

信号源２は、駆動信号を駆動回路３及び制御回路５に出力することで、発光素子４と受光素子６との間で同期を確立し、発光素子４から発光される変調光に同期して受光素子６の露光を制御する。信号源２から出力される駆動信号は、発光素子４及び受光素子６を駆動する矩形パルス（通常数〜数１０ＭＨｚ）であっても良いし、同期パルスのみであっても良い。発光素子４は、変調光としての例えば赤外光を発光するＬＤ（Laser Diode）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等である。受光素子６は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）のプロセスを用いたイメージセンサ等である。

受光素子６は、図２に示すように、ＰＤ（Photodiode）１２と、２個の変調スイッチ１３ａ，１３ｂと、２個の蓄積容量１４ａ，１４ｂとを有する。２個の変調スイッチ１３ａ，１３ｂは、例えばＭＯＳトランジスタやトランスファゲート等のＭＯＳ型のデバイス、ＣＣＤ構造のデバイス等である。２個の蓄積容量１４ａ，１４ｂは、例えばＭＯＳ、ＣＣＤ、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）等の容量素子、配線、ＰＮ接合の寄生容量等である。受光素子６は、変調スイッチ１３ａ，１３ｂを制御信号ＴＧ１，ＴＧ２により駆動し、受光した入射光により発生する光電子を蓄積容量１４ａ，１４ｂに振り分け、その振り分けた光電子の電荷量を示す信号をＣＭ成分除去回路７に出力する。制御信号ＴＧ１，ＴＧ２は変調光に同期した信号であるので、自装置から対象物までの距離に応じて蓄積容量１４ａ，１４ｂに振り分けられる光電子の電荷量が変化する。図２では、受光素子６が２個の蓄積容量１４ａ，１４ｂを有する構成を例示しているが、受光素子６が３個以上の蓄積容量を有する構成でも良い。

ＣＭ成分除去回路７は、変調光に対して無視できない程度のレベルの背景光が存在する場合に、画素の構成を用いて飽和を回避する。バッファ８ａ，８ｂは、それぞれ例えばソースフォロア回路により構成され、ＣＭ成分除去回路７から入力した信号を差分検出回路９に出力する。差分検出回路９は、例えば差動のアンプにより構成され、バッファ８ａ，８ｂから入力した信号の差分を検出し、その検出した差分に応じた信号をＡＤ変換回路１０に出力する。ＡＤ変換回路１０は、差分検出回路９から入力した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してデジタル信号処理回路１１に出力する。デジタル信号処理回路１１は、ＡＤ変換回路１０から入力した信号をデジタル信号処理することで、蓄積容量１４ａ，１４ｂに振り分けられた光電子の電荷量を演算し、自装置から対象物までの距離を計算し、その計算結果を装置外部に出力する。

図３は、発光波形のデューティーを５０％として受光素子６を４位相で駆動した場合のシーケンス（変調周期：Ｔｍ，露光期間：Ｔｗ）である。発光素子４から発光される変調光の波形（発光波形１１０）は、制御信号ＴＧ１，ＴＧ２と同期した矩形波で変調している。図３では矩形波で変調した場合を例示しているが、正弦波、三角波又は疑似ランダムシーケンス等の波形で変調しても良い。変調光が対象物で反射した反射光の波形（反射波形１２０）は、発光波形１１０に対して時間差を有するので、発光波形１１０に対して位相差φだけ遅れた波形となる。一方、制御信号ＴＧ１，ＴＧ２は９０度ずつ位相が異なる矩形波で駆動される。デジタル信号処理回路１１は、制御信号ＴＧ１−１，ＴＧ２−１（駆動波形１１１，１２１）で駆動するシーケンスを数十〜数十万回程度の周期繰り返した後に、発生した光電荷Ｑ１、Ｑ２の情報（電荷電圧変換された電圧値）を取得する。その後、デジタル信号処理回路１１は、制御信号ＴＧ１−２，ＴＧ２−２（駆動波形１１２、１２２）で駆動するシーケンスを同様に数十〜数十万回程度の周期繰り返した後に、発生した光電荷Ｑ３、Ｑ４の情報を取得する。そして、デジタル信号処理回路１１は、取得したＱ１〜Ｑ４から離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）を用いて位相差θを以下の演算式（１）により計算する。
θ＝ｔａｎ^−１［（Ｑ１−Ｑ３）／（Ｑ２−Ｑ４）］…（１）
演算式（１）は上記４つのサンプリングに基づく位相差の演算式であるが、一般のＮ位相についても位相差θを以下の演算式（２）により計算することが可能である。
θ＝ｔａｎ^−１［（ΣＱｋ＊ｓｉｎ（２π／Ｎ＊ｋ））／（ΣＱｋ＊ｃｏｓ（２π／Ｎ＊ｋ））］…（２）

図４は、差動出力のシーケンスである。差分検出回路９は、制御信号ＴＧ１，ＴＧ２の組み合わせ、例えば制御信号ＴＧ１−１（駆動波形１１１），ＴＧ２−１（駆動波形１２１）を数十〜数十万回繰り返してデジタル値Ｄ１（２０１）を生成する。同様にして、差分検出回路９は、制御信号ＴＧ１−２（駆動波形１１２），ＴＧ２−２（駆動波形１２２）からデジタル値Ｄ２（２０２）を生成し、制御信号ＴＧ１−３（駆動波形１１３），ＴＧ２−３（駆動波形１２３）からデジタル値Ｄ３（２０３）を生成し、制御信号ＴＧ１−４（駆動波形１１４），ＴＧ２−４（駆動波形１２４）からデジタル値Ｄ４（２０４）を生成する。この場合、差分検出回路９は、デジタル値Ｄ１〜Ｄ４を、ＤＣ成分を除去した値として出力する。それぞれのデジタル値Ｄ１〜Ｄ４について制御信号ＴＧ１が「Ｈ」であり且つＴＧ２が「Ｌ」であるときに「１」を割り当て、制御信号ＴＧ１が「Ｌ」であり且つＴＧ２が「Ｈ」であるときに「−１」を割り当てて記述する。即ち、Ｄｘの波形について値が「１」及び「−１」の何れであるかにより、制御信号ＴＧ１，ＴＧ２の状態が一意に決定される。尚、このようにＤｘが２つの蓄積容量１４ａ，１４ｂの差分を示す信号であるので、ＡＤ変換回路１０は、先述した演算式（１）の分子又は分母に相当する演算が実施された信号を出力する。

さて、［発明が解決しようとする課題］で説明したように、光飛行型測距装置１においては、発光波形のデューティーがずれると、位相シフトを誤検出してしまい、距離誤差が発生するという問題がある。図５に示すように、理想とする発光波形３０１に対して実際の発光波形３０２が出力されていると、理想とする基本波成分（１次成分）３１１に対して実際の基本波成分３１２がずれる。この点に関し、所定の高次高調波に感度を持つシーケンスで受光素子６を駆動させることで、発光波形のデューティーのずれを検出する方法がある。しかしながら、信号経路の周波数特性により高周波成分が減衰してしまうと、デューティーのずれの検出精度が低下するという問題がある。図６に示すように、理想とする周波数特性４０１に対して実際の周波数特性４０２の高周波成分が減衰すると、基本波成分（ｆ１）のゲインは低下しないが、２次成分（ｆ２）のゲインが低下する。

本発明では、デューティーのずれの発生が変調周波数に依存しないことに着目した。一般的に位相型の測距センサでは位相回りが発生するために、測定可能距離と精度との間にトレードオフがある。即ち、高い変調周波数では精度が得られるが、測定可能距離が短くなってしまうのに対し、低い変調周波数では測定可能距離を長くできる代わりに精度が犠牲になってしまう。このため、一般的に複数の変調周波数を組み合わせて測距を行い、長い測定可能距離と精度を両立することが行われる。このような低い変調周波数で露光を行うコォース測距の露光期間（低い変調周波数に対応する露光期間）と、高い変調周波数で露光を行うファイン測距の露光期間（高い変調周波数に対応する露光期間）とを組み合わせて露光を行う場合に、本発明では、コォース測距の露光期間で所定の高次高調波に感度を有するように受光素子６の露光を制御する。即ち、受光素子６において光電子を蓄積容量１４ａ，１４ｂに振り分けるための制御信号ＴＧ１，ＴＧ２を、コォース測距の露光期間では所定の高次高調波の感度を高めるように変更する。具体的には、図７に示すように、差動出力のシーケンスにおいて非積分期間（信号を積分せずに破棄する期間）を挿入する。図７は、２次高調波（５０１）の感度を高める場合を例示しており、「１」，「−１」に加え、非積分期間である「０」を定義し（挿入し）、「１」，「−１」，「０」を含むデジタル値（５０２）とする。即ち、従来のデジタル値（５０３）（「１」，「−１」のみであり、「０」を定義しない）では、２次高調波の成分がキャンセルされてしまうが、非積分期間である「０」を定義することで、２次高調波の成分がキャンセルされてしまうことを回避する。

「０」を実現する方法としては、以下に示す例えば第１から第３の方法がある。
第１の方法では、図８に示すように、変調スイッチ１３ａ，１３ｂを同時にオンする期間、即ち、ＴＧ１，ＴＧ２の両方が「Ｈ」となる期間を設けて「０」を実現する。ＴＧ１，ＴＧ２の両方が「Ｈ」となる期間においてＰＤ１２に発生した電荷はＱａ，Ｑｂに分かれて蓄積容量１４ａ，１４ｂに蓄積され、Ｑａ，Ｑｂは等しい値となる。そのため、この成分はＣＭ成分除去回路７及び差分検出回路９でキャンセルされ、その結果、ＡＤ変換回路１０は「０」を出力する。

第２の方法では、図９に示すように、変調スイッチ１３ａ，１３ｂとは別の変調スイッチ１３ｃを設け、変調スイッチ１３ａ，１３ｂを同時にオフし且つ別の変調スイッチ１３ｃがオンする期間、即ち、ＴＧ１，ＴＧ２の両方が「Ｌ」となり且つＴＧ３が「Ｈ」となる期間を設けて「０」を実現する。このＴＧ１，ＴＧ２の両方が「Ｌ」となり且つＴＧ３が「Ｈ」となる期間においてＰＤ１２に発生した電荷は固定電位（例えばＶＤＤ）に破棄される。

第３の方法では、図１０に示すように、Ｑａ，Ｑｂのうち一方を破棄し、２回分のサンプルを統合して「０」を実現する。即ち、ＴＧ２が「Ｈ」の期間に蓄積された電荷を破棄する周期と、ＴＧ１が「Ｈ」の期間に蓄積された電荷を破棄する周期とを統合する。上記した第１の方法ではＴＧ１，ＴＧ２の両方を「Ｈ」とする期間を設ける必要があり、第２の方法ではＴＧ１，ＴＧ２の両方を「Ｌ」とする期間を設ける必要があるが、第３の方法は、そのような期間を設ける必要はなく、ＴＧ１，ＴＧ２を互いに反転する制御を行えば良く、単純な制御で済む利点がある。

図１１は、コォース測距の露光期間とファイン測距の露光期間とを組み合わせた露光パターンにより受光素子６の露光を制御するシーケンスである。コォース測距の露光期間では発光波形のデューティーを５０％として８位相で駆動し、ファイン測距の露光期間では発光波形のデューティーを５０％として４位相で駆動する。差分検出回路９は、コォース測距の露光期間ではデジタル値ＤＣ１〜ＤＣ８（６０１〜６０８）を出力し、ファイン測距の露光期間ではデジタル値ＤＦ１〜ＤＦ４（６１１〜６１４）を出力する。

デジタル信号処理回路１１は、図１２に示すように、位相角計算回路１５と、デューティー検出回路１６と、誤差演算回路１７と、加算回路１８とを有する。位相角計算回路１５は、ＡＤ変換回路１０からデジタル信号を入力すると、その入力したデジタル信号を用いて位相角を計算し、その計算結果を加算回路１８に出力する。デューティー検出回路１６は、ＡＤ変換回路１０からデジタル信号を入力すると、その入力したデジタル信号の１次成分の振幅と２次成分の振幅との比率を用いてデューティーを検出し、その検出結果を誤差演算回路１７に出力する。

ここで、発光波形のデューティーのずれについて説明する。図１３に示すように、波形の立上がり期間（ｔｒ）と立下がり期間（ｔｆ）とが同等でないためにデューティーにずれを生じていた場合、コォース測距の露光期間での発光波形のデューティーのずれと、ファイン測距の露光期間での発光波形のデューティーのずれとの間には相関を有する。なぜならば、コォース測距からファイン測距へと変更する際に変調周波数を上げても立上がり期間及び立下がり期間がそれぞれ変調周波数を上げる前後で変化しないからである。これは、立上がり期間及び立下がり期間がそれぞれ駆動回路３及び発光素子４の応答特性で決まるものであり、変調周波数に依存しないことによる。この点に着目し、誤差演算回路１７は、コォース測距の露光期間でデューティー検出回路１６から検出結果を入力すると、信号源２から入力するコォース測距の露光期間での変調周波数を用い、コォース測距の露光期間でのデューティーの差分を演算する。そして、誤差演算回路１７は、その演算結果を加算回路１８に出力する。加算回路１８は、コォース測距の露光期間では、位相角計算回路１５から計算結果を入力すると、その入力した計算結果をそのまま位相出力として出力する。一方、加算回路１８は、ファイン測距の露光期間では、位相角計算回路１５から計算結果を入力すると、その入力した計算結果と誤差演算回路１７から入力した演算結果とを加算し、その加算結果を位相出力として出力する。デジタル信号処理回路１１は、上記した処理を行うことで、コォース測距の露光期間で計算した発光波形のデューティーのずれをファイン測距の露光期間に適用し、距離誤差を低減する。

図１４は、コォース測距の露光期間とファイン測距の露光期間とを組み合わせた露光パターンにより受光素子６の露光を制御する別のシーケンスである。コォース測距の露光期間では上記した図１１のシーケンスと同様に発光波形のデューティーを５０％として８位相で駆動し、ファイン測距の露光期間では発光波形のデューティーを２５％とし且つ上記した図１１のシーケンスに対して尖頭値を２倍として８位相で駆動する。差分検出回路９は、コォース測距の露光期間ではデジタル値ＤＣ１〜ＤＣ８（６０１〜６０８）を出力し、ファイン測距の露光期間ではデジタル値ＤＦ１〜ＤＦ８（６２１〜６２８）を出力する。図１４のシーケンスでは図１１のシーケンスに対して同じ発光パワーでありながらも距離精度を高めることができる。

図１５は、コォース測距の露光期間とファイン測距の露光期間とを組み合わせた露光パターンにより受光素子６の露光を制御する更に別のシーケンスである。コォース測距の露光期間では上記した図１１のシーケンスと同様に発光波形のデューティーを５０％として８位相で駆動し、ファイン測距の露光期間では発光波形のデューティーを５０％とし且つ上記した図１１のシーケンスに対して尖頭値を２倍として４位相で駆動し、バースト発光により駆動する。差分検出回路９は、コォース測距の露光期間ではデジタル値ＤＣ１〜ＤＣ８（６０１〜６０８）を出力し、ファイン測距の露光期間ではデジタル値ＤＦ１〜ＤＦ４（６３１〜６３４）を出力する。図１５のシーケンスでも図１１のシーケンスに対して同じ発光パワーでありながらも距離精度を高めることができる。

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。光飛行型測距装置１において、コォース測距の露光期間とファイン測距の露光期間とを組み合わせて露光を行う場合に、コォース測距の露光期間で２次高調波に感度を有するように受光素子６の露光を制御し、発光波形のデューティーを検出するようにした。これにより、信号経路の周波数特性の影響を受けず、発光波形のデューティーを高い精度で検出することができる。そして、コォース測距の露光期間で検出したデューティーを用いてデューティーのずれを演算し、その演算結果をファイン測距の露光期間に適用することで、距離誤差を適切に低減することができる。

又、デジタル信号処理回路１１においてコォース測距の露光期間で計算した発光波形のデューティーのずれをファイン測距の露光期間に適用するようした。これにより、デジタル信号処理回路１１のみを改良することで、距離誤差を適切に低減することができる。又、ファイン測距の露光期間で発光波形のデューティーを２５％とし且つ尖頭値を２倍としたりバースト発光したりすることで、距離精度を高めることができる。

（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１６及び図１７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。上記した第１の実施形態は、誤差演算回路１７の演算結果を位相角計算回路１５から出力される計算結果に反映する構成であるが、第２の実施形態は、誤差演算回路１７の演算結果を発光波形に反映する構成である。

光飛行型測距装置２１は、信号源２と、駆動回路２２（駆動部）と、発光素子４と、制御回路５と、受光素子６と、ＣＭ成分除去回路７と、バッファ８ａ，８ｂと、差分検出回路９と、ＡＤ変換回路１０と、デジタル信号処理回路２３（信号処理部）とを有する。駆動回路２２は、図１７に示すように、デューティー調整回路２４を有する。デジタル信号処理回路２３は、第１の実施形態で説明したデジタル信号処理回路１１から加算回路１８が省略されており、位相角計算回路１５と、デューティー検出回路１６と、誤差演算回路１７とを有する。誤差演算回路１７は、演算結果をデューティー調整回路２４に出力する。デューティー調整回路２４は、コォース測距の露光期間では、信号源２から入力した駆動信号に対して発光波形のデューティーを調整せずにそのまま発光素子４に出力する。一方、誤差演算回路１７は、ファイン測距の露光期間では、信号源２から入力した駆動信号に対して誤差演算回路１７から入力した演算結果により発光波形のデューティーを調整して発光素子４に出力する。駆動回路２２及びデジタル信号処理回路２３は、上記した処理を行うことで、コォース測距の露光期間で計算した発光波形のデューティーのずれをファイン測距の露光期間に適用し、距離誤差を低減する。

以上に説明したように第２の実施形態によれば、上記した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、発光波形のデューティーを高い精度で検出することができる。又、コォース測距の露光期間で検出したデューティーを用いてデューティーのずれを演算し、その演算結果をファイン測距の露光期間に適用することで、距離誤差を適切に低減することができる。又、駆動回路２２及びデジタル信号処理回路２３においてコォース測距の露光期間で計算した発光波形のデューティーのずれをファイン測距の露光期間に適用するようした。これにより、発光波形のデューティーを調整することで、距離誤差を適切に低減することができる。又、デジタル信号処理回路２３を上記した第１の実施形態で説明したデジタル信号処理回路１１よりも構成を簡素化することができる。

（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。
車両以外の用途に適用しても良い。
互いに異なる変調周波数に対応する露光期間は２個に限らず３個以上でも良い。即ち、互いに異なる３個以上の変調周波数に対応する３個以上の露光期間を組み合わせて受光素子６の露光を制御する構成であれば、最も高い変調周波数よりも低い変調周波数に対応する露光期間で所定の高次高調波に感度を有するように受光素子６の露光を制御すれば良い。
デジタル信号処理回路１１，２３が信号源２から変調周波数を入力する構成に限らず、デジタル信号処理回路１１，２３が装置外部から変調周波数を入力する構成でも良い。

図面中、１，２１は光飛行型測距装置、３，２２は駆動回路（駆動部）、４は発光素子、５は制御回路（制御部）、６は受光素子、１１，２３はデジタル信号処理回路（信号処理部）である。

Claims

繰り返し周期を持つパターンで変調された変調光を空間に発光する発光素子（４）と、
前記発光素子を駆動する駆動部（３）と、
変調光が対象物で反射した反射光を含む入射光に応じた電荷を複数の蓄積容量（１４ａ，１４ｂ）に振り分けて蓄積する受光素子（６）と、
互いに異なる複数の変調周波数で前記受光素子に露光を行わせ、前記変調周波数に対応する複数の露光期間を組み合わせて前記受光素子の露光を制御する制御部（５）と、
前記受光素子によりサンプリングされた値を用いて自装置から対象物までの距離を計算する信号処理部（１１）と、を備え、
前記制御部は、複数の変調周波数のうち最も高い変調周波数よりも低い変調周波数に対応する露光期間で所定の高次高調波に感度を有するように前記受光素子の露光を制御し、
前記信号処理部は、前記制御部が所定の高次高調波に感度を有するように前記受光素子の露光を制御することで、発光波形のデューティーを検出することを特徴とする光飛行型測距装置（１）。
請求項１に記載した光飛行型測距装置において、
前記信号処理部は、発光波形の１次成分の振幅と、前記１次成分の周波数の２倍の周波数である２次成分の振幅との比率を用いて発光波形のデューティーを検出することを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項１又は２に記載した光飛行型測距装置において、
前記信号処理部は、発光波形のデューティーの検出結果を用いて当該発光波形の位相角を補正することを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項３に記載した光飛行型測距装置において、
前記信号処理部は、一の変調周波数に対応する露光期間での発光波形のデューティーの検出結果を用いて、前記一の変調周波数よりも周波数が高い変調周波数に対応する露光期間での位相角を補正することを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項３又は４に記載した光飛行型測距装置において、
前記信号処理部は、距離誤差の補正をデジタル演算で行うことを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項１又は２に記載した光飛行型測距装置において、
前記信号処理部は、発光波形のデューティーの検出結果を前記駆動部に出力し、
前記駆動部は、前記信号処理部から入力した検出結果を用いて発光波形のデューティーを調整することを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項６に記載した光飛行型測距装置において、
前記駆動部は、一の変調周波数に対応する露光期間での発光波形のデューティーの検出結果を用いて、前記一の変調周波数よりも周波数が高い変調周波数に対応する露光期間での発光波形のデューティーを調整することを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項１から７の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記駆動部は、高い変調周波数に対応する露光期間では、発光波形のデューティー比を５０％よりも短くし且つ低い変調周波数に対応する露光期間に対して発光波形の尖頭値を高くして前記発光素子を駆動することを特徴とする光飛行型測距装置。
請求項１から７の何れか一項に記載した光飛行型測距装置において、
前記駆動部は、高い変調周波数に対応する露光期間では、低い変調周波数に対応する露光期間に対して発光波形の尖頭値を高くして前記発光素子を駆動することを特徴とする光飛行距装置。