WO2024090071A1

WO2024090071A1 - 測距装置、光検出装置、および信号処理装置

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Publication number: WO2024090071A1
Application number: PCT/JP2023/033837
Authority: WO
Inventors: 哲東野
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2023-09-19
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2025-04-25

Abstract

本開示の一実施形態の測距装置は、周波数変調された光信号を出力可能な光源部（１０）と、前記光信号（Ｓ１）と遅延された前記光信号（Ｓ２）とに基づくビート信号を検出可能な検出部（２０）と、前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部（３０）と、デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号（Ｓ４）を生成可能な信号処理部（４０）と、複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号（Ｓ４）を記憶可能な記憶部（５５）と、前記記憶部に記憶された前記第１信号（Ｓ４）に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御可能な制御部（９０）とを備える。

Description

測距装置、光検出装置、および信号処理装置

　本開示は、測距装置、光検出装置、および信号処理装置に関する。

　送信信号の周波数変調特性の非線形歪みを補正するＦＭ－ＣＷ方式のレーザレーダ装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０１７－１８１２６９号公報

　測距装置では、周波数変調特性を向上させることが望ましい。

　周波数変調特性を向上可能な測距装置を提供することが望まれる。

　本開示の一実施形態の測距装置は、周波数変調された光信号を出力可能な光源部と、光信号と遅延された光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、デジタル信号に変換されたビート信号に基づいて、光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の第１信号を記憶可能な記憶部と、記憶部に記憶された第１信号に基づいて、光信号の周波数変調を制御可能な制御部とを備える。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、光源部から出力される周波数変調された光信号と遅延された光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、デジタル信号に変換されたビート信号に基づいて、光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の第１信号を記憶可能な記憶部と、記憶部に記憶された第１信号に基づいて、光信号の周波数変調を制御可能な制御部とを備える。
　本開示の一実施形態の信号処理装置は、光源部から出力される周波数変調された光信号と遅延された光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、デジタル信号に変換されたビート信号に基づいて、光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の第１信号を記憶可能な記憶部と、記憶部に記憶された第１信号に基づいて、光信号の周波数変調を制御する信号を出力可能な制御部とを備える。

図１は、本開示の実施の形態に係る測距装置の概略構成の一例を示す図である。図２は、本開示の実施の形態に係る測距装置により生成される信号の一例を示す図である。図３は、本開示の実施の形態に係る測距装置によるオーバーサンプリング処理の一例を説明するための図である。図４は、本開示の実施の形態に係る測距装置のビート信号と参照信号の一例を示す図である。図５は、本開示の実施の形態に係る測距装置の信号処理部の構成例を説明するための図である。図６は、本開示の実施の形態に係る測距装置の信号処理部による信号処理の一例を説明するため図である。図７は、本開示の実施の形態に係る測距装置の信号処理部による信号処理の一例を説明するため図である。図８は、本開示の実施の形態に係る測距装置による位相誤差の差分の検出処理の一例を説明するため図である。図９は、本開示の実施の形態に係る測距装置による補正処理の一例を説明するための図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．実施の形態
　２．変形例
　３．適用例

＜１．実施の形態＞
　図１は、本開示の実施の形態に係る測距装置の概略構成の一例を示す図である。測距装置１は、測距を実行可能な装置である。測距装置１は、例えば、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式の測距装置であり、ＦＭＣＷ―ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）として適用され得る。

　なお、ライダー装置である測距装置１は、レーザレーダ装置ともいえる。測距装置１は、周波数変調された変調光となる光信号の送受信を行い、計測対象物までの距離、計測対象物の速度等を計測し得る。測距装置１は、例えば、シリコン基板、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板等を用い、Silicon Photonics（SiPh）技術を利用して製造され得る。

　測距装置１は、光源部１０によって計測対象に周波数変調されたレーザ光を照射し、計測対象で反射され遅延されたレーザ光を受光し得る。測距装置１では、例えば、光源部１０の出力光（照射光）から分岐（分離）した参照光と、計測対象で反射された反射光とを干渉させて得られる光信号が検出部２０に入力され、参照光の周波数と反射光の周波数の差に応じた周波数を有するビート信号が検出される。計測対象からの反射光を受光して生成されるビート信号は、計測対象までの距離に応じた信号となる。

　測距装置１は、ビート信号の周波数（ビート周波数）を解析することにより、測距装置１と計測対象物との距離を算出し得る。また、測距装置１は、光のドップラーシフトを利用して計測対象物の速度（相対速度）を算出し得る。一例として、測距装置１は、レーザ光の周波数を時間経過と共に増加させた場合、即ちアップチャープの場合のビート周波数と、レーザ光の周波数を時間経過と共に減少させた場合、即ちダウンチャープの場合のビート周波数とに基づき、計測対象物の速度を演算する。

　例えば、測距装置１は、三角波状に周波数変調された光信号となるレーザ光を出射し、連続するアップチャープ及びダウンチャープの各々の場合のビート信号のビート周波数を用いて、計測対象物の速度、計測対象物までの距離等を算出し得る。測距装置１は、このように、時間経過と共に周波数が連続して変化する信号（チャープ信号）を生成可能に構成される。測距装置１は、信号処理装置であり、チャープ発生装置（又はチャープ信号生成装置）ともいえる。

　また、本実施の形態に係る測距装置１では、後述するが、干渉部１５及び検出部２０等により所定周波数を有するビート信号が生成され、光信号（レーザ光）の周波数変調量の補正に用いられる。このビート信号は、補正用のビート信号ともいえる。

　測距装置１は、図１に示すように、第１回路ブロック１０１と、第２回路ブロック１０２とを備える。第１回路ブロック１０１は、主にアナログ回路を用いて構成され、アナログ信号処理を実行可能に構成される。第１回路ブロック１０１は、アナログブロックともいえる。第２回路ブロック１０２は、主にデジタル回路を用いて構成され、デジタル信号処理を実行可能に構成される。第２回路ブロック１０２は、デジタルブロックともいえる。

　第１回路ブロック１０１は、光源部１０と、干渉部１５と、検出部２０とを有する。光源部１０は、周波数変調された光信号を出力可能に構成される。光源部１０は、例えば可変レーザ光源を有し、計測対象に対して光を照射可能に構成される。光源部１０は、周波数変調されたレーザ光を発生し、レーザ光を出射し得る。光源部１０は、光信号を送信可能に構成された送信部ともいえる。

　検出部２０は、受光部２１を有し、入射する光を検出可能に構成される。受光部２１（受光素子）は、例えば、フォトダイオードＰＤを用いて構成される。受光部２１は、光を受光して光電変換により電荷を生じ、電流を出力し得る。例えば、光源部１０からのレーザ光と遅延されたレーザ光とがミキシング（混合）された光信号の受信に応じて、受光部２１を流れる光電流に応じた信号が生成され、ビート信号として出力される。検出部２０は、光信号を受信可能に構成された受信部であり、光信号を電気信号に変換するように構成される。

　図１に示す例では、検出部２０は、アンプ部２２と、フィルタ部２３とを有する。アンプ部２２（アンプ回路）は、例えば、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ：Transimpedance Amplifier）を含み、電流信号を電圧信号に変換するように構成される。アンプ部２２は、受光部２１で検出された電流信号を電圧信号に変換し、電圧信号であるビート信号をフィルタ部２３へ出力し得る。

　フィルタ部２３は、所定の周波数帯域の信号を選択的に通過させるように構成される。フィルタ部２３は、例えば、アンチエイリアスフィルタ（ＡＡＦ：Anti-Aliasing Filter）を用いて構成される。フィルタ部２３は、アンプ部２２から入力されるビート信号のうち、不要な帯域の信号成分を除去する処理を行うように構成される。

　干渉部１５は、光源部１０からのレーザ光と遅延させたレーザ光とを干渉させ、干渉した光（干渉光）を出力可能に構成される。干渉部１５は、複数の光信号を合波（結合）した光信号を、検出部２０の受光部２１へ出力し得る。干渉部１５は、例えば、マッハツェンダー干渉計（MZI：Mach-Zehnder Interferometer)により構成される。

　図２は、実施の形態に係る測距装置により生成される信号の一例を示す図である。図２において、縦軸はチャープ信号の周波数を示し、横軸は時刻を示している。図２は、光源部１０からのレーザ光である光信号Ｓ１と、このレーザ光を遅延時間（遅延量）であるτ_ＭＺＩ遅延させたレーザ光である光信号Ｓ２とを表している。干渉部１５は、チャープ信号である光信号Ｓ１及び光信号Ｓ２をミキシングさせて生じる干渉光を、検出部２０の受光部２１へ出力する。

　検出部２０は、受光部２１によって干渉部１５からの干渉光を受光し、上述のようにビート信号を生成して出力し得る。干渉部１５からの干渉光を受光して生成されるビート信号は、光信号Ｓ１の周波数と光信号Ｓ２の周波数との差に応じた周波数を有する信号となる。例えば、レーザ光のチャープレートをγ（単位は、例えばＧＨｚ／ｕｓ）とすると、遅延時間τ_ＭＺＩを用いて、ビート信号の周波数ｆ_ＭＺＩは、γ×τ_ＭＺＩとなる。測距装置１では、この周波数ｆ_ＭＺＩのビート信号を用いて、光信号の周波数変調量の補正を行うことが可能となる。

　第２回路ブロック１０２は、ＡＤ変換部３０と、サンプリング部３５と、信号処理部４０と、フィルタ部５０と、記憶部５５と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、制御部９０とを含んで構成される。また、測距装置１は、図１に示すように、発振部１１０を有する。発振部１１０（発振回路）は、例えば、局部発振器(Local Oscillator)である。発振部１１０は、周波数ｆ_ＬＯ１を有する信号（ローカル信号ＬＯ１と称する）を出力可能に構成される。

　発振部１１０は、ビート信号の周波数よりも高い周波数、例えばビート信号の周波数の整数倍（逓倍）の周波数を有するローカル信号ＬＯ１を生成し、ＡＤ変換部３０及びＤＡ変換部８５等へ出力し得る。ローカル信号ＬＯ１の周波数ｆ_ＬＯ１は、例えば、Ｍ×Ｍ’×γ×τ_ＭＺＩとなる。一例として、Ｍ＝１６、Ｍ’＝２０である。この場合、周波数ｆ_ＬＯ１は、ビート信号の周波数ｆ_ＭＺＩ（＝γ×τ_ＭＺＩ）を、１６×２０倍した周波数となる。

　また、発振部１１０は、周波数ｆ_ＬＯ１（＝Ｍ×Ｍ’×γ×τ_ＭＺＩ）よりも低い周波数ｆ_ＬＯ２（＝Ｍ×γ×τ_ＭＺＩ）を有する信号（ローカル信号ＬＯ２と称する）を出力可能に構成される。周波数ｆ_ＬＯ２は、周波数ｆ_ＬＯ１を１／Ｍ’（＝１／２０）した周波数となる。

　図１に示す例では、発振部１１０は、周波数ｆ_ＬＯ１を有するローカル信号ＬＯ１を、ＡＤ変換部３０、ＤＡ変換部８５等に供給する。また、発振部１１０は、周波数ｆ_ＬＯ２を有するローカル信号ＬＯ２を、サンプリング部３５、信号処理部４０、積分部８０等に供給する。ＡＤ変換部３０によるＡＤ変換処理及びＤＡ変換部８５によるＤＡ変換処理は、ローカル信号ＬＯ１に同期して実行可能であり、信号処理部４０及び積分部８０等におけるデジタル信号処理は、ローカル信号ＬＯ２に同期して実行可能である。

　ＡＤ変換部３０は、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するように構成される。ＡＤ変換部３０は、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）である。ＡＤ変換部３０には、検出部２０からビート信号が入力され、発振部１１０からクロック信号としてローカル信号ＬＯ１が供給される。ＡＤ変換部３０は、ローカル信号ＬＯ１に応じてビート信号をサンプリングし、アナログ信号であるビート信号をデジタル信号に変換し得る。

　図３は、実施の形態に係る測距装置によるオーバーサンプリング処理の一例を説明するための図である。図３では、同一の時間軸上に、上述したチャープ信号である光信号Ｓ１の周波数（チャープ周波数）と、ＡＤ変換部３０に入力されるビート信号の振幅（信号レベル）とを図示している。なお、図３では、横軸の時間軸を、サンプリング数により表している。

　図３に示す例のように、ビート信号は、光信号Ｓ１と光信号Ｓ２の周波数差に相当する周波数を有する。ＡＤ変換部３０は、レーザ光が周波数変調される変調期間であるチャープ期間（図３では、アップチャープ期間、ダウンチャープ期間）において、ビート信号に対してＡＤ変換処理を行う。

　ＡＤ変換部３０は、ローカル信号ＬＯ１の周波数ｆ_ＬＯ１でビート信号をサンプリングし、サンプリング点毎のデジタル信号を出力する。この場合、ＡＤ変換部３０は、サンプリング周波数となる周波数ｆ_ＬＯ１（＝Ｍ×Ｍ’×γ×τ_ＭＺＩ）のローカル信号ＬＯ１に同期して、ビート信号をサンプリングする。

　ＡＤ変換部３０は、ビート信号の１周期毎にＭ×Ｍ’（１６×２０）点ずつ、ビート信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する（なお、図３では、１周期のうち１６点のサンプリング点のみ図示している。）。このように、ＡＤ変換部３０は、周波数ｆ_ＬＯ１でビート信号のオーバーサンプリングを行い、デジタル信号に変換されたサンプリング点毎のビート信号をサンプリング部３５へ出力する。

　サンプリング部３５は、ダウンサンプリング部であり、入力される信号をダウンサンプリング可能に構成される。サンプリング部３５には、ＡＤ変換部３０から出力されるサンプリング点毎のビート信号が入力される。また、サンプリング部３５には、発振部１１０からクロック信号として、周波数ｆ_ＬＯ１よりも低い周波数ｆ_ＬＯ２を有するローカル信号ＬＯ２が供給される。

　サンプリング部３５は、ローカル信号ＬＯ２の周波数ｆ_ＬＯ２でビート信号をダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされたビート信号を出力する。この場合、例えば、サンプリング部３５は、ＡＤ変換部３０から出力されるビート信号に対してデシメーション（間引き）処理を行い、サンプリング点毎のデジタル信号を信号処理部４０へ出力する。

　信号処理部４０は、入力される信号を用いて信号処理を実行可能に構成される。信号処理部４０は、ビート信号に対して各種の信号処理を施す回路により構成される。信号処理部４０（信号処理回路）は、例えば、フリップフロップ回路、加算回路、乗算回路など、複数のロジック回路を用いて構成される。信号処理部４０は、後述するが、例えば、位相検出処理、参照信号の生成処理等、各種の信号処理を行い得る。

　図１に示す例では、信号処理部４０は、位相比較部４３を含んで構成される。位相比較部４３は、位相比較器（ＰＦＤ：Phase Frequency Detector）であり、信号の位相（又は周波数）を比較可能に構成される。位相比較部４３には、例えば、サンプリング部３５によりダウンサンプリングされたビート信号が入力される。

　フィルタ部５０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）であり、所定の周波数帯域の信号を選択的に通過させるように構成される。なお、信号処理部４０は、フィルタ部５０を含んで構成されてもよい。また、信号処理部４０は、記憶部５５及び加算部６１を含んで構成されてもよい。

　信号処理部４０は、例えば、位相比較部４３（位相比較回路）によりビート信号と参照信号とを比較し、光信号（レーザ光）の周波数の補正量に関する信号（補正用信号Ｓ３）を生成して出力する。また、信号処理部４０は、上述したサンプリング点における光信号の周波数の補正量に関する信号（補正用信号Ｓ４）を生成して、記憶部５５に記憶させる。

　測距装置１は、後述するが、補正用信号Ｓ３を用いてＯＰＬＬ（Optical Phase Locked Loop）動作を行い、記憶部５５に記憶された補正用信号Ｓ４を用いてpre-distortion動作を行い得る。測距装置１では、例えば、ＯＰＬＬ動作を行う場合はスイッチＳＷ１がオン状態となり、pre-distortion動作を行う場合はスイッチＳＷ２がオン状態とされる。

　記憶部５５は、複数のメモリ（メモリセル）を含んで構成される。記憶部５５（記憶回路）は、補正用信号Ｓ４を記憶可能に構成される。信号処理部４０は、図１に示すスイッチＳＷ２を介して、記憶部５５へのデータの書き込み、及び記憶部５５からのデータの読み込みを制御し得る。記憶部５５には、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の補正用信号Ｓ４が記憶される。

　図１に示す制御部９０は、光源部１０を制御する信号を光源部１０へ供給し、光源部１０を制御するように構成される。制御部９０は、光源部１０の光信号の周波数変調を制御可能に構成される。例えば、制御部９０は、光源部１０のレーザ光の周波数変調量に関する電圧信号Ｖ１を生成し、光源部１０へ出力する。制御部９０は、光源部１０に供給される電圧信号Ｖ１を制御することで、光源部１０が出力するレーザ光の周波数、チャープレート等を制御し得る。

　図１に示す例では、制御部９０は、比較部７０と、設定部７５と、加算部６２と、積分部８０と、ＤＡ変換部８５とを有する。比較部７０は、コンパレータ回路、例えばヒステリシスコンパレータを用いて構成される。比較部７０には、積分部８０の出力信号、例えば積分値に応じた信号が入力される。比較部７０は、一例として、積分部８０における積分値を示す信号と、基準値を示す信号とを比較し、比較結果である出力信号を設定部７５へ出力する。

　比較部７０から出力される信号は、チャープ信号の切り替えタイミングに関する信号であり、例えばアップチャープ及びダウンチャープの切り替えタイミングを示す信号となる。比較部７０の出力信号は、アップチャープ（又はダウンチャープ）の開始又は終了を指示する信号ともいえる。

　設定部７５は、光源部１０におけるアップチャープ（又はダウンチャープ）を設定するように構成される。設定部７５は、光信号のチャープ方向を設定可能に構成されたチャープ設定部（又はランプ設定部）ともいえる。設定部７５は、例えば、比較部７０の出力信号に基づき、アップチャープ（又はダウンチャープ）を指示する信号として、比較部７０による比較結果に応じた信号値を有する信号を加算部６２へ出力する。設定部７５は、アップチャープの場合、例えば＋１を示す信号を出力し、ダウンチャープの場合、例えば－１を示す信号を出力する。

　積分部８０は、所定の時間間隔（周期）毎に値が変化するデジタル信号を出力可能に構成される。積分部８０には、加算部６２（加算回路）を介して信号Ｓ１１が入力される。信号Ｓ１１は、例えば、設定部７５の出力信号の信号値（＋１又は－１）に応じた値となる。積分部８０（積分回路）は、例えば、周波数ｆ_ＬＯ２（＝Ｍ×γ×τ_ＭＺＩ）を有するローカル信号ＬＯ２に同期して、時間経過と共に値が増加する信号、又は時間経過と共に値が減少する信号Ｓ１２を生成し、ＤＡ変換部８５へ出力し得る。

　積分部８０から出力される信号Ｓ１２は、例えば、ローカル信号ＬＯ２のエッジに同期して、積分部８０に入力される信号Ｓ１１に応じた値ずつ変化する信号となる。例えば、積分部８０は、アップチャープの場合に単調増加する信号Ｓ１２を出力し、ダウンチャープの場合に単調減少する信号Ｓ１２を出力する。

　ＤＡ変換部８５は、入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するように構成される。ＤＡ変換部８５は、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）である。ＤＡ変換部８５には、積分部８０から信号Ｓ１２が入力され、発振部１１０からクロック信号としてローカル信号ＬＯ１が供給される。ＤＡ変換部８５は、ローカル信号ＬＯ１に応じて、デジタル信号である信号Ｓ１２をアナログ信号に変換し得る。

　ＤＡ変換部８５は、ローカル信号ＬＯ１の周波数ｆ_ＬＯ１に同期して信号Ｓ１２をアナログ信号に変換することで電圧信号Ｖ１を生成し、光源部１０へ出力する。光源部１０に供給される電圧信号Ｖ１は、積分部８０に入力される信号Ｓ１１に対応する値ずつ単調増加又は単調減少する信号（ランプ信号）となる。制御部９０は、電圧信号Ｖ１を光源部１０に供給することにより、光源部１０のレーザ光の周波数変調を制御し得る。

　測距装置１の信号処理部４０は、ビート信号と基準信号との差分に基づく信号を、補正用信号Ｓ３として生成可能に構成される。信号処理部４０は、例えば、位相比較部４３におけるビート信号と基準信号との比較によって、ビート信号と基準信号との差分を位相誤差として検出し、位相誤差の大きさに関する信号を補正用信号Ｓ３として生成し得る。

　図４は、実施の形態に係る測距装置のビート信号と参照信号の一例を示す図である。図４では、同一の時間軸上に、チャープ信号である光信号Ｓ１の周波数と、ビート信号及び参照信号の振幅（信号レベル）と、ビート信号及び参照信号の差である位相誤差を示している。なお、図４では、横軸の時間軸を、サンプリング数により表している。破線の波形で示す参照信号は、光信号の周波数変調特性が線形である場合に想定される周波数ｆ_ＭＺＩの理想信号を表している。

　信号処理部４０は、図４に示す例のように、ビート信号と参照信号との差分を位相誤差として算出し得る。信号処理部４０は、算出した位相誤差の大きさを示す信号を、補正用信号Ｓ３として生成する。信号処理部４０は、生成した補正用信号Ｓ３を、図１に示すフィルタ部５０及びスイッチＳＷ１を介して、加算部６１へ出力する。

　加算部６１及び加算部６２は、それぞれ、信号の加算処理を実行可能に構成される。加算部６１は、例えば、ＯＰＬＬ動作の場合、信号処理部４０からの補正用信号Ｓ３を加算部６２へ出力し、pre-distortion動作の場合、記憶部５５からの補正用信号Ｓ４を加算部６２へ出力し得る。なお、加算部６１は、補正用信号Ｓ３と補正用信号Ｓ４とを加算した信号を、加算部６２へ出力することも可能である。

　加算部６２は、設定部７５の出力信号の値（＋１又は－１）と補正用信号Ｓ３の値とを加算し、加算値を示すデジタル信号である信号Ｓ１１を生成する。補正用信号Ｓ３が加算されることで、ビート信号及び参照信号間の位相誤差に応じて補正された信号Ｓ１１が生成され、補正された信号Ｓ１１を用いて生成される信号Ｓ１２がＤＡ変換部８５へ出力される。ＤＡ変換部８５は、検出された位相誤差に応じて調整された信号Ｓ１２をアナログ信号に変換し、生成した電圧信号Ｖ１を光源部１０へ出力する。光源部１０は、電圧信号Ｖ１に応じてレーザ光である光信号の周波数変調を行う。

　こうして、測距装置１は、位相誤差が小さくなって安定した状態（ロック状態）となるようにフィードバックを行い、ＯＰＬＬ動作を行うことができる。測距装置１では、ビート信号と参照信号との位相差が小さくなるように、補正用信号Ｓ３に応じて電圧信号Ｖ１が変化し、光源部１０の光信号の周波数変調量が調整される。光信号の周波数が直線的に連続して変化するように、光信号の周波数変調量を補正することができる。これにより、光信号の周波数変調特性が悪化することを抑制し、測距精度を向上させることが可能となる。

　ビート信号の周波数ｆ_ＭＺＩの大きさによっては、ビート信号のサンプリング点が減少し、ＰＬＬによる追従動作が困難となるおそれがある。特に、SiPh技術を利用して製造された測距装置１を車載用の測距装置に適用した場合に、安定したＰＬＬ動作を実現することが困難となるおそれがある。そこで、本実施の形態に係る測距装置１は、ビート信号の周波数の整数倍（逓倍）の周波数でオーバーサンプリングしたビート信号を用いて、ＯＰＬＬ動作を行う。このため、サンプリング点が減少してＰＬＬによる追従動作が正しく行われなくなることを防ぐことができる。測距性能の低下を抑制することが可能となる。

　図５は、実施の形態に係る測距装置の信号処理部の構成例を説明するための図である。図６は、測距装置の信号処理部による信号処理の一例を説明するため図である。信号処理部４０は、サンプリング点毎のビート信号に基づき、上述した参照信号を生成可能に構成される。

　信号処理部４０の位相比較部４３は、複数のＦＩＲフィルタ４４（Finite Impulse Response）及び演算部４８を有し、参照信号を生成するように構成される。信号処理部４０は、例えば、Ｍ／２相のＦＩＲ構造を有する。図５に示す例では、信号処理部４０は、Ｍ（＝１６）／２＝８個のＦＩＲフィルタ４４ａ～ＦＩＲフィルタ４４ｈ（ＦＩＲ－０～ＦＩＲ－７）を有する。８個のＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈは、並列に配置される。

　各ＦＩＲフィルタ４４（ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈ）は、それぞれ、例えば、複数のフリップフロップ４５（図５ではフリップフロップ４５ａ～４５ｇ）と、複数の乗算部４６（図４５は乗算部４６ａ～４６ｈ）と、加算部４７とを有する。ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈには、それぞれ、例えば、サンプリング部３５からサンプリング点毎のビート信号が入力される。また、図５に示すように、各ＦＩＲフィルタ４４には、次式（１）で表される係数ｑ_ｉ，ｊが、ＦＩＲフィルタ４４の係数として入力される。

　なお、式（１）において、ｉは、ＦＩＲフィルタ４４の番号である。図５に示す例では、ｉ＝０～７は、それぞれ、ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈ（ＦＩＲ－０～ＦＩＲ－７）に対応する。また、ｊは、タップ番号インデックスであり、ＦＩＲフィルタ４４内の乗算部４６の番号である。図５に示す例では、ｊ＝０～７は、それぞれ、乗算部４６ａ～４６ｈに対応する。

　信号処理部４０のＦＩＲフィルタ４４には、上述したように、式（１）で表される係数が与えられる。例えば、図５に示すＦＩＲフィルタ４４ａの乗算部４６ａには、フィルタ係数として、式（１）においてｉ＝０、ｊ＝０とした場合の係数ｑ_０，０が設定される。また、例えば、ＦＩＲフィルタ４４ａの乗算部４６ｂには、フィルタ係数として、式（１）においてｉ＝０、ｊ＝１とした場合の係数ｑ_０，１が設定される。

　時刻ｋにおけるビート信号をｙｋとすると、ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈにビート信号ｙｋが入力される場合、信号処理部４０は、ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈによって、次式（２）で表される畳み込み演算を行い得る。時刻ｋは、サンプリング点のタイミングに対応する。

　図６では、ビート信号ｙｋの波形と、ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈから出力される信号の波形とを図示している。ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈは、フリップフロップ４５、乗算部４６、及び加算部４７等によって上述した式（２）で表される演算処理を行い、図６に示すような８つの参照信号（参照信号（ＦＩＲ－０）～参照信号（ＦＩＲ－７））を出力する。複数の参照信号は、相互相関値ｃ_ｉ，ｊを示す信号となる。ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈは、互いに異なる位相を有する８相の参照信号を生成して出力するともいえる。

　信号処理部４０の演算部４８は、各ＦＩＲフィルタ４４から出力される参照信号とビート信号とを比較し、上述した位相誤差の演算に用いる参照信号を決定（設定）する。例えば、演算部４８は、ビート信号のピーク値と、ＦＩＲフィルタ４４ａ～４４ｈからの８つの出力信号の各々のピーク値とを比較する。演算部４８は、ピーク値の比較結果に基づき、８つの参照信号のうちビート信号に最も近い参照信号を選択する。

　図６に示す例では、８つの参照信号のうち、破線で示したＦＩＲフィルタ４４ｈで生成された参照信号（参照信号（ＦＩＲ－７））が、ビート信号に最も近い参照信号となり、位相誤差の演算に用いる参照信号として選択される。演算部４８は、選択した参照信号とビート信号を用いて、上述のように位相誤差を検出し、補正用信号Ｓ３を生成し得る。このように、本実施の形態に係る測距装置１では、ビート信号に対して適切な参照信号を取得して補正用信号Ｓ３を生成し、周波数変調量の制御を行うことが可能となる。

　なお、相互相関値ｃ_ｉ，ｊのピーク値が時間的に変動した場合、ピーク検出を行うことが困難となるおそれがある。そこで、信号処理部４０の演算部４８は、ゼロクロス点、即ち符号が変化する点を検出して、ゼロクロス点を用いてピーク位置を推定し、参照信号を生成するようにしてもよい。

　例えば、ある時刻ｋに参照信号の各サンプリング点の値のうちｎ番目の自己相関値がNegative Edge（正（＋１）から負（―１）への遷移）であった場合には、ピーク位置として、ｌ＝ｍｏｄ（ｎ―Ｍ／４，Ｍ）を用いて、ｎ番目のＭ／４（＝４）クロック前の位置が求められる。なお、ｌは、相関位相であり、ｍｏｄ（＊，Ｍ）は、整数Ｍによる除算の正の余りを示すModulo関数（演算子）である。

　また、ある時刻ｋに参照信号の各サンプリング点の値のうちｎ番目の自己相関値がPositive Edge（負（―１）から正（＋１）への遷移）であった場合には、ピーク位置として、ｌ＝ｍｏｄ（ｎ―Ｍ／４＋Ｍ／２，Ｍ）により求められる。これらの場合の参照波形ｒ_ｌは、次式（３）で表すことができる。

　この式（３）を利用すると、位相誤差ｐｋは、ｌ≦Ｍ／２の場合は次式（４）、ｌ＞Ｍ／２の場合には次式（５）により得ることができる。

　上述した式（２）、（４）、又は（５）により得られる参照信号は、ＦＩＲフィルタ４４内に蓄積された過去から現在までのビート信号の畳み込み演算結果である相関値を用いて求めることができる。このため、パイプライン遅延が生じることを回避することができる。ＰＬＬループディレイの増加によって位相余裕が低下することを抑制することが可能となる。

　信号処理部４０は、図１に示す例のように、オフセット補正部４１とゲイン補正部４２を有していてもよい。オフセット補正部４１は、ビート信号のオフセット補正を実行可能に構成される。オフセット補正部４１は、オフセットキャンセル回路（ＯＦＣ）である。ビート信号をｂ＿ｋとすると、オフセット補正後の信号b’＿kは、例えば、次式（６）、（７）を用いて表すことができる。

　なお、αは、オフセット補正の更新係数である。オフセット補正部４１は、式（６）、（７）で表されるオフセット補正を行うことにより、ビート信号のオフセットをキャンセルすることが可能となる。

　ゲイン補正部４２は、ビート信号のゲイン補正を実行可能に構成される。ゲイン補正部４２は、ＡＧＣ(Auto Gain Control) 回路である。ゲイン補正部４２は、例えば、オフセット補正部４１から出力される信号ｂ’＿ｋに対して、次式（８）、（９）、（１０）で表されるゲイン補正を行い、式（１１）で表される出力信号である信号ｙｋを出力し得る。なお、βは、ゲイン補正の更新係数である。

　図７は、実施の形態に係る測距装置の信号処理部による信号処理の一例を説明するため図である。信号処理部４０は、サンプリング点毎に、周波数の補正量に関する補正用信号Ｓ４を生成可能に構成される。信号処理部４０は、サンプリング点毎のビート信号に基づいて、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の補正用信号Ｓ４を生成し、記憶部５５に記憶させる。

　記憶部５５は、複数のサンプリング点の数に応じた数のメモリを有する。記憶部５５では、サンプリング点とそのサンプリング点における補正値を示す補正用信号Ｓ４とが対応付けられ、そのサンプリング点に対応するメモリに記憶される。

　例えば、信号処理部４０は、図７に模式的に示すように、一のアップチャープ期間におけるビート信号と次のアップチャープ期間におけるビート信号との比較をチャープ期間毎に繰り返すことで、チャープレートの誤差を求め、チャープレートの補正量を学習する。また、信号処理部４０は、一のダウンチャープ期間におけるビート信号と次のダウンチャープ期間におけるビート信号との比較をチャープ期間毎に繰り返し、チャープレートの補正量を学習する。

　このように、信号処理部４０は、位相比較部４３及び演算部４８等によって、ビート信号の位相誤差を検出し、補正用信号Ｓ４を記憶部５５に記憶させる。サンプリング点毎に検出される位相誤差に応じて、記憶部５５に記憶される補正用信号Ｓ４が更新され、チャープレートの補正量を学習することができる。測距装置１は、メモリ学習型ＩＬＣ（Iterative Learning control）によるpre-distortion動作を行うことができる。

　時刻ｋにおけるチャープレートの誤差δγ／γ_ｋは、次式（１２）で表すことができる。なお、Ｔｓは、ビート信号のサンプリング周期である。なお、δＴｋは、時刻ｋにおけるサンプリング周期の誤差である。

　また、式（１２）とテーラー展開の１次近似により、次式（１３）が得られる。式（１３）に示すように、チャープレートの誤差δγ／γ_ｋは、時刻ｋの位相誤差ｐｅ＿ｋと１時刻前である時刻（ｋ―１）の位相誤差ｐｅ＿（ｋ－１）との差分として表すことができる。

　上述した式（１２）、（１３）に示すように、チャープレートの誤差δγ／γ_ｋは、周波数誤差、位相誤差の差分等により表すことができる。例えば、信号処理部４０は、補正用信号Ｓ４として、ビート信号の周波数誤差を示す信号を生成し、サンプリング点毎に生成した補正用信号Ｓ４を記憶部５５に記憶させてもよい。また、例えば、信号処理部４０は、補正用信号Ｓ４として、２つのサンプリング点の各々における位相誤差の差分を示す信号を生成し、サンプリング点毎に生成した補正用信号Ｓ４を記憶部５５に記憶させるようにしてもよい。

　図８は、実施の形態に係る測距装置の信号処理部による位相誤差の差分の検出処理の一例を説明するため図である。なお、図８では、×点は、サンプリング点のビート信号を示している。また、実線の丸は、次式（１４）で表される参照信号ｒｐ_ｌを示し、点線の丸は、次式（１５）で表される参照信号ｒｑ_ｌを示している。

　参照信号ｒｐ_ｌ及び参照信号ｒq_ｌを用いて、時刻ｋにおけるビート信号ｙｋは、次のように分類することができる。
if (rp_l-1≧ yk > rq_l-1)　 //下り
{
　　　　cond = 2;
　　　}
　　else if (rq_l-1 ≧ yk > rq_l)　 //下り
{
　　　　if (yk < rp_l+1) 　　cond = 0;
　　　　else　　　　　　　cond = 1;
}
else if (rq_l ≧ yk ≧ rp_l+1)　 //下り
{
　　　cond = 3;
}
else if (rp_l-1 ≦ yk < rq_l-1)　 //上り
{
　　　cond = 2;
}
else if (rq_l-1 ≦ yk < rq_l)　 //上り
{
　　if (yk ≧ rp_l+1) 　　cond = 0;
　　else 　　　　　　cond = 1;
}
else　 //上り
{
cond = 3;
}

　信号処理部４０は、上述のように決定された「ｃｏｎｄ」の値と、次式（１６）～（１９）を用いて、時間軸における位相誤差ｐｅｋを演算し得る。信号処理部４０は、位相誤差ｐｅｋを算出し、位相誤差ｐｅｋを示す補正用信号Ｓ４を記憶部５５に記憶させる。

　信号処理部４０は、pre-distortion動作を行う場合、記憶部５５に記憶された補正用信号Ｓ４を、図１に示すスイッチＳＷ２及び加算部６１を介して、加算部６２へ出力させる。加算部６２は、設定部７５の出力信号の値（＋１又は－１）と補正用信号Ｓ４の値とを加算し、加算値を示すデジタル信号である信号Ｓ１１を生成する。補正用信号Ｓ４が加算されることで、ビート信号の位相誤差に応じて補正された信号Ｓ１１が生成され、補正された信号Ｓ１１を用いて生成される信号Ｓ１２がＤＡ変換部８５へ出力される。

　ＤＡ変換部８５は、位相誤差に応じて調整された信号Ｓ１２をアナログ信号に変換し、生成した電圧信号Ｖ１を光源部１０へ出力する。光源部１０は、電圧信号Ｖ１に応じてレーザ光である光信号の周波数変調を行う。

　こうして、測距装置１は、位相誤差が小さくなるようにpre-distortion動作を行うことができる。図９に示す例のように、信号処理部４０及び記憶部５５等によるＩＬＣによってチャープ線形化学習が行われ、チャープレートを適切に補正することが可能となる。

　測距装置１では、補正用信号Ｓ４に応じて電圧信号Ｖ１が変化し、光源部１０の光信号の周波数変調量が調整される。光信号の周波数が直線的に連続して変化するように、光信号の周波数変調量を補正することができる。これにより、光信号の周波数変調特性が悪化することを抑制し、測距精度を向上させることが可能となる。

［作用・効果］
　本実施の形態に係る測距装置（測距装置１）は、周波数変調された光信号を出力可能な光源部（光源部１０）と、光信号と遅延された光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部（検出部２０）と、ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部（ＡＤ変換部３０）と、デジタル信号に変換されたビート信号に基づいて、光信号の周波数の補正量に関する第１信号（例えば補正用信号Ｓ４）を生成可能な信号処理部（信号処理部４０）と、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の第１信号を記憶可能な記憶部（記憶部５５）と、記憶部に記憶された第１信号に基づいて、光信号の周波数変調を制御可能な制御部（制御部９０）とを備える。

　本実施の形態に係る測距装置１は、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の補正用信号Ｓ４を記憶可能な記憶部５５と、補正用信号Ｓ４に基づいて、光信号の周波数変調を制御可能な制御部９０を有する。このため、本実施の形態では、光信号の周波数変調特性が悪化することを抑制することができる。周波数変調特性を向上可能な測距装置を実現することが可能となる。メモリ学習型ＩＬＣによるpre-distortionによってチャープレートを適切に補正することができ、測距性能を向上させることが可能となる。

　本実施の形態に係る信号処理部４０は、サンプリング点毎のビート信号と参照信号とに基づいて第１信号（例えば補正用信号Ｓ３）を生成可能である。このため、本実施の形態では、補正用信号Ｓ３を用いてＯＰＬＬ動作を行うことができ、光信号の周波数変調量を適切に補正することができる。周波数変調特性を改善可能な測距装置を実現することが可能となる。光信号の周波数変調特性が悪化することを防ぎ、測距性能を向上させることが可能となる。

　ＡＤ変換部３０は、ビート信号の周波数の整数倍の周波数でビート信号をサンプリングし、ＡＤ変換を行うことが可能である。このため、サンプリング点が減少してＰＬＬによる追従動作が正しく行われなくなることを防ぐことができる。測距装置１は、光信号の周波数変調特性が悪化することを抑制することができる。

　干渉部１５における遅延時間τ_ＭＺＩが小さく、チャープ帯域幅Δｆ（チャープ周波数の変調範囲）が小さい場合であっても、ＯＰＬＬ動作を行うことができ、チャープレートを適切に補正することができる。このため、デバイスの小型化（干渉部１５、光源部１０等の小型化）を実現することが可能となる。例えば、測距装置１は、干渉部１５の遅延時間τ_ＭＺＩ≦３ｎｓ、光源部１０による光信号のチャープ帯域幅Δｆ≦１ＧＨｚとなるように構成されてもよい。この場合も、ＯＰＬＬによる追従動作が正しく行われなくなることを防ぎ、測距性能の低下を抑制することが可能となる。

＜２．変形例＞
　上述した実施の形態では、測距装置１の構成例について説明したが、あくまでも一例であって、測距装置１の構成は、上述した例に限られない。例えば、測距装置１は、上述したＯＰＬＬ動作及びpre-distortion動作のいずれか一方のみを実行可能に構成されてもよい。また、例えば、測距装置１は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を共にオン状態とし、ＯＰＬＬ動作及びpre-distortion動作の両方を同時に（並行して）行うようにしてもよい。この場合、測距装置１は、加算部６１によって補正用信号Ｓ３と補正用信号Ｓ４とを加算し、加算された補正用信号に基づいて周波数変調量の補正を行ってもよい。

＜３．適用例＞
　本開示に係る技術は、様々な回路、装置に適用することができる。上記の測距装置１、信号処理部４０等は、測距を行う様々な装置、回路に利用可能である。本開示に係る技術は、例えば、種々の測距装置、入射する光を検出可能な光検出装置、信号処理装置等として、様々な製品へ応用することができる。

　本開示の一実施形態の光検出装置は、光源部（光源部１０）から出力される周波数変調された光信号と遅延された光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部（検出部２０）と、ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部（ＡＤ変換部３０）と、デジタル信号に変換されたビート信号に基づいて、光信号の周波数の補正量に関する第１信号（例えば補正用信号Ｓ４）を生成可能な信号処理部（信号処理部４０）と、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の第１信号を記憶可能な記憶部（記憶部５５）と、記憶部に記憶された第１信号に基づいて、光信号の周波数変調を制御可能な制御部（制御部９０）とを備える。このため、光信号の周波数変調特性が悪化することを抑制することができる。周波数変調特性を向上可能な光検出装置を実現することが可能となる。

　本開示の一実施形態の信号処理装置は、光源部（光源部１０）から出力される周波数変調された光信号と遅延された光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部（検出部２０）と、ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部（ＡＤ変換部３０）と、デジタル信号に変換されたビート信号に基づいて、光信号の周波数の補正量に関する第１信号（例えば補正用信号Ｓ４）を生成可能な信号処理部（信号処理部４０）と、複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の第１信号を記憶可能な記憶部（記憶部５５）と、記憶部に記憶された第１信号に基づいて、光信号の周波数変調を制御する信号（例えば電圧信号Ｖ１）を出力可能な制御部（制御部９０）とを備える。このため、光信号の周波数変調特性が悪化することを抑制することができる。周波数変調特性を向上可能な信号処理装置を実現することが可能となる。

　以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した変形例は、上記実施の形態の変形例として説明したが、各変形例の構成を適宜組み合わせることができる。

　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本開示は以下のような構成をとることも可能である。
（１）
　周波数変調された光信号を出力可能な光源部と、
　前記光信号と遅延された前記光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、
　前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、
　デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、
　複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能な記憶部と、
　前記記憶部に記憶された前記第１信号に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御可能な制御部と
　を備える測距装置。
（２）
　前記信号処理部は、デジタル信号に変換されたサンプリング点毎の前記ビート信号に基づいて、複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を生成可能である
　前記（１）に記載の測距装置。
（３）
　前記信号処理部は、第１の変調期間における前記ビート信号と、第２の変調期間における前記ビート信号との差分に基づいて、前記第１信号を生成可能である
　前記（１）または（２）に記載の測距装置。
（４）
　前記信号処理部は、前記第１信号として、前記ビート信号の周波数誤差に関する信号を生成可能である
　前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の測距装置。
（５）
　前記信号処理部は、前記第１信号として、前記ビート信号の位相誤差の差分に関する信号を生成可能である
　前記（１）から（４）のいずれか１つに記載の測距装置。
（６）
　前記記憶部は、前記複数のサンプリング点の数に応じた数のメモリを有し、前記複数のサンプリング点にそれぞれ対応する前記複数の第１信号を記憶可能である
　前記（１）から（５）のいずれか１つに記載の測距装置。
（７）
　前記ＡＤ変換部は、前記ビート信号の周波数の整数倍の周波数で前記ビート信号をサンプリングし、ＡＤ変換を行うことが可能である
　前記（１）から（６）のいずれか１つに記載の測距装置。
（８）
　前記信号処理部は、サンプリング点毎の前記ビート信号と参照信号とに基づいて前記第１信号を生成可能である
　前記（１）から（７）のいずれか１つに記載の測距装置。
（９）
　前記信号処理部は、前記第１信号として、前記ビート信号と前記参照信号との位相誤差に関する信号を生成可能である
　前記（８）に記載の測距装置。
（１０）
　前記信号処理部は、サンプリング点毎の前記ビート信号に基づいて、前記参照信号を生成可能である
　前記（８）または（９）に記載の測距装置。
（１１）
　前記信号処理部は、前記ビート信号と複数の参照信号とを比較し、比較結果に基づいて選択した前記参照信号と前記ビート信号との差分に関する前記第１信号を生成可能である
　前記（８）から（１０）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１２）
　前記ＡＤ変換部から出力される前記ビート信号をダウンサンプリング可能なサンプリング部を有する
　前記（１）から（１１）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１３）
　前記信号処理部は、前記サンプリング部によりダウンサンプリングされた前記ビート信号に基づいて前記第１信号を生成可能である
　前記（１２）に記載の測距装置。
（１４）
　前記ビート信号のオフセット補正を実行可能なオフセット補正部を有する
　前記（１）から（１３）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１５）
　前記信号処理部は、前記オフセット補正部により補正された前記ビート信号に基づいて前記第１信号を生成可能である
　前記（１４）に記載の測距装置。
（１６）
　前記ビート信号のゲイン補正を実行可能なゲイン補正部を有する
　前記（１）から（１５）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１７）
　前記信号処理部は、前記ゲイン補正部により補正された前記ビート信号に基づいて前記第１信号を生成可能である
　前記（１６）に記載の測距装置。
（１８）
　前記測距装置は、ＦＭＣＷ方式の測距装置である
　前記（１）から（１７）のいずれか１つに記載の測距装置。
（１９）
　光源部から出力される周波数変調された光信号と遅延された前記光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、
　前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、
　デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、
　複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能な記憶部と、
　前記記憶部に記憶された前記第１信号に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御可能な制御部と
　を備える光検出装置。
（２０）
　光源部から出力される周波数変調された光信号と遅延された前記光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、
　前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、
　デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、
　複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能な記憶部と、
　前記記憶部に記憶された前記第１信号に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御する信号を出力可能な制御部と
　を備える信号処理装置。

　本出願は、日本国特許庁において２０２２年１０月２５日に出願された日本特許出願番号２０２２－１７０３３７号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。

　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims

　周波数変調された光信号を出力可能な光源部と、
　前記光信号と遅延された前記光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、
　前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、
　デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、
　複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能な記憶部と、
　前記記憶部に記憶された前記第１信号に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御可能な制御部と
　を備える測距装置。
　前記信号処理部は、デジタル信号に変換されたサンプリング点毎の前記ビート信号に基づいて、複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を生成可能である
　請求項１に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、第１の変調期間における前記ビート信号と、第２の変調期間における前記ビート信号との差分に基づいて、前記第１信号を生成可能である
　請求項１に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記第１信号として、前記ビート信号の周波数誤差に関する信号を生成可能である
　請求項１に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記第１信号として、前記ビート信号の位相誤差の差分に関する信号を生成可能である
　請求項１に記載の測距装置。
　前記記憶部は、前記複数のサンプリング点の数に応じた数のメモリを有し、前記複数のサンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能である
　請求項１に記載の測距装置。
　前記ＡＤ変換部は、前記ビート信号の周波数の整数倍の周波数で前記ビート信号をサンプリングし、ＡＤ変換を行うことが可能である
　請求項１に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、サンプリング点毎の前記ビート信号と参照信号とに基づいて前記第１信号を生成可能である
　請求項７に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記第１信号として、前記ビート信号と前記参照信号との位相誤差に関する信号を生成可能である
　請求項８に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、サンプリング点毎の前記ビート信号に基づいて、前記参照信号を生成可能である
　請求項８に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記ビート信号と複数の参照信号とを比較し、比較結果に基づいて選択した前記参照信号と前記ビート信号との差分に関する前記第１信号を生成可能である
　請求項８に記載の測距装置。
　前記ＡＤ変換部から出力される前記ビート信号をダウンサンプリング可能なサンプリング部を有する
　請求項８に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記サンプリング部によりダウンサンプリングされた前記ビート信号に基づいて前記第１信号を生成可能である
　請求項１２に記載の測距装置。
　前記ビート信号のオフセット補正を実行可能なオフセット補正部を有する
　請求項１に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記オフセット補正部により補正された前記ビート信号に基づいて前記第１信号を生成可能である
　請求項１４に記載の測距装置。
　前記ビート信号のゲイン補正を実行可能なゲイン補正部を有する
　請求項１に記載の測距装置。
　前記信号処理部は、前記ゲイン補正部により補正された前記ビート信号に基づいて前記第１信号を生成可能である
　請求項１６に記載の測距装置。
　前記測距装置は、ＦＭＣＷ方式の測距装置である
　請求項１に記載の測距装置。
　光源部から出力される周波数変調された光信号と遅延された前記光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、
　前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、
　デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、
　複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能な記憶部と、
　前記記憶部に記憶された前記第１信号に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御可能な制御部と
　を備える光検出装置。
　光源部から出力される周波数変調された光信号と遅延された前記光信号とに基づくビート信号を検出可能な検出部と、
　前記ビート信号をサンプリング点毎にサンプリングし、ＡＤ変換を実行可能なＡＤ変換部と、
　デジタル信号に変換された前記ビート信号に基づいて、前記光信号の周波数の補正量に関する第１信号を生成可能な信号処理部と、
　複数の前記サンプリング点にそれぞれ対応する複数の前記第１信号を記憶可能な記憶部と、
　前記記憶部に記憶された前記第１信号に基づいて、前記光信号の周波数変調を制御する信号を出力可能な制御部と
　を備える信号処理装置。