特開 2024-129696 測距センサ装置および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129696

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】測距センサ装置および電子機器

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/484 20060101AFI20240919BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20240919BHJP

   G01S 17/08 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

G01S7/484

G01S7/497

G01S17/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039052

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】319006047

【氏名又は名称】シャープセミコンダクターイノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】高津 憩

(72)【発明者】

【氏名】藤本 聡郎

(72)【発明者】

【氏名】岩森 光司

(72)【発明者】

【氏名】岡田 教和

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA05

5J084AC07

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA20

5J084BA36

5J084BA40

5J084BB02

5J084CA01

5J084CA11

5J084CA31

5J084CA32

5J084DA01

5J084DA07

5J084DA09

5J084EA04

(57)【要約】

【課題】測距センサ装置における距離の測定誤差を低減する。
【解決手段】測距センサ装置（１）は、対象物にレーザ光を出射する発光素子（２）と、対象物からの反射光が入射する第１受光素子（３）と、発光素子（２）の出射時点から第１受光素子（３）の入射時点までの期間に基づき、対象物までの距離を測定する測定部（５）と、発光素子（２）の駆動を制御する駆動制御部（２２）であって、発光素子（２）の駆動電流を制限する駆動制御部（２２）とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物にレーザ光を出射する発光素子と、
前記対象物からの反射光が入射する受光素子と、
前記発光素子の出射時点から前記受光素子の入射時点までの期間に基づき、前記対象物までの距離を測定する測定部と、
前記発光素子の駆動を制御する駆動制御部であって、前記発光素子の駆動電流を制限する駆動制御部とを備える、測距センサ装置。

【請求項2】

前記駆動制御部は、前記測定部が測定した距離が設定値よりも小さい場合、前記駆動電流を制限する、請求項１に記載の測距センサ装置。

【請求項3】

前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の時間分布のうち、基準値よりも低い受光信号の時間分布を除外した時間分布を用いて、前記入射時点を決定する、請求項１に記載の測距センサ装置。

【請求項4】

前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の時間分布のうち、前記受光信号の領域を制限した時間分布用いて、前記入射時点を決定する、請求項１に記載の測距センサ装置。

【請求項5】

前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の量が設定範囲内である場合、前記対象物が非鏡面体であるとして、前記距離を測定する、請求項１に記載の測距センサ装置。

【請求項6】

前記受光素子は複数個であり、
前記測定部は、複数の前記受光素子からの複数の受光信号の量の比較結果に基づいて、前記対象物が鏡面体および非鏡面体の何れであるかを判断し、該判断に基づいて前記距離を測定する、請求項１に記載の測距センサ装置。

【請求項7】

前記発光素子は、垂直共振器型面発光レーザである、請求項１に記載の測距センサ装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の測距センサ装置を備える電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、測距センサ装置および電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

対象物に向けて発光し、該対象物からの反射光を受光して、発光してから受光するまでの期間に基づき上記対象物までの距離を測定する測距センサ装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のレーザ距離計は、半導体レーザ素子から強度変調して発振されたレーザ光を対象物に投光し、該レーザ光の反射光を色フィルタおよびレンズを介して受光センサにて検出する。上記レーザ距離計は、上記受光センサにて検出した光と、上記レーザ光との位相差を用いて上記対象物までの距離を測定する。

【0003】

例えば、図２６は、特許文献２に記載の光センサの概要を示す断面図である。図２６に示すように、光センサ１０００には、例えば半導体からなる基板１００１上に発光素子１００２、第１受光素子１００３、および第２受光素子１００４が設けられている。上記発光素子１００２は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）などの面発光型半導体レーザ素子からなり、検知物１０１０に向けて光の一部１０３７を出射する。

【0004】

上記第１受光素子１００３および第２受光素子１００４は、例えばＳＰＡＤ（シングフォトンアバランシェダイオード）等である。第１受光素子１００３は、発光素子１００２から出射された光の一部１０３７が検知物１０１０にて反射した反射光１０３８を受光する検出用の受光素子１００３である。第２受光素子１００４は、発光素子１００２から出射された光（直接光）の一部１０３９を検出基準として受光するモニタ用の受光素子１００４である。上記光センサ１０００は、第２受光素子１００４が直接光の一部１０３９を受光した時点から、受光素子１００３が反射光１０３８を受光した時点までの期間を測定する事により、検知物１０１０までの距離を算出する。

【0005】

また、レーザ光は、単一のモードで発振するシングルモードと、複数のモードで発振するマルチモードとがある。シングルモードのレーザ光は、単一の波長のレーザ光である。マルチモードのレーザ光は、複数の波長のレーザ光である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実開平７－２９４８８号公報

【特許文献2】特開２０１９－１３３９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

シングルモードのレーザ光はレーザ光の直進成分である一方、マルチモードのレーザ光は周囲光となる成分である。このため、上記のような装置による距離測定において、以下のような課題が生じる。

【0008】

すなわち、対象物の表面が鏡面である場合、シングルモードのレーザ光のみが受光素子に入射する。一方、対象物の表面が凹凸面（または非鏡面とも称する）である場合、上記表面（非鏡面）にて散乱反射が発生する。散乱反射が発生すると、レーザ光の直進成分であるシングルモードのレーザ光と、周囲光となるマルチモードのレーザ光が混在して受光素子に入射する。故に、対象物の表面が鏡面である場合と、上記表面が非鏡面である場合とでは、距離の測定値に誤差が生じる。

【0009】

本開示の一態様は、上記測距センサ装置における距離の測定値の誤差を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る測距センサ装置は、対象物にレーザ光を出射する発光素子と、前記対象物からの反射光が入射する受光素子と、前記発光素子の出射時点から前記受光素子の入射時点までの期間に基づき、前記対象物までの距離を測定する測定部と、前記発光素子の駆動を制御する駆動制御部であって、前記発光素子の駆動電流を制限する駆動制御部とを備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一態様によれば、測距センサ装置における距離の測定値の誤差を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の一実施形態に係る測距センサ装置の概要を示す模式断面図である。

【図2】上記測距センサ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】面発光型半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を示す断面図である。

【図4】上記測距センサ装置から出射した光が、対象物である鏡面体にて鏡面反射され、上記測距センサ装置に入射する様子を示す概要図である。

【図5】上記測距センサ装置から出射した光が、対象物である非鏡面体にて拡散反射され、上記測距センサ装置に入射する様子を示す概要図である。

【図6】上記測距センサ装置の発光素子が出射するレーザ光の波長および相対的光度の時間変化を示すグラフである。

【図7】上記発光素子に関して、駆動電流と上記レーザ光の出力との関係を示すグラフである。

【図8】上記レーザ光のサイドモード抑圧比と、上記測距センサ装置の測定部が算出した測定値の誤差との関係を示すグラフである。

【図9】上記測距センサ装置の変形例の概略構成を示すブロック図である。

【図10】対象物との距離と該距離の測定値の誤差との関係を示すグラフである。

【図11】上記測距センサ装置における対象物との距離の測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】本開示の別の実施形態に係る測距センサ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図13】上記測距センサ装置におけるヒストグラムカウンタにて作成されるヒストグラムの一例を示すグラフである。

【図14】上記測距センサ装置における距離演算部が対象物との距離を演算するために利用するヒストグラムを示すグラフである。

【図15】上記距離演算部における処理の流れを示すフローチャートである。

【図16】上記測距センサ装置の変形例における距離演算部が上記距離を演算するために利用するヒストグラムを示すグラフである。

【図17】上記変形例における距離演算部の処理の流れを示すフローチャートである。

【図18】本開示のさらに別の実施形態に係る測距センサ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図19】上記測距センサ装置におけるヒストグラムカウンタが作成したヒストグラムの別の例を示すグラフである。

【図20】上記ヒストグラムカウンタが作成したヒストグラムのさらに別の例を示すグラフである。

【図21】上記測距センサ装置における対象物との距離の測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図22】本開示のさらに別の実施形態に係る測距センサ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図23】鏡面体からの反射光が上記測距センサ装置における２つの第１受光素子に入射する一例を示す概要図である。

【図24】非鏡面体からの反射光が上記２つの第１受光素子に入射する一例を示す概要図である。

【図25】上記測距センサ装置における対象物との距離の測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図26】従来の光センサの概要を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

【0014】

〔実施形態１〕
本開示の一実施形態について、図１～図７を参照して説明する。

【0015】

（測距センサ装置の概要）
図１は、本実施形態に係る測距センサ装置１の概要を示す模式断面図である。本実施形態の測距センサ装置１はＴｏＦ（Time of Flight）センサである。測距センサ装置１は、掃除ロボットなど、対象物との距離に応じて動作が制御される任意の電子機器に利用される。

【0016】

図１に示すように、測距センサ装置１は、発光素子２、リファレンス用光学フィルタＫＳ、リターン用光学フィルタＫＲ、集光レンズＣＬ、遮光壁ＳＨ、第１受光素子３、および第２受光素子４を含む。発光素子２はパルス状のレーザ光を出射する。上記レーザ光の一部は、リファレンス用光学フィルタＫＳを介して第２受光素子４に入射する。上記レーザ光の残りは、対象物ＯＢＪの表面で反射し、集光レンズＣＬおよびリターン用光学フィルタＫＲを介して第１受光素子３に入射する。従って、第１受光素子３は、上記レーザ光のリターン光を受光する素子である。第２受光素子４は、上記リターン光に対して基準となるリファレンス光を受光する素子である。

【0017】

発光素子２は、レーザ光源と、該レーザ光源を駆動する駆動回路とを含む。上記レーザ光源は、例えばＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光レーザ）などの面発光型半導体レーザ素子である。上記レーザ光は、可視光でもよいし、赤外線でもよい。

【0018】

第１受光素子３は、入射したリターン光を電気信号（リターン信号）に変換する光電素子を含む。第２第１受光素子３は、入射したリファレンス光を電気信号（リファレンス信号）に変換する光電素子を含む。該光電素子は、例えばＳＰＡＤ（シングフォトンアバランシェダイオード）等である。上記光電素子は、１個であってもよいし、複数個であってもよい。上記光電素子は、１次元上に配列されたラインセンサであってもよいし、２次元上に配列されたイメージセンサであってもよい。

【0019】

図２は、測距センサ装置１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、測距センサ装置１は、さらに、測定部５および制御部６を含む。

【0020】

測定部５は、第１受光素子３および第２受光素子４からの信号に基づいて、測距センサ装置１から対象物ＯＢＪまでの距離を測定する。測定部５は、ＴＤＣ（Time-to-Digital Converter）１１およびヒストグラムカウンタ１２を含む。

【0021】

ＴＤＣ１１は、第１受光素子３からのリターン信号と、第２受光素子４からのリファレンス信号とのエッジ間の時間差を測定し、測定した時間差をデジタル信号として出力する。第２受光素子４からのリファレンス信号のエッジが、発光素子２の出射時点に対応し、第１受光素子３からのリターン信号のエッジが、第１受光素子３の入射時点に対応する。ヒストグラムカウンタ１２は、ＴＤＣ１１からのデジタル信号に基づき、上記時間差をヒストグラム化する。

【0022】

制御部６は、測距センサ装置１の各部の動作を制御する。制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や専用プロセッサなどの演算処理部などを含んでもよい。制御部６は、ＰＬＡ（Programmable Logic Array）を含んでもよい。制御部６は、距離演算部２１（測定部）および駆動制御部２２を含む。

【0023】

距離演算部２１は、ヒストグラムカウンタ１２による時間差のヒストグラム（時間分布）に基づき対象物ＯＢＪとの距離の測定値を算出する。例えば、距離演算部２１は、上記時間差のヒストグラムの重心位置を算出し、該重心位置に基づいて上記距離の測定値を算出してもよい。距離演算部２１が算出した距離の測定値は、アイ・ツー・シーインターラプト（Ｉ２Ｃ）によって測距センサ装置１の外部に出力される。

【0024】

駆動制御部２２は、発光素子２の駆動を制御する。具体的には、駆動制御部２２は、設定されたタイミングおよび出力で発光素子２がパルス状のレーザ光を出射するように、発光素子２を制御する。

【0025】

（レーザ光について）
図３は、ＶＣＳＥＬなどの面発光型半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を示す断面図である。上記レーザ光Ｌは、駆動電流ＩＦを増加すると、図３の上段に示すシングルモードから、図３の下段に示すマルチモードに遷移する。シングルモードの場合、レーザ光Ｌは、基本波のレーザ光Ｌ１（以下、「シングルモード光Ｌ１」と称する。）を含む。従って、シングルモードのレーザ光Ｌの波長分布は、ピークが１つである。一方、マルチモードの場合、レーザ光Ｌは、シングルモード光Ｌ１と高調波のレーザ光Ｌ２（以下、「マルチモード光Ｌ２」と称する。）とを含む。従って、マルチモードのレーザ光Ｌの波長分布は、ピークが複数である。

【0026】

また、図３の下段に示すように、マルチモードの場合、レーザ光Ｌの中心部がシングルモード光Ｌ１であり、レーザ光Ｌの外周部がマルチモード光Ｌ２である。

【0027】

（対象物にて鏡面反射する場合）
図４は、測距センサ装置１から出射した光が、対象物である鏡面体Ｍにて鏡面反射され、測距センサ装置１に入射する様子を示す概要図である。なお、図４は、光学シミュレーションによる結果であり、第１受光素子３に入射する光を実線で示している。

【0028】

図４から理解されるように、発光素子２から出射されるレーザ光Ｌのうち、シングルモード光Ｌ１は、鏡面体Ｍにて鏡面反射して、第１受光素子３に入射する。一方、マルチモード光Ｌ２は、レーザ光Ｌの外周部に位置するため、鏡面体Ｍにて鏡面反射すると、第１受光素子３に入射しない。従って、測定部５で生成されるヒストグラムには、シングルモード光Ｌ１のみが含まれる。その結果、測距センサ装置１から鏡面体Ｍまでの距離を精度よく測定することができる。

【0029】

（対象物にて拡散反射する場合）
図５は、測距センサ装置１から出射した光が、対象物である非鏡面体ＮＭにて拡散反射され、上記測距センサ装置に入射する様子を示す概要図である。なお、図５は、光学シミュレーションによる結果であり、第１受光素子３に入射する光の線のみを示している。

【0030】

図５から理解されるように、対象物が非鏡面体ＮＭである場合、発光素子２から出射されるレーザ光Ｌのうち、シングルモード光Ｌ１およびマルチモード光Ｌ２の両方が第１受光素子３に入射する。従って、測定部５で生成されるヒストグラムには、シングルモード光Ｌ１だけでなく、マルチモード光Ｌ２もが含まれることになる。これにより、対象物が非鏡面体ＮＭである場合、対象物が鏡面体Ｍである場合に比べて、上記ヒストグラムのバラツキは大きくなり、その結果、測距センサ装置１から非鏡面体Ｍまでの距離の誤差は大きくなる。

【0031】

従来のＴｏＦセンサによる距離測定において、発光素子から対象物を経て受光素子に到達するまでの光路長のバラツキによって、対象物との距離の測定値に誤差が生じる課題があった。対象物が非鏡面体である場合、すなわち、対象物が凹凸面を有する場合、対象物に対して直接の反射によるシングルパスの反射光と、複数の反射によるマルチパスの反射光と、が受光素子に到達する。一方、対象物が鏡面体である場合、発光素子から対象物に対して直接の反射によるシングルパスのみが受光素子に到達する。従って、マルチパスの有無によって、距離の測定値に差が生じる。

【0032】

しかしながら、本願発明者らは、実際に測定を行うと、上記マルチパスの反射光が原因と考えられる上記測定値の差以上の差が発生していることに気付いた。本願発明者らは、この原因を調査し、以下のように特定した。

【0033】

図６は、測距センサ装置１の第１受光素子３に入射するレーザ光Ｌの波長および相対的光度の時間変化を示すグラフである。図６の例では、レーザ光Ｌの駆動電流ＩＦは１５ｍＡである。図６のグラフでは、波長が９３９．１ｎｍ以上であるシングルモード光Ｌ１が約０．７５ｎｓ出射されている。また、シングルモード光Ｌ１の出射が開始されてから約０．５ｎｓ遅延して、波長が９３９．１ｎｍよりも短いマルチモード光Ｌ２の出射が開始されている。

【0034】

この遅延により、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌは、マルチモード光Ｌ２を含まないレーザ光Ｌに比べて、上記出射時点から上記入射時点までの期間のバラツキが大きくなる。従って、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌは、マルチモード光Ｌ２を含まないレーザ光Ｌに比べて、上記ヒストグラムのバラツキが大きくなり、その結果、測距センサ装置１から対象物ＯＢＪまでの距離の測定値の誤差は大きくなる。

【0035】

上記光路長による距離の測定値の誤差は、数ｍｍ程度である一方、マルチモード光Ｌ２が含まれることによる距離の測定値の誤差は、例えば、１０ｃｍ程度である。具体例を示すと、シングルモード光Ｌ１に対するマルチモード光Ｌ２の遅延が１ｎｓである場合、上記距離の測定値の誤差は約１５ｃｍである。また、シングルモード光Ｌ１に対するマルチモード光Ｌ２の遅延が０．７５ｎｓである場合、上記距離の測定値の誤差は約１１．２５ｃｍである。

【0036】

図７は、発光素子２に関して、駆動電流ＩＦとレーザ光Ｌの出力との関係を示すグラフである。図７に示すように、駆動電流ＩＦが０から増加するにつれて、上記出力が上昇している。このとき、レーザ光Ｌはシングルモード光Ｌ１のみを含む。駆動電流ＩＦが或る閾値ＴＨに到達すると、上記出力が一定となる。このとき、レーザ光Ｌには、マルチモード光Ｌ２が出現し始める。駆動電流ＩＦが閾値ＴＨを過ぎると、出力が一旦低下し、再び上昇している。このとき、レーザ光Ｌにおけるマルチモード光Ｌ２の割合が増加する。従って、閾値ＴＨは、レーザ光Ｌにおけるマルチモード光Ｌ２の割合が少ない電流値であると言える。

【0037】

そこで、本実施形態の測距センサ装置１では、駆動制御部２２は、発光素子２の駆動電流を閾値ＴＨ以下に制限する。この場合、レーザ光Ｌにおけるマルチモード光Ｌ２の割合は、少ないか、或いはゼロである。これにより、上記出射時点から上記入射時点までの期間のバラツキを低減することができる。従って、上記ヒストグラムのバラツキを低減することができ、その結果、距離演算部２１が算出した距離の測定値の誤差を低減することができる。

【0038】

（実施形態１の変形例１）
図８は、レーザ光Ｌのサイドモード抑圧比（ＳＭＳＲ：Side Mode Suppression Ratio）と、距離演算部２１が算出した測定値の誤差（真値からのずれ）との関係を示すグラフである。ＳＭＳＲは、レーザ光Ｌにおいて、スペクトル強度が最大であるピーク（主モード）と、２番目に大きいピーク（サイドモード）との強度比を示す。上記主モードがシングルモード光Ｌ１に対応し、上記サイドモードがマルチモード光Ｌ２に対応する。

【0039】

図８に示すように、駆動電流ＩＦが低下するにつれて、ＳＭＳＲが増加し、かつ、上記測定値の誤差が小さくなる。従って、駆動制御部２２は、ＳＭＳＲが１７ｄＢｍ以上となるように、すなわち駆動電流ＩＦを８ｍＡ以下に制限してもよい。また、駆動電流ＩＦの閾値ＴＨは、駆動電流ＩＦを増加し続ける場合に、ＳＭＳＲの減少率が小さくなり始めた時点における駆動電流ＩＦの値としてもよい。このように、レーザ光Ｌにおけるマルチモード光Ｌ２の割合が少なくなるような駆動電流ＩＦは、種々の方法で決定することができる。なお、レーザ光Ｌにおけるマルチモード光Ｌ２の割合が少ないということは、ＳＭＳＲより決定することができる。例えば、ＳＭＳＲ＝１５ｄＢｍ以上であれば、上記割合が少ないと判断してもよい。

【0040】

なお、図８のグラフは、測距センサ装置１と対象物との距離が３ｃｍである場合のデータを用いている。また、図８のグラフは、使用するレーザの特性によって変化する。従って、ＳＭＳＲの下限値と、駆動電流ＩＦの上限値とは、測定する距離ごと調整してもよいし、発光素子２ごとに調整してもよい。

【0041】

（実施形態１の変形例２）
本実施形態の別の変形例について、図９～図１１を参照して説明する。

【0042】

図９は、本変形例に係る測距センサ装置１の概略構成を示すブロック図である。図９に示す測距センサ装置１は、図１～図７に示す測距センサ装置１に比べて、距離演算部２１に代えて距離演算部２１ａが設けられている点と、駆動制御部２２に代えて駆動制御部２２ａが設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。

【0043】

図１０は、対象物との距離と該距離の測定値の誤差（真値とのずれ）との関係を示すグラフである。図１０のグラフでは、縦軸は、上記測定値の誤差を、真値に対する割合（％）で示している。また、図１０のグラフでは、実線は、駆動電流ＩＦが１５ｍＡである場合を示し、破線は、駆動電流ＩＦが３１ｍＡである場合を示している。

【0044】

図１０に示すように、対象物との距離が３５ｍｍ以下である場合、駆動電流ＩＦが１５ｍＡである場合の方が、駆動電流ＩＦが３５ｍＡである場合よりも上記距離の測定値の誤差が少ない。一方、対象物との距離が３５ｍｍよりも長い場合、駆動電流ＩＦが１５ｍＡである場合と、駆動電流ＩＦが３５ｍＡである場合とで、上記距離の測定値の誤差が変わらない。

【0045】

これは、以下の理由が考えられる。すなわち、マルチモード光Ｌ２の存在による測定値の誤差は、対象物との距離に依存しない。また、対象物との距離が長くなると、測定値が大きくなり、従って、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌで測定しても、測定値に対する上記誤差の割合が小さくなる。

【0046】

また、図１０に示すように、駆動電流ＩＦが１５ｍＡである場合、測定可能な上記距離の上限が７０ｍｍである。一方、駆動電流ＩＦが３５ｍＡである場合、駆動電流ＩＦが１５ｍＡである場合に比べて、発光素子２からのレーザ光の出力が約２倍となり、測定可能な上記距離の上限が１００ｍｍまで伸びる。

【0047】

そこで、本変形例では、距離演算部２１ａは、測距センサ装置１から対象物までの距離の検出値を駆動制御部２２ａに送出する。なお、上記距離の検出値は、上記距離を示す任意の値でよく、例えば、上記時間差のヒストグラムの重心位置であってもよいし、上記距離の測定値であってもよいし、該測定値に補正される前の値であってもよい。

【0048】

駆動制御部２２ａは、距離演算部２１ａからの上記検出値が設定値より小さい場合、レーザ光Ｌにおけるマルチモード光Ｌ２の割合が少ない電流値に駆動電流ＩＦを制限する。一方、駆動制御部２２ａは、上記検出値が設定値より大きい場合、駆動電流ＩＦの制限を行わない。さらに、駆動制御部２２ａは、駆動電流ＩＦの変更を行わない場合、駆動電流ＩＦが適正であるとして、その旨を距離演算部２１ａに通知する。距離演算部２１ａは、駆動制御部２２ａからの通知を受け取ると、上記距離の測定値を外部に出力する。

【0049】

これにより、測定可能な距離を長くすることができる。また、測定値が大きくなるにつれて、マルチモード光Ｌ２の存在による測定値の誤差の、該測定値に対する割合が低減される。その結果、測定精度を維持しつつ、測定可能な距離を増加することができる。なお、上記距離の検出値は、駆動制御部２２ａが駆動電流ＩＦを制限するか否かを判断するために利用できるような精度であればよい。従って、上記距離の検出値は、上記距離の測定値の大まかな値であってもよいし、上記時間差のヒストグラムの大まかな重心位置であってもよい。

【0050】

図１１は、上記構成の測距センサ装置１における対象物との距離の測定処理の流れを示すフローチャートである。なお、駆動制御部２２ａは、初期設定では、駆動電流ＩＦの制限を行わない。これにより、発光素子２は、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌを出射する。図１１に示すように、まず、距離演算部２１ａは、対象物との距離の検出値を算出する（Ｓ１１）。次に、駆動制御部２２ａは、上記検出値が（設定値－α）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２）。ここで、αは適当な定数である。上記検出値が（設定値－α）よりも大きい場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ステップＳ１７に進む。

【0051】

一方、上記検出値が（設定値－α）以下である場合（Ｓ１２にてＮＯ）、駆動制御部２２ａは、対象物との距離が近いと判断して、駆動電流ＩＦを制限する（Ｓ１３）。これにより、発光素子２は、マルチモード光Ｌ２の割合が少ないレーザ光Ｌを出射する。次に、距離演算部２１ａは、対象物との距離の検出値を算出する（Ｓ１４）。

【0052】

次に、駆動制御部２２ａは、上記検出値が（設定値＋α）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１５）。上記検出値が（設定値＋α）よりも小さい場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ステップＳ１７に進む。一方、上記検出値が（設定値＋α）以上である場合（Ｓ１５にてＮＯ）、駆動制御部２２ａは、対象物との距離が遠いと判断して、駆動電流ＩＦの制限を解除する（Ｓ１６）。その後、ステップＳ１１に戻って、上記処理を繰り返す。

【0053】

ステップＳ１７では、距離演算部２１ａは、駆動制御部２２ａによる駆動電流ＩＦの制御は適正であると判断して、上記距離の測定値を測距センサ装置１の外部に出力する。これにより、対象物との距離の測定値が外部に出力される。なお、上記αは、検出値が設定値付近である場合に、駆動制御部２２ａが、駆動電流ＩＦの制限の実行および解除を頻繁に繰り返すことを防止するために設けられている。図１０の例では、上記設定値は３５ｍｍとなり、上記αは５ｍｍとなる。

【0054】

〔実施形態２〕
本開示の別の実施形態について、図１２～図１４を参照して説明する。

【0055】

図１２は、本実施形態に係る測距センサ装置１の概略構成を示すブロック図である。図１２に示す測距センサ装置１は、図１～図７に示す測距センサ装置１に比べて、制御部６の距離演算部２１に代えて、距離演算部２１ｂが設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。

【0056】

図１３は、ヒストグラムカウンタ１２にて作成されるヒストグラムの一例を示すグラフである。図１３の例では、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌを発光素子２が出射した場合を示している。

【0057】

図１３に示すように、シングルモード光Ｌ１に関するヒストグラムＴＤ１における後半部分に、マルチモード光Ｌ２に関するヒストグラムＴＤ２の前半部分が重なっている。このため、図１３に示すヒストグラムの重心位置は、ヒストグラムＴＤ１の重心位置から、後方にずれることになる。なお、一定の信号量を常時含むヒストグラムＴＤｎは、ノイズ信号のヒストグラムである。

【0058】

そこで、本実施形態では、距離演算部２１ｂは、基準値よりも高い信号量（度数）を有するヒストグラムを用いて、対象物までの距離の測定値を演算する。上記基準値は、例えば、マルチモード光Ｌ２のヒストグラムＴＤ２のピーク値よりも大きい値である。上記基準値は、例えば、低反射率の対象物を利用して決定されてもよい。また、上記基準値は、例えば、シングルモード光Ｌ１のヒストグラムＴＤ１のピーク値の１／２であってもよい。また、上記低反射率は、例えば５％であってよい。

【0059】

図１４は、本実施形態における距離演算部２１ｂが上記距離を演算するために利用するヒストグラムを示すグラフである。図１４に示すヒストグラムＴＤ３は、マルチモード光Ｌ２に関するヒストグラムＴＤ２が除外されていることが理解できる。従って、ヒストグラムのバラツキの広がりを低減できる。その結果、距離の測定値の誤差を低減することができる。

【0060】

図１５は、上記構成の測距センサ装置１における距離演算部２１ｂの処理の流れを示すフローチャートである。図１５に示すように、距離演算部２１ｂは、まず、ヒストグラムカウンタ１２が作成したヒストグラム（図１３参照）を取得する（Ｓ２１）。次に、距離演算部２１ｂは、上記ヒストグラムのうち、基準値よりも高い信号量（度数）を有するヒストグラムを用いて、対象物までの距離の測定値を演算する（Ｓ２２）。そして、距離演算部２１ｂは、上記距離の測定値を外部に出力する（Ｓ２３）。その後、距離演算部２１ｂにおける処理を終了する。

【0061】

（実施形態２の変形例）
本変形例では、距離演算部２１ｂは、ヒストグラムカウンタ１２が作成したヒストグラムのうち、信号領域を制限することで、マルチモード光Ｌ２のヒストグラムＴＤ２を削除することができる。上記信号領域を制限する具体例としては、ヒストグラムカウンタ１２で生成されたヒストグラムが７ＢＩＮであった場合、該７ＢＩＮを５ＢＩＮに減らすこと等が挙げられる。

【0062】

図１６は、本変形例における距離演算部２１ｂが上記距離を演算するために利用するヒストグラムを示すグラフである。図１６に示すヒストグラムＴＤ４は、マルチモード光Ｌ２に関するヒストグラムＴＤ２の大部分が除外されていることが理解できる。従って、ヒストグラムのバラツキの広がりを低減できる。その結果、距離の測定値の誤差を低減することができる。

【0063】

図１７は、上記変形例における距離演算部２１ｂの処理の流れを示すフローチャートである。図１７に示すように、距離演算部２１ｂは、まず、ヒストグラムカウンタ１２が作成したヒストグラム（図１３参照）を取得する（Ｓ２１）。次に、距離演算部２１ｂは、上記ヒストグラムのうち、信号量が最大であるヒストグラムを中心とする幾つかのヒストグラムを用いて、対象物までの距離の測定値を演算する（Ｓ２４）。そして、距離演算部２１ｂは、上記距離の測定値を外部に出力する（Ｓ２３）。その後、距離演算部２１ｂにおける処理を終了する。

【0064】

〔実施形態３〕
本開示の別の実施形態について、図１８～図２０を参照して説明する。

【0065】

図１８は、本実施形態に係る測距センサ装置１の概略構成を示すブロック図である。図１８に示す測距センサ装置１は、図１～図７に示す測距センサ装置１に比べて、距離演算部２１に代えて距離演算部２１ｃが設けられている点と、駆動制御部２２に代えて駆動制御部２２ｃが設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。

【0066】

図１９は、ヒストグラムカウンタ１２が作成したヒストグラムの別の例を示すグラフである。図１９の例では、対象物が鏡面体Ｍであり、かつ、測距センサ装置１と鏡面体Ｍとが対向している場合を示している。図１９の例では、シングルモード光Ｌ１に関するヒストグラムＴＤ１は、対象物が非鏡面体ＮＭである場合に比べて、著しく大きい。

【0067】

図２０は、ヒストグラムカウンタ１２が作成したヒストグラムのさらに別の例を示すヒストグラムである。図２０の例では、対象物が鏡面体Ｍであり、かつ、測距センサ装置１と鏡面体Ｍとが対向していない場合、すなわち、測距センサ装置１における鏡面体Ｍの側の表面と鏡面体Ｍにおける測距センサ装置１の側の表面とが非平行である場合を示している。図２０の例では、シングルモード光Ｌ１に関するヒストグラムＴＤ１は、図１９の例に比べて著しく小さい。

【0068】

そこで、本実施形態では、距離演算部２１ｃは、ヒストグラムカウンタ１２から取得したヒストグラムの信号量のピーク値（最大値）が設定範囲内に含まれるか否かに基づいて、対象物が鏡面体Ｍであるのか、若しくは非鏡面体ＮＭであるのかを判定する。上記ヒストグラムの信号量のピーク値が設定範囲内である場合、対象物が非鏡面体ＮＭであると判定する一方、上記ピーク値が設定範囲外である場合、対象物が鏡面体Ｍであると判定する。上記設定範囲の上限は、例えば、図１９に示すヒストグラムの信号量のピーク値（５０００）である。上記設定範囲の下限は、例えば、図２０に示すヒストグラムの信号量のピーク値（１００）である。

【0069】

図２１は、上記構成の測距センサ装置１における対象物との距離の測定処理の流れを示すフローチャートである。なお、本実施形態では、測定部５および距離演算部２１ｃは、対象物が非鏡面体ＮＭであることを想定して、上記距離を測定している。このため、対象物が鏡面体Ｍであることが想定される場合、測定部５および距離演算部２１ｃの少なくとも一方は、上記距離の測定値を求めるための補正が必要である。なお、測定部５および距離演算部２１ｃは、対象物が鏡面体Ｍであることを想定して、上記距離を測定してもよい。その場合、後の処理で、対象物が非鏡面体ＮＭであると判断したのであれば、測定部５および距離演算部２１ｃの少なくとも一方は、上記距離の測定値を求めるための補正が必要である。

【0070】

図２１に示すように、まず、駆動制御部２２ｃは、駆動電流ＩＦの制限を解除する（Ｓ３１）。これにより、発光素子２は、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌを出射する。次に、距離演算部２１ｃは、ヒストグラムカウンタ１２から信号領域のヒストグラムの信号量を取得する（Ｓ３２）。次に、距離演算部２１ｃは、対象物との距離の検出値を算出する（Ｓ３３）。なお、上記検出値は、実施形態１の変形例２における検出値と同様である。

【0071】

次に、距離演算部２１ｃは、上記距離の検出値が（設定値－α）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ３４）。ここで、αは、上述したような適当な定数である。上記距離の検出値が（設定値－α）よりも大きい場合（Ｓ３４にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｃは、上記ヒストグラムの信号量のピーク値が設定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３５）。

【0072】

上記信号量のピーク値が設定範囲内である場合（Ｓ３５にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｃは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ３６）。このとき、距離演算部２１ｃは、対象物が非鏡面体ＮＭであることを想定することが好ましい。この場合、上記距離の測定値を求めるための補正を行わなくてよい。従って、例えば、距離演算部２１ｃは、ステップＳ３２にて取得したヒストグラムの信号量を用いて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｃは、ステップＳ３３にて算出した検出値を上記測定値としてもよい。その後、ステップＳ４５に進む。

【0073】

一方、上記信号量のピーク値が設定範囲外である場合（Ｓ３５にてＮＯ）、測定部５および距離演算部２１ｃは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ３７）。このとき、距離演算部２１ｃは、対象物が鏡面体Ｍであることを想定することが好ましく、上記距離の測定値を求めるための補正を行うことが好ましい。従って、例えば、測定部５および距離演算部２１ｃは、上記測定値の算出に必要な各種パラメータを適宜変更し、その後、第１受光素子３および第２受光素子４からの信号に基づいて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｃは、ステップＳ３３にて算出した検出値を補正し、補正した値を測定値としてもよい。その後、ステップＳ４５に進む。

【0074】

ステップＳ３４において、上記距離の検出値が（設定値－α）以下である場合（Ｓ３４にてＮＯ）、駆動制御部２２ｃは、対象物との距離が近いと判断して、駆動電流ＩＦを制限する（Ｓ３８）。これにより、発光素子２は、マルチモード光Ｌ２の割合が少ないレーザ光Ｌを出射する。次に、距離演算部２１ｃは、ヒストグラムカウンタ１２から信号領域のヒストグラムの信号量を取得する。（Ｓ３９）。次に、距離演算部２１ｃは、対象物との距離の検出値を算出する（Ｓ４０）。

【0075】

次に、距離演算部２１ｃは、上記距離の検出値が（設定値＋α）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ４１）。上記距離の検出値が（設定値＋α）以上である場合（Ｓ４１にてＮＯ）、ステップＳ３１に戻る。

【0076】

一方、上記距離の検出値が（設定値＋α）よりも小さい場合（Ｓ４１にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｃは、上記ヒストグラムの信号量のピーク値が設定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４２）。上記信号量のピーク値が設定範囲内である場合（Ｓ４２にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｃは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ４３）。このとき、距離演算部２１ｃは、対象物が非鏡面体ＮＭであることを想定することが好ましい。この場合、上記距離の測定値を求めるための補正を行わなくてよい。従って、例えば、距離演算部２１ｃは、ステップＳ３９にて取得したヒストグラムの信号量を用いて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｃは、ステップＳ４０にて算出した検出値を上記測定値としてもよい。その後、ステップＳ４５に進む。

【0077】

一方、上記信号量のピーク値が設定範囲外である場合（Ｓ４２にてＮＯ）、距離演算部２１ｃは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ４４）。このとき、距離演算部２１ｃは、対象物が鏡面体Ｍであることを想定することが好ましく、上記距離の測定値を求めるための補正を行うことが好ましい。従って、例えば、測定部５および距離演算部２１ｃは、上記測定値の算出に必要な各種パラメータを適宜変更し、その後、第１受光素子３および第２受光素子４からの信号に基づいて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｃは、ステップＳ４０にて算出した検出値を補正し、補正した値を測定値としてもよい。その後、ステップＳ４５に進む。

【0078】

ステップＳ４５において、距離演算部２１ｃは、上記距離の測定値を測距センサ装置１の外部に出力する。その後、上記処理を終了する。

【0079】

（特記事項）
なお、受光信号の量は、上記光路長の２乗に反比例する。従って、上記設定範囲は、測定した距離に応じて変更してもよい。また、本実施形態では、ヒストグラムの信号量のピーク値が設定範囲内であるか否かを判断しているが、ヒストグラムの信号量の合計値が設定範囲内であるか否かを判断してもよい。

【0080】

〔実施形態４〕
本開示の別の実施形態について、図２２～図２５を参照して説明する。

【0081】

図２２は、本実施形態に係る測距センサ装置１の概略構成を示すブロック図である。図２２に示す測距センサ装置１は、図１～図７に示す測距センサ装置１に比べて、複数の第１受光素子３が設けられている点と、距離演算部２１に代えて距離演算部２１ｄが設けられている点と、駆動制御部２２に代えて駆動制御部２２ｄが設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。本実施形態では、第１受光素子３ａおよび第１受光素子３ｂが隣接して設けられている。なお、第１受光素子３ａおよび第１受光素子３ｂは、測距センサ装置１に備えられる発光素子２から出射されるレーザ光源を受光できる位置にあれば良く、必ずしも両者が隣接する必要は無い。第１受光素子３ａは、発光素子２に近い側に設けられ、第１受光素子３ｂは、発光素子２から遠い側に設けられている。

【0082】

図２および図３を参照すると、鏡面体Ｍから第１受光素子３に入射する反射光の方向と、非鏡面体ＮＭから第１受光素子３に入射する主要な反射光の方向とが異なることが理解できる。

【0083】

図２３は、鏡面体Ｍからの反射光が第１受光素子３ａおよび第１受光素子３ｂに入射する一例を示す概要図である。図２４は、非鏡面体ＮＭからの反射光が２つの第１受光素子３に入射する一例を示す概要図である。図２３に示すように、対象物が鏡面体Ｍである場合、第１受光素子３ａよりも第１受光素子３ｂの方が、鏡面体Ｍからの反射光が多く入射する。一方、図２４に示すように、対象物が非鏡面体ＮＭである場合、第１受光素子３ｂよりも第１受光素子３ａの方が、鏡面体Ｍからの反射光が多く入射する。

【0084】

そこで、本実施形態では、距離演算部２１ｄは、第１受光素子３ａからの受光信号の量と第１受光素子３ｂからの受光信号の量とを比較する。具体的には、距離演算部２１ｄは、第１受光素子３ａに関するヒストグラムの量Ａと、第１受光素子３ｂに関するヒストグラムの量Ｂとを比較する。第１受光素子３ａに関するヒストグラムの量Ａが第１受光素子３ｂに関するヒストグラムの量Ｂよりも多い場合、距離演算部２１ｄは、対象物が非鏡面体ＮＭであると判定する。また、第１受光素子３ｂに関するヒストグラムの量Ｂが第１受光素子３ａに関するヒストグラムの量Ａよりも多い場合、距離演算部２１ｄは、対象物が鏡面体Ｍと判定する。

【0085】

図２５は、上記構成の測距センサ装置１における対象物との距離の測定処理の流れを示すフローチャートである。なお、本実施形態では、測定部５および距離演算部２１ｄは、対象物が非鏡面体ＮＭであることを想定して、上記距離を測定している。このため、対象物が鏡面体Ｍであることが想定される場合、測定部５および距離演算部２１ｄの少なくとも一方は、上記距離の測定値を求めるための補正が必要である。なお、測定部５および距離演算部２１ｄは、対象物が鏡面体Ｍであることを想定して、上記距離を測定してもよい。その場合、後の処理で、対象物が非鏡面体ＮＭであると判断したのであれば、測定部５および距離演算部２１ｄの少なくとも一方は、上記距離の測定値を求めるための補正が必要である。

【0086】

図２５に示すように、まず、駆動制御部２２ｄは、駆動電流ＩＦの制限を解除する（Ｓ５１）。これにより、発光素子２は、マルチモード光Ｌ２を含むレーザ光Ｌを出射する。次に、距離演算部２１ｄは、発光素子２に近い第１受光素子３ａのヒストグラムの信号量Ａと、発光素子２から遠い第１受光素子３ｂのヒストグラムの信号量Ｂとを、ヒストグラムカウンタ１２から取得する（Ｓ５２）。次に、距離演算部２１ｄは、対象物との距離の検出値を算出する（Ｓ５３）。なお、上記検出値は、実施形態１の変形例２における検出値と同様である。

【0087】

次に、距離演算部２１ｄは、上記距離の検出値が（設定値－α）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ５４）。ここで、αは、上述したような適当な定数である。上記距離の検出値が（設定値－α）よりも大きい場合（Ｓ５４にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｄは、上記信号量Ａが上記信号量Ｂよりも多いか否かを判定する（Ｓ５５）。

【0088】

上記信号量Ａが上記信号量Ｂよりも多い場合（Ｓ５５にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｄは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ５６）。このとき、距離演算部２１ｄは、対象物が非鏡面体ＮＭであることを想定することが好ましい。この場合、上記距離の測定値を求めるための補正を行わなくてよい。従って、例えば、距離演算部２１ｄは、ステップＳ５２にて取得したヒストグラムの信号量を用いて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｄは、ステップＳ５３にて算出した検出値を上記測定値としてもよい。その後、ステップＳ６５に進む。

【0089】

一方、上記信号量Ｂが上記信号量Ａ以上である場合（Ｓ５５にてＮＯ）、距離演算部２１ｄは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ５７）。このとき、距離演算部２１ｄは、対象物が鏡面体Ｍであることを想定することが好ましく、上記距離の測定値を求めるための補正を行うことが好ましい。従って、例えば、測定部５および距離演算部２１ｄは、上記測定値の算出に必要な各種パラメータを適宜変更し、その後、第１受光素子３および第２受光素子４からの信号に基づいて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｄは、ステップＳ５３にて算出した検出値を補正し、補正した値を測定値としてもよい。その後、ステップＳ６５に進む。

【0090】

ステップＳ５４において、上記距離の検出値が（設定値－α）以下である場合（Ｓ５４にてＮＯ）、駆動制御部２２ｄは、対象物との距離が近いと判断して、駆動電流ＩＦを制限する（Ｓ５８）。これにより、発光素子２は、マルチモード光Ｌ２の割合が少ないレーザ光Ｌを出射する。次に、距離演算部２１ｄは、上記信号量Ａと上記信号量Ｂとをヒストグラムカウンタ１２から取得する（Ｓ５９）。次に、距離演算部２１ｄは、対象物との距離の検出値を算出する（Ｓ６０）。

【0091】

次に、距離演算部２１ｄは、上記距離の検出値が（設定値＋α）よりも小さいか否かを判断する（Ｓ６１）。上記距離の検出値が（設定値＋α）以上である場合（Ｓ６１にてＮＯ）、ステップＳ５１に戻る。

【0092】

一方、上記距離の検出値が（設定値＋α）よりも小さい場合（Ｓ６１にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｄは、上記信号量Ａが上記信号量Ｂよりも多いか否かを判定する。（Ｓ６２）。第１受光素子３ａの信号量Ａが、第１受光素子３ｂの信号量Ｂよりも多い場合（Ｓ６２にてＹＥＳ）、距離演算部２１ｄは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ６３）。このとき、距離演算部２１ｄは、対象物が非鏡面体ＮＭであることを想定することが好ましい。この場合、上記距離の測定値を求めるための補正を行わなくてよい。従って、例えば、距離演算部２１ｄは、ステップＳ５９にて取得したヒストグラムの信号量を用いて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｄは、ステップＳ６０にて算出した検出値を上記測定値としてもよい。その後、ステップＳ６５に進む。

【0093】

一方、上記信号量Ｂが上記信号量Ａ以上である場合（Ｓ６２にてＮＯ）、距離演算部２１ｄは、対象物との距離の測定値を算出する（Ｓ６４）。このとき、距離演算部２１ｄは、対象物が鏡面体Ｍであることを想定することが好ましく、上記距離の測定値を求めるための補正を行うことが好ましい。従って、例えば、測定部５および距離演算部２１ｄは、上記測定値の算出に必要な各種パラメータを適宜変更し、その後、第１受光素子３および第２受光素子４からの信号に基づいて、上記距離の測定値を算出してもよい。或いは、上記検出値が、上記測定値に補正される前の値である場合、距離演算部２１ｄは、ステップＳ６０にて算出した検出値を補正し、補正した値を測定値としてもよい。その後、ステップＳ６５に進む。

【0094】

ステップＳ６５において、距離演算部２１ｄは、上記距離の測定値を測距センサ装置１の外部に出力する。その後、上記処理を終了する。

【0095】

（特記事項）
なお、上記実施形態では、第１受光素子３が２個であるが、３個以上であってもよい。

【0096】

〔まとめ〕
本開示の態様１に係る測距センサ装置１は、対象物にレーザ光を出射する発光素子２と、前記対象物からの反射光が入射する受光素子（第１受光素子３）と、前記発光素子２の出射時点から前記受光素子の入射時点までの期間に基づき、前記対象物までの距離を測定する測定部５と、前記発光素子２の駆動を制御する駆動制御部であって、前記発光素子の駆動電流を制限する駆動制御部２２とを備える。

【0097】

上記の構成によれば、駆動制御部は、レーザ光のうち、マルチモードのレーザ光の割合が少ない電流値以下に駆動電流を制限できる。この場合、前記マルチモードのレーザ光の割合は、少ないか、或いはゼロである。これにより、上記出射時点から上記入射時点までの期間のバラツキを低減することができる。その結果、前記距離の測定値の誤差を低減することができる。

【0098】

本開示の態様２に係る測距センサ装置１は、上記態様１において、前記駆動制御部２２は、前記測定部５が測定した距離が設定値よりも小さい場合、前記駆動電流を制限してもよい。

【0099】

上記の構成によれば、前記測定した距離が設定値よりも大きい場合、前記駆動電流の制限が行われないことにより、測定可能な距離を長くすることができる。また、マルチモードのレーザ光を受光した場合における前記測定した距離の誤差は、前記測定した距離にさほど依存しない。従って、前記測定した距離が長くなるにつれて、前記距離に対する前記誤差の割合が低減される。その結果、測定精度を維持しつつ、測定可能な距離を増加することができる。

【0100】

本開示の態様３に係る測距センサ装置１は、上記態様１または２において、前記駆動制御部２２は、前記測定部５は、前記受光素子からの受光信号の時間分布のうち、基準値よりも低い受光信号の時間分布を除外した時間分布を用いて、前記入射時点を決定してもよい。この場合、前記マルチモードのレーザ光による受光信号の時間分布が除外される。従って、受光信号の時間分布のバラツキの広がりを低減できる。その結果、距離の測定値の誤差を低減することができる。

【0101】

本開示の態様４に係る測距センサ装置１は、上記態様１または２において、前記測定部は、前記受光素子からの受光信号の時間分布のうち、前記受光信号の領域を制限した時間分布用いて、前記入射時点を決定してもよい。この場合、前記マルチモードのレーザ光による受光信号の時間分布が除外される。従って、受光信号の時間分布のバラツキの広がりを低減できる。その結果、距離の測定値の誤差を低減することができる。

【0102】

本開示の態様５に係る測距センサ装置１は、上記態様１から４において、前記測定部５は、前記受光素子からの受光信号の量が設定範囲内である場合、前記対象物が非鏡面体であるとして、前記距離を測定してもよい。

【0103】

本開示の態様６に係る測距センサ装置１は、上記態様１から５において、前記受光素子は複数個であり、前記測定部５は、複数の前記受光素子からの複数の受光信号の量の比較結果に基づいて、前記対象物が鏡面体および非鏡面体の何れであるかを判断し、該判断に基づいて前記距離を測定してもよい。この場合、前記駆動電流の低減頻度を低減することができる。

【0104】

本開示の態様７に係る測距センサ装置１は、上記態様１から６において、前記発光素子２は、垂直共振器型面発光レーザであってもよい。

【0105】

本開示の態様８に係る電子機器は、上記態様１から７における測距センサ装置１を備える。この場合、上記態様１～７と同様の効果を奏する。

【0106】

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【符号の説明】

【0107】

１ 測距センサ装置
２ 発光素子
３、３ａ、３ｂ 第１受光素子（受光素子）
４ 第２受光素子
５ 測定部
６ 制御部
１１ ＴＤＣ
１２ ヒストグラムカウンタ
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 距離演算部（測定部）
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 駆動制御部
Ｌ１ シングルモード光
Ｌ２ マルチモード光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】