WO2017134707A1 - 測距装置、測距方法、信号処理装置および投光装置 - Google Patents

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WO2017134707A1
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pulse
unit
pulse train
reflected
reference pulse
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PCT/JP2016/004702
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享宏 小山
大畑　豊治
大野　智輝
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ソニー株式会社
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    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection

Definitions

  • the present disclosure relates to a distance measuring device, a distance measuring method, a signal processing device, and a light projecting device.
  • an object of the present disclosure is to provide a measuring device, a distance measuring method, a signal processing device, and a light projecting device that can measure a distance with higher accuracy.
  • a light projecting unit that projects a reference pulse train composed of a main pulse and at least one or more sub-pulses;
  • a light receiving unit that receives a reflected pulse train reflected by an object to be measured, and a reference pulse train;
  • An identification unit for identifying a reflected pulse train corresponding to the reference pulse train;
  • a calculation unit that calculates a distance to the measurement object based on a delay time difference between the reference pulse train and the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train;
  • the light projecting unit is a distance measuring device configured to project a plurality of reference pulse trains having different pulse intervals.
  • the light projecting unit projects a reference pulse train composed of a main pulse and at least one sub pulse
  • the light receiving unit receives the reflected pulse train in which the reference pulse train is reflected by the measurement object
  • the identifying unit identifies the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train
  • the calculation unit calculates the distance to the measurement object based on the delay time difference between the reference pulse train and the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train
  • the light projecting unit is a distance measuring method for projecting a plurality of reference pulse trains having different pulse intervals.
  • a light receiving unit that receives a reflected pulse train in which a reference pulse train composed of a main pulse and at least one or more sub-pulses is reflected by an object to be measured;
  • An identification unit that identifies a reflected pulse train corresponding to a predetermined reference pulse train among a plurality of reference pulse trains having different pulse intervals.
  • a light projecting device that projects pulsed light for optical distance measurement, Projection configured to project a reference pulse sequence composed of a main pulse and at least one or more sub-pulses, and configured to project a plurality of reference pulse sequences having different pulse intervals
  • a light projecting device comprising a unit.
  • the distance can be measured with higher accuracy.
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any effects described in the present disclosure. Further, the contents of the present disclosure are not construed as being limited by the exemplified effects.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a profile of pulsed light.
  • 3A to 3C are diagrams for explaining an operation example and the like of the distance measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining a modification of the distance measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining a modification of the distance measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining a configuration example of the distance measuring apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of an error that may occur in the distance measurement result.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of an error that may occur in the distance measurement result.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are diagrams for explaining a configuration example and the like of the distance measuring apparatus according to the third embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining a modification of the distance measuring apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a modification.
  • General distance measuring device Prior to the description of the embodiment of the present disclosure, a general distance measuring device will be described. In this specification, for example, a description will be given of an apparatus that performs distance measurement by an optical method.
  • measurement time is measured until the measurement object, which is a distance measurement target, is irradiated with the reference pulse light and the reflected pulse light is received (TOF: Time OF Flight). Is made.
  • TOF Time OF Flight
  • the reference pulse light is repeatedly irradiated to the measurement object, and the time ⁇ t (s (seconds)) required for receiving the reflected pulse light having the same origin corresponding to each reference pulse light is sequentially measured.
  • the time ⁇ t required to receive the reflected pulse light varies depending on the distance to the measurement object, and the time ⁇ t increases as the distance to the measurement object increases.
  • the reflected pulse light travels a distance of 2L from the light projecting source to the measurement object.
  • the time ⁇ t required for this can be expressed as 2 L / c using the speed of light c (m / s) as a difference from the time when the reference pulse light is irradiated (hereinafter referred to as the reference time as appropriate). Therefore, if accurate ⁇ t can be obtained, accurate L can be obtained by c ⁇ ⁇ t / 2.
  • the repetition frequency at which the reference pulse light is output is f (Hz (Hertz)
  • the period is 1 / f (s).
  • the reference pulse light and the reflected pulse light are detected. It is possible to appropriately calculate the distance by counting in the order in which the pulses are assigned, associating the pulse lights with the same number, and obtaining the interval ⁇ t between the pulse lights. However, when the distance to the object to be measured changes suddenly, the order of the detected reflected pulse light may be switched. For example, it is assumed that the reference pulse lights SP1 and SP2 are emitted in order.
  • the reference pulse light SP1 is irradiated to the distance measuring object at the predetermined position, the reflected pulse light RP1 returns as the reflected light, and the reference pulse light is applied to the distance measuring object moved to a position closer to the predetermined position. It is assumed that SP2 is irradiated and the reflected pulsed light RP2 is returned as the reflected light. Since the time required for the reflected pulsed light RP1 to return is longer than the time required for the reflected pulsed light RP2 to return, the reflected pulsed light RP2 may be detected first.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring device (ranging device 1) according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the distance measuring device 1 is an example of a light projecting unit 5, which is an example of a light projecting unit, a first measuring unit 10, a second measuring unit 20, an identifying unit 30, a calculating unit 40, and a storage unit.
  • a lookup table 50 is provided.
  • the light projecting unit 5 includes, for example, a light projecting unit 5a and a control unit 5b.
  • the light projecting unit 5a includes, for example, a semiconductor laser and a laser diode driver that drives the semiconductor laser. Pulse light is emitted from the semiconductor laser by intermittently injecting a pulse current from the laser diode driver.
  • FIG. 2 shows a profile of pulsed light obtained when a current pulse having a half width of 1.5 ns (nanosecond) is injected into a semiconductor laser. This is pulse light having a half-value width of about 150 ps (picoseconds), which is sufficiently smaller than the half-value width of the injected current pulse.
  • the control unit 5b manages the timing at which the laser diode driver in the light projecting unit 5a injects current.
  • the light projecting unit 5 projects (irradiates) the measurement target MT with a reference pulse train having an arbitrary time interval.
  • a pulse series having a pulse interval ti can be formed by operating the laser diode driver at an arbitrary time interval ti.
  • the current pulse width in this example is 1.5 ns, ti> 1.5 ns. The details of the pulse train (reference pulse train and reflected pulse train) will be described later.
  • the first measurement unit 10 includes, for example, a first light receiving unit 101 and a first time measuring unit 102.
  • the first light receiving unit 101 is a light receiving element such as a photodiode, an avalanche photodiode, or a single photon avalanche diode, and an output signal (hereinafter referred to as an output signal) output from the light receiving element according to the intensity of input light input to the light receiving element. It is an element in which the intensity of the light receiving signal is also appropriately changed.
  • the first light receiving unit 101 is configured to receive a reflected pulse sequence in which the reference pulse sequence projected from the light projecting unit 5 is reflected by the measurement target MT.
  • the first time measuring unit 102 acquires the timing at which the first light receiving unit 101 receives each pulse in the reflected pulse sequence.
  • the first time measuring unit 102 uses a binarization circuit such as a comparator having a predetermined detection threshold value to detect when the level of the received light signal (signal intensity) exceeds the threshold value. Acquired as the timing of receiving individual pulses in the sequence.
  • An example of the first timekeeping unit 102 is TDC (Time Digital Digital Converter).
  • the first timer 102 is not limited to TDC.
  • a CFD Constant-Fraction-Discriminator or the like that detects a zero-cross point by adding an attenuation waveform of a predetermined waveform and a waveform obtained by delay-inverting the predetermined waveform may be used.
  • the second measuring unit 20 includes, for example, a second light receiving unit 201 and a second time measuring unit 202.
  • the second light receiving unit 201 is a light receiving element such as a photodiode, an avalanche photodiode, or a single photon avalanche diode, and the intensity of the light receiving signal output from the light receiving element also varies depending on the intensity of the input light input to the light receiving element. It is a changing element.
  • the second light receiving unit 201 may be the same light receiving element as the first light receiving unit 101 or a different light receiving element.
  • the second light receiving unit 201 is configured to receive the reference pulse sequence reflected by the beam splitter BS from the reference pulse sequence projected from the light projecting unit 5.
  • the second time measuring unit 202 acquires the timing at which the second light receiving unit 201 receives each pulse in the reference pulse train.
  • the second time measuring unit 202 uses a binarization circuit such as a comparator having a predetermined detection threshold value to indicate the timing when the level of the received light signal exceeds the threshold value. Is obtained as the timing of receiving the pulse.
  • the second timer unit 202 include the above-described TDC and CFD.
  • the first measurement unit 10 may be provided with a conversion unit that converts the reception signal output from the first light receiving unit 101 from a current signal to a voltage signal, and an amplification unit that amplifies the level of the light reception signal.
  • the identification unit 30 is composed of a microcomputer, FPGA (Field Programmable Gate Array) or the like. Based on the timing at which each pulse in the reference pulse sequence and the reflected pulse sequence acquired by the first and second measurement units 10 and 20 is received, the identification unit 30 reflects the reflected pulse corresponding to the reference pulse sequence. Identify the tuple.
  • the calculation unit 40 is composed of a microcomputer, FPGA, or the like.
  • the calculation unit 40 calculates the distance to the measurement target MT based on the delay time difference between the reference pulse train and the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train. Note that the process of calculating the distance can be performed at an appropriate timing, such as one frame unit described later.
  • the lookup table 50 stores the pulse interval in the reference pulse train.
  • the lookup table 50 is connected to the identification unit 30 so that the identification unit 30 can refer to information stored (stored) in the lookup table 50.
  • the light projecting unit 5 projects the reference pulse train to the measuring object MT.
  • the reference pulse train consists of a plurality of pulses.
  • each pulse is schematically shown as a bar having a width.
  • the first pulse in the pulse train is referred to as a main pulse, and the pulses other than the first pulse are referred to as sub-pulses.
  • the reference pulse train SP1 is composed of a set of a main pulse SP1a and a sub pulse SP1b.
  • the reference pulse set SP2 is composed of a set of a main pulse SP2a and a subpulse SP2b
  • the reference pulse set SP3 is a set of a main pulse SP3a and a subpulse SP3b.
  • three reference pulse trains are shown.
  • the present invention is not limited to this, and any number of reference pulse trains (for example, 100 with 100 pulse intervals described later) may be used. Is possible.
  • this arbitrary number of reference pulse trains is set as one frame, and after the reference pulse train of the first frame is projected, the reference pulse train of the next frame (second frame) has a predetermined repetition period. So it will be flooded.
  • reference pulse trains SP when it is not necessary to distinguish individual reference pulse trains, they are abbreviated as reference pulse trains SP.
  • the pulse interval is defined by the time interval between the main pulse and the sub pulse.
  • the pulse interval of the reference pulse sequence SP1 is t1 which is the time interval between the main pulse SP1a and the subpulse SP1b
  • the pulse interval of the reference pulse sequence SP2 is the time interval between the main pulse SP2a and the subpulse SP2b
  • the pulse interval of the reference pulse train SP3 is t3, which is the time interval between the main pulse SP3a and the sub-pulse SP3b.
  • these pulse intervals t1, t2, and t3 are set to different values (for example, t1 ⁇ t2 ⁇ t3).
  • the reflected pulse train in which the reference pulse train SP is reflected by the measurement object MT is also composed of a set of a main pulse and a sub pulse.
  • the reflected pulse set RP1 in which the reference pulse set SP1 is reflected by the measurement object MT is composed of a set of a main pulse RP1a and a sub pulse RP1b.
  • the reflected pulse set RP2 in which the reference pulse set SP2 is reflected by the measurement object MT is composed of a set of a main pulse RP2a and a sub pulse RP2b.
  • the reflected pulse set RP3 in which the reference pulse set SP3 is reflected by the measurement object MT is composed of a set of a main pulse RP3a and a sub pulse RP3b.
  • reflected pulse set sequence RP when it is not necessary to distinguish each reflected pulse set sequence, it is abbreviated as reflected pulse set sequence RP.
  • the reference pulse train SP is projected from the light projecting unit 5 onto the measurement target MT.
  • the laser diode driver of the light projecting unit 5a is driven under the control of the control unit 5b, and the reference pulse train SP having a predetermined pulse interval is projected from the light projecting unit 5a.
  • the light projecting unit 5 emits the reference pulse set SP with a constant period T, for example.
  • the reference pulse train SP projected from the light projecting unit 5 is branched by the beam splitter BS, and after one is reflected by the measurement object MT, it is received by the first light receiving unit 101 as a reflected pulse train RP. The other is received by the second light receiving unit 201.
  • Case 1 is a case where the measurement object MT is at a relatively close position, and the reflected pulse train RP is received within the period T, that is, until the next reference pulse train SP is projected.
  • Case 2 is a case where only an object to be measured using a predetermined reference pulse train SP (for example, the reference pulse train SP2) is in the distance, and the like within the period T, that is, the next reference pulse. This is a case where the reflected pulse set RP is not received before the set SP is projected.
  • a predetermined reference pulse train SP for example, the reference pulse train SP2
  • a light reception signal is output from the second light receiving unit 201 in response to receiving the reference pulse trains SP1, SP2, and SP3.
  • the second timing unit 202 acquires the timing at which the main pulse and the sub pulse of the reference pulse train SP are received, and outputs the acquired timing to the identification unit 30.
  • the second time measuring unit 202 acquires timings ts1 and ts1 ′ at which the main pulse SP1a and the subpulse SP1b of the reference pulse train SP1 are received, and outputs the acquired timings to the identification unit 30.
  • the second time measuring unit 202 acquires the timings ts2 and ts2 ′ at which the main pulse SP2a and the sub pulse SP2b of the reference pulse train SP2 are received, and outputs the acquired timings to the identification unit 30. Further, the second time measuring unit 202 acquires timings ts3 and ts3 ′ at which the main pulse SP3a and the subpulse SP3b of the reference pulse train SP3 are received, and outputs the acquired timings to the identifying unit 30.
  • a light reception signal is output from the first light receiving unit 101 that has received the reflected pulse set RP.
  • the first time measuring unit 102 acquires the timing at which the main pulse and the sub pulse of the reflected pulse train RP are received, and outputs the acquired timing to the identification unit 30. Specifically, the first time measuring unit 102 acquires timings tr1 and tr1 ′ at which the main pulse RP1a and the sub pulse RP1b of the reflected pulse train RP1 are received, and outputs the acquired timings to the identification unit 30.
  • the first time measuring unit 102 acquires the timings tr2 and tr2 ′ at which the main pulse RP2a and the sub pulse RP2b of the reflected pulse set RP2 are received, and outputs the acquired timings to the identification unit 30. Further, the first time measuring unit 102 acquires timings tr3 and tr3 ′ at which the main pulse RP3a and the sub pulse RP3b of the reflected pulse train RP3 are received, and outputs the acquired timings to the identification unit 30.
  • the identification unit 30 refers to the lookup table 50 and reads the pulse intervals t1, t2, and t3 stored in the lookup table 50. Then, the identification unit 30 calculates the difference in the light reception timing in the reference pulse sequence SP and identifies the reference pulse sequence having the pulse interval read from the lookup table 50. For example, since there is only one reference pulse sequence SP1 having the pulse interval t1, the reference pulse sequence is identified as the reference pulse sequence SP1.
  • the identification unit 30 calculates a difference in light reception timing in the reflected pulse sequence RP, and identifies a reflected pulse sequence having a pulse interval read from the lookup table 50. For example, since there is only one reflected pulse set RP1 having the pulse interval t1, the reflected pulse set is identified as the reflected pulse set RP1. Then, the identifying unit 30 identifies that the reflected pulse train RP1 is a pulse train corresponding to the reference pulse train SP1.
  • the identification unit 30 determines the delay time difference ⁇ t1 between the reference pulse sequence SP1 and the reflected pulse sequence RP1 corresponding to the reference pulse sequence SP1 (the flight time of the reference pulse sequence SP1 projected from the light projecting unit 5).
  • the delay time difference ⁇ t1 can be obtained, for example, by the difference between the timing ts1 when the main pulse SP1a is received in the reference pulse set SP1 and the timing tr1 when the main pulse RP1a is received in the reflected pulse set RP1. You may obtain
  • the identification unit 30 outputs the obtained delay time difference ⁇ t1 to the calculation unit 40.
  • the calculation unit 40 calculates the distance to the measurement target MT based on the delay time difference ⁇ t1. For example, the calculating unit 40 multiplies the delay time difference ⁇ t1 by the speed of light and divides the result by 2 to calculate the distance to the measuring object MT. Up to the calculated distance to the measurement object MT is output from the calculation unit 40 and used according to the application.
  • Case 2 will be described. Similar processing is performed for case 2 as well. In addition, about the description which overlaps with the description regarding the case 1 mentioned above, only a schematic description is given.
  • the timing at which the main pulse and the sub-pulse in the reference pulse train SP are received by the second measurement unit 20 is acquired. Further, the timing at which the first measurement unit 10 receives the main pulse and the sub pulse in the reflected pulse train RP is acquired. The first and second measurement units 10 and 20 output the acquired timing to the identification unit 30.
  • the identification unit 30 identifies the reference pulse train having the pulse intervals t1, t2, and t3 read from the lookup table 50. For example, the identification unit 30 determines all timing differences supplied from the first and second measurement units for each measurement unit, and performs matching processing between these differences and the pulse intervals t1, t2, and t3. For the reference pulse sequence SP, a pair of pulses received earlier in time is identified as the reference pulse sequence SP1, and a pair of pulses received next is identified as the reference pulse sequence SP2. The matching process may be performed only on the reflected pulse train RP.
  • the reflected pulse sequence having the pulse interval t2 is identified as the reflected pulse sequence RP2 by the matching process.
  • the reflected pulse set RP2 and the corresponding reference pulse set SP2 can be identified, and the reference time for the reflected pulse set RP2 (in this example, the main pulse SP2a of the reference pulse set SP2 is received).
  • the timing ts2) can be identified.
  • the identification unit 30 can accurately obtain the delay time difference ⁇ t2 with respect to the reference time. That is, an appropriate delay time difference ⁇ t2 can be obtained even when the light reception time of the reflected pulse train RP is longer than the repetition cycle in which the reference pulse train SP is output.
  • the distance to the measuring object MT measured using the pulse train SP2 can be calculated appropriately.
  • the time interval between the main pulse and the sub-pulse is It is not necessarily kept constant. In such a case, the time interval of the pulse train must be set sufficiently smaller than the moving time (speed) of the moving object. However, in order to acquire the position information of the moving object, it is necessary to perform distance measurement at a repetition frequency f (Hz) that is sufficiently faster than the moving time (speed) of the moving object. If the pulse time interval is set within the repetition period 1 / f (s), the error can be almost ignored.
  • the first embodiment has been described above. According to the first embodiment, it is possible to increase the repetition frequency of projecting the pulse train from the light projecting unit 5 without limitation due to the distance to the measurement target MT. In one-point ranging, statistically, the standard error can be reduced to 1 / ⁇ N (1 / ⁇ N) by performing N measurements statistically with extremely high accuracy. Is possible. Further, in the multipoint measurement in which the light projecting unit 5 is provided with a scanning system, the repetition frequency of projecting the pulse train from the light projecting unit 5 can be increased, so that high-density and high-definition two-dimensional distance measurement is possible. Can be realized. Moreover, it is not necessary to prepare separate systems according to the distance of the measurement target MT. In addition, distance measurement can be performed on an object having a large distance dynamic range (having a large distance depth).
  • FIG. 4 shows a configuration example of a distance measuring device 1a according to a modification.
  • the identification unit 30 and the control unit 5b in the light projecting unit 5 may be connected.
  • the structure by which the pulse interval t1 etc. which were read by the identification part 30 etc. are supplied to the control part 5b may be sufficient.
  • the control unit 5b may control the light projecting unit 5a so that the reference pulse set SP1 having the pulse interval t1 and the like supplied from the identifying unit 30 is projected.
  • FIG. 5 shows a configuration example of a distance measuring device 1b according to another modification.
  • the light projecting unit 5 may be provided with a lookup table 50 in which the pulse interval is described. And the structure which the control part 5b can read the pulse space
  • the control unit 5b controls the light projecting unit 5a so that the reference pulse set SP1 and the like having the pulse interval t1 and the like read from the lookup table 50 are projected. Further, the control unit 5b supplies the identification unit 30 with the pulse interval t1 read from the lookup table 50 and the like. 4 and 5 can provide the same effects as those of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring device (ranging device 2) according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the distance measuring device 2 includes, for example, an error detection unit 60 as a difference from the distance measuring device 1.
  • the error detection unit 60 is connected to the control unit 5 b and the calculation unit 40 in the light projecting unit 5.
  • the error detection unit 60 determines that an error has occurred in the distance calculation result when the distance calculated by the calculation unit 40 is more than a threshold (shift), and feeds back the determination result to the control unit 5b. .
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of an error that may occur in the distance calculated by the calculation unit 40.
  • 100 reference pulse trains SP1, SP2,... SP100 having 100 pulse intervals t1, t2,... T100 are set as one frame unit, and the reference pulse train SP is measured in this frame unit. It is an example which projects on the target object MT.
  • the pulse interval of the reflected pulse train RP2 is appropriately determined as t2 by the identification unit 30.
  • the pulse interval of the reflected pulse train RP98 is also determined to be t2. That is, the identifying unit 30 determines that there are two reflected pulse trains RP (reflected pulse trains RP2 and RP98) corresponding to the reference pulse train SP2 whose pulse interval is t2.
  • the delay time difference is obtained according to the determination result of the identification unit 30.
  • the reference time for the reflected pulse train RP2 is ts2, and ⁇ t2 is obtained for ts2.
  • ts2 temporally before ts98 is the reference time. For this reason, ⁇ t98 becomes larger than an appropriate value.
  • the calculation unit 40 calculates the distance to the measurement target MT by multiplying ⁇ t98 by the speed of light and dividing the multiplication result by two. Since the value of ⁇ t98 becomes large, there is a possibility that it may be calculated to be larger than the original appropriate distance obtained by the distance calculation process.
  • FIG. 8 is a graph schematically showing the distance obtained by the process executed by the calculation unit 40.
  • the horizontal axis indicates the value of ⁇ t
  • the vertical axis indicates the distance D calculated using ⁇ t.
  • the calculated distance falls within a certain threshold (for example, a distance measurement range).
  • the distance calculated using ⁇ t98 described above can exceed the threshold range.
  • the control unit 5b changes the pulse interval in the next frame, and controls the light projecting unit 5a so that the reference pulse train SP based on the changed pulse interval is projected. Further, the control unit 5b outputs the changed pulse interval to the identification unit 30, and instructs the identification unit 30 to rewrite the pulse interval stored in the lookup table 50 to the changed pulse interval. Thereby, in the distance calculation process using the reference pulse sequence SP in the next frame, the probability of erroneous detection occurring can be reduced. Note that all the pulse intervals may be changed, or only the pulse interval in which an error has occurred (pulse interval t98 in the above example) may be changed. Further, the identification unit 30 may hold (store) the changed pulse interval supplied from the control unit 5b without rewriting the lookup table 50.
  • FIG. 9A is a block diagram for explaining a configuration example of a distance measuring device (ranging device 3) according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the distance measuring device 3 is different from the distance measuring devices 1 and 2 in the first and second embodiments described above in that it includes only one measuring unit 70 and does not include two measuring units.
  • the distance measuring device 3 has a configuration in which the control unit 5b and the identification unit 30 are connected to enable communication.
  • the control unit 5b transmits the timing at which the reference pulse train SP is projected (such as ts1, ts1 ′, ts2, and ts2 ′ described above) and the pulse interval (such as t1 and t2 described above) in the reference pulse train. It can be supplied to the identification unit 30.
  • the measurement unit 70 includes, for example, a light receiving unit 701 and a time measuring unit 702. Similar to the first light receiving unit 101, the light receiving unit 701 is a light receiving element that receives a reflected pulse sequence in which the reference pulse sequence projected from the light projecting unit 5 is reflected by the measurement target MT. In addition, the timing unit 702 acquires the timing at which the light receiving unit 701 receives individual pulses in the reflected pulse sequence, as with the first timing unit 102.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of the timing at which the reflected pulse train RP received by the light receiving unit 701 and the main pulse and the sub pulse constituting the reflected pulse train RP are received.
  • a reflected pulse train RP in which the reference pulse train SP projected from the light projecting unit 5 is reflected by the measurement object MT is received by the light receiving unit 701. Then, the timing (tr1, tr1 ′, etc.) at which the reflected pulse train RP is received by the timing unit 702 is determined, and the determination result is output to the identification unit 30.
  • the identification unit 30 obtains a pulse interval between each pulse in the received reflected pulse sequence RP, identifies a pulse sequence that matches the pulse interval supplied from the control unit 5b, and identifies each reflected pulse sequence RP. To do. For example, a pair of pulses with a pulse interval of t2 is identified as a reflection pulse set RP2. Then, the identification unit 30 obtains the delay time difference ⁇ t from the light reception timing of the identified reflected pulse set RP and the light projection timing supplied from the control unit 5b.
  • ⁇ t2 is obtained by obtaining a difference between ts2 that is the light projection timing and tr2 that is the timing at which the main pulse of the reflected pulse set RP2 is received.
  • the identification unit 30 outputs the obtained delay time difference ⁇ t to the calculation unit 40.
  • the calculation unit 40 calculates the distance to the measurement object MT by multiplying ⁇ t by the speed of light and dividing the multiplication result by 2.
  • FIG. 10A is a block diagram illustrating a configuration example according to a modified example (ranging device 3a) of the ranging device 3.
  • the distance measuring device 3 a includes a beam splitter BS, and is configured such that the reference pulse train SP projected from the light projecting unit 5 is received by the light receiving unit 701.
  • at least a pulse interval (t1, t2, etc. described above) can be supplied from the control unit 5b to the identification unit 30.
  • FIG. 10B is a diagram showing the reference pulse train SP and the reflected pulse train RP received by the light receiving unit 701, and the main pulse and the sub pulse constituting the reference pulse train SP and the reflected pulse train RP, respectively. It is a figure which shows an example of the timing which received the pulse. Note that the reference pulse set SP and the reflected pulse set RP shown in FIG. 10B are examples, and are not necessarily received in the order shown.
  • the light receiving unit 701 receives the reference pulse train SP projected from the light projecting unit 5 and the reflected pulse train RP in which the reference pulse train SP is reflected by the measurement target MT. Then, the timing unit 702 determines the timing (ts1, ts1 ′, tr1, tr1 ′, etc.) at which the main pulse and the subpulse constituting the reference pulse group SP and the reflected pulse group RP are received. The result is output to the identification unit 30.
  • the identification unit 30 obtains, for example, the pulse interval between all received pulses, identifies the pulse sequence that matches the pulse interval supplied from the control unit 5b, and sets each reference pulse sequence SP and reflected pulse sequence. Identify the RP. For example, a pair of pulses whose pulse interval is t2 is identified, of which a pair of pulse trains received earlier in time is a reference pulse train SP2, and a pair of pulse trains received later in time is a reflected pulse. Each is identified as a set RP2. Then, the identification unit 30 obtains a delay time difference ⁇ t between the reference pulse sequence SP and the corresponding reflected pulse sequence RP based on the identification result.
  • the difference between the timing at which the main pulse of the reference pulse sequence SP is received and the timing at which the main pulse of the reflected pulse sequence RP corresponding to the reference pulse sequence SP is received is obtained as the delay time difference ⁇ t.
  • the identification unit 30 outputs the obtained delay time difference ⁇ t to the calculation unit 40.
  • the calculation unit 40 calculates the distance to the measurement object MT by multiplying ⁇ t by the speed of light and dividing the multiplication result by 2.
  • the present disclosure can also be realized by a configuration including at least one measurement unit.
  • the reference pulse set SP may be projected from the light projecting unit 5 at different periods T1, T2, T3, etc. (different repetition frequencies).
  • the pulse interval may be variable regardless of the presence or absence of an error.
  • the pulse interval may be changed by a predetermined algorithm, or may be determined by a completely random random number. Thereby, the probability that an error will occur in the calculated distance can be reduced in advance.
  • a pulse interval is determined appropriately according to the distance to the measuring object MT.
  • the reference pulse train may include three pulses (one main pulse and two subpulses).
  • the identification unit 30 determines the pulse interval between the main pulse and the first subpulse, and the main pulse.
  • the pulse interval between the pulse and the second sub-pulse may be used to identify the reflected pulse sequence corresponding to the reference pulse sequence. As a result, it is possible to more accurately identify the reflected pulse sequence corresponding to the reference pulse sequence.
  • the pulse interval t used for identification processing may be set. For example, when identifying the reflected pulse train RP1 corresponding to the reference pulse train SP1 having the pulse interval t1, a pair having a pulse interval of t1 ⁇ p (p is a value set appropriately in consideration of an error). May be distinguished from the reflected pulse train RP1 corresponding to the reference pulse train SP1.
  • the process described in the above-described embodiment is performed when the reflected pulse set RP is received after the period of the reference pulse set SP projected from the light projecting unit 5. It may be performed as long as possible.
  • the determination of whether or not the error has been described with reference to FIG. 8 is not limited to the method in the above-described embodiment. For example, it may be compared with the data of several points before and after in FIG. 8 or compared with the data in the previous frame, and processing for determining whether there is an error according to the comparison result may be performed.
  • the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like given in the above-described embodiments are merely examples, and different configurations, methods, steps, shapes, materials, and numerical values are necessary as necessary. Etc. may be used.
  • the present disclosure can be realized by an apparatus, a method, a system including a plurality of apparatuses, etc., and the matters described in the plurality of embodiments and the modified examples can be combined with each other unless a technical contradiction occurs. it can.
  • the distance measuring device 3 or the distance measuring device 3a may include an error detection unit. If two or more of the same pulse intervals are identified as a result of the processing by the identification unit 30, it may be determined that an error has occurred and the pulse interval may be changed.
  • the electrical connection relationship between the components may be a wired connection using a cable or the like, or may be wireless communication based on a predetermined communication standard.
  • a device in which the distance measuring device is incorporated for example, various electronic devices such as a projector device, a game device, an imaging device, and a distance to a pedestrian or an obstacle
  • the present invention can also be applied to a safety device that activates a brake according to a distance, a moving body such as an automobile, a train, an airplane, a helicopter, a small flying object, a robot, a security device, or the like in which such a safety device can be used.
  • the present disclosure is not limited to the distance measuring device, and may be realized by a configuration that is a component of the distance measuring device and contributes to the effects of the present disclosure.
  • the present disclosure can be realized by a signal processing device including a configuration for receiving a reflected pulse train and an identification unit, and can also be realized by a signal processing device including a calculation unit.
  • the present disclosure can also be realized as a light projecting device including a light projecting unit.
  • this indication can also take the following structures.
  • a light projecting unit that projects a reference pulse train composed of a main pulse and at least one or more sub-pulses;
  • a light receiving unit that receives the reflected pulse train reflected by the object to be measured, and the reference pulse train;
  • An identification unit for identifying the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train;
  • a calculation unit that calculates a distance to the measurement object based on a delay time difference between the reference pulse train and the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train;
  • the ranging device configured to project the plurality of reference pulse trains having different pulse intervals.
  • a first timing unit that obtains a timing at which the light receiving unit receives a reflected pulse sequence
  • the distance measuring device further comprising: a second timing unit that acquires timing at which the other light receiving unit receives the reference pulse train.
  • a storage unit for storing the pulse interval;
  • the ranging unit according to any one of (1) to (3), wherein the identifying unit identifies the reflected pulse sequence corresponding to the reference pulse sequence with reference to a pulse interval stored in the storage unit apparatus.
  • the distance measuring device according to any one of (1) to (4), wherein the pulse interval is variable.
  • the distance measuring device according to any one of (1) to (5), further including an error detection unit that detects whether or not an error is included in the distance calculated by the calculation unit.
  • the light projecting unit projects a reference pulse train composed of a main pulse and at least one sub pulse
  • the light receiving unit receives the reflected pulse train reflected by the measurement object, and the reference pulse train is received,
  • An identification unit identifies the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train;
  • the calculation unit calculates a distance to the measurement object based on a delay time difference between the reference pulse train and the reflected pulse train corresponding to the reference pulse train,
  • the light projecting unit projects a plurality of the reference pulse trains having different pulse intervals.
  • a light receiving unit that receives a reflected pulse train in which a reference pulse train composed of a main pulse and at least one or more sub-pulses is reflected by an object to be measured;
  • a signal processing apparatus comprising: an identification unit that identifies a reflected pulse train corresponding to a predetermined reference pulse train among a plurality of the reference pulse trains having different pulse intervals.
  • the signal processing apparatus according to (10) further comprising: a calculation unit that calculates a distance to the measurement object based on a delay time difference between the reference pulse sequence and a reflected pulse sequence corresponding to the reference pulse sequence.
  • a light projecting device that projects pulsed light for optical distance measurement,
  • a projector is configured to project a reference pulse train composed of a main pulse and at least one or more sub-pulses, and is configured to project a plurality of the reference pulse trains having different pulse intervals.
  • a light projecting device comprising a light section.

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Abstract

主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光する投光部と、基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別する識別部と、基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、測定対象物までの距離を算出する算出部とを備え、投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の基準パルス組列を投光するように構成された測距装置である。

Description

測距装置、測距方法、信号処理装置および投光装置
　本開示は、測距装置、測距方法、信号処理装置および投光装置に関する。
　測定対象物に対して光パルスを照射し、その反射光が戻るまでの時間を測定することにより測定対象物までの距離を計測する測距装置が提案されている（例えば、特許文献１参照のこと）。
特開２０１０－１５１６１８号公報
　このような測距装置の分野では、誤った距離が算出されることを防止し、より高精度に距離を算出することが望まれている。
　したがって、本開示は、より高精度に距離を測定することが可能な測定装置、測距方法、信号処理装置および投光装置を提供することを目的の一つとする。
　上述の課題を解決するために、本開示は、例えば、
　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光する投光部と、
　基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、
　基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別する識別部と、
　基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、測定対象物までの距離を算出する算出部と
　を備え、
　投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の基準パルス組列を投光するように構成された
　測距装置である。
　本開示は、例えば、
　投光部が、主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光し、
　受光部が、基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光し、
　識別部が、基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別し、
　算出部が、基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、測定対象物までの距離を算出し、
　投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の基準パルス組列を投光する
　測距方法である。
　本開示は、例えば、
　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、
　異なるパルス間隔を有する複数の基準パルス組列のうち、所定の基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別する識別部と
　を備える信号処理装置である。
　本開示は、例えば、
　光学的な測距を行うためのパルス光を投光する投光装置であって、
　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光するように構成され、且つ、異なるパルス間隔を有する複数の基準パルス組列を投光するように構成された投光部を備える
　投光装置である。
　本開示の少なくとも一の実施形態によれば、より高精度に距離を測定することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
図１は、第１実施形態に係る測距装置の構成例を説明するためのブロック図である。 図２は、パルス光のプロファイルの一例を示す図である。 図３Ａ乃至図３Ｃは、第１実施形態に係る測距装置の動作例等を説明するための図である。 図４は、第１実施形態に係る測距装置の変形例を説明するためのブロック図である。 図５は、第１実施形態に係る測距装置の変形例を説明するためのブロック図である。 図６は、第２実施形態に係る測距装置の構成例を説明するためのブロック図である。 図７は、測距結果に生じうるエラーの一例を説明するための図である。 図８は、測距結果に生じうるエラーの一例を説明するための図である。 図９Ａおよび図９Ｂは、第３実施形態に係る測距装置の構成例等を説明するための図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、第３実施形態に係る測距装置の変形例等を説明するための図である。 図１１は、変形例を説明するための図である。
　以下、本開示の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．第１実施形態＞
＜２．第２実施形態＞
＜３．第３実施形態＞
＜４．変形例＞
　以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
「一般的な測距装置について」
　本開示の実施形態の説明に先立ち、一般的な測距装置について説明する。なお、本明細書では、例えば、光学的な方法により測距がなされる装置を例にした説明がなされる。
　一般的な測距装置では、距離を測定する対象である測定対象物に対して基準パルス光が照射され、その反射パルス光が受光されるまでに要する飛行時間(TOF: Time OF Flight)の計測がなされる。測距誤差の低減や静止物の多点測距、動体物に対する測距の目的のため、測距装置においては、パルス光が繰り返されて投光され測距が繰り返されて行われる。
　基準パルス光は測定対象物に対して繰り返し照射され、各基準パルス光に対応し起源を同じくする反射パルス光が受光されるまでに要する時間Δｔ（ｓ（秒））が順次計測される。測定対象物までの距離によって反射パルス光の受光までに要する時間Δｔは変化し、測定対象物までの距離が大きくなるほど時間Δｔは大きくなる。
　ここで測定対象物までの距離をＬ（ｍ（メートル））とすると、反射パルス光は投光源から測定対象物までの２Ｌの距離を進むことになる。これに要する時間Δｔは、基準パルス光が照射された時間（以下、基準時間と適宜称する）からの差分として、光速ｃ（ｍ／ｓ）を用いて、２Ｌ／ｃと表現することができる。よって、正確なΔｔを得ることができれば、ｃ×Δｔ／２により正確なＬを求めることができる。
　一方で、基準パルス光が出力される繰り返しの周波数をｆ（Ｈｚ（ヘルツ））とすると、その周期は１／ｆ（ｓ）となる。２Ｌ／ｃ＜１／ｆの関係が成り立つ場合、すなわち、反射パルス光の受光時間が、基準パルス光が出力される繰り返しの周期よりも小さい場合には、測距は問題なく順次行われる。
　また、２Ｌ／ｃ＞１／ｆの関係が成り立つ場合、すなわち、反射パルス光の受光時間が、基準パルス光が出力される繰り返しの周期よりも大きい場合でも、基準パルス光および反射パルス光を検出した順番にカウントし、同一番号のパルス光同士を対応付け、そのパルス光同士の間隔Δｔを求めることで距離を適切に算出ことが可能である。しかしながら、測距対象物までの距離が急に変化する等の場合には、検出される反射パルス光の順番が入れ替わる場合ある。例えば、基準パルス光ＳＰ１、ＳＰ２が順に出射なされたとする。そして、所定位置にある測距対象物に対して基準パルス光ＳＰ１が照射され、その反射光として反射パルス光ＲＰ１が戻り、所定位置より近い位置に動いた測距対象物に対して基準パルス光ＳＰ２が照射され、その反射光として反射パルス光ＲＰ２が戻ったとする。反射パルス光ＲＰ１が戻るまでに要する時間は反射パルス光ＲＰ２が戻るまでの時間より要するので、反射パルス光ＲＰ２が先に検出される場合がある。すなわち、検出される反射パルスの順番が入れ替わってしまうため、基準パルス光と当該基準パルス光に対応する反射パルス光との正確な対応付けが困難となり、正確なΔｔを得ることができない。結果として、適切な測距を行うことが不可能となり、誤った測距結果（誤測距）が誘発されるおそれがある。これらの理由から、一般的な測距装置では測定対象物までの距離（測距レンジ）は、基準パルス光が出力される繰り返しの周期ｆにより制限されてしまう。以上の点を踏まえ、本開示の実施形態等について説明する。
＜１．第１実施形態＞
「測距装置の構成例」
　図１は、本開示の第１実施形態に係る測距装置（測距装置１）の構成例を説明するためのブロック図である。測距装置１は、例えば、投光部の一例である投光ユニット５と、第１計測ユニット１０と、第２計測ユニット２０と、識別部３０と、算出部４０と、記憶部の一例であるルックアップテーブル５０とを備えている。
　投光ユニット５は、例えば、投光部５ａと制御部５ｂとを備えている。投光部５ａは、例えば、半導体レーザと半導体レーザを駆動するレーザダイオードドライバとを備えている。レーザダイオードドライバからパルス電流が間欠的に注入されることで半導体レーザからパルス光が出射される。一例として、半導体レーザに半値幅１．５ｎｓ（ナノ秒）の電流パルスを注入した時に得られるパルス光のプロファイルが図２に示されている。これは半値幅１５０ｐｓ（ピコ秒）程度のパルス光であり、注入した電流パルスの半値幅よりも十分に小さいパルス光である。
　制御部５ｂは、投光部５ａにおけるレーザダイオードドライバが電流注入するタイミングを管理する。これにより投光ユニット５からは、任意の時間間隔をもつ基準パルス組列が測定対象物ＭＴに投光（照射）される。例えば、投光部５ａを半導体レーザとレーザダイオードドライバで構成した場合には、任意の時間間隔ｔｉでレーザダイオードドライバを動作させることにより、パルス間隔ｔｉのパルス組列を形成することができる。ただし、本例における電流パルス幅は１．５ｎｓであるからｔｉ＞１．５ｎｓになる。なお、パルス組列（基準パルス組列および反射パルス組列）の詳細については後述する。
　第１計測ユニット１０は、例えば、第１受光部１０１と第１計時部１０２とを備えている。第１受光部１０１は、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオード、シングルフォトンアバランシェダイオードなどの受光素子であり、受光素子に入力される入力光の強度に応じて当該受光素子から出力される出力信号(以下、受光信号と適宜称する)の強度も変化する素子である。第１受光部１０１は、投光ユニット５から投光された基準パルス組列が測定対象物ＭＴにより反射された反射パルス組列を受光するように構成されている。
　第１計時部１０２は、第１受光部１０１が反射パルス組列における個々のパルスを受光したタイミングを取得する。例えば、第１計時部１０２は、所定の検出閾値をもつコンパレータ等の２値化回路を使用して受光信号のレベル(信号強度)が閾値を超えたタイミングを、第１受光部１０１が反射パルス組列における個々のパルスを受光したタイミングとして取得する。このような第１計時部１０２としては、ＴＤＣ(Time Digital Converter)を例示することができる。もちろん、第１計時部１０２は、ＴＤＣに限定されることはない。例えば、所定の波形の減衰波形と、当該所定の波形を遅延反転させた波形とを足し合わせてゼロクロス点を検出するＣＦＤ(Constant Fraction Discriminator)等が使用されてもよい。
　第２計測ユニット２０は、例えば、第２受光部２０１と第２計時部２０２とを備えている。第２受光部２０１は、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオード、シングルフォトンアバランシェダイオードなどの受光素子であり、受光素子に入力される入力光の強度に応じて当該受光素子から出力される受光信号の強度も変化する素子である。なお、第２受光部２０１は、第１受光部１０１と同じ受光素子でもよいし異なる受光素子であってもよい。第２受光部２０１は、投光ユニット５から投光された基準パルス組列がビームスプリッタＢＳにより反射された基準パルス組列を受光するように構成されている。
　第２計時部２０２は、第２受光部２０１が基準パルス組列における個々のパルスを受光したタイミングを取得する。例えば、第２計時部２０２は、所定の検出閾値をもつコンパレータ等の２値化回路を使用して受光信号のレベルが閾値を超えたタイミングを、第２受光部２０１が基準パルス組列における個々のパルスを受光したタイミングとして取得する。このような第２計時部２０２としては、上述したＴＤＣやＣＦＤ等を例示することができる。
　なお、第１計測ユニット１０および第２計測ユニット２０のそれぞれの構成は、適宜、変更可能である。例えば、第１計測ユニット１０に、第１受光部１０１から出力される受信信号を電流信号から電圧信号に変換する変換部や、受光信号のレベルを増幅する増幅部が設けられてもよい。
　識別部３０は、マイクロコンピュータやＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等から構成されている。識別部３０は、第１、第２計測ユニット１０、２０により取得される基準パルス組列および反射パルス組列における個々のパルスを受光したタイミングに基づいて、当該基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別する。
　算出部４０は、マイクロコンピュータやＦＰＧＡ等から構成されている。算出部４０は、基準パルス組列と、当該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、測定対象物ＭＴまでの距離を算出する。なお、距離を算出する処理は、後述する１フレーム単位等、適宜なタイミングで行うことが可能である。
　ルックアップテーブル５０は、基準パルス組列におけるパルス間隔を記憶する。ルックアップテーブル５０は識別部３０と接続されており、識別部３０がルックアップテーブル５０に記憶（格納）されている情報を参照できるように構成されている。
「測距装置の動作例」
　次に、図３Ａ乃至図３Ｃを参照して、測距装置１の動作例について説明する。始めに、基準パルス組列、反射パルス組列、パルス間隔についてそれぞれ説明する。投光ユニット５は、基準パルス組列を測定対象物ＭＴに投光する。図３Ａに示すように、基準パルス組列は、複数のパルスから成る。なお、図では、個々のパルスが幅を有する棒状のもので模式的に示されている。以下の説明では、パルス組列における先頭のパルスを主パルスと称し、先頭以外のパルスを副パルスと称する。
　例えば、基準パルス組列ＳＰ１は、主パルスＳＰ１ａと副パルスＳＰ１ｂとの組みから成る。また、基準パルス組列ＳＰ２は、主パルスＳＰ２ａと副パルスＳＰ２ｂとの組みから成り、基準パルス組列ＳＰ３は、主パルスＳＰ３ａと副パルスＳＰ３ｂとの組みから成る。図では３つの基準パルス組列が示されているが、これに限定されるものではなく任意の数（例えば、後述するパルス間隔が１００通りの１００個）の基準パルス組列を使用することが可能である。例えば、この任意の数の基準パルス組列を１フレームとし、１フレーム目の基準パルス組列が投光された後、次のフレーム（２フレーム目）の基準パルス組列が所定の繰り返しの周期でもって投光されるようになされる。なお、以下の説明において、個々の基準パルス組列を区別する必要がない場合には、基準パルス組列ＳＰと略称する。
　パルス間隔は、主パルスと副パルスとの時間間隔により規定される。この例では、基準パルス組列ＳＰ１のパルス間隔は主パルスＳＰ１ａと副パルスＳＰ１ｂとの時間間隔であるｔ１であり、基準パルス組列ＳＰ２のパルス間隔は主パルスＳＰ２ａと副パルスＳＰ２ｂとの時間間隔であるｔ２であり、基準パルス組列ＳＰ３のパルス間隔は主パルスＳＰ３ａと副パルスＳＰ３ｂとの時間間隔であるｔ３である。本実施形態では、これらのパルス間隔ｔ１、ｔ２およびｔ３は、異なる値（例えば、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）に設定されている。
　基準パルス組列ＳＰが測定対象物ＭＴで反射された反射パルス組列も主パルスと副パルスとの組から成る。例えば、基準パルス組列ＳＰ１が測定対象物ＭＴで反射された反射パルス組列ＲＰ１は、主パルスＲＰ１ａと副パルスＲＰ１ｂとの組みから成る。基準パルス組列ＳＰ２が測定対象物ＭＴで反射された反射パルス組列ＲＰ２は、主パルスＲＰ２ａと副パルスＲＰ２ｂとの組みから成る。基準パルス組列ＳＰ３が測定対象物ＭＴで反射された反射パルス組列ＲＰ３は、主パルスＲＰ３ａと副パルスＲＰ３ｂとの組みから成る。図では３つの反射パルス組列が示されているが、通常は、基準パルス組列の数に対応する数の反射パルス組列が存在することになる。なお、個々の反射パルス組列を区別する必要がない場合には、反射パルス組列ＲＰと略称する。
　次に、測距装置１の動作例について説明する。始めに、投光ユニット５から基準パルス組列ＳＰが測定対象物ＭＴに投光される。具体的には、制御部５ｂの制御にしたがって投光部５ａのレーザダイオードドライバが駆動し、投光部５ａから所定のパルス間隔を有する基準パルス組列ＳＰが投光される。なお、投光ユニット５は、例えば、一定の周期Ｔで基準パルス組列ＳＰを出射する。投光ユニット５から投光された基準パルス組列ＳＰは、ビームスプリッタＢＳで分岐され、一方が測定対象物ＭＴにより反射された後、反射パルス組列ＲＰとして第１受光部１０１により受光され、他方が第２受光部２０１により受光される。
　続く動作の説明では、理解を容易とするために２つのケース（ケース１，ケース２）に分けて説明する。ケース１は、測定対象物ＭＴが比較的近い位置にある場合等であり、周期Ｔ内、すなわち、次の基準パルス組列ＳＰが投光されるまでの間に反射パルス組列ＲＰが受光されるケースである。ケース２は、所定の基準パルス組列ＳＰ（例えば、基準パルス組列ＳＰ２）を使用して測距される対象物のみが遠方にある場合等であり、周期Ｔ内、すなわち、次の基準パルス組列ＳＰが投光されるまでの間に反射パルス組列ＲＰが受光されないケースである。
　始めにケース１について説明する。基準パルス組列ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３を受光することに応じて第２受光部２０１から受光信号が出力される。第２計時部２０２は、基準パルス組列ＳＰの主パルスおよび副パルスをそれぞれ受光したタイミングを取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。具体的には、第２計時部２０２は、基準パルス組列ＳＰ１の主パルスＳＰ１ａおよび副パルスＳＰ１ｂをそれぞれ受光したタイミングｔｓ１、ｔｓ１'を取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。また、第２計時部２０２は、基準パルス組列ＳＰ２の主パルスＳＰ２ａおよび副パルスＳＰ２ｂをそれぞれ受光したタイミングｔｓ２、ｔｓ２'を取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。さらに、第２計時部２０２は、基準パルス組列ＳＰ３の主パルスＳＰ３ａおよび副パルスＳＰ３ｂをそれぞれ受光したタイミングｔｓ３、ｔｓ３'を取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。
　一方、反射パルス組列ＲＰを受光した第１受光部１０１から受光信号が出力される。第１計時部１０２は、反射パルス組列ＲＰの主パルスおよび副パルスをそれぞれ受光したタイミングを取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。具体的には、第１計時部１０２は、反射パルス組列ＲＰ１の主パルスＲＰ１ａおよび副パルスＲＰ１ｂをそれぞれ受光したタイミングｔｒ１、ｔｒ１'を取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。また、第１計時部１０２は、反射パルス組列ＲＰ２の主パルスＲＰ２ａおよび副パルスＲＰ２ｂをそれぞれ受光したタイミングｔｒ２、ｔｒ２'を取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。さらに、第１計時部１０２は、反射パルス組列ＲＰ３の主パルスＲＰ３ａおよび副パルスＲＰ３ｂをそれぞれ受光したタイミングｔｒ３、ｔｒ３'を取得し、取得したタイミングを識別部３０に出力する。
　ある基準パルス組列ＳＰのパルス間隔と、当該基準パルス組列ＳＰに対応する反射パルス組列ＲＰのパルス間隔とは等しい、または許容範囲の誤差を含む程度に略等しいので、下記の式（１）～（３）が成り立つ。
ｔｓ１'－ｔｓ１＝ｔｒ１'－ｔｒ１＝ｔ１　・・・（１）
ｔｓ２'－ｔｓ２＝ｔｒ２'－ｔｒ２＝ｔ２　・・・（２）
ｔｓ３'－ｔｓ３＝ｔｒ３'－ｔｒ３＝ｔ３　・・・（３）
　識別部３０は、ルックアップテーブル５０を参照し、ルックアップテーブル５０に記憶されているパルス間隔ｔ１、ｔ２、ｔ３を読み出す。そして、識別部３０は、基準パルス組列ＳＰにおける受光タイミングの差分を算出し、ルックアップテーブル５０から読み出したパルス間隔を有する基準パルス組列を識別する。例えば、パルス間隔ｔ１を有する基準パルス組列は基準パルス組列ＳＰ１の１組しか存在しないことから、当該基準パルス組列が基準パルス組列ＳＰ１であると識別する。
　さらに、識別部３０は、反射パルス組列ＲＰにおける受光タイミングの差分を算出し、ルックアップテーブル５０から読み出したパルス間隔を有する反射パルス組列を識別する。例えば、パルス間隔ｔ１を有する反射パルス組列は反射パルス組列ＲＰ１の１組しか存在しないことから、当該反射パルス組列が反射パルス組列ＲＰ１であると識別する。そして、識別部３０は、当該反射パルス組列ＲＰ１が基準パルス組列ＳＰ１に対応するパルス組列であると識別する。
　続いて、識別部３０は、基準パルス組列ＳＰ１と基準パルス組列ＳＰ１に対応する反射パルス組列ＲＰ１との遅延時間差Δｔ１（投光ユニット５から投光された基準パルス組列ＳＰ１の飛行時間）を求める。遅延時間差Δｔ１は、例えば基準パルス組列ＳＰ１における主パルスＳＰ１ａを受光したタイミングｔｓ１と、反射パルス組列ＲＰ１における主パルスＲＰ１ａを受光したタイミングｔｒ１との差分により求めることができる。互いの副パルスを受光したタイミングの差分により求めてもよい。そして、識別部３０は、求めた遅延時間差Δｔ１を算出部４０に出力する。
　算出部４０は、遅延時間差Δｔ１に基づいて測定対象物ＭＴまでの距離を算出する。算出部４０は、例えば、遅延時間差Δｔ１に光速を乗算し、その結果を２で除算することにより測定対象物ＭＴまでの距離を算出する。算出された測定対象物ＭＴまでの距離までが算出部４０から出力され、アプリケーションに応じた使用がなされる。
　次に、ケース２について説明する。ケース２についても同様の処理が行われる。なお、上述したケース１に関する説明と重複する説明については、概略的な説明に留める。
　第２計測ユニット２０により基準パルス組列ＳＰにおける主パルスおよび副パルスを受光したタイミングが取得される。さらに、第１計測ユニット１０により反射パルス組列ＲＰにおける主パルスおよび副パルスを受光したタイミングが取得される。第１、第２計測ユニット１０、２０は取得したタイミングを識別部３０に出力する。
　識別部３０は、ルックアップテーブル５０から読み出したパルス間隔ｔ１、ｔ２、ｔ３を有する基準パルス組列を識別する。例えば、識別部３０は、第１、第２計測ユニットから供給される各タイミングの差分を計測ユニット毎にすべて求め、それらの差分とパルス間隔ｔ１、ｔ２、ｔ３との間でマッチング処理を行う。なお、基準パルス組列ＳＰについては、時間的に前に受光される一対のパルスを基準パルス組列ＳＰ１と識別し、次に受光される一対のパルスを基準パルス組列ＳＰ２と識別してもよく、マッチング処理は、反射パルス組列ＲＰに対してのみ行われるようにしてもよい。
　図３Ｃに示すように、マッチング処理によりパルス間隔がｔ２である反射パルス組列が反射パルス組列ＲＰ２であると識別される。これにより、反射パルス組列ＲＰ２とこれに対応する基準パルス組列ＳＰ２とが識別可能となり、反射パルス組列ＲＰ２に対する基準時間（この例では、基準パルス組列ＳＰ２の主パルスＳＰ２ａが受光されたタイミングであるｔｓ２）が識別可能となる。このため、識別部３０は、基準時間に対する遅延時間差Δｔ２を正確に求めることが可能となる。すなわち、反射パルス組列ＲＰの受光時間が、基準パルス組列ＳＰが出力される繰り返しの周期よりも大きい場合でも適切な遅延時間差Δｔ２を得ることができるので、後段における算出部４０にて、基準パルス組列ＳＰ２を使用して測距された測定対象物ＭＴまでの距離を適切に算出することができる。
　なお、測定対象物ＭＴが動体物の場合、主パルスが照射されてから副パルスが照射されるまでの間に、測定対象物がその位置を変化させると、主パルスと副パルスの時間間隔は必ずしも一定に保たれない。このような場合においては、パルス組列の時間間隔は動体物の移動時間（速度）に比べて十分に小さく設定しなければならない。しかしながら、動体物の位置情報を取得するためには、動体物の移動時間（速度）に比べて十分に速い繰り返し周波数ｆ（Ｈｚ）で測距を行う必要があり、この時、主パルスと副パルスの時間間隔をその繰り返し周期１／ｆ（ｓ）内で設定するなどすれば、その誤差はほとんど無視できる。
　以上、第１実施形態について説明した。第１実施形態によれば、測定対象物ＭＴまでの距離による制限なく、投光ユニット５からパルス組列を投光する繰り返しの周波数を高めることができる。また、１点測距においては、統計的にはＮ回の測定を行うことで、その標準誤差は√Ｎ分の１（１／√Ｎ）にすることができ飛躍的に高精度な測距が可能になる。また、投光ユニット５に走査系を設けた多点測定においては、投光ユニット５からパルス組列を投光する繰り返しの周波数を高めることができるので、高密度・高精細な２次元測距を実現することが可能となる。また、測定対象物ＭＴの距離に応じて別々のシステムを準備することが不要となる。また、大きい距離ダイナミックレンジを持つ（距離深度の大きい）対象物に対する測距が可能となる。
「第１実施形態の変形例」
　第１実施形態は、以下に例示する変形が可能である。図４は、変形例に係る測距装置１ａの構成例を示す。測距装置１ａにおいて、識別部３０と投光ユニット５における制御部５ｂとが接続されていてもよい。そして、識別部３０により読み出されたパルス間隔ｔ１等が制御部５ｂに供給される構成でもよい。そして、制御部５ｂが、識別部３０から供給されたパルス間隔ｔ１等を有する基準パルス組列ＳＰ１等が投光されるように投光部５ａを制御するようにしてもよい。
　図５は、他の変形例に係る測距装置１ｂの構成例を示す。測距装置１ｂにおいて、パルス間隔が記述されたルックアップテーブル５０が投光ユニット５に備えられる構成でもよい。そして、ルックアップテーブル５０に記憶されているパルス間隔を制御部５ｂが読み出すことが可能な構成でもよい。制御部５ｂが、ルックアップテーブル５０から読み出したパルス間隔ｔ１等を有する基準パルス組列ＳＰ１等が投光されるように投光部５ａを制御する。また、制御部５ｂが識別部３０に対して、ルックアップテーブル５０から読み出したパルス間隔ｔ１等を供給する。図４、５に示す構成でも第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
＜２．第２実施形態＞
　次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において同一の名称、符号については、特に断らない限り同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。また、第１実施形態で説明した事項は、特に断らない限り第２実施形態に適用することができる。
　図６は、本開示の第２実施形態に係る測距装置（測距装置２）の構成例を説明するためのブロック図である。測距装置２は、測距装置１と異なる点として、例えば、エラー検出部６０を備えている。エラー検出部６０は、投光ユニット５における制御部５ｂと、算出部４０とにそれぞれ接続されている。エラー検出部６０は、算出部４０により算出された距離に閾値以上のばらつき（ずれ）が生じた場合に距離算出の結果にエラーが生じていると判断し、判断結果を制御部５ｂにフィードバックする。
　図７は、算出部４０により算出された距離に生じ得るエラーの例を説明するための図である。図７に示す例は、１００通りのパルス間隔ｔ１、ｔ２・・ｔ１００を有する１００個の基準パルス組列ＳＰ１、ＳＰ２・・ＳＰ１００を１フレーム単位とし、このフレーム単位で基準パルス組列ＳＰを測定対象物ＭＴに投光する例である。
　図７に示すように、識別部３０により反射パルス組列ＲＰ２のパルス間隔がｔ２と適切に判断されたとする。しかしながら、何らかの原因（例えば、測定対象物ＭＴまでの距離が測距可能な測距レンジを超える場合等）に、例えば反射パルス組列ＲＰ９８のパルス間隔もｔ２と判断されてしまったとする。すなわち、パルス間隔がｔ２である基準パルス組列ＳＰ２に対応する反射パルス組列ＲＰが２つある（反射パルス組列ＲＰ２，ＲＰ９８）と識別部３０が判断してしまう。
　識別部３０の判断結果に応じて、遅延時間差を求める。反射パルス組列ＲＰ２に対する基準時間はｔｓ２であり、ｔｓ２に対してΔｔ２が求められる。反射パルス組列ＲＰ９８に対する基準時間は本来ｔｓ９８となるべきところ、上述したように、ｔｓ９８よりも時間的に前のｔｓ２が基準時間であると判断されてしまう。このため、Δｔ９８が適切な値に比べて大きくなってしまう。
　算出部４０は、Δｔ９８に光速を乗算し、乗算結果を２で除算することにより測定対象物ＭＴまでの距離を算出する。Δｔ９８の値が大きくなるため、距離算出処理により得られる本来の適切な距離よりも大きく算出されてしまうおそれがある。
　図８は、算出部４０で実行される処理により得られる距離を模式的に示したグラフである。図８のグラフにおいて横軸はΔｔの値を示し、縦軸はΔｔを使用して算出される距離Ｄを示している。通常、算出される距離は一定の閾値（例えば、測距レンジ）の範囲内に収まる。しかしながら、上述したΔｔ９８を使用して算出される距離は閾値の範囲内を超えたものとなり得る。このような結果が算出部４０による距離算出処理で得られた場合には、エラー検出部６０は距離算出結果にエラーがあると判断し、判断結果を制御部５ｂにフィードバックする。
　エラーが検出された場合に、制御部５ｂは、次のフレームにおけるパルス間隔を変更し、変更後のパルス間隔に基づく基準パルス組列ＳＰが投光されるように投光部５ａを制御する。さらに、制御部５ｂは、変更後のパルス間隔を識別部３０に出力し、ルックアップテーブル５０に記憶されているパルス間隔を変更後のパルス間隔に書き換えるように識別部３０に指示する。これにより、次のフレームにおける基準パルス組列ＳＰを使用した距離算出処理において、誤検出が発生する確率を低減することができる。なお、全てのパルス間隔を変更してもよいし、エラーが発生したパルス間隔（上述した例ではパルス間隔ｔ９８）のみを変更してもよい。また、ルックアップテーブル５０を書き換えずに、識別部３０が制御部５ｂから供給された変更後のパルス間隔を保持（記憶）するようにしてもよい。
＜３．第３実施形態＞
　次に、第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において同一の名称、符号については、特に断らない限り同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。また、第１、第２実施形態で説明した事項は、特に断らない限り第３実施形態に適用することができる。
　図９Ａは、本開示の第３実施形態に係る測距装置（測距装置３）の構成例を説明するためのブロック図である。測距装置３は１つの計測ユニット７０のみを備え、２つの計測ユニットを備えていない点が上述した第１、第２実施形態における測距装置１、２と異なる点である。
　測距装置３は、制御部５ｂと識別部３０とが接続され通信が可能とされた構成を有している。この構成により、制御部５ｂは、基準パルス組列ＳＰを投光したタイミング（上述したｔｓ１、ｔｓ１'、ｔｓ２、ｔｓ２'等）および基準パルス組列におけるパルス間隔（上述したｔ１、ｔ２等）を識別部３０に供給可能とされている。
　計測ユニット７０は、例えば、受光部７０１と計時部７０２とを備えている。受光部７０１は、第１受光部１０１と同様に、投光ユニット５から投光された基準パルス組列が測定対象物ＭＴにより反射された反射パルス組列を受光する受光素子である。また、計時部７０２は、第１計時部１０２と同様に、受光部７０１が反射パルス組列における個々のパルスを受光したタイミングを取得する。
　図９Ｂは、受光部７０１により受光される反射パルス組列ＲＰおよび反射パルス組列ＲＰを構成する主パルスおよび副パルスを受光したタイミングの一例を示す図である。
　測距装置３の動作例について説明する。投光ユニット５から投光された基準パルス組列ＳＰが測定対象物ＭＴで反射された反射パルス組列ＲＰが受光部７０１により受光される。そして、計時部７０２により反射パルス組列ＲＰを受光したタイミング（ｔｒ１、ｔｒ１'等）が判断され、その判断結果が識別部３０に出力される。
　識別部３０は、受光した反射パルス組列ＲＰにおける各パルス間のパルス間隔を求め、制御部５ｂから供給されるパルス間隔と一致するパルス組列を識別し、個々の反射パルス組列ＲＰを識別する。例えば、パルス間隔がｔ２となる一対のパルスを反射パルス組列ＲＰ２と識別する。そして、識別部３０は、識別した反射パルス組列ＲＰの受光タイミングと、制御部５ｂから供給される投光タイミングとから遅延時間差Δｔを求める。例えば、反射パルス組列ＲＰ２の場合には、投光タイミングであるｔｓ２と反射パルス組列ＲＰ２の主パルスを受光したタイミングであるｔｒ２との差分を求めることによりΔｔ２を求める。識別部３０は求めた遅延時間差Δｔを算出部４０に出力する。そして、算出部４０は、Δｔに光速を乗算し、乗算結果を２で除算することにより測定対象物ＭＴまでの距離を算出する。
　第３実施形態は、以下に例示する変形が可能である。図１０Ａは、測距装置３の変形例（測距装置３ａ）に係る構成例を示すブロック図である。測距装置３ａは、ビームスプリッタＢＳを備えており、投光ユニット５から投光された基準パルス組列ＳＰが受光部７０１に受光されるように構成されている。また、制御部５ｂから識別部３０に対して少なくともパルス間隔（上述したｔ１、ｔ２等）が供給可能とされている。
　図１０Ｂは、受光部７０１により受光される基準パルス組列ＳＰおよび反射パルス組列ＲＰを示す図であり、且つ、基準パルス組列ＳＰおよび反射パルス組列ＲＰのそれぞれを構成する主パルスおよび副パルスを受光したタイミングの一例を示す図である。なお、図１０Ｂに示される基準パルス組列ＳＰおよび反射パルス組列ＲＰは一例であり、必ずしも図示された順序で受光されるとは限らない。
　測距装置３ａの動作例について説明する。投光ユニット５から投光された基準パルス組列ＳＰおよび基準パルス組列ＳＰが測定対象物ＭＴに反射された反射パルス組列ＲＰが受光部７０１により受光される。そして、計時部７０２により、基準パルス組列ＳＰおよび反射パルス組列ＲＰのそれぞれを構成する主パルスおよび副パルスを受光したタイミング（ｔｓ１、ｔｓ１'、ｔｒ１、ｔｒ１'等）が判断され、その判断結果が識別部３０に出力される。
　識別部３０は、例えば、受光した全てのパルス間のパルス間隔を求め、制御部５ｂから供給されるパルス間隔と一致するパルス組列を識別し、個々の基準パルス組列ＳＰおよび反射パルス組列ＲＰを識別する。例えば、パルス間隔がｔ２となる一対のパルスを識別し、そのうち、時間的に前に受光した一対のパルス組列を基準パルス組列ＳＰ２、時間的に後に受光した一対のパルス組列を反射パルス組列ＲＰ２とそれぞれ識別する。そして、識別部３０は、識別結果に基づいて、基準パルス組列ＳＰとこれに対応する反射パルス組列ＲＰとの遅延時間差Δｔを求める。例えば、基準パルス組列ＳＰの主パルスを受光したタイミングと、基準パルス組列ＳＰに対応する反射パルス組列ＲＰの主パルスを受光したタイミングとの差分を遅延時間差Δｔとして求める。識別部３０は求めた遅延時間差Δｔを算出部４０に出力する。そして、算出部４０は、Δｔに光速を乗算し、乗算結果を２で除算することにより測定対象物ＭＴまでの距離を算出する。以上説明したように、少なくとも１つの計測ユニットを備える構成によっても本開示を実現することができる。
＜４．変形例＞
　以上、本開示の複数の実施形態について具体的に説明したが、本開示の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
　上述した実施形態では、一定の周期（一定の繰り返しの周波数）で、投光ユニット５が基準パルス組列ＳＰを投光する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、異なる周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等（異なる繰り返しの周波数）で、投光ユニット５から基準パルス組列ＳＰが投光されるようにしてもよい。
　上述した実施形態において、エラーの有無に関わらずパルス間隔が可変とされてもよい。例えば、パルス間隔が所定のアルゴリズムにより変化されるようにしてもよいし、全くランダムな乱数により決定されるようにしてもよい。これにより、算出される距離にエラーが生じてしまう確率を未然に低減させることができる。なお、パルス間隔は、測定対象物ＭＴまでの距離に応じて適切に決定されることが好ましい。
　上述した実施形態では、基準パルス組列に１つの副パルスが含まれる例を説明したが、２つ以上の副パルスが含まれるようにしてもよい。例えば、基準パルス組列が３つのパルス（１つの主パルスおよび２つの副パルス）を含んでいてもよく、この場合、識別部３０は、主パルスと１番目の副パルスとのパルス間隔および主パルスと２番目の副パルスとのパルス間隔を使用して、基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別するようにしてもよい。これにより、基準パルス組列に対応する反射パルス組列をより正確に識別することが可能となる。
　誤差等を考慮して、識別処理に用いるパルス間隔ｔを設定してもよい。例えば、パルス間隔ｔ１を有する基準パルス組列ＳＰ１に対応する反射パルス組列ＲＰ１を識別する際に、ｔ１±ｐ（ｐは誤差を考慮して適切に設定された値）のパルス間隔を有する一対のパルスを、基準パルス組列ＳＰ１に対応する反射パルス組列ＲＰ１と識別するようにしてもよい。
　上述した実施形態において説明した処理（例えば、識別部３０によるマッチング処理）は、反射パルス組列ＲＰが、投光ユニット５から投光される基準パルス組列ＳＰの周期より後に受光された場合に限り行われるようにしてもよい。
　図８を使用して説明したエラーか否かの判定は、上述した実施形態における方法に限定されるものではない。例えば、図８における前後数点のデータと比較したり、若しくは、前フレームにおけるデータと比較し、比較結果に応じてエラーか否かを判定する処理が行われるようにしてもよい。
　本開示は、例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、本開示は、装置、方法、複数の装置からなるシステム等により実現することができ、複数の実施形態および変形例で説明した事項は、技術的な矛盾が生じない限り相互に組み合わせることができる。
　例えば、第３実施形態において、測距装置３または測距装置３ａが、エラー検出部を備える構成でもよい。そして、識別部３０による処理の結果、同じパルス間隔が２つまたはそれ以上識別された場合には、エラーが生じているものと判断してパルス間隔を変更するようにしてもよい。
　上述した各実施形態において、構成間の電気的な接続関係は、ケーブル等を使用した有線による接続でもよく、所定の通信規格に基づく無線通信でもよい。
　本開示の測距装置単体の他にも測距装置が組み込まれる機器（例えば、プロジェクタ装置、ゲーム機器、撮像装置等の各種の電子機器や、歩行者や障害物等までの距離を検知し、距離に応じてブレーキを作動させる安全装置、このような安全装置が使用され得る自動車、電車、飛行機、ヘリコプター、小型飛行体等の移動体、ロボット、防犯装置等）にも適用可能である。
　本開示は、測距装置に限らず、測距装置の構成要素であって、本開示の作用効果を奏するのに資する構成により実現することも可能である。例えば、本開示は、反射パルス組列を受光する構成および識別部を含む信号処理装置により実現することもできるし、さらに、算出部を含む信号処理装置により実現することもできる。また、本開示は、投光ユニットを含む投光装置として実現することも可能である。
　なお、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光する投光部と、
　前記基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、
　前記基準パルス組列に対応する前記反射パルス組列を識別する識別部と、
　前記基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する算出部と
　を備え、
　前記投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列を投光するように構成された
　測距装置。
（２）
　前記投光部から投光された基準パルス組列を受光する他の受光部を備える
　（１）に記載の測距装置。
（３）
　前記受光部が反射パルス組列を受光したタイミングを取得する第１計時部と、
　前記他の受光部が基準パルス組列を受光したタイミングを取得する第２計時部とを備える
　（２）に記載の測距装置。
（４）
　前記パルス間隔が記憶される記憶部を備え、
　前記識別部は、前記記憶部に記憶されているパルス間隔を参照して前記基準パルス組列に対応する前記反射パルス組列を識別する
　（１）乃至（３）のいずれかに記載の測距装置。
（５）
　前記パルス間隔が可変とされた
　（１）乃至（４）のいずれかに記載の測距装置。
（６）
　前記算出部により算出された距離にエラーが含まれているか否かを検出するエラー検出部を備える
　（１）乃至（５）のいずれかに記載の測距装置。
（７）
　前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、前記投光部は、複数の前記基準パルス組列におけるパルス間隔を変更する
　（６）に記載の測距装置。
（８）
　前記投光部から前記識別部に対して、少なくとも前記パルス間隔を示す情報が供給されるように構成された
　（１）乃至（７）のいずれかに記載の測距装置。
（９）
　投光部が、主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光し、
　受光部が、前記基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光し、
　識別部が、前記基準パルス組列に対応する前記反射パルス組列を識別し、
　算出部が、前記基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出し、
　前記投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列を投光する
　測距方法。
（１０）
　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、
　異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列のうち、所定の基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別する識別部と
　を備える信号処理装置。
（１１）
　前記基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する算出部を備える
　（１０）に記載の信号処理装置。
（１２）
　光学的な測距を行うためのパルス光を投光する投光装置であって、
　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光するように構成され、且つ、異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列を投光するように構成された投光部を備える
　投光装置。
１，１ａ，１ｂ，２，３，３ａ・・・測距装置
５・・・投光ユニット
１０・・・第１計測ユニット
２０・・・第２計測ユニット
３０・・・識別部
４０・・・算出部
５０・・・ルックアップテーブル
６０・・・エラー検出部
７０・・・計測ユニット
１０１・・・・第１受光部
１０２・・・第１計時部
２０１・・・第２受光部
２０２・・・第２計時部
７０１・・・受光部
７０２・・・計時部
ＳＰ・・・基準パルス組列
ＲＰ・・・反射パルス組列
ＭＴ・・・測定対象物

Claims (12)

  1. 　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光する投光部と、
    　前記基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、
    　前記基準パルス組列に対応する前記反射パルス組列を識別する識別部と、
    　前記基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する算出部と
    　を備え、
    　前記投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列を投光するように構成された
    　測距装置。
  2. 　前記投光部から投光された基準パルス組列を受光する他の受光部を備える
    　請求項１に記載の測距装置。
  3. 　前記受光部が反射パルス組列を受光したタイミングを取得する第１計時部と、
    　前記他の受光部が基準パルス組列を受光したタイミングを取得する第２計時部とを備える
    　請求項２に記載の測距装置。
  4. 　前記パルス間隔が記憶される記憶部を備え、
    　前記識別部は、前記記憶部に記憶されているパルス間隔を参照して前記基準パルス組列に対応する前記反射パルス組列を識別する
    　請求項１に記載の測距装置。
  5. 　前記パルス間隔が可変とされた
    　請求項１に記載の測距装置。
  6. 　前記算出部により算出された距離にエラーが含まれているか否かを検出するエラー検出部を備える
    　請求項１に記載の測距装置。
  7. 　前記エラー検出部によりエラーが検出された場合に、前記投光部は、複数の前記基準パルス組列におけるパルス間隔を変更する
    　請求項６に記載の測距装置。
  8. 　前記投光部から前記識別部に対して、少なくとも前記パルス間隔を示す情報が供給されるように構成された
    　請求項１に記載の測距装置。
  9. 　投光部が、主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光し、
    　受光部が、前記基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光し、
    　識別部が、前記基準パルス組列に対応する前記反射パルス組列を識別し、
    　算出部が、前記基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出し、
    　前記投光部は、異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列を投光する
    　測距方法。
  10. 　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列が測定対象物により反射された反射パルス組列を受光する受光部と、
    　異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列のうち、所定の基準パルス組列に対応する反射パルス組列を識別する識別部と
    　を備える信号処理装置。
  11. 　前記基準パルス組列と該基準パルス組列に対応する反射パルス組列との遅延時間差に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する算出部を備える
    　請求項１０に記載の信号処理装置。
  12. 　光学的な測距を行うためのパルス光を投光する投光装置であって、
    　主パルスと少なくとも１つ以上の副パルスとから成る基準パルス組列を投光するように構成され、且つ、異なるパルス間隔を有する複数の前記基準パルス組列を投光するように構成された投光部を備える
    　投光装置。
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