特許 7192959 測距装置及び測距方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】測距装置及び測距方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/10 20200101AFI20221213BHJP

【ＦＩ】

G01S17/10

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021501420

(86)(22)【出願日】2019-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2019007235

(87)【国際公開番号】W WO2020174567

(87)【国際公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-05-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】野口 栄実

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１４８６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８８３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４５３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３９５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５２９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４９５４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ７／００－１７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する生成手段と、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、
受信された前記反射パルスの２つの領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出する検出手段と、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記位相差に対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段と
を有する測距装置。

【請求項2】

前記生成手段は、基準周波数の光信号を、前記基準周波数に対してオフセットした周波数の変調信号の２つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るようにして変調することで、前記送信パルスを生成する
請求項１に記載の測距装置。

【請求項3】

前記生成手段は、前記送信パルスの送信順序と位相差とを対応付ける位相差テーブルを用いて前記複数の送信パルスを生成し、
前記距離算出手段は、前記反射パルスの受信タイミングと、前記位相差テーブルを用いて前記反射パルスと対応付けられた前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項１又は２に記載の測距装置。

【請求項4】

光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成し、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、
受信された前記反射パルスの２つの領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出し、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記位相差に対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
測距方法。

【請求項5】

基準周波数の光信号を、前記基準周波数に対してオフセットした周波数の変調信号の２つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るようにして変調することで、前記送信パルスを生成する
請求項４に記載の測距方法。

【請求項6】

前記送信パルスの送信順序と位相差とを対応付ける位相差テーブルを用いて前記複数の送信パルスを生成し、
前記反射パルスの受信タイミングと、前記位相差テーブルを用いて前記反射パルスと対応付けられた前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
請求項４又は５に記載の測距方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測距装置及び測距方法に関し、特に、パルスを送信しその反射を受信することで測距を行う測距装置及び測距方法に関する。

【背景技術】

【0002】

測距の対象である測距対象物までの距離を計測する方法として、タイム・オブ・フライト（Time of Flight；ＴｏＦ）方式がある。ＴｏＦ方式では、測距の対象である測距対象物に向けて変調された光パルスが放射され、その測距対象物からの変調光パルスの反射を受信することで、測距対象物までの距離を算出する。ここで、光パルスは、周期的に繰り返し送信され得る。

【0003】

この技術に関連し、特許文献１は、タイム・オブ・フライトセンサ又はタイム・オブ・フライトカメラを用いてシーンの距離情報を提供する方法を開示する。特許文献１にかかる方法は、ある摂動周波数と摂動周期をもつ周期的摂動によって拡散された基準周波数を有するクロックタイミングに基づく変調信号に従って、シーンに向けて周期的光信号を放射することと、シーンからの周期的光信号の反射を受信することと、周期的光信号の受信した反射に対し、複数の測定継続時間からなるセットに亘ってタイム・オブ・フライト情報を変調信号に従って評価することと、受信した反射に対するタイム・オブ・フライト情報から距離情報を導き出すことと、を含む。ここで、セットの中の各測定継続時間は、摂動周期の整数倍又は半整数倍であり、かつ測定継続時間のセットの全体に亘って基準周波数の平均が一定に保たれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１４－５２２９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

測距対象物までの距離が長い場合又は繰り返し送信される送信パルスの送信周期が短い場合、光パルスが送信されてから光パルスの反射光を受信するまでの時間の方が、送信パルスの送信周期よりも長いことがある。このような場合、受信された光が、どのタイミングで送信された送信パルスの反射光であるのかが特定できなくなるおそれがある。言い換えると、受信された反射光と送信パルスとが対応付けられないおそれがある。このような場合、適切に測距を行うことができないおそれがある。ここで、特許文献１にかかる技術では、放射された光信号と反射光とが対応付けられていない。したがって、特許文献１にかかる技術では、適切に測距を行うことができないおそれがある。

【0006】

本開示の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能な測距装置及び測距方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示にかかる測距装置は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する生成手段と、生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、受信された前記反射パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出する検出手段と、受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記位相差に対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段とを有する。

【0008】

また、本開示にかかる測距方法は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成し、生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、受信された前記反射パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出し、受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記位相差に対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能な測距装置及び測距方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態にかかる測距装置の概要を示す図である。

【図2】本開示の実施の形態にかかる測距装置によって実行される測距方法の概要を示す図である。

【図3】パルスを用いて測距対象物までの距離を算出する方法の概要を説明するための図である。

【図4】実施の形態１にかかる測距装置の構成を示す図である。

【図5】実施の形態１にかかる光変調器の動作を説明するための図である。

【図6】実施の形態１にかかる位相差テーブルを例示する図である。

【図7】実施の形態１にかかる測距装置によって実行される測距方法を示すフローチャートである。

【図8】比較例にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。

【図9】比較例にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。

【図10】実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。

【図11】実施の形態２にかかる光変調器の動作を説明するための図である。

【図12】実施の形態２にかかる位相差テーブルを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本開示にかかる実施の形態の概要）
本開示の実施形態の説明に先立って、本開示にかかる実施の形態の概要について説明する。図１は、本開示の実施の形態にかかる測距装置１の概要を示す図である。また、図２は、本開示の実施の形態にかかる測距装置１によって実行される測距方法の概要を示す図である。

【0012】

測距装置１は、生成手段として機能する生成部２と、送信手段として機能する送信部４と、受信手段として機能する受信部６と、検出手段として機能する検出部８と、距離算出手段として機能する距離算出部１０とを有する。生成部２は、光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスを生成する。このとき、生成部２は、送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差が送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する。つまり、生成部２は、送信パルスごとに位相差が異なる複数の送信パルスを生成する（ステップＳ１２）。

【0013】

送信部４は、生成された送信パルスを繰り返し送信する（ステップＳ１４）。受信部６は、送信パルスが測距対象物９０で反射した反射パルスを受信する（ステップＳ１６）。検出部８は、受信された反射パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出する（ステップＳ１８）。距離算出部１０は、受信された反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された位相差に対応する送信パルスの送信タイミングとに基づいて、測距対象物９０までの距離を算出する（ステップＳ２０）。

【0014】

図３は、パルスを用いて測距対象物９０までの距離を算出する方法の概要を説明するための図である。図３は、ＴｏＦ方式の動作原理を示している。送信部４によって、送信周期（パルス周期）Ｔｐで、送信パルスＰｌｓｔＡ及びＰｌｓｔＢが送信される。ここで、各送信パルスの幅であるパルス幅を、Ｔｗとする。そして、送信パルスＰｌｓｔＡが測距対象物９０で反射すると、受信部６によって、その反射光である反射パルスＰｌｓｒＡが受信される。また、送信パルスＰｌｓｔＢが測距対象物９０で反射すると、受信部６によって、その反射光である反射パルスＰｌｓｒＢが受信される。なお、送信周期（パルス周期）Ｔｐは、一定でなくてもよい。

【0015】

また、送信パルスＰｌｓｔＡが送信された時間と反射パルスＰｌｓｒＡが受信された時間との時間差、つまり光（パルス）の飛行時間をＴｄとする。また、光速をｃとする。この場合、測距対象物９０までの距離Ｒは、以下の式１で表される。
（式１）Ｒ＝ｃ×Ｔｄ／２
これにより、距離算出部１０によって、距離Ｒが算出される。

【0016】

図３に示した例では、２つの送信パルスＰｌｓｔＡ及び送信パルスＰｌｓｔＢがパルス周期Ｔｐで送信され、それぞれの反射光である反射パルスＰｌｓｒＡ及び反射パルスＰｌｓｒＢが受信される。ここで、仮に、測距対象物９０までの距離が長い場合、時間差Ｔｄがパルス周期Ｔｐよりも長くなることがある。また、パルス周期Ｔｐが短い場合でも、時間差Ｔｄがパルス周期Ｔｐよりも長くなることがある。つまり、測距対象物９０までの距離又はパルス周期によっては、Ｔｄ＞Ｔｐとなることがある。このようなケースでは、反射パルスＰｌｓｒＡが受信される前に、次の送信パルスＰｌｓｔＢが送信されてしまう。このとき、受信された反射パルスＰｌｓｒＡが、送信パルスＰｌｓｔＡの反射光であるのか送信パルスＰｌｓｔＢの反射光であるのかが特定できないと、適切に測距できないおそれがある。すなわち、送信パルスＰｌｓｔＢの送信時間と反射パルスＰｌｓｒＡの受信時間との時間差から測距を行うと、実際の測距対象物９０までの距離よりも短い距離が算出されてしまう。

【0017】

これに対し、本実施の形態にかかる測距装置１は、送信パルスの複数の領域についての位相差が送信パルスの送信順序に応じて異なるように、送信パルスを生成するように構成されている。例えば、本実施の形態にかかる測距装置１は、位相差Δφ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１を生成し、位相差Δφ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２を生成する。そして、本実施の形態にかかる測距装置１は、受信された反射パルスＰｌｓｒ１の位相差を検出して、送信パルスＰｌｓｔ１と反射パルスＰｌｓｒ１とを互いに対応付けるように構成されている。したがって、本実施の形態にかかる測距装置１及び測距方法は、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。

【0018】

（実施の形態１）
次に、実施の形態１について説明する。
図４は、実施の形態１にかかる測距装置１００の構成を示す図である。実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信系モジュールとして、位相差テーブル格納部１０２と、変調信号生成部１０４と、光変調器１０６と、光源１０８と、光送信部１２０とを有する。位相差テーブル格納部１０２、変調信号生成部１０４、光変調器１０６及び光源１０８によって、送信順序に応じて異なる位相差を有する送信パルスを生成するパルス生成部１１０が構成される。このパルス生成部１１０は、図１に示した生成部２に対応する。また、光送信部１２０は、図１に示した送信部４に対応する。

【0019】

また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、受信系モジュールとして、光受信部１２２と、光源１２４と、光干渉系ユニット１３０と、光電変換部１３２と、ＡＤコンバータ１３４とを有する。光受信部１２２は、図１に示した受信部６に対応する。また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、位相差検出部１５２と、反射パルス特定部１５４と、距離算出部１６０とを有する。位相差検出部１５２は、図１に示した検出部８に対応する。また、距離算出部１６０は、図１に示した距離算出部１０に対応する。

【0020】

ここで、実施の形態１においては、送信パルスが前半と後半の２つの領域に分かれているとする。そして、送信パルスの前半と後半の２つの領域において、光信号の位相が互いに異なり得るとする。言い換えると、送信パルスの前半の位相と後半の位相とが、互いに異なり得るとする。そして、これらの位相の差である位相差が、送信パルスの送信順序に応じて異なるとする。なお、以下、送信パルス（変調信号及び反射パルス）における前半の領域を領域＃１、後半の領域を領域＃２と称することがある。ここで、「送信パルスの前半の位相と後半の位相とが、互いに異なり得る」とは、前半の位相と後半の位相とが同じ場合もあるということである。この場合、位相差は０度となる。

【0021】

なお、上述した各構成要素は、何らかのデバイス又は演算回路等の回路等によって実現し得る。演算回路は、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等である。このことは、他の実施の形態においても同様である。

【0022】

位相差テーブル格納部１０２は、位相差テーブルを格納する。位相差テーブルは、送信パルスの送信順序と、送信パルスにおける位相差とを対応付けたルックアップテーブルである。例えば、位相差テーブルは、１番目の送信パルスにおける位相差をΔφ１、２番目の送信パルスにおける位相差をΔφ２といったような対応付けを行っていてもよい。また、位相差テーブルは、後述する図６に示すように、送信パルスの順序と、各領域における位相とを対応付けてもよい。これにより、位相差テーブルは、送信パルスの送信順序と、送信パルスにおける位相差とを対応付けることとなる。

【0023】

変調信号生成部１０４は、位相差テーブル格納部１０２に格納された位相差テーブルを用いて、送信パルスを生成するための変調信号を生成する。ここで、後述する図５に示すように、変調信号は、周波数オフセットｆ１に対応し、位相差テーブルに応じた位相（位相差）で形成された波形を有する電気信号である。変調信号生成部１０４は、生成された変調信号を、光変調器１０６に対して出力する。

【0024】

さらに、変調信号生成部１０４は、周波数オフセットｆ１に対応する送信パルスが送信されるタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔを距離算出部１６０に対して出力する。ここで、測定スタートトリガＴｒｇｔは、各順序の送信パルス（Ｐｌｓｔ１、Ｐｌｓｔ２、・・・）それぞれの送信タイミングを示す。実施の形態１では、変調信号生成部１０４は、位相差Δφ１に対応する変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１を距離算出部１６０に対して出力する。また、変調信号生成部１０４は、位相差Δφ２に対応する変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２を距離算出部１６０に対して出力する。以下同様にして、変調信号生成部１０４は、Δφｎに対応する変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔｎを距離算出部１６０に対して出力する。

【0025】

光源１０８は、後述する図５に示すような、基準周波数ｆ０の光信号を発生させる。光信号は、光変調器１０６に入力される。光変調器１０６は、変調信号生成部１０４から入力された変調信号及び光源１０８から入力された光信号（変調器入力信号）を用いて、互いに異なる位相差Δφ１、Δφ２、・・・、Δφｎを有する複数の送信パルスを生成する。光変調器１０６は、生成された送信パルスを含む光信号を、光送信部１２０に対して出力する。

【0026】

例えば、光変調器１０６は、２つのマッハツェンダー変調器を組み合わせたＩ／Ｑ（In Phase / Quadrature Phase）光変調器を用いて実現することができる。光変調器１０６は、Ｉ／Ｑ信号それぞれで位相が９０度異なる２つの変調信号（Ｉ信号及びＱ信号）を用いて、光信号（変調器入力信号）を変調する。これにより、光変調器１０６は、変調信号の周波数および位相状態にもとづいて、各パルス毎に異なる位相差を有する複数の送信パルスを生成する。

【0027】

図５は、実施の形態１にかかる光変調器１０６の動作を説明するための図である。また、図６は、実施の形態１にかかる位相差テーブルを例示する図である。図５には、３つの送信パルスが例示されている。図５に示すように、光変調器１０６に入力される光信号（変調器入力信号）は、一定の周波数ｆ０の光信号である。また、変調信号となるＩ信号およびＱ信号は、周波数ｆ１のパルス状の波形を有し、Ｑ信号はＩ信号に対して９０度位相が遅れた信号であるとする。なお、パルス状の波形以外では、変調信号の振幅は０Ｖである。また、変調信号の周波数ｆ１のパルス状の波形において、送信パルスそれぞれについて、領域＃１と領域＃２とで（前半と後半とで）、位相が異なり得る。そして、この領域＃１の位相と領域＃２の位相との間の位相差が、送信パルスごとに異なっている。なお、本来、光の周波数は、例えば波長１．５５μｍのときに約１９３ＴＨｚと非常に高く、正確に波として図示するのが困難であるため、図５においては、光の周波数をイメージできるよう、便宜的に遅い周期の正弦波として模式的に光信号を表している。したがって、図５において、変調器入力信号、変調信号及び変調器出力信号の波形は、それぞれの信号の周波数に対応しているとは限らない。このことは、後述する図１１においても同様である。

【0028】

このとき、光変調器１０６は、変調信号のパルス状の波形に応じて、光信号を変調して、変調された光信号（変調器出力信号）を出力する。この変調器出力信号が、送信パルスに対応する。ここで、図６に例示するように、実施の形態１では、各送信パルスの領域＃１の位相はφ０（φ０＝０ｄｅｇ）である。また、１番目のパルスＰｌｓｔ１の領域＃２の位相はφ１（φ１＝０ｄｅｇ）である。また、２番目のパルスＰｌｓｔ２の領域＃２の位相はφ２（φ２＝９０ｄｅｇ）である。また、３番目のパルスＰｌｓｔ３の領域＃２の位相はφ３（φ３＝１８０ｄｅｇ）である。また、４番目のパルスＰｌｓｔ４の領域＃２の位相はφ４（φ４＝２７０ｄｅｇ）である。つまり、実施の形態１では、各送信パルスの領域＃２の位相が互いに異なる。これにより、各送信パルスで互いに異なる位相差が設けられるようになる。

【0029】

図５及び図６に例示するように、１番目のパルスＰｌｓｔ１では、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相φ１が０度である。したがって、変調信号生成部１０４は、Ｉ信号として、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相φ１が０度である変調信号を生成し、Ｑ信号として、前記Ｉ信号より９０度遅れた変調信号を生成する。光変調器１０６は、これらのＩ信号及びＱ信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトし、領域＃１と領域＃２とで位相が同じ０度となるように変調して、周波数ｆ０＋ｆ１のパルスを出力する。これにより、領域＃１の位相が０度（Ｐｈａｓｅ１＝０）であり、領域＃２の位相が０度（（Ｐｈａｓｅ２＝０）である、送信パルスＰｌｓｔ１が生成される。このとき、送信パルスＰｌｓｔ１における位相差Δφ１（＝φ１－φ０）は、０度である。

【0030】

また、図５及び図６に例示するように、２番目のパルスＰｌｓｔ２では、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相φ２が９０度である。したがって、変調信号生成部１０４は、Ｉ信号として、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相φ２が９０度である変調信号を生成し、Ｑ信号として、前記Ｉ信号より９０度遅れた変調信号を生成する。光変調器１０６は、これらのＩ信号及びＱ信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトし、領域＃１の位相が０度、領域＃２の位相が９０度となるように変調して、周波数ｆ０＋ｆ１のパルスを出力する。これにより、領域＃１の位相が０度（Ｐｈａｓｅ１＝０）であり、領域＃２の位相が９０度（Ｐｈａｓｅ２＝９０）である、送信パルスＰｌｓｔ２が生成される。このとき、送信パルスＰｌｓｔ２における位相差Δφ２（＝φ２－φ０）は、９０度である。

【0031】

また、図５及び図６に例示するように、３番目のパルスＰｌｓｔ３では、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相φ３が１８０度である。したがって、変調信号生成部１０４は、Ｉ信号として、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相φ３が１８０度である変調信号を生成し、Ｑ信号として、前記Ｉ信号より９０度遅れた変調信号を生成する。光変調器１０６は、これらのＩ信号及びＱ信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトし、領域＃１の位相が０度、領域＃２の位相が１８０度となるように変調して、周波数ｆ０＋ｆ１のパルスを出力する。これにより、領域＃１の位相が０度（Ｐｈａｓｅ１＝０）であり、領域＃２の位相が１８０度（Ｐｈａｓｅ２＝１８０）となる、送信パルスＰｌｓｔ３が生成される。このとき、送信パルスＰｌｓｔ３における位相差Δφ３（＝φ３－φ０）は、１８０度である。なお、図５には示されていないが、上記と同様にして、位相差Δφ４（＝φ４－φ０）が２７０度である送信パルスＰｌｓｔ４が生成される。

【0032】

このように、送信パルスとは、光強度がパルス状に変化する信号を示す。また、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３，Ｐｌｓｔ４は、それぞれ、互いに異なる位相差Δφ１，Δφ２，Δφ３，Δφ４を有することになる。なお、変調器出力信号における破線は光強度（包絡線）を示す。

【0033】

なお、変調信号生成部１０４は、位相差Δφ１のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、位相差Δφ２のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、位相差Δφ３のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ３を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、位相差Δφ４のパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ４を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。

【0034】

光送信部１２０は、測距対象物９０に対して、複数の送信パルス（Ｐｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３，Ｐｌｓｔ４）を含む光信号を送信（照射）する。送信パルスは、測距対象物９０で、測距装置１００に向かって反射する。光受信部１２２は、測距対象物９０で反射した複数の反射パルスを含む光信号を受信する。ここで、受信された複数の反射パルスの周波数は、ｆ０＋ｆ１である。なお、複数の送信パルスが同じ測距対象物９０に照射される必要はない。したがって、送信パルスＰｌｓｔ１の往復の飛行時間と送信パルスＰｌｓｔ２の往復の飛行時間とは、互いに異なり得る。

【0035】

また、複数の送信パルスそれぞれについて異なる位相差を有しているので、受信された複数の反射パルスは、それぞれ、反射パルスごとに、複数の領域の位相差が異なるように形成されている。なお、送信側の光源１０８および受信側の光源１２４の位相ノイズや、光信号の往復の行程における位相ノイズが重畳され得るので、受信された反射パルスの各領域における位相は、送信パルスの各領域における位相とは異なり得る。しかしながら、これらの位相ノイズの時間変動は１つのパルス幅時間よりも十分に長く、１つのパルスで重畳されるノイズは一定であるとみなされるので、ある反射パルスにおける位相差は、対応する送信パルスの位相差Δφと実質的に同じであり得る。言い換えれば、位相ノイズが重畳しても、反射パルスの複数の領域の位相差情報は維持される。

【0036】

光干渉系ユニット１３０は、光源１２４からの周波数ｆ０の光信号を参照光として用いて、反射パルス（受信光）の周波数オフセットを検出する。具体的には、光干渉系ユニット１３０は、光源１２４からの参照光と受信光とを干渉させて、ビート周波数を検出することにより、ヘテロダイン受信を行う。これにより、光源１２４の周波数は送信側の光源１０８と同じｆ０であるため、光干渉系ユニット１３０は、反射パルスの周波数オフセットを検出して、送信側での変調信号を復元することができる。例えば、光干渉系ユニット１３０は、光カプラを用いたミキサであってもよい。光干渉系ユニット１３０は、周波数オフセットに対応する周波数ｆ１の光信号を、光電変換部１３２に出力する。また、受信側の参照光は、光源１２４の代わりに送信側の光源１０８を分岐したものを用いてもよい。光源１０８を分岐した参照光を用いることにより、送受信での周波数精度が維持されて、高精度な変調信号の復元が可能となる。

【0037】

光電変換部１３２は、光干渉系ユニット１３０からの光信号を電気信号に変換する。光電変換部１３２は、例えば、フォトディテクタを用いた光電変換器であってもよいし、フォトディテクタを２つ用いたバランスド光受信器であってもよい。ＡＤコンバータ１３４は、光電変換部１３２によって変換されたアナログ信号である電気信号を、デジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ１３４によってデジタル信号に変換された周波数ｆ１を示す電気信号は、位相差検出部１５２及び反射パルス特定部１５４に出力される。

【0038】

位相差検出部１５２は、反射パルスに対応する、周波数ｆ１を示す電気信号における位相差を検出する。具体的には、位相差検出部１５２は、周波数ｆ１を示す電気信号における、送信パルスにおいて位相が異なり得る各領域に対応する領域それぞれについて、位相を算出する。実施の形態１では、送信パルスは領域＃１（前半）と領域＃２（後半）とにおいて位相が異なり得るので、位相差検出部１５２は、反射パルスに対応する電気信号の前半の領域（領域＃１）と後半の領域（領域＃２）それぞれについて、位相を算出する。そして、位相差検出部１５２は、領域＃１の位相と領域＃２の位相との差分を算出することで、対応する反射パルスの位相差Δφを検出する。位相差検出部１５２は、検出された位相差Δφを、反射パルス特定部１５４に対して出力する。なお、位相差検出部１５２は、位相検出器又は位相比較器等によって構成され得るが、これに限られない。

【0039】

反射パルス特定部１５４は、位相差テーブル格納部１０２に格納された位相差テーブルを用いて、反射パルスから検出された位相差Δφに対応する送信パルスＰｌｓｔを特定する。これにより、反射パルス特定部１５４は、反射パルスＰｌｓｒと送信パルスＰｌｓｔとを対応付ける。また、反射パルス特定部１５４は、検出された位相差Δφを有する反射パルスの受信タイミングを抽出する。反射パルス特定部１５４は、特定された送信パルスＰｌｓｔに対応する測定ストップトリガＴｒｇｒを、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。

【0040】

例えば、位相差Δφ１が特定された場合、位相差検出部１５２は、この位相差Δφ１に対応する反射パルスが、送信パルスＰｌｓｔ１と対応すると判定する。そして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ１に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ１を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。位相差Δφ２が特定された場合についても同様にして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ２に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ２を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。位相差Δφ３が特定された場合についても同様にして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ３に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ３を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。位相差Δφ４が特定された場合についても同様にして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ４に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ４を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。

【0041】

距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ（第１のトリガ信号）の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ（第２のトリガ信号）の出力タイミングとの時間差から、式１を用いて、測距対象物９０までの距離Ｒを算出する。ここで、距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ１の出力タイミングとの時間差から、位相差Δφ１を有する送信パルスＰｌｓｔ１に関する距離Ｒを算出する。距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ２の出力タイミングとの時間差から、位相差Δφ２を有する送信パルスＰｌｓｔ２に関する距離Ｒを算出する。以下同様にして、距離算出部１６０は、ｎ番目の送信パルスに対応する測定スタートトリガＴｒｇｔｎの出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒｎの出力タイミングとの時間差から、位相差Δφｎを有する送信パルスに関する距離Ｒを算出する。

【0042】

なお、送信パルスの各領域に対応する位相は、これらの位相差が位相差検出部１５２によって検出され得るように、適宜、設定され得る。なお、送信側の光源１０８および受信側の参照光の光源１２４の位相ノイズや、送信パルスの往復の行程で重畳される位相ノイズを考慮して、領域間の位相差はできるだけ大きいことが好ましい。例えば、位相差の下限を、４５度としてもよい。

【0043】

図７は、実施の形態１にかかる測距装置１００によって実行される測距方法を示すフローチャートである。パルス生成部１１０は、上述したように、送信順序に応じて異なる位相差Δφを有する送信パルスを生成する（ステップＳ１０２）。光送信部１２０は、Ｓ１０２の処理で生成された送信パルスを含む光信号を測距対象物９０に対して送信（照射）する（ステップＳ１０４）。具体的には、パルス生成部１１０の光変調器１０６は、変調信号生成部１０４によって生成された変調信号を用いて、光信号（変調器入力信号）を変調する。これにより、光変調器１０６は、互いに異なる位相差を有する複数の送信パルスを生成する。また、この処理により、各送信パルスに、互いに異なる位相差が印加されたこととなる。なお、Ｓ１０４のタイミングで、各送信パルスに対応する測定スタートトリガＴｒｇｔが、距離算出部１６０に対して出力され得る。

【0044】

光受信部１２２は、反射パルスを含む光信号を受信する（ステップＳ１０６）。光干渉系ユニット１３０は、上述したように、参照光を用いて、各反射パルスの周波数オフセットを検出する（ステップＳ１０８）。位相差検出部１５２は、上述したように、受信された反射パルスにおける位相差を検出する（ステップＳ１１０）。反射パルス特定部１５４は、上述したように、反射パルスから検出された位相差に対応する送信パルスを特定し、反射パルスの受信タイミングで、特定された送信パルスＰｌｓｔに対応する測定ストップトリガＴｒｇｒを出力する（ステップＳ１１２）。距離算出部１６０は、上述したように、測定スタートトリガＴｒｇｔと測定ストップトリガＴｒｇｒとを用いて、測距対象物９０までの距離Ｒを算出する（ステップＳ１１４）。

【0045】

（比較例との比較）
次に、実施の形態１と比較例とを、タイミングチャートを用いて説明する。
図８及び図９は、比較例にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。図８及び図９に示す例では、送信パルスＰｌｓｔＡ，ＰｌｓｔＢ，ＰｌｓｔＣが、パルス周期Ｔｐで送信されるとする。また、送信パルスＰｌｓｔＡ，ＰｌｓｔＢ，ＰｌｓｔＣの周波数及び位相は同じであるとする。さらに、図８に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも長いとする。

【0046】

まず、送信パルスＰｌｓｔＡが送信される。その後、送信パルスＰｌｓｔＢが送信された後で、送信パルスＰｌｓｔＡが測距対象物９０で反射して返ってきた反射パルスＰｌｓｒＡが受信される。このとき、図８に示す比較例においては、送信パルスＰｌｓｔＢの送信タイミングと反射パルスＰｌｓｒＡの受信タイミングとの時間差Ｔｄｉｆｆ１’を用いて、測距を行ってしまうおそれがある。このように、時間差Ｔｄｉｆｆ１’を用いて測距を行うと、誤って距離を算出してしまう。

【0047】

一方、図９に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも短いとする。さらに、送信パルスＰｌｓｔＡが反射しなかったので、送信パルスＰｌｓｔＡの反射パルスＰｌｓｒＡは受信されなかったとする。また、送信パルスＰｌｓｔＢは測距対象物に反射して、反射パルスＰｌｓｒＢが受信されたとする。この場合、送信パルスＰｌｓｔＢの送信タイミングと反射パルスＰｌｓｒＢの受信タイミングとの時間差Ｔｄｉｆｆ２を用いて、測距を行う。この測距処理は正しい処理であるが、図８に示した処理との区別がつかない。

【0048】

図８及び図９に示すような問題に対処するため、測距対象物までの距離が長いと想定される場合に、パルス周期を長くすることが考えられる。これにより、図８に示したような測距誤りを抑制できる。しかしながら、パルス周期を長くすると、測距を行ってから次の測距を行うまでの時間が長くなってしまうので、測距スピードが低下するおそれがある。したがって、所望のスピードで測距を行えないので、適切に測距を行うことができない。これに対し、実施の形態１にかかる測距装置１００は、パルス周期を長くすることなく、測距を行うことができる。

【0049】

図１０は、実施の形態１にかかる送信パルスと反射パルスとの関係を示すタイミングチャートである。図１０に示す例では、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３が、パルス周期Ｔｐで送信されるとする。さらに、図１０に示す例では、送信パルスが測距対象物９０に反射して戻ってくるまでの飛行時間が、パルス周期Ｔｐよりも長いとする。

【0050】

まず、位相差Δφ１（＝φ１－φ０）を有する送信パルスＰｌｓｔ１が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１が距離算出部１６０に出力される。次に、位相差Δφ２（＝φ２－φ０）を有する送信パルスＰｌｓｔ２が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２が距離算出部１６０に出力される。次に、位相差Δφ３（＝φ３－φ０）を有する送信パルスＰｌｓｔ３が送信される。この送信タイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ３が距離算出部１６０に出力される。

【0051】

また、測距装置１００は、送信パルスＰｌｓｔ３を送信した後、さらに異なる位相差Δφ４を有する送信パルスＰｌｓｔ４を送信してもよい。あるいは、測距装置１００は、送信パルスＰｌｓｔ３を送信した後、再度、送信パルスＰｌｓｔ１を送信してもよい。なお、再度、送信パルスＰｌｓｔ１を送信するのは、光信号の往復の飛行時間が経過したと予想される後であり得る。このことは、他の実施の形態においても同様である。

【0052】

一方、送信パルスＰｌｓｔ２が送信された後で、反射パルスＰｌｓｒ１が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ１が検出され、受信タイミングが抽出され、測定ストップトリガＴｒｇｒ１が距離算出部１６０に出力される。なお、送信された光信号は、測距対象物９０における反射及び光信号の飛行行程において減衰する。これにより、反射パルスＰｌｓｒ１の包絡線波形は、送信パルスＰｌｓｔ１の包絡線波形と比較して鈍化する。したがって、反射パルス特定部１５４は、反射パルスＰｌｓｒ１の光強度が予め定められた閾値を超えるタイミングで、測定ストップトリガＴｒｇｒ１を出力する。このことは、他の反射パルスＰｌｓｒ２等においても同様である。

【0053】

ここで、反射パルスＰｌｓｒ１の領域＃１の位相はφ０＋φｘ１であり、領域＃２の位相はφ１＋φｘ１である。ここで、φｘ１は、反射パルスＰｌｓｒ１に重畳した位相ノイズである。このように、信号に重畳する位相ノイズの時間変動はパルス幅に対して十分長く、領域＃１及び領域＃２に同じ位相ノイズφｘ１が重畳し得るので、反射パルスＰｌｓｒ１の位相差は、φ１－φ０（＝Δφ１）と検出される。したがって、反射パルス特定部１５４は、反射パルスＰｌｓｒ１が、位相差Δφ１に対応する１番目の送信パルスＰｌｓｔ１に対応すると判定する。したがって、反射パルス特定部１５４は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ１を、反射パルスＰｌｓｒ１の受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。このとき、距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１と測定ストップトリガＴｒｇｒ１との時間差Ｔｄｉｆｆ１から、測距対象物９０までの距離を算出する。

【0054】

また、送信パルスＰｌｓｔ３が送信された後で、反射パルスＰｌｓｒ２が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ１が検出され、受信タイミングが抽出され、測定ストップトリガＴｒｇｒ２が距離算出部１６０に出力される。ここで、反射パルスＰｌｓｒ２の領域＃１の位相はφ０＋φｘ２であり、領域＃２の位相はφ２＋φｘ２である。ここで、φｘ２は、反射パルスＰｌｓｒ２に重畳した位相ノイズである。このように、信号に重畳する位相ノイズの時間変動はパルス幅に対して十分長く、領域＃１及び領域＃２に同じ位相ノイズφｘ２が重畳し得るので、反射パルスＰｌｓｒ２の位相差は、φ２－φ０（＝Δφ２）と検出される。したがって、反射パルス特定部１５４は、反射パルスＰｌｓｒ２が、位相差Δφ２に対応する２番目の送信パルスＰｌｓｔ２に対応すると判定する。したがって、反射パルス特定部１５４は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ２を、反射パルスＰｌｓｒ２の受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。このとき、距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２と測定ストップトリガＴｒｇｒ２との時間差Ｔｄｉｆｆ２から、測距対象物９０までの距離を算出する。

【0055】

また、送信パルスＰｌｓｔ４（図示せず）が送信された後で、反射パルスＰｌｓｒ３が受信される。この受信タイミングで、周波数オフセットｆ１が検出され、受信タイミングが抽出され、測定ストップトリガＴｒｇｒ３が距離算出部１６０に出力される。ここで、反射パルスＰｌｓｒ３の領域＃１の位相はφ０＋φｘ３であり、領域＃２の位相はφ３＋φｘ３である。ここで、φｘ３は、反射パルスＰｌｓｒ３に重畳した位相ノイズである。このように、信号に重畳する位相ノイズの時間変動はパルス幅に対して十分長く、領域＃１及び領域＃２に同じ位相ノイズφｘ３が重畳し得るので、反射パルスＰｌｓｒ３の位相差は、φ３－φ０（＝Δφ３）と検出される。したがって、反射パルス特定部１５４は、反射パルスＰｌｓｒ３が、位相差Δφ３に対応する３番目の送信パルスＰｌｓｔ３に対応すると判定する。したがって、反射パルス特定部１５４は、測定スタートトリガＴｒｇｔ３に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ３を、反射パルスＰｌｓｒ３の受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。このとき、距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ３と測定ストップトリガＴｒｇｒ３との時間差Ｔｄｉｆｆ３から、測距対象物９０までの距離を算出する。

【0056】

このように、実施の形態１にかかる測距装置１００は、ある位相差を有する送信パルスに関する測定スタートトリガ信号と、この位相差を有する反射パルスに関する測定ストップトリガ信号とを対応付けて、距離Ｒを算出している。言い換えると、測距装置１００において、互いに対応する位相差を有する送信パルスと反射パルスとが対応付けられている。これにより、実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信パルスと、その送信パルスが測距対象物９０で反射した反射光である反射パルスとを、適切に対応付けることができる。したがって、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。さらに、送信パルスの各領域の位相を変えるだけで、送受信器（送信系モジュール及び受信系モジュール）の構造を複雑にすることなく、送信パルスを区別できるようになる。また、ｆ０＋ｆ１のみの光周波数を用いて光信号を送受信するので、帯域が狭くても送信パルスの区別ができるようになる。

【0057】

つまり、実施の形態１にかかる測距装置１００は、反射パルスにおける位相差を検出することで、受信した反射パルスが何番目の送信パルスに対応するのかを特定できる。これにより、測距対象物９０までの距離が長距離である場合であっても、測距を行う周期を長くする必要がない。また、かなり短い周期で送信パルスを連続して測距対象物９０に照射しても、受信系モジュールにおいて反射パルスを区別できるので、適切に、測距対象物９０までの距離を算出することができる。さらに、かなり短い周期で送信パルスを連続して測距対象物９０に照射することができるので、単位時間における測距回数を増加させることができる。

【0058】

また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、送信パルスの２つの領域＃１，領域＃２それぞれについて、互いに異なり得る位相となるように、送信パルスを生成する。そして、実施の形態１にかかる測距装置１００は、反射パルスにおける領域＃１の位相と領域＃２の位相との間の位相差を検出することで、反射パルスに対応する送信パルスを判定している。これに対し、単に、各送信パルスの位相が単一であり、その位相が各送信パルスで異なるように構成すると、送信側の光源１０８および光源１２４の位相ノイズなどに起因する、反射パルスに重畳した位相ノイズにより、反射パルスで検出された位相がどの送信パルスに対応するのか、判定できないおそれがある。したがって、このように、反射パルスの「位相差」を検出するようにすることで、反射パルスに位相ノイズが重畳した場合であっても、確実に、反射パルスに対応する送信パルスを判定することができる。

【0059】

また、図５に示すように、実施の形態１にかかる測距装置１００は、光源の周波数ｆ０を、周波数ｆ０からオフセットした周波数オフセットｆ１の変調信号の複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るようにして変調することで、送信パルスを生成する。これにより、簡単な構成で、１つの送信パルスで位相が異なる領域を有することを実現することが可能となる。なお、原理的には、周波数オフセットｆ１をかけないで、光周波数ｆ０を有する光源の位相だけを位相変調し、同じく光周波数ｆ０を有する参照光と干渉させてホモダイン受信することも可能である。しかしながら、様々な光の干渉成分が直流成分近傍にダウンコンバートされて混合されるため、対象となる測距信号だけを抽出するのが困難となることから、周波数オフセットｆ１を重畳して、ヘテロダイン受信するのが好ましい。

【0060】

また、実施の形態１にかかる測距装置１００は、位相差テーブルを用いて位相差が送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された複数の送信パルスを生成し、位相差テーブルを用いて反射パルスと送信パルスとを対応付けるように構成されている。これにより、反射パルスに対応する送信パルスを、即座に判定することが可能となる。

【0061】

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２においては、送信パルスの３つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得る点で、実施の形態１と異なる。なお、実施の形態２にかかる構成要素は、図４に示した実施の形態１における構成要素と実質的に同じであるので、適宜、説明を省略する。

【0062】

実施の形態２においては、送信パルスが前、中及び後の３つの領域に分かれているとする。ここで、前の領域を領域＃１、中の領域を領域＃２、後の領域を領域＃３とする。そして、送信パルスの領域＃１、領域＃２、領域＃３の３つの領域において、光信号の位相が互いに異なり得るとする。そして、これらの位相の差である位相差が、送信パルスの送信順序に応じて異なるとする。したがって、送信パルスの領域＃１の位相と領域＃２の位相との間の位相差Δφａと、領域＃１の位相と領域＃３の位相との間の位相差Δφｂとの組が、送信パルスの送信順序に応じて異なることとなる。

【0063】

実施の形態２において、位相差テーブル格納部１０２に格納される位相差テーブルは、後述する図１２に示すように、送信パルスの順序と、３つの領域それぞれにおける位相とを対応付けてもよい。また、実施の形態２において、位相差テーブルは、送信パルスの送信順序と、送信パルスにおける位相差の組とを対応付けてもよい。例えば、位相差テーブルは、１番目の送信パルスにおける位相差の組を（Δφａ１，Δφｂ１）、２番目の送信パルスにおける位相差の組を（Δφａ２，Δφｂ２）といったような対応付けを行っていてもよい。

【0064】

実施の形態１と同様に、実施の形態２にかかる変調信号生成部１０４は、位相差テーブル格納部１０２に格納された位相差テーブルを用いて、送信パルスを生成するための変調信号を生成する。変調信号生成部１０４は、周波数オフセットｆ１に対応する送信パルスが送信されるタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔを距離算出部１６０に対して出力する。

【0065】

光源１０８は、後述する図１１に示すような、基準周波数ｆ０の光信号を発生させる。光信号は、光変調器１０６に入力される。光変調器１０６は、変調信号生成部１０４から入力された変調信号及び光源１０８から入力された光信号（変調器入力信号）を用いて、互いに異なる位相差の組を有する複数の送信パルスを生成する。光変調器１０６は、生成された送信パルスを含む光信号を、光送信部１２０に対して出力する。

【0066】

図１１は、実施の形態２にかかる光変調器１０６の動作を説明するための図である。また、図１２は、実施の形態２にかかる位相差テーブルを例示する図である。図１１には、図５と同様に、３つの送信パルスが例示されている。図１１に示すように、光変調器１０６に入力される光信号（変調器入力信号）は、一定の周波数ｆ０の光信号である。また、変調信号となるＩ信号およびＱ信号は、周波数ｆ１のパルス状の波形を有し、Ｑ信号はＩ信号に対して９０度位相が遅れた信号であるとする。なお、パルス状の波形以外では、変調信号の振幅は０Ｖである。また、２つの変調信号の周波数ｆ１のパルス状の波形において、送信パルスそれぞれについて、領域＃１、領域＃２、及び領域＃３で（つまり送信パルスの前、中、後で）、位相が異なり得る。そして、領域＃１の位相と領域＃２の位相との間の位相差Δφａと、領域＃１と領域＃３との間の位相差Δφｂとの組（Δφａ，Δφｂ）が、送信パルスごとに異なっている。

【0067】

このとき、光変調器１０６は、変調信号のパルス状の波形に応じて、光信号を変調して、変調された光信号（変調器出力信号）を出力する。この変調器出力信号が、送信パルスに対応する。ここで、図１２に例示するように、実施の形態２では、各送信パルスの領域＃１の位相はφ０（φ０＝０ｄｅｇ）である。また、１番目のパルスＰｌｓｔ１の領域＃２の位相はφ１（φ１＝０ｄｅｇ）であり、領域＃３の位相はφ１（φ１＝０ｄｅｇ）である。また、２番目のパルスＰｌｓｔ２の領域＃２の位相はφ１であり、領域＃３の位相はφ２（φ２＝１８０ｄｅｇ）である。また、３番目のパルスＰｌｓｔ３の領域＃２の位相はφ２であり、領域＃３の位相はφ１である。また、４番目のパルスＰｌｓｔ４の領域＃２の位相はφ２（φ２＝１８０ｄｅｇ）であり、領域＃３の位相はφ２（φ２＝１８０ｄｅｇ）である。

【0068】

つまり、実施の形態２では、各送信パルスの領域＃２の位相と領域＃３の位相との組が互いに異なる。これにより、各送信パルスで互いに異なる位相差の組が設けられるようになる。なお、実施の形態１では、４つの送信パルスを区別するために、各送信パルスの領域＃２の位相が互いに異なっているので、領域＃２の位相として４種類の位相（φ１、φ２、φ３及びφ４）が必要となる。これに対し、実施の形態２では、４つの送信パルスを区別するために、位相差の組が異なればよいので、領域＃２及び領域＃３で使用される位相は、２種類（φ１及びφ２）でよい。

【0069】

図１１及び図１２に例示するように、１番目のパルスＰｌｓｔ１では、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相が０度であり、領域＃３の位相が０度である。したがって、変調信号生成部１０４は、Ｉ信号として、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相がφ１＝０度であり、領域＃３の位相がφ１＝０度である変調信号を生成し、Ｑ信号として、前記Ｉ信号より９０度遅れた変調信号を生成する。光変調器１０６は、これらのＩ信号及びＱ信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトし、領域＃１、領域＃２及び領域＃３で位相が同じ０度となるように変調して、周波数ｆ０＋ｆ１のパルスを出力する。これにより、領域＃１の位相が０度（Ｐｈａｓｅ１＝０）であり、領域＃２の位相が０度（Ｐｈａｓｅ２＝０）であり、領域＃３の位相が０度（Ｐｈａｓｅ３＝０）となる、送信パルスＰｌｓｔ１が生成される。このとき、送信パルスＰｌｓｔ１における、領域＃１の位相と領域＃２の位相との間の位相差Δφａ１（＝φ１－φ０）と、領域＃１と領域＃３との間の位相差Δφｂ１（＝φ１－φ０）との組（Δφａ１，Δφｂ１）は、（０，０）である。

【0070】

また、図１１及び図１２に例示するように、２番目のパルスＰｌｓｔ２では、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相がφ１＝０度であり、領域＃３の位相がφ２＝１８０度である。したがって、変調信号生成部１０４は、Ｉ信号として、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相が０度であり、領域＃３の位相が１８０度である変調信号を生成し、Ｑ信号として、前記Ｉ信号より９０度遅れた変調信号を生成する。光変調器１０６は、これらのＩ信号及びＱ信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトし、領域＃１の位相が０度、領域＃２の位相が０度、領域＃３の位相が１８０度となるように変調して、周波数ｆ０＋ｆ１のパルスを出力する。これにより、領域＃１の位相が０度（Ｐｈａｓｅ１＝０）であり、領域＃２の位相が０度（Ｐｈａｓｅ２＝０）であり、領域＃３の位相が１８０度（Ｐｈａｓｅ３＝１８０）となる、送信パルスＰｌｓｔ２が生成される。このとき、送信パルスＰｌｓｔ２における位相差Δφａ２（＝φ１－φ０）と位相差Δφｂ２（＝φ２－φ０）との組（Δφａ２，Δφｂ２）は、（０，１８０）である。

【0071】

図１１及び図１２に例示するように、３番目のパルスＰｌｓｔ３では、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相がφ２＝１８０度であり、領域＃３の位相がφ１＝０度である。したがって、変調信号生成部１０４は、Ｉ信号として、領域＃１の位相が０度であり、領域＃２の位相が１８０度であり、領域＃３の位相が０度である変調信号を生成し、Ｑ信号として、前記Ｉ信号より９０度遅れた変調信号を生成する。光変調器１０６は、これらのＩ信号及びＱ信号を受信した場合には、周波数ｆ０の光信号をｆ１シフトし、領域＃１の位相が０度、領域＃２の位相が１８０度、領域＃３の位相が０度となるように変調して、周波数ｆ０＋ｆ１のパルスを出力する。これにより、領域＃１の位相が０度（Ｐｈａｓｅ１＝０）であり、領域＃２の位相が１８０度（Ｐｈａｓｅ２＝１８０）であり、領域＃３の位相が０度（Ｐｈａｓｅ３＝０）となる、送信パルスＰｌｓｔ３が生成される。このとき、送信パルスＰｌｓｔ３における位相差Δφａ３（＝φ２－φ０）と位相差Δφｂ３（＝φ１－φ０）との組（Δφａ３，Δφｂ３）は、（１８０，０）である。

【0072】

なお、図１１には示されていないが、上記と同様にして、送信パルスＰｌｓｔ４における位相差Δφａ４（＝φ２－φ０）と位相差Δφｂ４（＝φ２－φ０）との組（Δφａ４，Δφｂ４）は、（１８０，１８０）である。このように、送信パルスＰｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３，Ｐｌｓｔ４は、それぞれ、互いに異なる位相差の組を有することになる。

【0073】

なお、変調信号生成部１０４は、位相差の組が（Δφａ１，Δφｂ１）となるパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ１を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、位相差の組が（Δφａ２，Δφｂ２）となるパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ２を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、位相差の組が（Δφａ３，Δφｂ３）となるパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ３を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。変調信号生成部１０４は、位相差の組が（Δφａ４２，Δφｂ４）となるパルス状の波形の変調信号を出力するタイミングで、測定スタートトリガＴｒｇｔ４を、距離算出部１６０に対して出力してもよい。

【0074】

実施の形態１と同様に、光送信部１２０は、測距対象物９０に対して、複数の送信パルス（Ｐｌｓｔ１，Ｐｌｓｔ２，Ｐｌｓｔ３，Ｐｌｓｔ４）を含む光信号を送信（照射）する。送信パルスは、測距対象物９０で、測距装置１００に向かって反射する。光受信部１２２は、測距対象物９０で反射した複数の反射パルスを含む光信号を受信する。ここで、受信された複数の反射パルスの周波数は、ｆ０＋ｆ１である。

【0075】

また、複数の送信パルスそれぞれについて異なる位相差の組を有しているので、受信された複数の反射パルスは、それぞれ、反射パルスごとに複数の領域の位相差の組が異なるように形成されている。なお、送信側の光源１０８および受信側の光源１２４の位相ノイズや、光信号の往復の行程における位相ノイズが重畳され得るので、受信された反射パルスの各領域における位相は、送信パルスの対応する各領域における位相とは異なり得る。しかしながら、これらの位相ノイズの時間変動は１つのパルス幅時間よりも十分に長く、１つのパルスで重畳されるノイズは一定であるとみなされるので、ある反射パルスにおける位相差は、対応する送信パルスの位相差と実質的に同じであり得る。したがって、ある反射パルスにおける位相差の組は、対応する送信パルスの位相差の組（Δφａ，Δφｂ）と実質的に同じであり得る。言い換えれば、位相ノイズが重畳しても、反射パルスの複数の領域の位相差情報は維持される。

【0076】

光干渉系ユニット１３０、光電変換部１３２及びＡＤコンバータ１３４の動作は、実施の形態１と実質的に同様であるので、説明を省略する。位相差検出部１５２は、実施の形態１と同様に、反射パルスに対応する、周波数ｆ１を示す電気信号における位相差を検出する。

【0077】

具体的には、位相差検出部１５２は、周波数ｆ１を示す電気信号における、送信パルスにおいて位相が異なり得る各領域に対応する領域それぞれについて、位相を算出する。ここで、実施の形態２では、送信パルスは領域＃１（前）と領域＃２（中）領域＃３（後）とにおいて位相が異なり得る。したがって、実施の形態２にかかる位相差検出部１５２は、反射パルスに対応する電気信号の領域＃１（前）、領域＃２（中）及び領域＃３（後）それぞれについて、位相を算出する。そして、位相差検出部１５２は、領域＃１の位相と領域＃２の位相との差分を算出することで、対応する反射パルスの１つの位相差Δφａを検出する。同様に、位相差検出部１５２は、領域＃１の位相と領域＃３の位相との差分を算出することで、対応する反射パルスのもう１つの位相差Δφｂを検出する。位相差検出部１５２は、検出された位相差Δφａと位相差Δφｂとの組（Δφａ，Δφｂ）を、反射パルス特定部１５４に対して出力する。

【0078】

反射パルス特定部１５４は、位相差テーブル格納部１０２に格納された位相差テーブルを用いて、反射パルスから検出された位相差の組（Δφａ，Δφｂ）に対応する送信パルスＰｌｓｔを特定する。これにより、反射パルス特定部１５４は、反射パルスＰｌｓｒと送信パルスＰｌｓｔとを対応付ける。また、反射パルス特定部１５４は、検出された位相差の組（Δφａ，Δφｂ）を有する反射パルスの受信タイミングを抽出する。反射パルス特定部１５４は、特定された送信パルスＰｌｓｔに対応する測定ストップトリガＴｒｇｒを、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。

【0079】

例えば、位相差の組（Δφａ１，Δφｂ１）が特定された場合、位相差検出部１５２は、この位相差の組（Δφａ１，Δφｂ１）に対応する反射パルスが、送信パルスＰｌｓｔ１に対応すると判定する。そして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ１に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ１を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。位相差の組（Δφａ２，Δφｂ２）が特定された場合についても同様にして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ２に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ２を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。位相差の組（Δφａ３，Δφｂ３）が特定された場合についても同様にして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ３に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ３を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。位相差の組（Δφａ４，Δφｂ４）が特定された場合についても同様にして、位相差検出部１５２は、送信パルスＰｌｓｔ４に対応する測定ストップトリガＴｒｇｒ４を、反射パルスの受信タイミングで、距離算出部１６０に対して出力する。

【0080】

距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ（第１のトリガ信号）の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ（第２のトリガ信号）の出力タイミングとの時間差から、式１を用いて、測距対象物９０までの距離Ｒを算出する。ここで、距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ１の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ１の出力タイミングとの時間差から、位相差の組（Δφａ１，Δφｂ１）を有する送信パルスＰｌｓｔ１に関する距離Ｒを算出する。距離算出部１６０は、測定スタートトリガＴｒｇｔ２の出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒ２の出力タイミングとの時間差から、位相差の組（Δφａ２，Δφｂ２）を有する送信パルスＰｌｓｔ２に関する距離Ｒを算出する。以下、距離算出部１６０は、ｎ番目の送信パルスに対応する測定スタートトリガＴｒｇｔｎの出力タイミングと測定ストップトリガＴｒｇｒｎの出力タイミングとの時間差から、位相差の組（Δφａｎ，Δφｂｎ）を有する送信パルスに関する距離Ｒを算出する。

【0081】

このように、実施の形態２にかかる測距装置１００は、ある位相差の組を有する送信パルスに関する測定スタートトリガ信号と、この位相差の組を有する反射パルスに関する測定ストップトリガ信号とを対応付けて、距離Ｒを算出している。言い換えると、測距装置１００において、互いに対応する位相差の組を有する送信パルスと反射パルスとが対応付けられている。これにより、実施の形態１と同様に、実施の形態２にかかる測距装置１００は、送信パルスと、その送信パルスが測距対象物９０で反射した反射光である反射パルスとを、適切に対応付けることができる。したがって、実施の形態２においても、測距対象物までの距離又は送信パルスの送信周期によらないで、適切に測距を行うことが可能となる。

【0082】

また、実施の形態１と異なり、実施の形態２にかかる測距装置１００は、１つの送信パルスの３つの領域それぞれについて互いに異なり得る位相となるように、送信パルスを生成する。そして、実施の形態２にかかる測距装置１００は、反射パルスにおける領域＃１の位相と領域＃２の位相との間の位相差と領域＃１の位相と領域＃３の位相との間の位相差との組を検出することで、反射パルスに対応する送信パルスを判定している。ここで、実施の形態１では、４つの送信パルス（反射パルス）を特定するために、４つの位相（０度、９０度、１８０度、２７０度）を用いる必要がある。これに対し、実施の形態２では、２つの位相（０度、１８０度）を用いるだけで、４つの送信パルス（反射パルス）を特定することができる。

【0083】

実施の形態１では、１つの送信パルスにおける領域間の位相差の最小値（０度を除く）は、９０度である。これに対し、実施の形態２では、１つの送信パルスにおける領域間の位相差の最小値（０度を除く）は、１８０度である。このように、実施の形態２では、１つの送信パルスにおける領域間の位相差の最小値を、実施の形態１の場合と比較して大きくすることができる。測距装置１００（位相差検出部１５２）の位相の検出の精度が低い場合、９０度の位相差を検出できないおそれがある。この場合では、実施の形態１の方法では、１つの反射パルスにおける領域間の位相差を適切に検出できないおそれがあるので、測距を適切に行うことができないおそれがある。これに対し、実施の形態２の方法では、９０度の位相差を検出できない場合であっても、１つの反射パルスにおける領域間の位相差を適切に検出できる。したがって、実施の形態２にかかる測距装置１００は、位相の検出の精度が低い場合であっても、反射パルスと送信パルスとを対応付けることができるので、適切に測距を行うことが可能となる。

【0084】

さらに、実施の形態２において、９０度の位相差を検出できる場合に、３つの領域において０度、９０度、１８０度、２７０度の位相のいずれかとなるようにすると、位相差の異なる１６個の送信パルスを実現できる。したがって、実施の形態２にかかる測距装置１００は、実施の形態１と比較して、多くの異なる送信パルスを生成することが可能となる。

【0085】

一方、実施の形態１では、１つの送信パルスにおける領域が２つのみなので、パルスの波形が、実施の形態２の波形と比較して複雑ではない。したがって、実施の形態１にかかる測距装置１００は、実施の形態２と比較して、簡単に送信パルスを生成することができる。また、実施の形態２にかかる位相差検出部１５２が、１つの反射パルスについて２つの位相差を検出する必要があるのに対し、実施の形態１にかかる位相差検出部１５２は、１つの反射パルスについて１つの位相差を検出すればよい。したがって、実施の形態１にかかる測距装置１００は、実施の形態２と比較して、簡単な処理で位相差の検出を行うことができる。

【0086】

（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、送信パルスの最初の領域（領域＃１）の位相が０度であるとしたが、これに限られない。領域＃１の位相は、任意の位相であってもよい。さらに、各送信パルスで、領域＃１の位相は同じである必要はない。例えば、送信パルスＰｌｓｔ１の領域＃１の位相を０度とし、送信パルスＰｌｓｔ２の領域＃１の位相を１８０度としてもよい。つまり、各送信パルスで位相差が異なるようにすれば、どの領域の位相を基準とするか、及び基準とする位相を何度にするかは、任意である。このことは、実施の形態２においても同様である。

【0087】

また、上述した実施の形態２では、送信パルスの領域＃１の位相と領域＃２の位相との位相差Δφａと、領域＃１の位相と領域＃３の位相との位相差Δφｂとの組が、送信パルスごとに異なるとした。しかしながら、ここでいう位相差は、領域＃１の位相と他の領域の位相との差とする必要はない。例えば、送信パルスの領域＃２の位相と領域＃１の位相との位相差Δφａと、領域＃２の位相と領域＃３の位相との位相差Δφｂとの組が、送信パルスごとに異なるとしてもよい。

【0088】

また、上述した実施の形態２では、送信パルスの３つの領域の位相が異なり得るとしたが、このような構成に限られない。１つの送信パルスにおける領域の数は、４つ以上でもよい。つまり、送信パルスは、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、Ｎ個の領域それぞれにおける位相の差である位相差が送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成されてもよい。送信パルスの領域の数を増やすことで、用いる位相の種類を増加させることなく、反射パルスと送信パルスとの対応付けを行うことができる。

【0089】

また、距離算出部１６０は、測定スタートトリガの出力タイミングに、光変調器１０６等における処理時間を考慮してもよい。言い換えると、距離算出部１６０は、測定スタートトリガを受け付けてから、実際に測定スタートトリガに対応する送信パルスが送信されるまでの間の処理時間を考慮してもよい。この場合、距離算出部１６０は、測定スタートトリガの出力タイミングに光変調器１０６等における処理時間を加えたタイミングを、測距の開始タイミングとしてもよい。なお、光変調器１０６等における処理時間は、略一定であるとする。

【0090】

同様に、距離算出部１６０は、測定ストップトリガに、測定ストップトリガが出力される前の光干渉系ユニット１３０等の処理時間を考慮してもよい。言い換えると、距離算出部１６０は、光受信部１２２によって反射パルスが受信されてから反射パルス特定部１５４によって測定ストップトリガが出力されるまでの間の処理時間を考慮してもよい。この場合、距離算出部１６０は、測定ストップトリガの出力タイミングに光干渉系ユニット１３０等の処理時間を引いたタイミングを、測距の終了タイミングとしてもよい。なお、光干渉系ユニット１３０等における処理時間は、略一定であるとする。

【0091】

あるいは、変調信号生成部１０４は、後段の光送信部１２０によって送信パルスが送信されるまでの処理時間を考慮して、送信パルスが送信される時刻を示すような測定スタートトリガを出力してもよい。つまり、変調信号が生成された時刻をｔ１とし、光変調器１０６等における処理時間をΔｔ１とすると、変調信号生成部１０４は、時刻（ｔ１＋Δｔ１）を示す測定スタートトリガを出力してもよい。同様に、反射パルス特定部１５４は、前段の光干渉系ユニット１３０等における処理時間を考慮して、反射パルスが受信された時刻を示す測定ストップトリガを出力してもよい。つまり、反射パルス特定部１５４が信号を受信した時刻をｔ２とし、光干渉系ユニット１３０等における処理時間をΔｔ２とすると、反射パルス特定部１５４は、時刻（ｔ２－Δｔ２）を示す測定ストップトリガを出力してもよい。この場合、距離算出部１６０は、Ｔｄ＝（ｔ２－Δｔ２）－（ｔ１＋Δｔ１）として、式１を用いて距離Ｒを算出してもよい。

【0092】

上記に記した各処理部の処理時間を考慮した距離Ｒを算出するいずれの方式においても、各処理部の処理時間の影響は、距離Ｒのオフセットとして生じる。したがって、事前に既知の距離を測定した際の時間差をもとにキャリブレーションを行うことにより、各処理部の総処理時間を考慮した高精度な距離Ｒを算出してもよい。

【0093】

また、上述の実施の形態では、本実施の形態をハードウェアの構成として説明したが、本実施の形態は、これに限定されるものではない。本実施の形態は、測距装置内の各回路の少なくとも１つの処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

【0094】

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0095】

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0096】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する生成手段と、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信する送信手段と、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信する受信手段と、
受信された前記反射パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出する検出手段と、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記位相差に対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する距離算出手段と
を有する測距装置。
（付記２）
前記生成手段は、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する
付記１に記載の測距装置。
（付記３）
前記生成手段は、前記送信パルスの３以上のＮ個の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスのＮ個の領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する
付記１に記載の測距装置。
（付記４）
前記生成手段は、基準周波数の光信号を、前記基準周波数に対してオフセットした周波数の変調信号の複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るようにして変調することで、前記送信パルスを生成する
付記１～３のいずれか１項に記載の測距装置。
（付記５）
前記生成手段は、前記送信パルスの送信順序と位相差とを対応付ける位相差テーブルを用いて前記複数の送信パルスを生成し、
前記距離算出手段は、前記反射パルスの受信タイミングと、前記位相差テーブルを用いて前記反射パルスと対応付けられた前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
付記１～４のいずれか１項に記載の測距装置。
（付記６）
光信号の強度がパルス状に変化した複数の送信パルスであって、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成し、
生成された前記送信パルスを繰り返し送信し、
前記送信パルスが測距対象物で反射した反射パルスを受信し、
受信された前記反射パルスの複数の領域それぞれにおける位相の差である位相差を検出し、
受信された前記反射パルスの受信タイミングと、当該反射パルスから検出された前記位相差に対応する前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
測距方法。
（付記７）
前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスの２つの領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する
付記６に記載の測距方法。
（付記８）
前記送信パルスの３以上のＮ個の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るように構成され、前記送信パルスのＮ個の領域それぞれにおける位相の差である位相差が前記送信パルスの送信順序に応じて異なるように構成された、複数の送信パルスを生成する
付記６に記載の測距方法。
（付記９）
基準周波数の光信号を、前記基準周波数に対してオフセットした周波数の変調信号の複数の領域それぞれにおける位相が互いに異なり得るようにして変調することで、前記送信パルスを生成する
付記６～８のいずれか１項に記載の測距方法。
（付記１０）
前記送信パルスの送信順序と位相差とを対応付ける位相差テーブルを用いて前記複数の送信パルスを生成し、
前記反射パルスの受信タイミングと、前記位相差テーブルを用いて前記反射パルスと対応付けられた前記送信パルスの送信タイミングとに基づいて、前記測距対象物までの距離を算出する
付記６～９のいずれか１項に記載の測距方法。

【符号の説明】

【0097】

１ 測距装置
２ 生成部
４ 送信部
６ 受信部
８ 検出部
１０ 距離算出部
１００ 測距装置
１０２ 位相差テーブル格納部
１０４ 変調信号生成部
１０６ 光変調器
１０８ 光源
１１０ パルス生成部
１２０ 光送信部
１２２ 光受信部
１２４ 光源
１３０ 光干渉系ユニット
１３２ 光電変換部
１３４ ＡＤコンバータ
１５２ 位相差検出部
１５４ 反射パルス特定部
１６０ 距離算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】