WO2019188374A1 - 距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、プログラム - Google Patents

距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、プログラム Download PDF

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wave
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distance
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浩旨 越田
信三 香山
基範 石井
春日　繁孝
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates generally to a distance measuring device, a distance measuring system, a distance measuring method, and a program, and more specifically to a distance measuring device, a distance measuring system, a distance measuring method, and a program for measuring a distance to an object.
  • the three-dimensional input device described in Patent Document 1 includes light transmission means, an imaging area sensor, and a controller.
  • the light transmitting means projects pulsed light onto the target object.
  • the imaging area sensor includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive reflected light from a target object.
  • the controller performs exposure control of the imaging area sensor at a timing synchronized with the projection of the pulsed light.
  • the three-dimensional input device further includes means for removing a received light intensity change component due to the distance or reflectance of the target object from the exposure amount obtained by exposure control.
  • the distance measuring device it is desired to improve the resolution of the measuring distance.
  • the present disclosure has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide a distance measuring device, a distance measuring system, a distance measuring method, and a program capable of improving the resolution of the measuring distance.
  • a distance measurement device includes a transmission module that transmits a measurement wave, and a reception unit that includes a first reception unit and a second reception unit that receive the measurement wave reflected by an object. Connected to the module.
  • a first reception period in which the first reception unit receives the measurement wave and a second reception period in which the second reception unit receives the measurement wave are mutually
  • the start timing of the first reception period and the start timing of the second reception period are shifted by a time difference that is overlapped in time and shorter than the first reception period or the second reception period. ing.
  • a distance measurement device is connected to a transmission module that transmits a measurement wave and a reception module that has a plurality of reception units that receive the measurement wave reflected by an object.
  • the In the distance measurement device the reception periods in which each of the plurality of reception units receive the measurement wave overlap with each other in time, and with a time difference shorter than each of the plurality of reception periods, The start timings of the plurality of reception periods are shifted from each other.
  • a distance measurement system includes the distance measurement device, the transmission module, and the reception module.
  • the distance measurement method includes a time from when a transmission module transmits a measurement wave until a plurality of reception units of the reception module receive the measurement wave reflected by an object. Is a method of measuring the distance to the object based on the above.
  • a plurality of reception periods in which the plurality of reception units receive the measurement wave are individually controlled for each of the plurality of reception units.
  • the start timings of the plurality of reception periods are shifted by a time difference shorter than each of the plurality of reception periods.
  • a program according to an aspect of the present disclosure causes a computer system to execute the distance measurement method.
  • FIG. 1 is a block diagram of a distance measurement system having a distance measurement device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an arrangement of pixels in the distance measuring apparatus same as above.
  • FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the above-described distance measuring apparatus.
  • FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the above distance measuring apparatus.
  • FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the distance measuring device according to the first modification of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation in the third modified example of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the above distance measuring apparatus.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an arrangement of pixels in a distance measurement device according to another modification of the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a distance measuring device 10 and a distance measuring system 1 according to this embodiment.
  • the distance measurement system 1 includes a distance measurement device 10, a transmission module 2, and a reception module 3, and measures the distance to the object 4 using the TOF method (TOF: TOTime Of Flight). To do.
  • the distance measurement system 1 can be used, for example, in an object recognition system that is mounted on an automobile and detects an obstacle, a monitoring camera that detects an object (person), a security camera, and the like.
  • the wave transmission module 2 is configured to intermittently transmit the measurement wave W1.
  • the wave receiving module 3 includes a plurality of wave receiving portions 31 that receive the measurement wave W ⁇ b> 1 reflected by the object 4.
  • the distance measuring device 10 is connected to the transmission module 2 and the reception module 3 and includes a reception control unit 112.
  • the reception control unit 112 individually controls a plurality of reception periods in which the plurality of reception units 31 receive the measurement wave W ⁇ b> 1 for each of the plurality of reception units 31.
  • the reception control unit 112 is shorter than each of the plurality of reception periods in a measurement period from when the transmission module 2 starts transmission of the measurement wave W1 to when transmission of the next measurement wave W1 starts.
  • the start timing of a plurality of reception periods is shifted by the time difference.
  • the start timings of the plurality of reception periods are shifted, so that the measurement wave reflected by the object 4 within the time difference between the start timings of the plurality of reception periods.
  • the timing at which W1 reaches the receiving module 3 can be detected.
  • the time difference between the start timings of the plurality of reception periods is shorter than each reception period. Therefore, in the distance measuring device 10 and the distance measuring system 1 of the present embodiment, the resolution of the measuring distance can be improved and the measurement accuracy can be improved.
  • the wave transmitting module 2 includes a light source 21 and is configured to output pulsed light as the measuring wave W1. That is, in the present embodiment, the measurement wave W1 is light.
  • the measurement wave W1 (light) is conceptually described with a virtual line.
  • the light (measurement wave W1) preferably has a single wavelength, a relatively short pulse width, and a relatively high peak intensity.
  • the wavelength of light (measurement wave W1) is low in human visibility and is affected by disturbance light from sunlight.
  • the wavelength region is in the near-infrared band which is difficult.
  • the light source 21 is configured by a laser diode, for example, and outputs a pulse laser.
  • the intensity of the pulse laser output from the light source 21 satisfies the class 1 or class 2 standard of the safety standard (JIS C 6802) for laser products in Japan.
  • the wave transmission unit is subjected to transmission control by a wave transmission control unit 111 included in the distance measuring device 10.
  • the description of the transmission control will be given in the column “(2.3.1) Measurement control section” which will be described later.
  • the light source 21 is not limited to the above configuration, and may be a light emitting diode (LED: “Light Emitting Diode”), a surface emitting laser (VCSEL: “Vertical” Cavity “Surface” Emitting “LASER”), a halogen lamp, or the like. Further, the light (measurement wave W1) may be in a wavelength range different from the near infrared band.
  • LED Light Emitting Diode
  • VCSEL Vertical” Cavity “Surface” Emitting “LASER”
  • a halogen lamp or the like.
  • the light (measurement wave W1) may be in a wavelength range different from the near infrared band.
  • the wave reception module 3 includes an image sensor having a plurality of pixels 311 arranged two-dimensionally as a plurality of partial wave reception units, and is output from the wave transmission unit to be an object. 4 is configured to receive (receive) the measurement wave W ⁇ b> 1 (light) that is the reflected wave (reflected light) reflected by 4. Each pixel 311 can receive light only during exposure. Each pixel 311 (partial reception unit) is, for example, a photodiode. The pixel 311 converts the received light (measurement wave W1) into an electrical signal (hereinafter also referred to as a pixel signal).
  • the wave receiving module 3 further includes a pixel output unit 33 that outputs a pixel signal to the distance measuring device 10.
  • the signal level of the pixel signal is a value corresponding to the received light amount (received wave amount) of the light (measurement wave W1) received by the pixel 311.
  • the pixel 311 may be a solid-state imaging device, an avalanche photo diode (APD), or the like.
  • the signal level of the pixel signal corresponds to the number of light pulses (number of photons) received by the pixel 311.
  • the plurality of pixels 311 are grouped into a plurality (four in this case) of receiving units 31 (first receiving unit 31A to fourth receiving unit 31D).
  • Each wave receiving unit 31 has a plurality of pixels 311.
  • the pixel 311 belonging to the first receiving unit 31A is the first pixel 311A
  • the pixel belonging to the second receiving unit 31B is the second pixel 311B
  • the pixel belonging to the third receiving unit 31C is A pixel belonging to the third pixel 311C and the fourth receiving unit 31D is referred to as a fourth pixel 311D.
  • the plurality of first pixels 311A to the plurality of fourth pixels 311D are respectively divided into a first direction (vertical direction in FIG. 2) and a second direction (horizontal direction in FIG. 2) orthogonal to the first direction. ).
  • Each of the plurality of pixels 311 is arranged such that the wave receiving unit 31 to which the pixel 311 belongs is different from the wave receiving unit 31 to which a pixel adjacent in the first direction and the second direction belongs.
  • the first pixels 311A and the second pixels 311B are alternately arranged along the second direction, and the third pixels 311C and the fourth pixels 311D are alternately arranged.
  • the first pixels 311A and the third pixels 311C are alternately arranged, and the second pixels 311B and the fourth pixels 311D are alternately arranged.
  • each pixel 311 is sufficiently smaller than the image formation size of the object 4, and the four pixels 311 (first pixel 311A to fourth pixel 311D) can be handled as one set.
  • the plurality of pixels 311 are equally arranged along the first direction and the second direction, it is possible to improve the detection accuracy of the objects 4 having various shapes.
  • Each wave receiving unit 31 is in an exposure state by being driven by the pixel driving unit 32.
  • the pixel driving unit 32 can individually drive the plurality of wave receiving units 31 to be in an exposure state.
  • the pixel driving unit 32 includes a plurality of gate drivers 321 (first gate driver 321A to fourth gate driver 321D) that correspond one-to-one with the plurality of receiving units 31 (see FIG. 2). ).
  • the first gate driver 321A is electrically connected to each of the plurality of first pixels 311A belonging to the first receiving unit 31A, and sets the first receiving unit 31A (the plurality of first pixels 311A) to the exposure state. To do.
  • the second gate driver 321B is electrically connected to each of the plurality of second pixels 311B belonging to the second receiving unit 31B, and sets the second receiving unit 31B (the plurality of second pixels 311B) to the exposure state.
  • the third gate driver 321C is electrically connected to each of the plurality of third pixels 311C belonging to the third receiving unit 31C, and sets the third receiving unit 31C (the plurality of third pixels 311C) to the exposure state.
  • the fourth gate driver 321D is electrically connected to each of the plurality of fourth pixels 311D belonging to the fourth receiving unit 31D, and sets the fourth receiving unit 31D (the plurality of fourth pixels 311D) to the exposure state. To do.
  • the pixel driving unit 32 sets each wave receiving unit 31 to an exposure state based on a control signal from the wave receiving control unit 112 included in the distance measuring device 10. That is, each wave receiving unit 31 is subjected to reception control by the wave receiving control unit 112.
  • the reception control will be described in the column of “(2.3.1) Measurement control unit” described later.
  • the distance measurement system 1 can generate an image from the pixel signal and perform data analysis such as image processing and recognition processing.
  • the distance measurement device 10 includes a measurement control unit 11, a distance calculation unit 12, and an output unit 13.
  • the measurement control unit 11 is configured to perform transmission control of the transmission module 2 and reception control of the reception module 3 (each reception unit 31).
  • the measurement control unit 11 is constituted by, for example, a microcomputer having a processor and a memory. That is, the measurement control unit 11 is realized by a computer system having a processor and a memory.
  • the processor functions as a transmission control unit 111 and a reception control unit 112 by executing appropriate programs.
  • the program may be recorded in advance in a memory, or may be provided by being recorded through a telecommunication line such as the Internet or a non-transitory recording medium such as a memory card.
  • the transmission control unit 111 and the reception control unit 112 may be realized by separate microcomputers.
  • the wave transmission control unit 111 controls the timing of light output from the light source 21 (light emission timing), the pulse width of light output from the light source 21 (wave transmission period), and the like in the wave transmission control of the wave transmission module 2.
  • the reception control unit 112 individually controls the timing (wave reception timing), the reception period (exposure period), and the like of the plurality of reception units 31 in the exposure state of the reception unit 31.
  • the frame Fr in which the measurement wave W1 is intermittently transmitted and the readout period in which the pixel signal is output alternately occur (see FIG. 3).
  • the first frame Fr1, the second frame Fr2,... One frame Fr includes a plurality of measurement periods Tm1.
  • the transmission control unit 111 transmits (emits) the measurement wave W1 (light) from the transmission module 2 at the start of each measurement period Tm1. That is, the measurement period Tm1 is a period from when the transmission module 2 starts transmission of the measurement wave W1 to when transmission of the next measurement wave W1 starts.
  • the number of the plurality (four in this case) of receiving units 31 is the same as the number of the plurality of (four in this case) receiving periods Tr in the measurement period Tm.
  • the wave reception control unit 112 sequentially sets the plurality of wave reception units 31 to the exposure state in each measurement period Tm1.
  • the reception control unit 112 shifts the start timing of the plurality of reception periods Tr1 with a time difference ⁇ t shorter than each reception period Tr1 in each measurement period Tm1.
  • the first receiving unit 31A starts receiving (exposure) at the start of each measurement period Tm1.
  • the second receiving unit 31B starts receiving (exposure) after a time difference ⁇ t from the start timing of the receiving period Tr1 of the first receiving unit 31A.
  • the third receiving unit 31C starts receiving (exposure) after a time difference ⁇ t from the start timing of the receiving period Tr1 of the second receiving unit 31B.
  • the fourth receiving unit 31D starts receiving (exposure) after a time difference ⁇ t from the start timing of the receiving period Tr1 of the third receiving unit 31C.
  • the time lengths of the reception periods Tr1 of the first reception unit 31A to the fourth reception unit 31D are the same.
  • the time length of the reception period Tr1 is the same as that of the transmission period Tt1.
  • the time lengths of the reception period Tr1 and the transmission period Tt1 are the same as the value obtained by quadrupling the time difference ⁇ t (the number of reception units 31).
  • the time length of the transmission period Tt1 and the reception period Tr1 is 100 ns, and the time difference ⁇ t is 25 ns.
  • the wave receiving unit 31 can receive (receive) the reflected wave (reflected light) reflected by the object 4 only during the reception period Tr1.
  • a time tx1 from when the transmission module 2 transmits the measurement wave W1 to when the reception unit 31 receives the reflected wave varies depending on the distance from the distance measurement system 1 to the object 4.
  • the time tx1 after the measurement wave W1 is transmitted is 2d / c.
  • the reflected wave reaches each receiving unit 31 after time tx1 since the measurement wave W1 is transmitted. Therefore, the distance to the object 4 can be calculated based on the time from when the transmission module 2 transmits the measurement wave W1 to when the reception module 3 receives the reflected wave.
  • the time difference between the timings at which the receiving units 31 start receiving waves with respect to the timing at which the transmitting module 2 starts transmitting the measurement waves W1 is the same. .
  • the time difference between the timings at which each of the wave receiving units 31 starts receiving the wave from the timing at which the transmitting module 2 starts transmitting the measurement wave W1 is different.
  • the second frame Fr2 which is the next frame Fr of the first frame Fr1
  • Each receiving unit 31 starts receiving a wave after a long delay.
  • the first receiving unit 31A starts receiving with a delay of the time length of the receiving period Tr1 from the start of the measurement period Tm1. Also in the second frame Fr2, the start timings of the plurality of reception periods Tr1 are shifted by a time difference ⁇ t. As described above, for each frame Fr, the timing at which each of the receiving units 31 starts receiving the wave is shifted from the timing at which the transmitting module 2 starts to transmit the measurement wave W1. Thereby, even if the target object 4 exists in any distance within the measurable range, the measurement wave W1 reflected by the target object 4 can be received.
  • the pixel output unit 33 calculates a distance from a plurality of pixel signals that are reception results of the plurality of reception units 31 in the immediately preceding frame Fr. To the unit 12.
  • the distance calculation unit 12 is configured to calculate the distance to the object 4 based on a plurality of reception results (a plurality of pixel signals) of the plurality of reception units 31.
  • the distance calculation unit 12 is configured by, for example, a microcomputer having a processor and a memory. That is, the distance calculation unit 12 is realized by a computer system having a processor and a memory.
  • the distance calculation unit 12 functions as the distance calculation unit 12 when the processor executes an appropriate program.
  • the program may be recorded in advance in a memory, or may be provided by being recorded through a telecommunication line such as the Internet or a non-transitory recording medium such as a memory card.
  • the distance calculation unit 12 compares the signal level of each pixel signal with a threshold value, and determines whether each reception unit 31 receives the measurement wave W1 (reflection wave) during the reception period Tr1. The distance calculation unit 12 determines that the wave receiving unit 31 has received the measurement wave W1 when the signal level of the pixel signal is equal to or greater than the threshold value, and the wave receiving unit 31 when the signal level of the pixel signal is less than the threshold value. Is determined not to receive the measurement wave W1. Further, the distance calculation unit 12 generates a pixel value encoded as “0” or “1” based on the determination result of whether or not the reception unit 31 has received the measurement wave W1.
  • the distance calculation unit 12 determines that the wave receiving unit 31 has received the measurement wave W1, and sets the pixel value corresponding to this pixel signal to “1”.
  • the distance calculation unit 12 determines that the wave receiving unit 31 has not received the measurement wave W1, and sets the pixel value corresponding to this pixel signal to “0”.
  • the distance calculation unit 12 compares the signal level and the threshold in order from the wave receiving unit 31 with the earliest start timing of the wave receiving period Tr1 among the plurality of wave receiving units 31, and whether or not the measurement wave W1 is received. Determine. Therefore, in this embodiment, the pixel signal of the first receiving unit 31 is compared with the threshold value in order, and it is determined whether or not the measurement wave W1 is received to generate a pixel value.
  • the first receiving unit 31A does not receive the measurement wave W1 (reflected wave) during the receiving period Tr1 in the first frame Fr1, and thus the pixel corresponding to the first receiving unit 31.
  • the value is “0”. Since each of the second receiving unit 31B to the fourth receiving unit 31D receives the measurement wave W1 (reflected wave) during the receiving period Tr1, the second receiving unit 31B to the fourth receiving unit 31D.
  • the pixel value corresponding to each of “1” is “1”.
  • the reception period Tr1 in which the measurement wave W1 is first received is defined as a period after reception starts.
  • the reception period Tr1 started at the start timing immediately before the start timing of the period after the start of reception is set as the period before the start of reception.
  • the reception period Tr1 of the second reception unit 31B in the first frame Fr1 is a period after reception starts, and the reception period Tr1 of the first reception unit 31A in the first frame Fr1 is received. It is the period before the wave starts.
  • the end of the period after the start of reception (the reception period Tr1 of the second reception unit 31B) from the end timing of the period before the start of reception (the reception period Tr1 of the first reception unit 31A).
  • the reflected wave has reached the receiving module 3. Therefore, up to the object 4 based on the time from when the transmission module 2 starts transmitting the measurement wave W1 (start of the measurement period Tm1) to the end of the period before the start of reception or the period after the start of reception. Can be calculated.
  • the distance calculation unit 12 determines at least one of the period after the start of reception and the period before the start of reception based on the pixel value corresponding to each reception unit 31. Specifically, the distance calculation unit 12 generates pixel values in order from the pixel signal of the first receiving unit 31. Then, the distance calculation unit 12 receives the pixel signal immediately after the pixel value has changed from “0” to “1” (the pixel signal having the pixel value “1” first) (see FIG. 4). Then, the reception period Tr1 of the second reception unit 31B) is determined as the period after the start of reception.
  • the distance calculation unit 12 receives the pixel signal 31 corresponding to the pixel signal immediately before the pixel value changes from “0” to “1” (the pixel signal whose pixel value finally becomes “0”) (FIG. 4). Then, the reception period Tr1 of the first reception unit 31) is determined to be the period before starting reception. The distance calculation unit 12 starts the transmission of the measurement wave W1 from the transmission module 2 based on the frame Fr corresponding to the pixel signal and the determined period after the start of reception or the period before the start of reception. The time until the end of the period before the start of reception or the period after the start of reception is calculated. Then, the distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 based on the calculated time.
  • the distance calculation unit 12 determines the distance to the object 4 based on at least one of the period after the start of reception and the period before the end of reception among the plurality of reception periods Tr in the measurement period Tm. Is calculated.
  • the period after the start of reception is the reception period Tr in which the measurement wave W1 is first received among the plurality of reception periods Tr in the measurement period Tm.
  • the period before the start of reception is a reception period Tr that is started at the start timing one before the start timing of the period after start of reception among the plurality of reception periods Tr in the measurement period Tm.
  • c be the speed of light.
  • the unit distance ⁇ l is 3.75 m, and the resolution of the measurement distance is improved compared to the case where the reception period Tr1 is shifted so as not to overlap.
  • the output unit 13 is configured to output the calculation result (measurement result) of the distance to the object 4 calculated by the distance calculation unit 12 to the external device 5.
  • the external device 5 is a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display (EL: “Electro” Luminescence).
  • the output unit 13 causes the external device 5 to display the measurement result of the distance calculation unit 12 by outputting the measurement result of the distance calculation unit 12 to the external device 5.
  • the output unit 13 may display the image data on the external device 5 by outputting the image data generated by the pixel signal to the external device 5.
  • the external device 5 is not limited to a display device, and may be another device.
  • the distance measuring method is from the time when the transmission module 2 intermittently transmits the measurement wave W1 to the time when the plurality of reception units 31 of the reception module 3 receive the measurement waves W1 reflected by the object 4. Based on the time, the distance to the object 4 is measured.
  • a plurality of reception periods Tr1 in which the plurality of reception units 31 receive the measurement wave W1 are individually controlled for each of the plurality of reception units 31.
  • the measurement period Tm1 from when the transmission module 2 ends transmission of the measurement wave W1 to when transmission of the next measurement wave W1 starts is shorter than each of the plurality of reception periods Tr1.
  • the start timings of the plurality of reception periods Tr1 are shifted by the time difference ⁇ t.
  • the program causes the computer system to execute a distance measurement method.
  • the distance measuring apparatus 10 includes a computer system in, for example, the measurement control unit 11 and the distance calculation unit 12.
  • the computer system mainly includes a processor and a memory as hardware.
  • the processor executes the program recorded in the memory of the computer system, functions such as the measurement control unit 11 (the transmission control unit 111 and the reception control unit 112) and the distance calculation unit 12 are realized.
  • the program may be recorded in advance in a memory of a computer system, may be provided through a telecommunication line, or recorded in a non-transitory recording medium such as a memory card, an optical disk, or a hard disk drive that can be read by the computer system. May be provided.
  • a processor of a computer system includes one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI).
  • the plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on the plurality of chips.
  • the plurality of chips may be integrated into one device, or may be distributed and provided in a plurality of devices. Further, the measurement control unit 11 and the distance calculation unit 12 may be integrated into one chip.
  • the distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 based on at least one of the period after the end of reception and the period before the end of reception (see FIG. 5).
  • the period after the end of reception is the first reception period Tr1 started at the start timing after the reception period Tr1 in which the measurement wave W1 is received among the plurality of reception periods Tr1 in the measurement period Tm1.
  • the period before the end of reception is the reception period Tr1 started at the start timing one before the start timing of the period after the end of reception among the plurality of reception periods Tr1 in the measurement period Tm1.
  • the reception period Tr1 of the fourth reception unit 31D is a period after the end of reception
  • the reception period Tr1 of the third reception unit 31C is a period before the end of reception.
  • the wave receiving module 3 receives the measurement wave W1 (reflected wave) reflected by the object 4 until the period between. Therefore, based on the time from when the transmission module 2 starts transmitting the measurement wave W1 (start of the measurement period Tm1) to the end of the period after reception or the end of the period before reception, the object 4 is reached. Can be calculated.
  • the distance calculation unit 12 determines at least one of the period after the reception end and the period before the reception end based on the pixel value corresponding to each reception unit 31. Specifically, the distance calculation unit 12 generates pixel values in order from the pixel signal of the first receiving unit 31. Then, the distance calculation unit 12 receives the reception period Tr1 of the reception unit 31 (fourth reception unit 31D in FIG. 5) corresponding to the pixel signal immediately after the pixel value has changed from “1” to “0”. The period after the wave is determined. Further, the distance calculation unit 12 receives the reception period Tr1 of the reception unit 31 (the third reception unit 31C in FIG. 5) corresponding to the pixel signal immediately before the pixel value changes from “1” to “0”.
  • the distance calculation unit 12 starts the transmission of the measurement wave W1 from the transmission module 2 based on the frame Fr corresponding to the pixel signal and the determined post-reception period or pre-reception period. The time until the end of the period after the end of reception or the period before the end of reception is calculated. The distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 based on the calculated time.
  • c be the speed of light.
  • the unit distance ⁇ l is 3.75 m, and the resolution of the measurement distance is improved compared to the case where the reception period Tr1 is shifted so as not to overlap.
  • the distance calculation unit 12 is based on a reception period Tr1 that is continuous from a period after reception starts to a period before reception completion among a plurality of reception periods Tr1.
  • the period after the start of reception is the reception period Tr1 in which the measurement wave W1 is first received among the plurality of reception periods Tr1.
  • the period before reception ends is the reception period Tr1 in which the measurement wave W1 is received last among the plurality of reception periods Tr1.
  • the reception period Tr1 of the second reception unit 31B in the first frame Fr1 is a period after reception starts, and the reception period Tr1 of the fourth reception unit 31D in the second frame Fr2 is received. It is the period before the end of the wave.
  • the reception module 3 receives the measurement wave W1 (reflected wave) reflected by the object 4.
  • the measurement wave W1 reflected by the object 4 is received.
  • continuous means that the order of the start timings of the reception period Tr1 is continuous. Even if the frames Fr are different, they are included in succession. For example, in the order of the start timing of the reception period Tr1, the reception period Tr1 of the fourth reception unit 31D in the first frame Fr1 is followed by the reception period Tr1 of the first reception unit 31A in the second frame Fr2. Become.
  • the light is reflected by the object 4 at substantially the same timing as the start timing of the fourth reception period Tr1 (the reception period Tr1 of the first reception unit 31A in the second frame Fr2).
  • the measurement wave W1 (reflected wave) has reached the wave receiving module 3. Therefore, after the transmission module 2 starts transmitting the measurement wave W1 (start of the measurement period Tm1), the fourth reception period Tr1 (the reception period Tr1 of the first reception unit 31A in the second frame Fr2).
  • the distance to the object 4 can be calculated based on the time until the start of).
  • the number of continuous reception periods Tr1 is determined by the relationship between the time lengths of the transmission period Tt1 and the reception period Tr1 and the time difference ⁇ t between the plurality of reception periods Tr1. In the present disclosure, since the time length of the transmission period Tt1 and the reception period Tr1 is 1 ⁇ 4 of the time difference ⁇ t, the number of continuous reception periods Tr1 is seven or eight.
  • the distance calculation unit 12 determines the continuous reception period Tr1 based on the pixel value corresponding to each reception unit 31 for each frame Fr. Specifically, the distance calculation unit 12 generates pixel values sequentially from the pixel signal of the first receiving unit 31 for each frame Fr. Then, the distance calculation unit 12 receives the wave reception unit 31 (the second wave reception unit 31 in the first frame Fr1 in FIG. 4) corresponding to the pixel signal immediately after the pixel value has changed from “0” to “1”. The wave period Tr1 is determined to be a period after the start of reception. In addition, the distance calculation unit 12 receives the wave reception unit 31 (the fourth wave reception unit 31 in the second frame Fr2 in FIG. 4) corresponding to the pixel signal immediately before the pixel value changes from “1” to “0”.
  • the wave period Tr1 is determined as the period before the end of reception. That is, the distance calculation unit 12 receives the wave receiving unit 31 (in FIG. 4, the second wave receiving unit 31B to the second frame Fr2 in the first frame Fr1) corresponding to the continuous pixel signal with the pixel value “1”.
  • the reception period Tr1 up to the fourth reception unit 31D) is determined as the continuous reception period Tr1.
  • the distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 when the number of continuous reception periods Tr1 is equal to or greater than a predetermined value (seven in this case). Specifically, the distance calculation unit 12 has a fourth reception period Tr1 (in FIG. 4, the first reception unit 31A in the second frame Fr2) in the middle order among the seven continuous reception periods Tr1. The receiving period Tr1) is specified. Then, the distance calculation unit 12 calculates the time from the start of transmission of the measurement wave W1 to the start of the fourth reception period Tr1, based on the frame Fr including the fourth reception period Tr1. Then, the distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 based on the calculated time.
  • the distance calculation unit 12 determines whether the target object is based on the reception period Tr1 of any of the period after reception start, the period before reception start, the period after reception completion, and the period before reception completion. A distance up to 4 may be calculated.
  • the distance calculation unit 12 does not calculate the distance to the object 4 when the number of continuous reception periods Tr1 is less than a predetermined value.
  • the distance to the object 4 is calculated only when the pixel value “1” continues for a predetermined value or more. Therefore, even if the pixel value temporarily changes due to noise or the like, the distance calculation unit 12 does not calculate the distance to the object 4, so that erroneous detection of the object 4 is suppressed.
  • the distance measuring device 10 of the present modification is configured to perform a temporary measurement of the distance to the object 4 before performing the main measurement of the distance to the object 4.
  • the main measurement is to calculate the distance to the object 4 by shifting the start timing of the plurality of reception periods Tr1 by a time difference ⁇ t shorter than the reception period Tr1.
  • the provisional measurement is to calculate the distance to the object 4 by shifting the start timing of the plurality of reception periods Tr2 so that the plurality of reception periods Tr2 do not overlap.
  • the approximate distance to the object 4 is calculated by temporary measurement, and the distance to the object 4 is accurately calculated by the main measurement having a measurement resolution higher than that of the temporary measurement.
  • a temporary frame Frp in which the measurement wave W1 is intermittently transmitted and a readout period in which a pixel signal is output alternately occur (see FIG. 6).
  • the first temporary frame Frp1, the second temporary frame Frp2,..., And the n-th temporary frame Frpn are in order from the first generated temporary frame Frp.
  • One temporary frame includes a plurality of temporary measurement periods Tm2.
  • the transmission control unit 111 transmits the measurement wave W1 from the transmission module 2 at the start of each temporary measurement period Tm2.
  • the wave receiving control unit 112 sequentially sets the plurality of wave receiving units 31 (the first wave receiving unit 31A to the fourth wave receiving unit 31D) to the exposure state in each temporary measurement period Tm2.
  • the reception control unit 112 shifts the start timing of the plurality of reception periods Tr2 so that the plurality of reception periods Tr2 do not overlap in each temporary measurement period Tm2.
  • the time difference between the start timings of the plurality of reception periods Tr2 in the temporary measurement period Tm2 is the same as the transmission period Tt2 of the measurement wave W1 and the time length of each reception period Tr2 in the temporary measurement period Tm2.
  • the time difference of the start timing of each reception period Tr2 with respect to the start timing of the transmission period Tt2 of the measurement wave W1 is the same. Further, for each temporary frame Frp, the time difference of the start timing of each reception period Tr2 with respect to the start timing of the transmission period Tt2 of the measurement wave W1 is different. Accordingly, the measurement wave W1 reflected by the object 4 can be received regardless of the distance of the object 4 within the measurable range.
  • the distance calculation unit 12 receives a measurement period W2 in which the measurement wave W1 reflected by the object 4 is received based on the plurality of pixel signals in the temporary frame Frp (in FIG. 7, the second wave in the first temporary frame Frp1).
  • the receiving period Tr2) of the receiving unit 31B is determined. Specifically, the distance calculation unit 12 receives the reception period Tr2 corresponding to the pixel signal whose pixel value is “1”, and the reception period Tr2 (the measurement wave W1 reflected by the object 4 is received). It is determined that this is the provisional reception period Tr2.
  • a frame Fr in which the measurement wave W1 is intermittently transmitted and a readout period in which the pixel signal is output are generated (FIG. 6). reference).
  • the plurality of reception periods Tr1 are set such that any one of the plurality of reception periods Tr1 overlaps at least a part of the provisional reception period Tr2 determined in the provisional measurement.
  • the start timing is shifted (see FIG. 7).
  • the time difference ⁇ t between the start timings of the plurality of reception periods Tr1 is 1 ⁇ 2 of the time length of the transmission period Tt1 and each reception period Tr1.
  • the reception periods Tr1 of the second reception unit 31B to the fourth reception unit 31D overlap with the provisional reception period Tr2.
  • the time lengths of the temporary measurement period Tm2, the transmission period Tt2, and the reception period Tr2 in the temporary measurement are the same as the measurement period Tm1, the transmission period Tt1, and the reception period Tr1 in the main measurement, respectively.
  • the time length is the same, the time lengths may be different from each other.
  • the distance calculation unit 12 includes a period after reception start (a reception period Tr1 of the second reception unit 31B in FIG. 7) and a period before reception start among the plurality of reception periods Tr1 in the measurement period Tm1 of the frame Fr. (In FIG. 7, at least one of the reception period Tr1 of the first reception unit 31A) is determined.
  • the distance calculation unit 12 determines whether the transmission module 2 starts transmitting the measurement wave W1 based on the determined period after the start of reception or the period before the start of reception. Calculate the time until the end of the period. And the distance calculation part 12 calculates the distance to the target object 4 as a main measurement result based on the calculated time.
  • the distance calculation unit 12 is based on the period after the reception end or the period before the reception end (the reception period Tr1 of the fourth reception unit 31D in FIG. 7). The distance to the object 4 may be calculated.
  • the distance calculation unit 12 has the number of continuous reception periods Tr1 (in FIG. 7, the reception periods Tr1 of the second reception unit 31B to the fourth reception unit 31D). If it is equal to or greater than a predetermined value (three here), the distance to the object 4 may be calculated. In this case, the distance calculation unit 12 starts receiving the measurement wave W1 from the transmission module 2 and then receives the reception period Tr1 in the middle of the three consecutive reception periods Tr1 (in FIG. 7, the third reception period Tr1). The time until the start of the receiving period Tr1) of the receiving unit 31C is calculated. Then, the distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 based on the calculated time. The distance calculation unit 12 calculates the distance to the object 4 based on the reception period Tr1 of any of the period after reception start, the period before reception start, the period after reception completion, and the period before reception completion. It may be calculated.
  • the approximate distance to the object 4 is calculated by the temporary measurement, and the distance to the object 4 is accurately calculated by the main measurement having a higher measurement resolution than the temporary measurement. And improvement in measurement accuracy.
  • This modification is particularly useful when the measurable distance is relatively long.
  • the arrangement of the plurality of first pixels 311A to the plurality of fourth pixels 311D is not limited to the arrangement along the first direction and the second direction (see FIG. 2).
  • the plurality of wave receivers 31 may be arranged along the first direction (vertical direction in FIG. 8).
  • Each of the plurality of wave receiving units 31 includes a plurality of pixels 311 (partial wave receiving units) arranged along a second direction (lateral direction in FIG. 8) orthogonal to the first direction.
  • the first receiving unit 31A includes a plurality of first pixels 311A arranged along the second direction.
  • the second receiving unit 31B is disposed adjacent to one side (the lower side in FIG. 8) in the first direction with respect to the first receiving unit 31A, and a plurality of second receiving units arranged along the second direction. It has two pixels 311B.
  • the third receiving unit 31C is disposed adjacent to one side (the lower side in FIG. 8) in the first direction with respect to the second receiving unit 31B, and a plurality of second receiving units arranged along the second direction. It has 3 pixels 311C.
  • the fourth receiving unit 31D is arranged so as to be adjacent to one side (the lower side in FIG. 8) in the first direction with respect to the third receiving unit 31C, and a plurality of second receiving units arranged along the second direction. It has 4 pixels 311D.
  • 31 A of 1st receiving parts are arrange
  • a plurality of pixels 311 are arranged along the second direction in each receiving unit 31. Therefore, the plurality of pixels 311 and the gate driver 321 are electrically connected as compared with the case where the plurality of pixels 311 in each wave receiving section 31 are arranged along the first direction and the second direction (see FIG. 2). The number of wirings is reduced, and wiring layout is facilitated.
  • each pixel 311 has a reduced area blocked by the wiring. The amount increases. Thereby, the measurable distance can be extended.
  • the measurement wave W1 is light, but is not limited to light.
  • the measurement wave W1 may be, for example, an ultrasonic wave or a radio wave.
  • the time difference ⁇ t between the start timings of the plurality of reception periods Tr1 is a time length obtained by dividing the time lengths of the transmission period Tt1 and the reception period Tr1 by 2 or 4, but 3 or 5
  • the time length divided by the above numerical values may be used.
  • the number of receiving units 31 and the number of receiving periods Tr1 in the measurement period Tm1 are the same number, but they may be different numbers. Further, the number of wave receivers 31 is not limited to four, and may be a number equal to or greater than two.
  • the two or more receiving units 31 include a first receiving unit and a second receiving unit.
  • the “first receiving unit” and the “second receiving unit” are names for distinguishing the two receiving units 31, and there is no functional difference between them. Therefore, when the number of the receiving parts 31 which the receiving module 3 has is two, any one is a 1st receiving part and the other is a 2nd receiving part.
  • the number of the receiving parts 31 which the receiving module 3 has is three or more, among the three receiving parts 31, any one receiving part 31 is a 1st receiving part, 1st receiving part Any one receiving unit different from the receiving unit is the second receiving unit.
  • the distance measuring apparatus 10 includes a first receiving period in which the first receiving unit receives the measurement wave W1 and a second receiving period in which the second receiving unit receives the measurement wave W1.
  • the start timing of the first reception period and the start timing of the second reception period may be shifted by a time difference shorter than the first reception period or the second reception period.
  • the distance measuring device (10) receives the measurement wave (W1) reflected by the object (4) and the transmission module (2) that transmits the measurement wave (W1). And a receiving module (3) having a first receiving unit and a second receiving unit.
  • the start timing of the first reception period and the start timing of the second reception period are shifted by a time difference shorter than the first reception period or the second reception period.
  • the timing at which the measurement wave (W1) reflected by the object (4) reaches the wave receiving module (3) can be detected.
  • the time difference between the start timing of the first reception period and the start timing of the second reception period is shorter than the first reception period or the second reception period. Therefore, in the distance measuring device (10), the resolution of the measuring distance can be improved.
  • the measurement wave (W1) is light.
  • the distance measuring device (10) according to the third aspect is the object according to the first aspect or the second aspect, based on the reception result of the first reception unit and the reception result of the second reception unit.
  • a distance calculation unit (12) that calculates the distance to (4) is further provided.
  • the first receiving unit and the second receiving unit are included in the plurality of receiving units (31). That is, in other words, the distance measuring device (10) according to the third aspect is based on the plurality of reception results of the plurality of reception units (31) in the first aspect or the second aspect. Is further provided with a distance calculation unit (12) for calculating the distance up to.
  • the distance to the object (4) can be calculated.
  • the distance calculation unit (12) includes a period after the start of reception and a start of reception of the first reception period and the second reception period.
  • the distance to the object (4) is calculated based on at least one of the previous period.
  • the period after the start of reception is a reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is first received in the first reception period and the second reception period.
  • the period before the start of reception is a reception period (Tr1) that is started at the start timing immediately before the start timing of the period after the start of reception in the first reception period and the second reception period.
  • the first reception period and the second reception period are included in a plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1). That is, in other words, in the distance measurement device (10) according to the fourth aspect, in the third aspect, the distance calculation unit (12) receives the wave among the plurality of wave reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1).
  • the distance to the object (4) is calculated based on at least one of the period after the start and the period before the start of reception.
  • the period after the start of reception is the reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is first received among the plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1).
  • the period before the start of reception is the reception period (Tr1) started at the start timing immediately before the start timing of the period after start of reception among the plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1). It is.
  • the resolution of the measurement distance can be improved.
  • the distance calculation unit (12) includes a period after reception end and a reception end among the first reception period and the second reception period.
  • the distance to the object (4) is calculated based on at least one of the previous period.
  • the period after reception ends is the first reception period started at the start timing after the reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is received in the first reception period and the second reception period. It is a wave period (Tr1).
  • the period before the end of reception is a reception period (Tr1) started at the start timing immediately before the start timing of the period after the end of reception in the first reception period and the second reception period.
  • the first reception period and the second reception period are included in a plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1). That is, in other words, in the distance measurement device (10) according to the fifth aspect, in the third aspect, the distance calculation unit (12) receives the wave among the plurality of wave reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1).
  • the distance to the object (4) is calculated based on at least one of the period after the end and the period before the end of reception.
  • the period after the end of reception starts at a start timing after the reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is received among the plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1). This is the first receiving period (Tr1).
  • the period before the end of reception is the reception period (Tr1) started at the start timing immediately before the start timing of the period after the end of reception among the plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1). It is.
  • the resolution of the measurement distance can be improved.
  • the distance calculating unit (12) is configured to start receiving from the period after starting reception in the first receiving period and the second receiving period.
  • the distance to the object (4) is calculated based on the reception period (Tr1) that continues until the previous period.
  • the period after the start of reception is a reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is first received in the first reception period and the second reception period.
  • the period before reception ends is a reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is received last in the first reception period and the second reception period.
  • the first reception period and the second reception period are included in a plurality of reception periods (Tr1) in the measurement period (Tm1). That is, in other words, in the distance measurement device (10) according to the sixth aspect, in the third aspect, the distance calculation unit (12) receives the reception from the period after the start of reception among the plurality of reception periods (Tr1). The distance to the object (4) is calculated based on the reception period (Tr1) that continues until the period before the wave ends.
  • the period after the start of reception is a reception period (Tr1) in which the measurement wave (W1) is first received among a plurality of reception periods (Tr1).
  • the period before the end of reception is a reception period (Tr1) in which a measurement wave (W1) is received last among a plurality of reception periods (Tr1).
  • each of the first receiving unit and the second receiving unit is orthogonal to the first direction and the first direction. It has the some partial receiving part (pixel 311) arrange
  • each of the plurality of wave receivers (31) is orthogonal to the first direction and the first direction. It has the some partial receiving part (pixel 311) equally arrange
  • Each of the plurality of partial receiving sections (311) has a different receiving section (31) from the receiving section (31) to which the partial receiving section (311) adjacent in the first direction and the second direction belongs. So that it is arranged.
  • the first wave receiving part and the second wave receiving part are arranged along the first direction.
  • Each of the first receiving unit and the second receiving unit has a plurality of partial receiving units (pixels 311) arranged along a second direction orthogonal to the first direction.
  • the plurality of wave receivers (31) are arranged along the first direction.
  • Each of the plurality of wave receivers (31) includes a plurality of partial wave receivers (pixels 311) arranged along a second direction orthogonal to the first direction.
  • the layout of the wiring connected to the plurality of partial receiving portions (311) is facilitated.
  • the distance measuring device (10) includes a transmission module (2) for transmitting a measurement wave (W1) and a plurality of reception units for receiving the measurement wave (W1) reflected by the object (4). And a receiving module (3) having a wave section (31).
  • the distance measuring device (10) includes the transmission module (2) that intermittently transmits the measurement wave (W1) and the measurement wave (W1) reflected by the object (4). And a receiving module (3) having a plurality of receiving sections (31) for receiving waves.
  • the distance measuring device (10) includes a reception control unit (112).
  • the reception control unit (112) individually controls a plurality of reception periods (Tr1) in which the plurality of reception units (31) receive the measurement wave (W1) for each of the plurality of reception units (31). .
  • the reception control unit (112) has a measurement period (Tm1) from when the transmission module (2) starts transmitting the measurement wave (W1) to when transmission of the next measurement wave (W1) is started.
  • the start timing of the plurality of reception periods (Tr1) is shifted by a time difference shorter than each of the plurality of reception periods (Tr1).
  • the measurement wave (W1) reflected by the object (4) is received by the reception module within the time difference between the start timings of the plurality of reception periods.
  • the timing at which (3) is reached can be detected.
  • the time difference between the start timings of the plurality of reception periods (Tr1) is shorter than each reception period (Tr1). Therefore, in the distance measuring device (10), the resolution of the measuring distance can be improved.
  • the number of the plurality of receiving parts (31) and the number of the plurality of receiving periods (Tr1) are the same.
  • a distance measurement system (1) includes the distance measurement device (10) according to any one of the first to tenth aspects, a transmission module (2), and a reception module (3).
  • the measurement wave reflected by the object (4) within the time difference between the start timings of the plurality of reception periods (Tr1) ( The timing when W1) reaches the receiving module (3) can be detected.
  • the time difference between the start timings of the plurality of reception periods (Tr1) is shorter than each reception period (Tr1). Therefore, in the distance measurement system (1), the resolution of the measurement distance can be improved.
  • the plurality of reception units (31) of the reception module (3) are the object (4).
  • a plurality of reception periods (Tr1) in which the plurality of reception units (31) receive the measurement wave (W1) are individually controlled for each of the plurality of reception units (31).
  • the start timing of the plurality of reception periods (Tr1) is shifted by a time difference shorter than each of the plurality of reception periods (Tr1).
  • the transmission module (2) intermittently transmits the measurement wave (W1)
  • the plurality of reception units (31) of the reception module (3) Is a method of measuring the distance to the object (4) based on the time until the measurement wave (W1) reflected by the object (4) is received.
  • a plurality of reception periods (Tr1) in which the plurality of reception units (31) receive the measurement wave (W1) are individually controlled for each of the plurality of reception units (31).
  • a plurality of receiving signals are received in a measurement period (Tm1) from when the transmission module (2) ends transmission of the measurement wave (W1) to when transmission of the next measurement wave (W1) starts.
  • the start timings of the plurality of reception periods (Tr1) are shifted by a time difference shorter than each of the wave periods (Tr1).
  • the measurement wave reflected by the object (4) within the time difference between the start timings of the plurality of reception periods (Tr1) ( The timing when W1) reaches the receiving module (3) can be detected.
  • the time difference between the start timings of the plurality of reception periods (Tr1) is shorter than each reception period (Tr1). Therefore, in the distance measurement method, the resolution of the measurement distance can be improved.
  • the program according to the thirteenth aspect causes a computer system to execute the distance measurement method according to the twelfth aspect.
  • the resolution of the measurement distance can be improved.

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Abstract

測定距離の分解能の向上を図ることができる距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、及びプログラムを提供する。距離測定装置（１０）は、測定波（Ｗ１）を送波する送波モジュール（２）と、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）を受波する第１受波部及び第２受波部を有する受波モジュール（３）と、に接続される。距離測定装置（１０）は、第１受波部が測定波（Ｗ１）を受波する第１受波期間と、第２受波部が測定波（Ｗ１）を受波する第２受波期間と、が互いに時間的に重なっており、かつ、第１受波期間又は第２受波期間よりも短い時間差で、第１受波期間の開始タイミングと第２受波期間の開始タイミングとがずれている。

Description

距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、プログラム
　本開示は、一般に距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、及びプログラムに関し、より詳細には対象物までの距離を測定する距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、プログラムに関する。
　従来、光を投射して対象物体からの反射光を受光することによって、対象物体上の複数の位置までの距離を測定する３次元入力装置（距離測定システム）がある（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の３次元入力装置は、送光手段と、撮像エリアセンサと、コントローラと、を備えている。送光手段は、対象物体にパルス光を投射する。撮像エリアセンサは、対象物体からの反射光を受光する複数の光電変換素子からなる。コントローラは、パルス光の投射に同期したタイミングで撮像エリアセンサの露光制御を行う。３次元入力装置は、露光制御によって得られる露光量から、対象物体の距離または反射率による受光強度変化成分を除去する手段をさらに備えている。
　距離測定装置において、測定距離の分解能の向上が望まれている。
特開２００１－３３７１６６号公報
　本開示は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、測定距離の分解能の向上を図ることができる距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法、及びプログラムを提供することにある。
　本開示の一態様に係る距離測定装置は、測定波を送波する送波モジュールと、対象物で反射した前記測定波を受波する第１受波部及び第２受波部を有する受波モジュールと、に接続される。前記距離測定装置は、前記第１受波部が前記測定波を受波する第１受波期間と、前記第２受波部が前記測定波を受波する第２受波期間と、が互いに時間的に重なっており、かつ、前記第１受波期間又は前記第２受波期間よりも短い時間差で、前記第１受波期間の開始タイミングと前記第２受波期間の開始タイミングとがずれている。
　本開示の一態様に係る距離測定装置は、測定波を送波する送波モジュールと、対象物で反射した前記測定波を受波する複数の受波部を有する受波モジュールと、に接続される。前記距離測定装置は、前記複数の受波部のそれぞれが前記測定波を受波する受波期間が互いに時間的に重なっており、かつ、前記複数の受波期間のそれぞれよりも短い時間差で、前記複数の受波期間の開始タイミングが互いにずれている。
　本開示の一態様に係る距離測定システムは、前記距離測定装置と、前記送波モジュールと、前記受波モジュールと、を備える。
　本開示の一態様に係る距離測定方法は、送波モジュールが測定波を送波してから、受波モジュールの複数の受波部が対象物で反射した前記測定波を受波するまでの時間に基づいて、対象物までの距離を測定する方法である。前記距離測定方法では、前記複数の受波部が前記測定波を受波する複数の受波期間を、前記複数の受波部ごとに個別制御する。前記距離測定方法では、前記複数の受波期間の各々よりも短い時間差で、前記複数の受波期間の開始タイミングをずらす。
　本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに前記距離測定方法を実行させる。
図１は、本開示の一実施形態に係る距離測定装置を有する距離測定システムのブロック図である。 図２は、同上の距離測定装置における画素の配置を示す概略図である。 図３は、同上の距離測定装置における動作説明図である。 図４は、同上の距離測定装置の動作を説明するためのタイムチャート図である。 図５は、本開示の一実施形態の第１変形例に係る距離測定装置の動作を説明するためのタイムチャート図である。 図６は、本開示の一実施形態の第３変形例における動作説明図である。 図７は、同上の距離測定装置の動作を説明するためのタイムチャート図である。 図８は、本開示の一実施形態のその他の変形例に係る距離測定装置における画素の配置を示す概略図である。
　以下に説明する各実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
　（１）概要
　本実施形態に係る距離測定装置１０及び距離測定システム１のブロック図を図１に示す。
　距離測定システム１は、距離測定装置１０と、送波モジュール２と、受波モジュール３と、を備えており、TOF法（TOF: Time Of Flight）を利用して対象物４までの距離を測定する。距離測定システム１は、例えば、自動車に搭載され障害物を検知する物体認識システム、物体（人）等を検知する監視カメラ、セキュリティカメラ等に利用することができる。
　送波モジュール２は、測定波Ｗ１を間欠的に送波するように構成されている。受波モジュール３は、対象物４で反射した測定波Ｗ１を受波する複数の受波部３１を有する。距離測定装置１０は、送波モジュール２及び受波モジュール３に接続され、受波制御部１１２を備えている。受波制御部１１２は、複数の受波部３１が測定波Ｗ１を受波する複数の受波期間を、複数の受波部３１ごとに個別制御する。受波制御部１１２は、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始してから次の測定波Ｗ１の送波を開始するまでの測定期間において、複数の受波期間の各々よりも短い時間差で、複数の受波期間の開始タイミングをずらす。
　本実施形態の距離測定装置１０及び距離測定システム１では、複数の受波期間の開始タイミングがずれているので、複数の受波期間の開始タイミングの時間差内で、対象物４で反射した測定波Ｗ１が受波モジュール３に到達したタイミングを検出することができる。複数の受波期間の開始タイミングの時間差は、各受波期間よりも短い。したがって、本実施形態の距離測定装置１０及び距離測定システム１では、測定距離の分解能が向上し、測定精度の向上を図ることができる。
　（２）距離測定システムの全体構成
　（２．１）送波モジュール
　送波モジュール２は、光源２１を備えており、測定波Ｗ１としてパルス状の光を出力するように構成されている。つまり、本実施形態では、測定波Ｗ１は、光である。図１では、測定波Ｗ１（光）を仮想線で概念的に記載している。ここで、TOF法を利用した距離測定において、光（測定波Ｗ１）は、単一波長であり、パルス幅が比較的短く、ピーク強度が比較的高いことが好ましい。また、距離測定システム１（距離測定装置１０）を市街地等での利用を考慮して、光（測定波Ｗ１）の波長は、人間の視感度が低く、太陽光からの外乱光の影響を受けにくい近赤外帯の波長域であることが好ましい。本実施形態では、光源２１は、例えばレーザーダイオードで構成されており、パルスレーザーを出力する。光源２１が出力するパルスレーザーの強度は、日本国のレーザ製品の安全基準（JIS C 6802）のクラス１又はクラス２の基準を満たしている。
　送波部は、距離測定装置１０が有する送波制御部１１１によって送波制御される。送波制御の説明は、後述する「（２．３．１）測定制御部」の欄で行う。
　なお、光源２１は、上記の構成に限らず、発光ダイオード（LED: Light Emitting Diode）、面発光レーザ（VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER）、ハロゲンランプ等であってもよい。また、光（測定波Ｗ１）は、近赤外帯とは異なる波長域であってもよい。
　（２．２）受波モジュール
　受波モジュール３は、二次元的に配列された複数の画素３１１を複数の部分受波部として有するイメージセンサを備えており、送波部から出力されて対象物４で反射した反射波（反射光）である測定波Ｗ１（光）を受波（受光）するように構成されている。各画素３１１は、露光している間のみ、光を受光することができる。各画素３１１（部分受波部）は、例えばフォトダイオードである。画素３１１は、受光した光（測定波Ｗ１）を電気信号（以降、画素信号ともいう）に変換する。また、受波モジュール３は、画素信号を距離測定装置１０に出力する画素出力部３３を更に備えている。画素信号の信号レベルは、画素３１１が受光した光（測定波Ｗ１）の受光量（受波量）に応じた値である。なお、画素３１１（部分受波部）は、固体撮像素子、アバランシェフォトダイオード（APD: Avalanche Photo Diode）等であってもよい。画素３１１がアバランシェフォトダイオードである場合、画素信号の信号レベルは、画素３１１が受光した光のパルス数（光子数）に相当する。
　複数の画素３１１は、複数（ここでは４つ）の受波部３１（第１受波部３１Ａ～第４受波部３１Ｄ）にグループ分けされている。各受波部３１は、複数の画素３１１を有している。複数の画素３１１を区別する場合、第１受波部３１Ａに属する画素３１１を第１画素３１１Ａ、第２受波部３１Ｂに属する画素を第２画素３１１Ｂ、第３受波部３１Ｃに属する画素を第３画素３１１Ｃ、第４受波部３１Ｄに属する画素を第４画素３１１Ｄという。
　図２に示すように、複数の第１画素３１１Ａ～複数の第４画素３１１Ｄは、それぞれ第１方向（図２では縦方向）、及び第１方向と直交する第２方向（図２では横方向）に沿って均等配置されている。複数の画素３１１の各々は、属する受波部３１が、第１方向及び第２方向に隣り合う画素が属する受波部３１と互いに異なるように配置されている。本実施形態では、第２方向に沿って、第１画素３１１Ａと第２画素３１１Ｂとが交互に配置され、第３画素３１１Ｃと第４画素３１１Ｄとが交互に配置されている。また、第１方向に沿って、第１画素３１１Ａと第３画素３１１Ｃとが交互に配置され、第２画素３１１Ｂと第４画素３１１Ｄとが交互に配置されている。
　各画素３１１の大きさは、対象物４の結像サイズに比べて十分に小さく、４つの画素３１１（第１画素３１１Ａ～第４画素３１１Ｄ）を１組として扱うことができる。また、複数の画素３１１が第１方向及び第２方向に沿って均等配置されているので、様々な形状の対象物４の検出精度の向上を図ることができる。
　各受波部３１は、画素駆動部３２によって駆動されることにより露光状態となる。画素駆動部３２は、複数の受波部３１を個別に駆動して露光状態にすることができる。具体的には、画素駆動部３２は、複数の受波部３１と一対一に対応する複数のゲートドライバ３２１（第１ゲートドライバ３２１Ａ～第４ゲートドライバ３２１Ｄ）を有している（図２参照）。第１ゲートドライバ３２１Ａは、第１受波部３１Ａに属する複数の第１画素３１１Ａの各々と電気的に接続されており、第１受波部３１Ａ（複数の第１画素３１１Ａ）を露光状態とする。第２ゲートドライバ３２１Ｂは、第２受波部３１Ｂに属する複数の第２画素３１１Ｂの各々と電気的に接続されており、第２受波部３１Ｂ（複数の第２画素３１１Ｂ）を露光状態とする。第３ゲートドライバ３２１Ｃは、第３受波部３１Ｃに属する複数の第３画素３１１Ｃの各々と電気的に接続されており、第３受波部３１Ｃ（複数の第３画素３１１Ｃ）を露光状態とする。第４ゲートドライバ３２１Ｄは、第４受波部３１Ｄに属する複数の第４画素３１１Ｄの各々と電気的に接続されており、第４受波部３１Ｄ（複数の第４画素３１１Ｄ）を露光状態とする。
　画素駆動部３２は、距離測定装置１０が有する受波制御部１１２からの制御信号に基づいて各受波部３１を露光状態とする。つまり、各受波部３１は、受波制御部１１２によって受波制御される。受波制御の説明は、後述する「（２．３．１）測定制御部」の欄で行う。
　また、受波モジュール３がイメージセンサを備えているので、距離測定システム１（距離測定装置１０）では、画素信号から画像を生成し、画像処理、認識処理等のデータ解析を行うことができる。
　（２．３）距離測定装置
　距離測定装置１０は、測定制御部１１と、距離算出部１２と、出力部１３と、を備えている。
　（２．３．１）測定制御部
　測定制御部１１は、送波モジュール２の送波制御、及び受波モジュール３（各受波部３１）の受波制御を行うように構成されている。測定制御部１１は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、測定制御部１１は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、送波制御部１１１、及び受波制御部１１２として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。なお、送波制御部１１１と受波制御部１１２とは、別々のマイクロコンピュータで実現されていてもよい。
　送波制御部１１１は、送波モジュール２の送波制御において、光源２１から光を出力させるタイミング（発光タイミング）、光源２１から出力される光のパルス幅（送波期間）等を制御する。
　また、受波制御部１１２は、受波部３１の受波制御において、複数の受波部３１を露光状態にするタイミング（受波タイミング）、受波期間（露光期間）等を個別制御する。
　具体的には、測定波Ｗ１が間欠的に送波されるフレームＦｒと、画素信号が出力される読出期間と、が交互に発生する（図３参照）。ここでは、複数のフレームＦｒを区別する場合、最初に発生するフレームＦｒから順に、第１フレームＦｒ１、第２フレームＦｒ２、…、第ｎフレームＦｒｎとする。１つのフレームＦｒには、複数の測定期間Ｔｍ１が含まれている。送波制御部１１１は、各測定期間Ｔｍ１の開始時に、送波モジュール２から測定波Ｗ１（光）を送波（発光）させる。つまり、測定期間Ｔｍ１は、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始してから次の測定波Ｗ１の送波を開始するまでの期間である。本実施形態では、複数（ここでは４つ）の受波部３１の数と、測定期間Ｔｍにおける複数（ここでは４つ）の受波期間Ｔｒの数とは、同数である。
　受波制御部１１２は、各測定期間Ｔｍ１において複数の受波部３１を順に露光状態にする。受波制御部１１２は、各測定期間Ｔｍ１において、各受波期間Ｔｒ１よりも短い時間差Δｔで複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングをずらす。図４に示すように、第１フレームＦｒ１では、第１受波部３１Ａは、各測定期間Ｔｍ１の開始時に受波（露光）を開始している。第２受波部３１Ｂは、第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１の開始タイミングから時間差Δｔ後に受波（露光）を開始している。第３受波部３１Ｃは、第２受波部３１Ｂの受波期間Ｔｒ１の開始タイミングから時間差Δｔ後に受波（露光）を開始している。第４受波部３１Ｄは、第３受波部３１Ｃの受波期間Ｔｒ１の開始タイミングから時間差Δｔ後に受波（露光）を開始している。第１受波部３１Ａ～第４受波部３１Ｄそれぞれの受波期間Ｔｒ１の時間長は、互いに同じである。また、本実施形態では、受波期間Ｔｒ１の時間長は、送波期間Ｔｔ１と同じ時間長である。本実施形態では、受波期間Ｔｒ１及び送波期間Ｔｔ１の時間長は、時間差Δｔを４倍（受波部３１の数）した値と同じである。一例として、送波期間Ｔｔ１及び受波期間Ｔｒ１の時間長は、１００ｎｓであり、時間差Δｔは、２５ｎｓである。
　受波部３１は、受波期間Ｔｒ１の間のみ、対象物４で反射された反射波（反射光）を受波（受光）することができる。送波モジュール２が測定波Ｗ１を送波してから受波部３１が反射波を受波するまでの時間ｔｘ１は、距離測定システム１から対象物４までの距離に応じて変化する。距離測定システム１から対象物４までの距離をｄ、光の速度をｃとすると、測定波Ｗ１が送波されてから時間ｔｘ１は、２ｄ／ｃとなる。測定波Ｗ１が送波されてから時間ｔｘ１後に反射波が各受波部３１に到達する。したがって、送波モジュール２が測定波Ｗ１を送波してから受波モジュール３が反射波を受波するまでの時間に基づいて、対象物４までの距離を算出することができる。
　また、同一のフレームＦｒでは、各測定期間Ｔｍ１において、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始したタイミングに対する、各受波部３１が受波を開始するタイミングの時間差は、同じである。また、フレームＦｒごとに、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始したタイミングに対する、各受波部３１が受波を開始するタイミングの時間差が異なる。図４に示すように、第１フレームＦｒ１の次のフレームＦｒである第２フレームＦｒ２では、第１フレームＦｒ１における各受波部３１の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングから、受波期間Ｔｒ１の時間長だけ遅れて、各受波部３１が受波を開始している。例えば、第２フレームＦｒ２では、第１受波部３１Ａは、測定期間Ｔｍ１が開始してから受波期間Ｔｒ１の時間長だけ遅れて受波を開始している。また、第２フレームＦｒ２においても、複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングは時間差Δｔずつずれている。このように、フレームＦｒごとに、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始したタイミングに対して、各受波部３１が受波を開始するタイミングがずれている。これにより、測定可能範囲内において対象物４がいずれの距離に存在する場合でも、対象物４で反射した測定波Ｗ１を受波することができる。
　（２．３．２）距離算出部
　各フレームＦｒ後の読出期間では、画素出力部３３は、直前のフレームＦｒにおける複数の受波部３１の受波結果である複数の画素信号を、距離算出部１２に出力する。
　距離算出部１２は、複数の受波部３１の複数の受波結果（複数の画素信号）に基づいて、対象物４までの距離を算出するように構成されている。距離算出部１２は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、距離算出部１２は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、距離算出部１２は、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより距離算出部１２として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
　距離算出部１２は、各画素信号の信号レベルと閾値とを比較し、各受波部３１が受波期間Ｔｒ１中に測定波Ｗ１（反射波）を受波したか否かを判定する。距離算出部１２は、画素信号の信号レベルが閾値以上である場合、受波部３１が測定波Ｗ１を受波したと判定し、画素信号の信号レベルが閾値未満である場合、受波部３１が測定波Ｗ１を受波していないと判定する。また、距離算出部１２は、受波部３１が測定波Ｗ１を受波したか否かの判定結果に基づいて、「０」又は「１」に符号化した画素値を生成する。距離算出部１２は、画素信号の信号レベルが閾値以上である場合、受波部３１が測定波Ｗ１を受波したと判定し、この画素信号に対応する画素値を「１」とする。また、距離算出部１２は、画素信号の信号レベルが閾値未満である場合、受波部３１が測定波Ｗ１を受波していないと判定し、この画素信号に対応する画素値を「０」とする。距離算出部１２は、複数の受波部３１のうち、受波期間Ｔｒ１の開始タイミングが早い受波部３１から順番に信号レベルと閾値とを比較し、測定波Ｗ１を受波したか否かを判定する。したがって、本実施形態では、第１受波部３１の画素信号から順に閾値と比較し、測定波Ｗ１を受波したか否かを判定し画素値を生成する。
　図４に示す例では、第１受波部３１Ａは、第１フレームＦｒ１における受波期間Ｔｒ１に測定波Ｗ１（反射波）を受波していないため、第１受波部３１に対応する画素値が「０」である。第２受波部３１Ｂ～第４受波部３１Ｄの各々は、受波期間Ｔｒ１に測定波Ｗ１（反射波）を受波しているため、第２受波部３１Ｂ～第４受波部３１Ｄの各々に対応する画素値が「１」である。
　ここで、測定期間Ｔｍ１における複数の受波期間Ｔｒ１のうち、最初に測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒ１を受波開始後期間とする。また、受波開始後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間Ｔｒ１を受波開始前期間とする。図４に示す例では、第１フレームＦｒ１における第２受波部３１Ｂの受波期間Ｔｒ１が受波開始後期間であり、第１フレームＦｒ１における第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１が受波開始前期間である。
　図４に示すように、受波開始前期間（第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１）の終了タイミングから、受波開始後期間（第２受波部３１Ｂの受波期間Ｔｒ１）の終了タイミングまでの期間に、反射波が受波モジュール３に到達したこととなる。したがって、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始（測定期間Ｔｍ１の開始）してから、受波開始前期間又は受波開始後期間の終了までの時間に基づいて、対象物４までの距離を算出することができる。
　距離算出部１２は、各受波部３１に対応する画素値に基づいて、受波開始後期間と受波開始前期間との少なくとも一方を判定する。具体的には、距離算出部１２は、第１受波部３１の画素信号から順に画素値を生成する。そして、距離算出部１２は、画素値が「０」から「１」に変化した直後の画素信号（最初に画素値が「１」となった画素信号）に対応する受波部３１（図４では第２受波部３１Ｂ）の受波期間Ｔｒ１を受波開始後期間と判定する。また、距離算出部１２は、画素値が「０」から「１」に変化する直前の画素信号（最後に画素値が「０」となった画素信号）に対応する受波部３１（図４では第１受波部３１）の受波期間Ｔｒ１を受波開始前期間と判定する。距離算出部１２は、画素信号に対応するフレームＦｒと、判定した受波開始後期間又は受波開始前期間と、に基づいて、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始してから、受波開始前期間又は受波開始後期間の終了までの時間を算出する。そして、距離算出部１２は、算出した時間に基づいて対象物４までの距離を算出する。
　このように、距離算出部１２は、測定期間Ｔｍにおける複数の受波期間Ｔｒのうち、受波開始後期間と、受波終了前期間と、の少なくとも一方に基づいて、対象物４までの距離を算出する。受波開始後期間とは、測定期間Ｔｍにおける複数の受波期間Ｔｒのうち、最初に測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒである。受波開始前期間とは、測定期間Ｔｍにおける複数の受波期間Ｔｒのうち、受波開始後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間Ｔｒである。
　したがって、本実施形態では、受波期間Ｔｒ１の時間差Δｔに基づいた単位距離Δｌ（＝Δｔ×ｃ／２）で、対象物４までの距離を算出することができる。光の速度をｃとする。例えば、時間差Δｔが２５ｎｓである場合、単位距離Δｌが３．７５ｍとなり、受波期間Ｔｒ１が重複しないようにずらす場合に比べて、測定距離の分解能が向上する。
　（２．３．３）出力部
　出力部１３は、距離算出部１２が算出した、対象物４までの距離の算出結果（測定結果）を、外部装置５に出力するように構成されている。
　例えば、外部装置５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（EL: Electro Luminescence）等の表示装置である。出力部１３は、外部装置５に、距離算出部１２の測定結果を出力することにより、外部装置５に距離算出部１２の測定結果を表示させる。また、出力部１３は、画素信号により生成される画像データを、外部装置５に出力することにより、外部装置５に画像データを表示させてもよい。なお、外部装置５は、表示装置に限らず、他の装置であってもよい。
　（３）距離測定方法
　実施形態に係る距離測定装置１０と同様の機能は、距離測定方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。距離測定方法は、送波モジュール２が測定波Ｗ１を間欠的に送波してから、受波モジュール３の複数の受波部３１が対象物４で反射した測定波Ｗ１を受波するまでの時間に基づいて、対象物４までの距離を測定する。距離測定方法では、複数の受波部３１が測定波Ｗ１を受波する複数の受波期間Ｔｒ１を、複数の受波部３１ごとに個別制御する。距離測定方法では、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を終了してから次の測定波Ｗ１の送波を開始するまでの測定期間Ｔｍ１において、複数の受波期間Ｔｒ１の各々よりも短い時間差Δｔで、複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングをずらす。
　また、プログラムは、コンピュータシステムに距離測定方法を実行させる。
　また、実施形態に係る距離測定装置１０は、例えば測定制御部１１、及び距離算出部１２等に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、測定制御部１１（送波制御部１１１、受波制御部１１２）、及び距離算出部１２等の機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。また、測定制御部１１と距離算出部１２とは１つのチップに集約されていてもよい。
　（４）変形例
　上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎず、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態に係る距離測定装置１０及び距離測定システム１の変形例について列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
　（４．１）第１変形例
　上述した例では、最初に測定波Ｗ１が受波された受波開始後期間、又は受波開始後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波開始前期間に基づいて対象物４までの距離を算出していたが、上記構成に限らない。
　本変形例では、距離算出部１２は、受波終了後期間と、受波終了前期間と、の少なくとも一方に基づいて、対象物４までの距離を算出する（図５参照）。受波終了後期間とは、測定期間Ｔｍ１における複数の受波期間Ｔｒ１のうち、測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒ１よりも後の開始タイミングで開始した最初の受波期間Ｔｒ１である。受波終了前期間とは、測定期間Ｔｍ１における複数の受波期間Ｔｒ１のうち、受波終了後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間Ｔｒ１である。図５に示す例では、第４受波部３１Ｄの受波期間Ｔｒ１が受波終了後期間であり、第３受波部３１Ｃの受波期間Ｔｒ１が受波終了前期間である。
　図５に示すように、受波終了前期間（第３受波部３１Ｃの受波期間Ｔｒ１）の開始と、受波終了後期間（第４受波部３１Ｄの受波期間Ｔｒ１）の開始との間の期間まで、対象物４で反射した測定波Ｗ１（反射波）を受波モジュール３が受光していることとなる。したがって、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始（測定期間Ｔｍ１の開始）してから、受波終了後期間又は受波終了前期間の終了までの時間に基づいて、対象物４までの距離を算出することができる。
　距離算出部１２は、各受波部３１に対応する画素値に基づいて、受波終了後期間と受波終了前期間との少なくとも一方を判定する。具体的には、距離算出部１２は、第１受波部３１の画素信号から順に画素値を生成する。そして、距離算出部１２は、画素値が「１」から「０」に変化した直後の画素信号に対応する受波部３１（図５では第４受波部３１Ｄ）の受波期間Ｔｒ１を受波終了後期間と判定する。また、距離算出部１２は、画素値が「１」から「０」に変化する直前の画素信号に対応する受波部３１（図５では第３受波部３１Ｃ）の受波期間Ｔｒ１を受波終了前期間と判定する。距離算出部１２は、画素信号に対応するフレームＦｒと、判定した受波終了後期間又は受波終了前期間と、に基づいて、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始してから、受波終了後期間又は受波終了前期間の終了までの時間を算出する。距離算出部１２は、算出した時間に基づいて対象物４までの距離を算出する。
　したがって、本変形例では、受波期間Ｔｒ１の時間差Δｔに基づいた単位距離Δｌ（＝Δｔ×ｃ／２）で、対象物４までの距離を算出することができる。光の速度をｃとする。例えば、時間差Δｔが２５ｎｓである場合、単位距離Δｌが３．７５ｍとなり、受波期間Ｔｒ１が重複しないようにずらす場合に比べて、測定距離の分解能が向上する。
　（４．２）第２変形例
　本変形例では、距離算出部１２は、複数の受波期間Ｔｒ１のうち、受波開始後期間から、受波終了前期間まで連続した受波期間Ｔｒ１に基づいて、対象物４までの距離を算出するように構成されている。受波開始後期間とは、複数の受波期間Ｔｒ１のうち、最初に測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒ１である。受波終了前期間とは、複数の受波期間Ｔｒ１のうち、最後に測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒ１である。図４に示す例では、第１フレームＦｒ１における第２受波部３１Ｂの受波期間Ｔｒ１が受波開始後期間であり、第２フレームＦｒ２における第４受波部３１Ｄの受波期間Ｔｒ１が受波終了前期間である。
　図４に示すように、受波開始後期間の開始タイミングから、受波終了前期間の終了タイミングまでの期間は、対象物４で反射した測定波Ｗ１（反射波）を受波モジュール３が受光していることとなる。つまり、第１フレームＦｒ１における第２受波部３１Ｂの受波開始後期間から第２フレームＦｒ２における第４受波部３１Ｄの受波終了後期間までの連続した７つの受波期間Ｔｒ１（連続受波期間Ｔｒ１ともいう）では、対象物４で反射した測定波Ｗ１を受波している。ここでいう「連続した」とは、受波期間Ｔｒ１の開始タイミングの順番が連続している、という意味である。また、フレームＦｒが異なる場合であっても、連続に含まれる。例えば、受波期間Ｔｒ１の開始タイミングの順番において、第１フレームＦｒ１における第４受波部３１Ｄの受波期間Ｔｒ１の次は、第２フレームＦｒ２における第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１となる。
　７つの連続受波期間Ｔｒ１のうち、４番目の受波期間Ｔｒ１（第２フレームＦｒ２における第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１）の開始タイミングと略同じタイミングに、対象物４で反射した測定波Ｗ１（反射波）が受波モジュール３に到達したこととなる。したがって、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始（測定期間Ｔｍ１の開始）してから、４番目の受波期間Ｔｒ１（第２フレームＦｒ２における第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１）の開始までの時間に基づいて、対象物４までの距離を算出することができる。
　連続受波期間Ｔｒ１の数は、送波期間Ｔｔ１及び受波期間Ｔｒ１の時間長と、複数の受波期間Ｔｒ１の時間差Δｔとの関係によって決まる。本開示では、送波期間Ｔｔ１及び受波期間Ｔｒ１の時間長が、時間差Δｔの１／４であるので、連続した受波期間Ｔｒ１の数が７つ又は８つとなる。
　なお、連続した受波期間Ｔｒ１が８つである場合、４番目の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングと、５番目の受波期間Ｔｒ１との間の期間に、対象物４で反射した測定波Ｗ１（反射波）が受波モジュール３に到達したこととなる。
　距離算出部１２は、フレームＦｒごとの各受波部３１に対応する画素値に基づいて、連続受波期間Ｔｒ１を判定する。具体的には、距離算出部１２は、フレームＦｒごとに第１受波部３１の画素信号から順に画素値を生成する。そして、距離算出部１２は、画素値が「０」から「１」に変化した直後の画素信号に対応する受波部３１（図４では第１フレームＦｒ１における第２受波部３１）の受波期間Ｔｒ１を受波開始後期間と判定する。また、距離算出部１２は、画素値が「１」から「０」に変化する直前の画素信号に対応する受波部３１（図４では第２フレームＦｒ２における第４受波部３１）の受波期間Ｔｒ１を受波終了前期間と判定する。つまり、距離算出部１２は、画素値が「１」で連続している画素信号に対応する受波部３１（図４では、第１フレームＦｒ１における第２受波部３１Ｂ～第２フレームＦｒ２における第４受波部３１Ｄ）までの受波期間Ｔｒ１を連続受波期間Ｔｒ１と判定する。
　距離算出部１２は、連続受波期間Ｔｒ１の数が所定値（ここでは７つ）以上である場合、対象物４までの距離を算出する。具体的には、距離算出部１２は、７つの連続受波期間Ｔｒ１のうち、真ん中の順番である４番目の受波期間Ｔｒ１（図４では、第２フレームＦｒ２における第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１）を特定する。そして、距離算出部１２は、４番目の受波期間Ｔｒ１が含まれるフレームＦｒに基づいて、測定波Ｗ１の送波開始から、４番目の受波期間Ｔｒ１の開始までの時間を算出する。そして、距離算出部１２は、算出した時間に基づいて対象物４までの距離を算出する。なお、距離算出部１２は、上述したように、受波開始後期間、受波開始前期間、受波終了後期間、受波終了前期間のいずれかの受波期間Ｔｒ１に基づいて、対象物４までの距離を算出してもよい。
　また、距離算出部１２は、連続受波期間Ｔｒ１の数が所定値未満である場合、対象物４までの距離を算出しない。
　本変形例では、画素値「１」が所定値以上連続する場合にのみ、対象物４までの距離を算出する。したがって、ノイズ等によって画素値が一時的に変化したとしても、距離算出部１２は、対象物４までの距離を算出しないので、対象物４の誤検出が抑制される。
　（４．３）第３変形例
　本変形例の距離測定装置１０について、図６、図７を参照して説明する。本変形例の距離測定装置１０は、対象物４までの距離の本測定を行う前に、対象物４までの距離の仮測定を行うように構成されている。本測定とは、上述したように、複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングを受波期間Ｔｒ１よりも短い時間差Δｔでずらして、対象物４までの距離を算出することである。仮測定とは、複数の受波期間Ｔｒ２が重複しないように、複数の受波期間Ｔｒ２の開始タイミングをずらして、対象物４までの距離を算出することである。本変形例の距離測定装置１０では、仮測定によって対象物４までのおおよその距離を算出し、仮測定よりも測定分解能が高い本測定によって対象物４までの距離を精度よく算出する。
　仮測定では、測定波Ｗ１が間欠的に送波される仮フレームＦｒｐと、画素信号が出力される読出期間と、が交互に発生する（図６参照）。ここでは、複数の仮フレームＦｒｐを区別する場合、最初に発生する仮フレームＦｒｐから順に、第１仮フレームＦｒｐ１、第２仮フレームＦｒｐ２、…、第ｎ仮フレームＦｒｐｎとする。１つの仮フレームには、複数の仮測定期間Ｔｍ２が含まれている。送波制御部１１１は、各仮測定期間Ｔｍ２の開始時に、送波モジュール２から測定波Ｗ１を送波させる。
　受波制御部１１２は、各仮測定期間Ｔｍ２において複数の受波部３１（第１受波部３１Ａ～第４受波部３１Ｄ）を順に露光状態にする。受波制御部１１２は、各仮測定期間Ｔｍ２において、複数の受波期間Ｔｒ２が重複しないように複数の受波期間Ｔｒ２の開始タイミングをずらす。仮測定期間Ｔｍ２における複数の受波期間Ｔｒ２の開始タイミングの時間差は、仮測定期間Ｔｍ２における測定波Ｗ１の送波期間Ｔｔ２および各受波期間Ｔｒ２の時間長と同じである。
　また、同一の仮フレームＦｒｐでは、各仮測定期間Ｔｍ２において、測定波Ｗ１の送波期間Ｔｔ２の開始タイミングに対する、各受波期間Ｔｒ２の開始タイミングの時間差は、同じである。また、仮フレームＦｒｐごとに、測定波Ｗ１の送波期間Ｔｔ２の開始タイミングに対する、各受波期間Ｔｒ２の開始タイミングの時間差が異なる。これにより、測定可能範囲内において、対象物４がいずれの距離に存在する場合でも、対象物４で反射した測定波Ｗ１を受波することができる。
　距離算出部１２は、仮フレームＦｒｐにおける複数の画素信号に基づいて、対象物４で反射された測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒ２（図７では、第１仮フレームＦｒｐ１における第２受波部３１Ｂの受波期間Ｔｒ２）を判定する。具体的には、距離算出部１２は、画素値が「１」である画素信号に対応する受波期間Ｔｒ２を、対象物４で反射された測定波Ｗ１が受波された受波期間Ｔｒ２（仮受波期間Ｔｒ２ともいう）であると判定する。
　本測定では、仮測定における第ｎ仮フレームＦｒｐｎ後の読出期間の後に、測定波Ｗ１が間欠的に送波されるフレームＦｒと、画素信号が出力される読出期間と、が発生する（図６参照）。本測定では、フレームＦｒの各測定期間Ｔｍ１において、複数の受波期間Ｔｒ１のいずれかが、仮測定で判定した仮受波期間Ｔｒ２の少なくとも一部と重複するように、複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングをずらしている（図７参照）。本変形例では、複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングの時間差Δｔは、送波期間Ｔｔ１及び各受波期間Ｔｒ１の時間長の１／２である。図７に示す例では、第２受波部３１Ｂ～第４受波部３１Ｄそれぞれの受波期間Ｔｒ１が、仮受波期間Ｔｒ２と重複している。
　なお、本変形例では、仮測定における仮測定期間Ｔｍ２、送波期間Ｔｔ２、及び受波期間Ｔｒ２の時間長は、それぞれ、本測定における測定期間Ｔｍ１、送波期間Ｔｔ１、及び受波期間Ｔｒ１と同じ時間長であるが、互いに異なる時間長であってもよい。
　距離算出部１２は、フレームＦｒの測定期間Ｔｍ１における複数の受波期間Ｔｒ１のうち、受波開始後期間（図７では、第２受波部３１Ｂの受波期間Ｔｒ１）と受波開始前期間（図７では、第１受波部３１Ａの受波期間Ｔｒ１）との少なくとも一方を判定する。距離算出部１２は、判定した受波開始後期間又は受波開始前期間に基づいて、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始してから、受波開始前期間又は受波開始後期間の終了までの時間を算出する。そして、距離算出部１２は、算出した時間に基づいて対象物４までの距離を本測定結果として算出する。
　なお、距離算出部１２は、上述した第１変形例のように、受波終了後期間又は受波終了前期間（図７では第４受波部３１Ｄの受波期間Ｔｒ１）に基づいて、対象物４までの距離を算出してもよい。
　また、距離算出部１２は、上述した第２変形例のように、連続受波期間Ｔｒ１（図７では、第２受波部３１Ｂ～第４受波部３１Ｄの受波期間Ｔｒ１）の数が所定値（ここでは３つ）以上である場合、対象物４までの距離を算出してもよい。この場合、距離算出部１２は、送波モジュール２が測定波Ｗ１の送波を開始してから、３つの連続受波期間Ｔｒ１のうち真ん中の順番の受波期間Ｔｒ１（図７では、第３受波部３１Ｃの受波期間Ｔｒ１）の開始までの時間を算出する。そして、距離算出部１２は、算出した時間に基づいて対象物４までの距離を算出する。なお、距離算出部１２は、受波開始後期間、受波開始前期間、受波終了後期間、受波終了前期間のいずれかの受波期間Ｔｒ１に基づいて、対象物４までの距離を算出してもよい。
　本変形例では、仮測定で対象物４までのおおよその距離を算出したうえで、仮測定よりも測定分解能が高い本測定で対象物４までの距離を精度よく算出するので、測定時間の短縮と測定精度の向上とを両立することができる。本変形例では、測定可能距離が比較的長い場合に特に有用である。
　（４．４）その他の変形例
　以下に、距離測定装置１０のその他の変形例を列挙する。
　複数の第１画素３１１Ａ～複数の第４画素３１１Ｄの配列は、第１方向及び第２方向に沿った配列（図２参照）に限らない。
　図８に示すように、複数の受波部３１（第１受波部３１Ａ～第４受波部３１Ｄ）は、第１方向（図８では縦方向）に沿って配置されていてもよい。複数の受波部３１の各々は、第１方向と直交する第２方向（図８では横方向）に沿って配置された複数の画素３１１（部分受波部）を有する。具体的には、第１受波部３１Ａは、第２方向に沿って配置された複数の第１画素３１１Ａを有する。第２受波部３１Ｂは、第１受波部３１Ａに対して第１方向の一方側（図８では下側）に隣り合うように配置され、第２方向に沿って配置された複数の第２画素３１１Ｂを有する。第３受波部３１Ｃは、第２受波部３１Ｂに対して第１方向の一方側（図８では下側）に隣り合うように配置され、第２方向に沿って配置された複数の第３画素３１１Ｃを有する。第４受波部３１Ｄは、第３受波部３１Ｃに対して第１方向の一方側（図８では下側）に隣り合うように配置され、第２方向に沿って配置された複数の第４画素３１１Ｄを有する。なお、図８では記載を省略しているが、第４受波部３１Ｄに対して第１方向の一方側に隣り合うように第１受波部３１Ａが配置されている。
　本変形例では、各受波部３１において複数の画素３１１が第２方向に沿って配置されている。したがって、各受波部３１における複数の画素３１１を第１方向及び第２方向に沿って配置する場合（図２参照）に比べて、複数の画素３１１とゲートドライバ３２１とを電気的に接続する配線の数が減り、配線のレイアウトが容易になる。
　また、複数の画素３１１とゲートドライバ３２１とを電気的に接続する配線は、画素３１１の受光面側に配置されている。したがって、各受波部３１における複数の画素３１１を第１方向及び第２方向に沿って配置する場合（図２参照）に比べて、各画素３１１は、配線によって遮られる面積が低減し、受光量が大きくなる。これにより、測定可能距離の延長を図ることができる。
　また、上述した例では、測定波Ｗ１は光であったが、光に限らない。測定波Ｗ１は、例えば、超音波、電波等であってもよい。
　また、上述した例では、複数の受波期間Ｔｒ１の開始タイミングの時間差Δｔは、送波期間Ｔｔ１及び受波期間Ｔｒ１の時間長を２又は４で分割した時間長であったが、３又は５以上の数値で分割した時間長であってもよい。
　また、上述した例では、受波部３１の数と、測定期間Ｔｍ１における受波期間Ｔｒ１の数とが同数であったが、異なる数であってもよい。また、受波部３１の数は、４つに限らず、２以上の数であればよい。２以上の受波部３１は、第１受波部及び第２受波部を含む。ここでの「第１受波部」、及び「第２受波部」は、２つの受波部３１を区別するための名称であって双方に機能的な差異はない。したがって、受波モジュール３が有する受波部３１の数が２つである場合、いずれか一方が第１受波部であり、他方が第２受波部である。また、受波モジュール３が有する受波部３１の数が３つ以上である場合、３つの受波部３１のうち、いずれか１つの受波部３１が第１受波部であり、第１受波部と異なるいずれか１つの受波部が第２受波部である。
　この場合、距離測定装置１０は、第１受波部が測定波Ｗ１を受波する第１受波期間と、第２受波部が測定波Ｗ１する第２受波期間と、が互いに時間的に異なっており、かつ、第１受波期間又は第２受波期間よりも短い時間差で、第１受波期間の開始タイミングと第２受波期間の開始タイミングとがずれていればよい。
　（５）まとめ
　第１態様に係る距離測定装置（１０）は、測定波（Ｗ１）を送波する送波モジュール（２）と、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）を受波する第１受波部及び第２受波部を有する受波モジュール（３）と、に接続される。距離測定装置（１０）では、第１受波部が測定波（Ｗ１）を受波する第１受波期間と、第２受波部が測定波（Ｗ１）を受波する第２受波期間と、が互いに時間的に重なっている。かつ、距離測定装置（１０）では、第１受波期間又は第２受波期間よりも短い時間差で、第１受波期間の開始タイミングと第２受波期間の開始タイミングとがずれている。
　この態様によれば、第１受波期間と第２受波期間との開始タイミングがずれているので、第１受波期間の開始タイミングと第２受波期間の開始タイミングとの時間差内で、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）が受波モジュール（３）に到達したタイミングを検出することができる。第１受波期間の開始タイミングと第２受波期間の開始タイミングの時間差は、第１受波期間又は第２受波期間よりも短い。したがって、距離測定装置（１０）では、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
　第２態様に係る距離測定装置（１０）では、第１態様において、測定波（Ｗ１）は、光である。
　この態様によれば、周囲環境による測定誤差を低減することができる。
　第３態様に係る距離測定装置（１０）は、第１態様又は第２態様において、第１受波部の受波結果と、第２受波部の受波結果と、に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する距離算出部（１２）を更に備える。
　ここにおいて、第１受波部及び第２受波部は、複数の受波部（３１）に含まれる。つまり、言い換えれば、第３態様に係る距離測定装置（１０）は、第１態様又は第２態様において、複数の受波部（３１）の複数の受波結果に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する距離算出部（１２）を更に備える。
　この態様によれば、対象物（４）までの距離を算出することができる。
　第４態様に係る距離測定装置（１０）では、第３態様において、距離算出部（１２）は、第１受波期間及び第２受波期間のうち、受波開始後期間と、受波開始前期間と、の少なくとも一方に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する。受波開始後期間とは、第１受波期間及び第２受波期間のうち、最初に測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）である。受波開始前期間とは、第１受波期間及び第２受波期間のうち、受波開始後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間（Ｔｒ１）である。
　ここにおいて、第１受波期間及び第２受波期間は、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）に含まれる。つまり、言い換えれば、第４態様に係る距離測定装置（１０）では、第３態様において、距離算出部（１２）は、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、受波開始後期間と、受波開始前期間と、の少なくとも一方に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する。受波開始後期間とは、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、最初に測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）である。受波開始前期間とは、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、受波開始後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間（Ｔｒ１）である。
　この態様によれば、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
　第５態様に係る距離測定装置（１０）では、第３態様において、距離算出部（１２）は、第１受波期間及び第２受波期間のうち、受波終了後期間と、受波終了前期間と、の少なくとも一方に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する。受波終了後期間とは、第１受波期間及び第２受波期間のうち、測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）よりも後の開始タイミングで開始した最初の受波期間（Ｔｒ１）である。受波終了前期間とは、第１受波期間及び第２受波期間のうち、受波終了後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間（Ｔｒ１）である。
　ここにおいて、第１受波期間及び第２受波期間は、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）に含まれる。つまり、言い換えれば、第５態様に係る距離測定装置（１０）では、第３態様において、距離算出部（１２）は、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、受波終了後期間と、受波終了前期間と、の少なくとも一方に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する。受波終了後期間とは、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）よりも後の開始タイミングで開始した最初の受波期間（Ｔｒ１）である。受波終了前期間とは、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、受波終了後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間（Ｔｒ１）である。
　この態様によれば、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
　第６態様に係る距離測定装置（１０）では、第３態様において、距離算出部（１２）は、第１受波期間及び第２受波期間のうち、受波開始後期間から、受波終了前期間まで連続した受波期間（Ｔｒ１）に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する。受波開始後期間とは、第１受波期間及び第２受波期間のうち、最初に測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）である。受波終了前期間とは、第１受波期間及び第２受波期間のうち、最後に測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）である。
　ここにおいて、第１受波期間及び第２受波期間は、測定期間（Ｔｍ１）における複数の受波期間（Ｔｒ１）に含まれる。つまり、言い換えれば、第６態様に係る距離測定装置（１０）では、第３態様において、距離算出部（１２）は、複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、受波開始後期間から、受波終了前期間まで連続した受波期間（Ｔｒ１）に基づいて、対象物（４）までの距離を算出する。受波開始後期間とは、複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、最初に測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）である。受波終了前期間とは、複数の受波期間（Ｔｒ１）のうち、最後に測定波（Ｗ１）が受波された受波期間（Ｔｒ１）である。
　この態様によれば、ノイズ等による対象物（４）の誤検出を抑制することができる。
　第７態様に係る距離測定装置（１０）では、第１～第６態様のいずれかにおいて、第１受波部及び第２受波部の各々は、第１方向、及び第１方向と直交する第２方向に沿って配置された複数の部分受波部（画素３１１）を有する。第１方向において、隣り合う複数の部分受波部（３１１）が属する受波部（３１）が互いに異なる。第２方向において、隣り合う複数の部分受波部（３１１）が属する受波部（３１）が互いに異なる。
　言い換えれば、第７態様に係る距離測定装置（１０）では、第１～第６態様のいずれかにおいて、複数の受波部（３１）の各々は、第１方向、及び第１方向と直交する第２方向に沿って均等配置された複数の部分受波部（画素３１１）を有する。複数の部分受波部（３１１）の各々は、属する受波部（３１）が、第１方向及び第２方向に隣り合う部分受波部（３１１）が属する受波部（３１）と互いに異なるように、配置されている。
　この態様によれば、様々な形状の対象物（４）の検出精度の向上を図ることができる。
　第８態様に係る距離測定装置（１０）では、第１～第６態様のいずれかにおいて、第１受波部及び第２受波部は、第１方向に沿って配置されている。第１受波部及び第２受波部の各々は、第１方向と直交する第２方向に沿って配置された複数の部分受波部（画素３１１）を有する。
　言い換えれば、第８態様に係る距離測定装置（１０）では、第１～第６態様のいずれかにおいて、複数の受波部（３１）は、第１方向に沿って配置されている。複数の受波部（３１）の各々は、第１方向と直交する第２方向に沿って配置された複数の部分受波部（画素３１１）を有する。
　この態様によれば、複数の部分受波部（３１１）に接続される配線のレイアウトが容易になる。
　第９態様に係る距離測定装置（１０）は、測定波（Ｗ１）を送波する送波モジュール（２）と、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）を受波する複数の受波部（３１）を有する受波モジュール（３）と、に接続される。距離測定装置（１０）では、複数の受波部（３１）のそれぞれが測定波（Ｗ１）を受波する受波期間（Ｔｒ１）が互いに時間的に重なっており、かつ、複数の受波期間（Ｔｒ１）のそれぞれよりも短い時間差で、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングが互いにずれている。
　言い換えれば、第９態様に係る距離測定装置（１０）は、測定波（Ｗ１）を間欠的に送波する送波モジュール（２）と、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）を受波する複数の受波部（３１）を有する受波モジュール（３）と、に接続される。距離測定装置（１０）は、受波制御部（１１２）を備える。受波制御部（１１２）は、複数の受波部（３１）が測定波（Ｗ１）を受波する複数の受波期間（Ｔｒ１）を、複数の受波部（３１）ごとに個別制御する。受波制御部（１１２）は、送波モジュール（２）が測定波（Ｗ１）の送波を開始してから次の測定波（Ｗ１）の送波を開始するまでの測定期間（Ｔｍ１）において、複数の受波期間（Ｔｒ１）の各々よりも短い時間差で、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングをずらす。
　この態様によれば、複数の受波期間の開始タイミングがずれているので、複数の受波期間の開始タイミングの時間差内で、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）が受波モジュール（３）に到達したタイミングを検出することができる。複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングの時間差は、各受波期間（Ｔｒ１）よりも短い。したがって、距離測定装置（１０）では、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
　第１０態様に係る距離測定装置（１０）では、第９態様において、複数の受波部（３１）の数と、複数の受波期間（Ｔｒ１）の数とは、同数である。
　この態様によれば、複数の受波部の個別制御が容易となる。
　第１１態様に係る距離測定システム（１）は、第１～第１０態様のいずれかの距離測定装置（１０）と、送波モジュール（２）と、受波モジュール（３）と、を備える。
　この態様によれば、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングがずれているので、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングの時間差内で、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）が受波モジュール（３）に到達したタイミングを検出することができる。複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングの時間差は、各受波期間（Ｔｒ１）よりも短い。したがって、距離測定システム（１）では、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
　第１２態様に係る距離測定方法は、送波モジュール（２）が測定波（Ｗ１）を送波してから、受波モジュール（３）の複数の受波部（３１）が対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）を受波するまでの時間に基づいて、対象物（４）までの距離を測定する方法である。距離測定方法では、複数の受波部（３１）が測定波（Ｗ１）を受波する複数の受波期間（Ｔｒ１）を、複数の受波部（３１）ごとに個別制御する。距離測定方法では、複数の受波期間（Ｔｒ１）の各々よりも短い時間差で、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングをずらす。
　言い換えれば、第１２態様に係る距離測定方法は、送波モジュール（２）が測定波（Ｗ１）を間欠的に送波してから、受波モジュール（３）の複数の受波部（３１）が対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）を受波するまでの時間に基づいて、対象物（４）までの距離を測定する方法である。距離測定方法では、複数の受波部（３１）が測定波（Ｗ１）を受波する複数の受波期間（Ｔｒ１）を、複数の受波部（３１）ごとに個別制御する。距離測定方法では、送波モジュール（２）が測定波（Ｗ１）の送波を終了してから次の測定波（Ｗ１）の送波を開始するまでの測定期間（Ｔｍ１）において、複数の受波期間（Ｔｒ１）の各々よりも短い時間差で、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングをずらす。
　この態様によれば、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングがずれているので、複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングの時間差内で、対象物（４）で反射した測定波（Ｗ１）が受波モジュール（３）に到達したタイミングを検出することができる。複数の受波期間（Ｔｒ１）の開始タイミングの時間差は、各受波期間（Ｔｒ１）よりも短い。したがって、距離測定方法では、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
　第１３態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、第１２態様に係る距離測定方法を実行させる。
　この態様によれば、測定距離の分解能の向上を図ることができる。
１　距離測定システム
１０　距離測定装置
１１２　受波制御部
１２　距離算出部
２　送波モジュール
３　受波モジュール
３１　受波部
３１１　画素（部分受波部）
４　対象物
Ｗ１　測定波
Ｔｒ１　受波期間
Ｔｍ１　測定期間
 

Claims (13)

  1. 　測定波を送波する送波モジュールと、対象物で反射した前記測定波を受波する第１受波部及び第２受波部を有する受波モジュールと、に接続される距離測定装置であって、
    　前記第１受波部が前記測定波を受波する第１受波期間と、前記第２受波部が前記測定波を受波する第２受波期間と、が互いに時間的に重なっており、かつ、前記第１受波期間又は前記第２受波期間よりも短い時間差で、前記第１受波期間の開始タイミングと前記第２受波期間の開始タイミングとがずれている、
    　距離測定装置。
  2. 　前記測定波は、光である、
    　請求項１に記載の距離測定装置。
  3. 　前記第１受波部の受波結果と、前記第２受波部の受波結果と、に基づいて、前記対象物までの距離を算出する距離算出部を、更に備える、
    　請求項１又は２に記載の距離測定装置。
  4. 　前記距離算出部は、前記第１受波期間及び前記第２受波期間のうち、最初に前記測定波が受波された受波期間である受波開始後期間と、前記受波開始後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間である受波開始前期間と、の少なくとも一方に基づいて、前記対象物までの距離を算出する、
    　請求項３に記載の距離測定装置。
  5. 　前記距離算出部は、前記第１受波期間及び前記第２受波期間のうち、前記測定波が受波された受波期間よりも後の開始タイミングで開始した最初の受波期間である受波終了後期間と、前記受波終了後期間の開始タイミングよりも１つ前の開始タイミングで開始した受波期間である受波終了前期間と、の少なくとも一方に基づいて、前記対象物までの距離を算出する、
    　請求項３に記載の距離測定装置。
  6. 　前記距離算出部は、前記第１受波期間及び前記第２受波期間のうち、最初に前記測定波が受波された受波期間である受波開始後期間から、最後に前記測定波が受波された受波期間である受波終了前期間まで連続した受波期間に基づいて、前記対象物までの距離を算出する、
    　請求項３に記載の距離測定装置。
  7. 　前記第１受波部及び前記第２受波部の各々は、第１方向、及び前記第１方向と直交する第２方向に沿って配置された複数の部分受波部を有し、
    　前記第１方向において、隣り合う複数の前記部分受波部が属する受波部が互いに異なり、
    　前記第２方向において、隣り合う複数の前記部分受波部が属する受波部が互いに異なる、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の距離測定装置。
  8. 　前記第１受波部及び前記第２受波部は、第１方向に沿って配置され、
    　前記第１受波部及び前記第２受波部の各々は、前記第１方向と直交する第２方向に沿って配置された複数の部分受波部を有する、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の距離測定装置。
  9. 　測定波を送波する送波モジュールと、対象物で反射した前記測定波を受波する複数の受波部を有する受波モジュールと、に接続される距離測定装置であって、
    　前記複数の受波部のそれぞれが前記測定波を受波する受波期間が互いに時間的に重なっており、かつ、前記複数の受波期間のそれぞれよりも短い時間差で、前記複数の受波期間の開始タイミングが互いにずれている、
    　距離測定装置。
  10. 　前記複数の受波部の数と、前記複数の受波期間の数とは、同数である、
    　請求項９に記載の距離測定装置。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の距離測定装置と、
    　前記送波モジュールと、
    　前記受波モジュールと、を備える、
    　距離測定システム。
  12. 　送波モジュールが測定波を送波してから、受波モジュールの複数の受波部が対象物で反射した前記測定波を受波するまでの時間に基づいて、対象物までの距離を測定する距離測定方法であって、
    　前記複数の受波部が前記測定波を受波する複数の受波期間を、前記複数の受波部ごとに個別制御し、
    　前記複数の受波期間の各々よりも短い時間差で、前記複数の受波期間の開始タイミングをずらす、
    　距離測定方法。
  13. 　コンピュータシステムに、請求項１２に記載の距離測定方法を実行させるためのプログラム。
     
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