特許 7509108 光学的測距装置

(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】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】光学的測距装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/931 20200101AFI20240625BHJP

   G01S 7/484 20060101ALI20240625BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

G01S17/931

G01S7/484

G01S7/481 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021166131

(22)【出願日】2021-10-08

(65)【公開番号】P2022081406

(43)【公開日】2022-05-31

【審査請求日】2023-09-06

(31)【優先権主張番号】P 2020192593

(32)【優先日】2020-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植野 晶文

(72)【発明者】

【氏名】林内 政人

(72)【発明者】

【氏名】水野 文明

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０３３６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２３７２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５０５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０８２１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２４３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０９６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３３５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０９６０７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－１７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／０６－ ３／０８

Ｇ０１Ｂ１１／００－１１／３０

Ｇ０２Ｂ２６／１０－２６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学的測距装置（１０、１１、１２）であって、
発光部（２１）と、
前記発光部が発光した照射光（ＩＬ）を反射するミラー（２６）と、
前記ミラーを往復動作することで、予め定められた走査範囲内を前記照射光により走査させるスキャナ（２８）と、
前記照射光が前記走査範囲に存在する物標に反射して返ってくる反射光を検出する受光部（３０）と、
前記ミラーの往動動作の期間において、前記発光部による前記照射光の発光から前記受光部が前記物標からの反射光（ＲＬ）を検出するまでの時間を用いて、前記物標までの距離を算出する距離算出部（４０）と、
前記発光部の発光と前記スキャナの動作とを制御する制御部であって、前記ミラーの往動動作の測距期間を維持したまま前記スキャナの１サイクルの時間を調整することで、前記スキャナの動作を予め定められたタイミング信号に同期させる制御部（５０、５１、５７）と、
を備える、光学的測距装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光学的測距装置であって、
前記光学的測距装置の外部からの信号に応じて前記タイミング信号を生成するタイミング信号生成部（６０）を備える光学的測距装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の光学的測距装置であって、
前記制御部は、
前記ミラーを復動させる時間の調整量が閾値以上の場合には、次のサイクルの前記ミラーを復動させる時間において、前記ミラーを復動させる時間の調整量を一括して増加させ、
前記ミラーを復動させる時間の調整量が前記閾値未満の場合には、次のサイクルの前記ミラーを復動させる時間において、前記閾値より小さい最小調整時間だけ、前記ミラーを復動させる時間を増加させまたは減少させる、
光学的測距装置。

【請求項4】

請求項１に記載の光学的測距装置であって、
前記制御部（５７）は、前記タイミング信号を前記光学的測距装置の外部に設けられた外部制御部（７１）であって、タイミング信号生成部（７６）を有する外部制御部から取得する光学的測距装置。

【請求項5】

請求項４に記載の光学的測距装置であって、
前記制御部は、前記外部制御部から、
一括調整の指示を受け取った場合には、次のサイクルの前記ミラーを復動させる時間において、前記ミラーを復動させる時間の調整量を一括して増加させ、
分割調整の指示を受け取った場合には、次のサイクルの前記ミラーを復動させる時間において、最小調整時間だけ、前記ミラーを復動させる時間を増加させまたは減少させる、
光学的測距装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
前記制御部は、前記ミラーを復動させる時間を調整することで前記スキャナの１サイクルの時間を調整する、光学的測距装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
前記スキャナは、前記制御部からの角度指令値にしたがって前記ミラーの角度を変える、光学的測距装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
時間経過によりカウントアップし、前記スキャナを１サイクル動作させるごとにリセットするカウンタ（５６）を有し、
前記タイミング信号はパルス信号（Ｐ２）であり、
前記制御部は、前記タイミング信号を受信したときの前記カウンタのカウント値を用いて前記ミラーを復動させる時間を調整する、光学的測距装置。

【請求項9】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
前記タイミング信号は、前記ミラーを復動させる時間を調整するための調整時間情報（ｄ）を含む、光学的測距装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光学的測距装置であって、
前記制御部は、１サイクルの時間と、前記ミラーを復動から往動に切り替える第１タイミングと前記ミラーを往動から復動に切り替える第２タイミングとを含む複数のタイミングと、前記複数のタイミングにおける角度指令値と、を用い、１サイクルの中の任意のタイミングにおける角度指令値を、線形補間を用いて算出し、１サイクルの時間に前記ミラーを復動させる時間の調整量を加算または減算し、前記第２タイミングを変更する、
光学的測距装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は，光学的測距装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には，光学的測距装置であるＬｉＤＡＲデバイスを搭載する複数の車両が開示されている。ＬｉＤＡＲデバイスは、ＬｉＤＡＲデバイスの軸を中心にＬｉＤＡＲデバイスを回転させて、光の投射方向を調整するアクチュエータと、外部システムからタイミング情報を受信する通信インターフェースと、受信したタイミング情報にしたがってアクチュエータに光の投射方向を調整させるコントローラを備えており、各車両の光が互いに干渉しないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１１５４４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のＬｉＤＡＲデバイスのタイミング調整は、他車のＬｉＤＡＲデバイスとのタイミング調整であり、自車の他のデバイスとのタイミング調整については、考慮されていなかった。また、特許文献１に記載のＬｉＤＡＲデバイスでは、測距中にタイミング調整を行った場合には、測距結果に影響を受ける場合があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一形態によれば，光学的測距装置が提供される。この光学的測距装置（１０）は、発光部（２１）と、前記発光部が発光した照射光（ＩＬ）を反射するミラー（２６）と、前記ミラーを往復動作することで、予め定められた走査範囲内を前記照射光により走査させるスキャナ（２８）と、前記照射光が前記走査範囲に存在する物標に反射して返ってくる反射光を検出する受光部（３０）と、前記ミラーの往動動作の期間において、前記発光部による前記照射光の発光から前記受光部が前記物標からの反射光（ＲＬ）を検出するまでの時間を用いて、前記物標までの距離を算出する距離算出部（４０）と、前記発光部の発光と前記スキャナの動作とを制御する制御部（５０）であって、前記ミラーの往動動作の期間を維持したまま前記スキャナの１サイクルの時間を調整することで、前記スキャナの動作を前記タイミング信号に同期させる制御部（５０、５１）と、を備える。この形態によれば、制御部は、ミラーの往動動作の測距期間を維持したままスキャナの１サイクルの時間を調整することでスキャナの動作をタイミング信号に同期させるので、この同期処理が、物標までの距離測定に影響を与えないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】道路を走行する車両を示す説明図である。

【図2】光学的測距装置を示す説明図である。

【図3】発光装置から発光されたパルスレーザ光が受光部に到達するまでを示す説明図である。

【図4】光学的測距装置のブロック構成を示す説明図である。

【図5】光学的測距装置における時刻とミラーの角度の関係を示すグラフである。

【図6】第２実施形態の光学的測距装置のブロック構成を示す説明図である。

【図7】光学的測距装置における時刻とミラーの角度とカウント値の関係を示すグラフである。

【図8】第３実施形態における制御部が実行するタイミング調整の制御のフローチャートである。

【図9】調整時間が閾値以上の場合のタイミングチャートである。

【図10】調整時間が閾値未満の場合のタイミングチャートである。

【図11】第４実施形態の光学的測距装置における時刻と角度指令値の関係を示すタイミングチャートである。

【図12】第５実施形態の光学的測距装置のブロック構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

・第１実施形態：
図１に示すように、道路２００を走行する車両１００は、光学的測距装置１０と、ミリ波レーダ９０とを備えており、光学的測距装置１０から車両１００の前方の走査範囲ＭＲに照射光ＩＬを照射する。走査範囲ＭＲに物標があると、物標からの反射光ＲＬを受光する。光学的測距装置１０は、照射光ＩＬの発光から反射光ＲＬの受光までの時間Ｔから、物標までの距離Ｌを算出する。ｃを光速とすると、距離Ｌは、ｃｔ／２により算出される。図１に示す例では、道路２００のセンターライン２０１を挟んだ対向車線に車両１０１が走行し、道路２００に交差する道路２０５にセンターライン２０６を挟んだ両側に車両１０２、１０３が停車している。走査範囲ＭＲには、車両１０１、１０２が存在し、光学的測距装置１０は、車両１０１、１０２からの反射光ＲＬを受光する。車両１００のミリ波レーダ９０は、光学的測距装置１０と同様に、ミリ波を用いて車両１００の前方を走査し、その走査範囲の物標を検知する。このとき、ミリ波レーダ９０の走査タイミングと、光学的測距装置１０の照射光ＩＬの走査タイミングとを一致させると、より高精度に車両１０１、１０２の方向、車両１０１、１０２までの距離を算出できる。

【0008】

図２に示すように、光学的測距装置１０は、発光装置２０と、受光部３０と、距離算出部４０と、を備える。発光装置２０は、照射光ＩＬを射出し、測定範囲ＭＲを走査方向ＳＤに走査する。照射光ＩＬは、走査方向ＳＤに直交する方向が長手方向となる矩形形状に形成されている。受光部３０は、照射光ＩＬの照射に応じた測定範囲ＭＲを含む範囲からの反射光ＲＬを受光レンズ３１を介して受光し、反射光ＲＬの受光状態に応じた信号を出力する。距離算出部４０は、受光部３０から出力された信号を用いて、測定範囲ＭＲ内に存在する物標までの距離を測定する。

【0009】

図３を用いて、発光装置２０から発光されたパルスレーザ光が受光部３０に到達するまでを説明する。発光装置２０は、発光部２１と、コリメートレンズ２２と、ミラー２６と、スキャナ２８とを備える。発光部２１から発光されたパルスレーザ光は、コリメートレンズ２２により細長い矩形形状を有する照射光ＩＬになる。コリメートレンズ２２の代わりにスリットを用いて細長い矩形形状を有する照射光ＩＬを形成してもよい。矩形形状を有する照射光ＩＬは、ミラー２６で反射し、光学的測距装置１０の外部に照射される。このとき、スキャナ２８は、ミラー２６を往復動作させることで、照射光ＩＬを測定範囲ＭＲ内においてSD方向に走査させる。走査範囲MRに物標が存在している場合には、照射光ＩＬは物標の表面で乱反射し、その一部は、光学的測距装置１０に返ってくる。物標から光学的測距装置１０に戻った反射光ＲＬは、受光レンズ３１により集約されて、受光部３０に当たり、検出される。パルスレーザ光が発光装置２０から発光されてから、反射光ＲＬが受光部３０に検出されるまでの時間Ｔから物標までの距離Ｌが算出される。

【0010】

図４は、光学的測距装置１０のブロック構成を示す説明図である。光学的測距装置１０は、発光部２１と、スキャナ２８と、受光部３０と、距離算出部４０と、制御部５０と、タイミング信号生成部６０と、を備える。光学的測距装置１０の外部には、データ処理部７２と、全球測位衛星システム受信機７４（ＧＮＳＳ）と、を備える。発光部２１と、スキャナ２８と、受光部３０と、距離算出部４０については、説明済みなので、制御部５０と、タイミング信号生成部６０と、データ処理部７２と、全球測位衛星システム受信機７４と、について説明する。

【0011】

全球測位衛星システム受信機７４は、複数の衛星から電波を受信し、全球測位衛星システム受信機７４の現在の位置及び時刻ｔを算出する。全地測位衛星システムとしては、アメリカ合衆国のＧＰＳ、日本国の準天頂衛星ＱＺＳＳ、ロシア連邦のＧＬＯＮＡＳＳ、欧州連合のＧａｌｉｌｅｏが適用可能である。

【0012】

タイミング信号生成部６０は、全球測位衛星システム受信機７４から、時刻ｔを信号として受信し、予め定められた周期ごとにタイミング信号ｔｓを生成する。タイミング信号生成部６０は、後述する制御部５０から各サイクルの時刻ｔ０に送信される同期信号ｔｓ１を受信する。各サイクルは、往動と復動の２つの動作を含み、時刻ｔ０とは、復動から往動に切り替わるタイミングである。タイミング信号生成部６０は、タイミング信号ｔｓと同期信号ｔｓ１が一致するように、同期信号ｔｓ１をずらす調整時間ｄを生成し、後述する調整時間算出部５２に送る。

【0013】

制御部５０は、調整時間算出部５２と、角度指令値算出部５３と、を備える。調整時間算出部５２は、タイミング信号生成部６０から調整時間情報として調整時間ｄを取得し、復動動作の基準長さＤに調整時間ｄを加えて新たな復動動作の長さＤ＋ｄを生成する。復動動作の基準長さＤは、調整時間算出部５２は、予め調整時間算出部５２に格納されている。タイミング信号生成部６０が調整時間ｄをどのように得るかについては、後述する。角度指令値算出部５３は、時刻ｔに応じたミラー２６の角度指令ａ（ｔ）をスキャナ２８に指令する。

【0014】

データ処理部７２は、距離算出部４０から出力される測距データと、ミリ波レーダ９０の測距データを用いて、処理を実行し、物標までの方位や距離をより正確に算出する。

【0015】

図５は、光学的測距装置１０における時刻ｔとミラー２６の角度θ（ｔ）の関係を示すグラフである。制御部５０は、図５に示す時刻ｔがｔ０からｔ１までの往動動作において、ミラー２６の角度θ（ｔ）がθｓからθｅに増加していくように、時刻ｔに応じたミラー２６の角度指令ａ（ｔ）を角度指令値算出部５３に生成させ、スキャナ２８へ角度指令ａ（ｔ）を送信させる。角度指令値算出部５３は、スキャナ２８からミラーの角度θ（ｔ）を取得し、ＰＩＤ制御等により、角度指令ａ（ｔ）をフィードバック制御してもよい。光学的測距装置１０は、この時刻ｔ０からｔ１までの往動動作において、物標までの距離を測定する。また、時刻ｔ１からｔ２までの復動動作において、ミラー２６の角度θ（ｔ）がθｅからθｓに減少していくように、時刻ｔに応じたミラー２６の角度指令ａ（ｔ）を角度指令値算出部５３に生成させ、スキャナ２８へ角度指令ａ（ｔ）を送信させる。時刻ｔ１からｔ２までの復動動作の基準長さは、上述したように、Ｄである。角度指令値算出部５３は、角度指令ａ（ｔ）を同様にフィードバック制御してもよい。なお、光学的測距装置１０は、この時刻ｔ１からｔ２までの復動動作においては、物標までの距離を測定しない。ただし、光学的測距装置１０は、この時刻ｔ１からｔ２までの復動動作において、物標までの距離を測定してもよい。なお、時刻ｔ０からｔ２（次のサイクルのｔ０）までの１サイクルの時間は、１００ｍｓ程度である。

【0016】

調整時間算出部５２が同期タイミング生成部から調整時間ｄを受信すると、新たな復動動作の時間Ｄ＋ｄを算出し、角度指令値算出部５３に送る。角度指令値算出部５３は、次サイクルの復動動作の期間である時刻ｔ３からｔ５までの長さを時間Ｄ＋ｄとし、時刻ｔ３でミラー２６の角度がθｅ、時刻ｔ５でミラー２６の角度がθｓに減少するように、新たなミラー２６の角度指令ａ（ｔ）を算出し、スキャナ２８に指令する。これにより、さらに次のサイクル以降において、同期信号ｔｓ１とタイミング信号ｔｓとを一致させることができる。

【0017】

以上、第１実施形態によれば、物標との距離を測定する期間であるミラー２６の往動時間を変えずに、物標との距離を測定しない期間であるミラー２６の復動時間Ｄを調整することで、１サイクルの時間を調整し、スキャナ２８の動作をタイミング信号ｔｓに同期させる。その結果、制御部５０が実行するタイミング調整処理は、測距結果に影響を与えない。

【0018】

第１実施形態では、往動から復動に切り替える期間、あるいは、復動から往動に切り替える期間は、ゼロであり、物標との距離を測定しない期間であるミラー２６の復動時間Ｄを調整することで、１サイクルの時間を調整しているが、往動から復動に切り替える期間、あるいは、復動から往動に切り替える期間の長さを調整時間ｄとすることで、１サイクルの時間を調整してもよい。

【0019】

・第２実施形態：
図６は、第２実施形態の光学的測距装置１１のブロック構成を示す説明図である。光学的測距装置１１は、制御部５１がカウンタ５６を備える点で、第１実施形態の光学的測距装置１０と相違する。また、光学的測距装置１１の調整時間算出部５４と角度指令値算出部５５は、第１実施形態の光学的測距装置１０の調整時間算出部５２と角度指令値算出部５３と動作が少し異なっている。第２実施形態では、光学的測距装置１１の外部に、タイミング信号生成部６０の代わりに、パルス信号生成部６１を備える。第１実施形態では、光学的測距装置１０の制御部５０は、外部より調整時間ｄを取得し、スキャナ２８の動作タイミングを調整しているが、第２実施形態では、光学的測距装置１１の制御部５１は、外部よりパルス信号Ｐ２を受信し、光学的測距装置１１の内部でスキャナ２８の動作タイミングをパルス信号Ｐ２に同期させるようにしている。以下、相違点について説明する。

【0020】

パルス信号生成部６１は、全球測位衛星システム受信機７４から、時刻ｔを受信し、予め定められた周期ごとにパルス信号Ｐ２を生成する。なお、パルス信号生成部６１の代わりに、第１実施形態のタイミング信号生成部６０を用い、タイミング信号ｔｓをパルス信号Ｐ２として用いてもよい。

【0021】

カウンタ５６は、制御部５１内のタイマ（図示せず）にしたがって一定の時間ごとにカウントアップするカウンタであり、カウント値Ｃ（ｔ）を調整時間算出部５４と角度指令値算出部５５に送る。本実施形態では、カウンタ５６のカウント１あたりの時間は、ｔ１／Ｃ１である。カウンタ５６は、角度指令値算出部５５からリセット信号Ｒｓｔを受信すると、カウント値Ｃ（ｔ）をゼロにリセットする。調整時間算出部５４は、カウンタ５６からカウント値Ｃ（ｔ）を受信し、パルス信号生成部６１からパルス信号Ｐ２を受信し、パルス信号Ｐ２を受信したときのカウント値Ｃ（ｔ）をカウント値Ｃ３とし、カウント値Ｃ２とカウント値Ｃ３の和Ｃ２＋Ｃ３を角度指令値算出部５５に送る。ここで、カウント値Ｃ２は、復動時間を調整しない場合において、ミラー２６の角度θがθｓに戻ったときのカウンタ５６のカウント値Ｃ（ｔ）である。

【0022】

角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ）を受信すると、カウント値Ｃ（ｔ）に応じた角度指令ａ（Ｃ（ｔ））をスキャナ２８に送る。具体的には、カウント値Ｃ（ｔ）が０からＣ１までの往動動作では、角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ）が１増加するごとに、角度指令ａ（ｔ）を（θｅ－θｓ）／Ｃ１だけ増加させ、カウント値がＣ１から（Ｃ２＋Ｃ３）までの復動動作では、カウント値Ｃ（ｔ）が１増加するごとに、角度指令ａ（ｔ）を（θｅ－θｓ）／（Ｃ２＋Ｃ３）だけ減少させる。角度指令値算出部５５は、スキャナ２８からミラーの角度θ（Ｃ（ｔ））を取得し、ＰＩＤ制御等により、角度指令ａ（Ｃ（ｔ））をフィードバック制御してもよい。角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ）がＣ２＋Ｃ３に達すると、リセット信号Ｒｓｔをカウンタ５６に送る。

【0023】

図７は、光学的測距装置１１における時刻ｔとミラー２６の角度θ（ｔ）とカウント値Ｃ（ｔ）の関係を示すグラフである。時刻ｔ０において、カウンタ５６のカウント値Ｃ（ｔ）は、０である。その後、カウンタ５６のカウント値Ｃ（ｔ）は、制御部５１内のタイマに従い、一定時間ごとにカウントアップしていき、時刻ｔ１でカウンタ５６のカウント値Ｃ（ｔ）は、Ｃ１となる。このカウント値Ｃ（ｔ）が０からＣ１の期間、すなわち、往動動作において、角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ）が１増加するごとに、角度指令ａ（ｔ）を（θｅ－θｓ）／ｃ１だけ増加させ、ミラー角度θ（ｔ）をθｓからθｅに増加させる。

【0024】

時刻ｔ０とｔ１の間の時刻ｔａにおいて、図６のパルス信号生成部６１は、パルスＰ２を発生し、調整時間算出部５４に送るとする。なお、この時刻ｔ０からｔａまでの長さが、第１実施形態の調整時間ｄに対応する。調整時間算出部５４は、カウンタ５６からカウント値Ｃ（ｔ）を受信しており、パルスＰ２を受信したときのカウント値Ｃ３を取得する。調整時間算出部５４は、Ｃ２＋Ｃ３を算出し、角度指令値算出部５５に送信する。

【0025】

時刻ｔ１になると、カウント値Ｃ（ｔ１）はＣ１となり、ミラー角度θ（Ｃ１）は、θｅとなる。時刻ｔ１以降は、角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ）が１増加するごとに、角度指令ａ（Ｃ（ｔ１））を（θｅ－θｓ）／（Ｃ２＋Ｃ３）だけ減少させていく。カウント値Ｃ３が０の場合、時刻ｔ２でカウント値はＣ２となり、角度指令ａ（Ｃ（ｔ２））がθｓとなるが、カウント値Ｃ３が０でない場合、時刻ｔ２では、角度指令ａ（Ｃ（ｔ２））は、θｅとθｓの間の値である。時刻ｔ３になると、カウント値Ｃ（ｔ３）はＣ２＋Ｃ３となり、ミラー角度θ（Ｃ２＋Ｃ３）は、θｓとなる。カウント値Ｃ（ｔ３）がＣ２＋Ｃ３となると、角度指令値算出部５５は、リセット信号Ｒｓｔをカウンタ５６に送信する。カウンタ５６は、リセット信号Ｒｓｔを受信すると、カウント値Ｃ（ｔ）を０にリセットする。なお、時刻ｔｂになると、パルス信号生成部６１は、パルスＰ２を発生する。ここで、時刻ｔｂと時刻ｔ３は同じタイミングであるので、調整時間算出部５４がパルスＰ２を受信したときのカウント値Ｃ（ｔｂ）は０となる。したがって、新たなカウント値Ｃ３は、０となる。

【0026】

時刻ｔ３（次サイクルのｔ０）では、調整時間算出部５４は、Ｃ２＋Ｃ３を制御部５１に送信するが、調整時間算出部５４がパルスＰ２を受信したときのカウンタ５６のカウント値Ｃ（ｔ）0であるので、Ｃ３が０となり、調整時間算出部５４から角度指令値算出部５５に送信されるＣ２＋Ｃ３は、Ｃ２と同じ値となる。次サイクルのカウント値Ｃ（ｔ）が０からＣ１までの往動動作では、制御部５１は、カウンタ５６からカウント値Ｃ（ｔ）を受信し、カウント値Ｃ（ｔ）が１増加するごとに、角度指令ａ（ｔ）を（θｅ－θｓ）／ｃ１だけ増加させ、ミラー角度θ（ｔ）をθｓからθｅに増加させる。

【0027】

時刻ｔ４になると、カウント値Ｃ（ｔ４）はＣ１となり、ミラー角度θ（ｔ４）は、θｅとなる。カウント値がＣ１からＣ２までの復動動作では、角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ）が１増加するごとに、角度指令ａ（ｔ）を（θｅ－θｓ）／Ｃ２だけ減少させていく。

【0028】

時刻ｔ５になると、カウント値Ｃ（ｔ５）はＣ２＋Ｃ３（但しＣ３は０）となり、ミラー角度θ（ｔ５）は、θｓとなる。角度指令値算出部５５は、カウント値Ｃ（ｔ５）がＣ２＋Ｃ３（但しＣ３は０）になると、リセット信号Ｒｓｔをカウンタ５６に送信する。カウンタ５６は、リセット信号Ｒｓｔを受信すると、カウント値Ｃ（ｔ）を０にリセットする。なお、時刻ｔｃになると、パルス信号生成部６１は、パルスＰ２を発生する。ここで、時刻ｔｃと時刻ｔ５は同じタイミングとなるので、調整時間算出部５４がパルスＰ２を受信したときのカウント値Ｃ（ｔｃ）は０となる。すなわち、ミラー２６、スキャナ２８の動作は、パルス信号Ｐ２に同期する。

【0029】

以上、第２実施形態によれば、光学的測距装置１１は、時間経過によりカウントアップし、スキャナ２８を１サイクル動作させるごとにリセットされるカウンタ５６を有し、制御部５１は、タイミング信号Ｐ２を受信したときのカウンタ５６のカウント値Ｃ３を用いてミラー２６を復動させる時間を調整する。この構成によれば、調整する時間を制御部５１の内部で生成し、ミラー２６、スキャナ２８の動作タイミングを調整できる。

【0030】

・第３実施形態：
図８は、第３実施形態における制御部５０が実行するタイミング調整の制御のフローチャートである。第３実施形態は、第１実施形態とほぼ同じ構成であるが、制御部５０は、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上の場合には、復動時間をＤ＋ｄとし、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ未満の場合には、復動時間をＤ＋Δｄ（Δｄは、閾値ｄｔｈよりも小さい値）とする点が相違する。

【0031】

ステップＳ１００では、制御部５０の調整時間算出部５２は、復動時間Ｄに基準復動時間Ｄｓｔｄを代入する。これにより、最初のステップでは、復動時間Ｄは、基準復動時間Ｄｓｔｄに等しくなる。

【0032】

ステップＳ１１０では、制御部５０の調整時間算出部５２は、調整時間ｄをタイミング信号生成部６０から取得する。ステップＳ１２０では、調整時間算出部５２は、調整時間ｄの絶対値がΔｄ／２未満か否かを判断する。ここで、Δｄは、予め定められた最小調整時間であり、後述するステップにおいて復動時間を調整するときの調整量である。ステップＳ１２０において、調整時間ｄの絶対値がΔｄ／２未満の場合は、制御部５０は、調整処理をステップＳ１８０に移行し、調整時間ｄの絶対値がΔｄ／２以上の場合には、処理をステップＳ１３０に移行する。

【0033】

ステップＳ１３０では、調整時間算出部５２は、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上か否かを判断する。制御部５０は、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上の場合には、処理をステップＳ１４０に移行し、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ未満の場合には、処理をステップＳ１５０に移行する。

【0034】

ステップＳ１４０では、調整時間算出部５２は、次サイクルの復動時間をＤ＋ｄとする。ステップＳ１５０では、調整時間算出部５２は、調整時間ｄが０より大きいか、否かを判断し、調整時間ｄが０より大きい場合には、処理をステップＳ１６０に移行し、調整時間ｄが０より大きくない場合には、処理をステップＳ１７０に移行する。調整時間算出部５２は、ステップＳ１６０では、次サイクルの復動時間をＤ＋Δｄとし、ステップＳ１７０では、次サイクルの復動時間をＤ－Δｄとする。

【0035】

図９は、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上の場合のタイミングチャートである。２サイクル目では、調整時間算出部５２は、復動時間をＤ＋ｄとすることで、一気にタイミングを調整し、３サイクル目では、復動時間がＤとなっており、タイミング調整は不要となっている。

【0036】

図１０は、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ未満の場合のタイミングチャートである。２サイクル目では、調整時間算出部５２は、復動時間をＤ＋Δｄとすることで、タイミングを少し調整し、３サイクル目では、調整時間算出部５２は、復動時間をＤ－Δｄとすることで、タイミングを少し調整するように、少しずつタイミングを調整する。復動時間を減少方向に調整する場合には、往動時間に行われる測距動作に影響を与える可能性があるため、調整時間算出部５２は、測距動作に影響を与えない範囲（－Δｄ）で分割してタイミング調整をする。

【0037】

第３実施形態によれば、調整時間ｄの大きさにより、一気にタイミング調整する、あるいは、少しずつタイミング調整するかを切り替える。例えば、光学的測距装置１０を搭載する車両１００のパワースイッチ（図示せず）がオンされた場合などの起動直後では、生じ得るタイミング信号ｔｓと同期信号ｔｓ１とが大きく乖離する場合があり、この場合には、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上となる。調整時間算出部５２は、このような調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上の場合には、復動時間をＤ＋ｄとすることで、全調整量を一括して調整する。一方、その他の調整時間ｄが閾値ｄｔｈ未満の場合には、調整時間算出部５２は、復動時間をＤ＋ΔｄまたはＤ－Δｄとすることで、測距動作に影響を与えない範囲（－Δｄ）で分割してタイミング調整できる。

【0038】

・第４実施形態：
図１１は、第４実施形態の時刻と角度指令値の関係を示すタイミングチャートである。第４実施形態では、角度指令値算出部５３は、数点の時刻ｔ、例えば、時刻ｔ０、ｔ１，ｔ２、ｔ３とその時刻ｔ０、ｔ１，ｔ２、ｔ３における角度指令値ａ（ｔ０）、ａ（ｔ１）、ａ（ｔ２）、ａ（ｔ３）を関連付けて内部の記憶部（図示せず）に格納している。第１タイミングである時刻ｔ０から第２タイミングである時刻ｔ１の間の任意の時刻ｔｉでは、角度指令値算出部５３は、時刻ｔ０、ｔ１における角度指令値ａ（ｔ０）、ａ（ｔ１）を用い、線形補間により角度指令値ａ（ｔｉ）を算出する。具体的には、時刻ｔｉにおける角度指令値ａ（ｔｉ）は、以下の式（１）により算出される。
ａ（ｔｉ）＝（ｔｉ－ｔ０）・（ａ（ｔ１）－ａ（ｔ０）／（ｔ１－ｔ０）
＝（ｔｉ－ｔ０）・（ａ１－ａ０）／（ｔ１－ｔ０） …（１）

【0039】

時刻ｔ１からｔ２の間の時刻ｔｊ、時刻ｔ２からｔ３の間の時刻ｔｋでは角度指令値ａ（ｔｊ）、ａ（ｔｋ）は、それぞれ以下の式（２）（３）により算出される。
ａ（ｔｊ）＝ａ１＋（ｔｊ－ｔ１）・（ａ（ｔ２）－ａ（ｔ１）／（ｔ２－ｔ１）
＝ａ１＋（ｔｊ－ｔ１）・（ａ２－ａ１）／（ｔ２－ｔ１）…（２）
ａ（ｔｋ）＝ａ２＋（ｔｋ－ｔ２）・（ａ（ｔ２）－ａ（ｔ１）／（ｔ３－ｔ２）
＝ａ２＋（ｔｋ－ｔ２）・（ａ０－ａ２／（ｔ３－ｔ２）…（３）

【0040】

以上、第４実施形態によれば、角度指令値算出部５３は、時刻ｔ０、ｔ１，ｔ２、ｔ３以外の角度指令値ａ（ｔ）を格納する必要が無い。また、復動動作の期間では、タイミング調整により１サイクルが終了する時刻ｔ３が変わっても、時刻ｔにおける角度指令値を、線形補間により算出できる。例えば、第４実施形態によれば、第２サイクルの復動動作においては、調整時間ｄが０の場合、時刻ｔ６が第２タイミングとなるが、調整時間が０でない場合、調整時間算出部５２は、１サイクルの時間であるフレーム時間に調整量ｄを加算または減算し、第２タイミングである時刻ｔ６を時刻ｔ７に変更し、時刻ｔ５から時刻ｔ７の間の角度指令値ａ（ｔ）を線形補間により算出できる。

【0041】

上記第１実施形態では、制御部５０の内部に調整時間算出部５２が設けられている構成であるが、調整時間算出部５２は、制御部５０の外部に設けられていてもよい。

【0042】

・第５実施形態：
図１２は、第５実施形態の光学的測距装置１２のブロック構成を示す説明図である。車両１０１は、光学的測距装置１２と、外部制御部７１と、を備える。外部制御部７１は、データ処理部７２と、全球測位衛星システム受信機７４（ＧＮＳＳ）と、タイミング信号生成部７６とを備える。タイミング信号生成部７６は、第１実施形態の光学的測距装置１０のタイミング信号生成部６０と同様の機能を有するが、外部制御部７１に設けられている点で、第１実施形態と構成が相違している。第５実施形態の光学的測距装置１２では、同期信号ｔｓ１は、距離算出部４０、データ処理部７２を経由して、外部制御部７１のタイミング信号生成部７６に伝えられる。なお、同期信号ｔｓ１は、光学的測距装置１２の制御部５７から外部制御部７１のタイミング信号生成部７６に直接伝えられてもよい。また、光学的測距装置１２では、調整時間算出部５２が、制御部５７の外部に設けられていている点で第１実施形態の光学的測距装置１０と相違する。但し、調整時間算出部５２は、第１実施形態の光学的測距装置１０と同様に、制御部５７の内部に設けられていてもよい。

【0043】

タイミング信号生成部７６が生成するタイミング情報には光学的測距装置１２の制御部５７が調整の目標値とする情報の他に、通信を行った時点の時間情報を含んでも良い。また、距離算出部４０は、測距データに各測距点の時間情報を含み、データ処理部７２はその時間情報からタイミング情報を計算してもよい。

【0044】

第５実施形態の光学的測距装置１２では、外部制御部７１が、車両の走行環境や他のセンサの動作状況、測距データに各測距点の時間情報を用いて、光学的測距装置１２のタイミング調整に必要なずらし時間算出して送信し、光学的測距装置１２がそのずらし時間情報を受け取ってスキャナ２８を制御することにより同期を行い、タイミング調整処理を実行できる。

【0045】

第５実施形態は、第２実施形態から第４実施形態のいずれかと組み合わせてもよい。例えば、第５実施形態において、第３実施形態のように、制御部５７は、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ以上の場合、復動時間をＤ＋ｄとすることで、一気にタイミングを調整し、調整時間ｄが閾値ｄｔｈ未満の場合には、調整時間算出部５２は、復動時間をＤ＋ΔｄまたはＤ－Δｄとすることで、測距動作に影響を与えない範囲（－Δｄ）で分割してタイミング調整してもよい。また、第５実施形態においては、外部制御部７１が、調整時間ｄから、タイミング調整を一括調整で行うか、分割調整で行うかを決定して指示し、制御部５７がその決定の結果を受信して、タイミング調整を一括調整または分割調整のいずれかで行うようにしてもよい。

【0046】

上記各実施形態では、距離算出部４０は、発光部２１による照射光ＩＬの発光から受光部３０が物標からの反射光ＲＬを検出するまでの時間を用いて、物標までの距離を算出しているが、照射光ＩＬの位相と、反射光ＲＬの位相との位相差を用いて物標までの距離を算出してもよい。

【0047】

上記各実施形態では、往動動作の期間を維持しているが、往動動作の測距期間を維持できれば、往動動作の期間は、維持できなくてもよい。測距期間が維持できれば、測距に影響しないからである。

【0048】

本開示は，上述の実施形態に限られるものではなく，その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば，発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は，上述の課題の一部又は全部を解決するために，あるいは，上述の効果の一部又は全部を達成するために，適宜，差し替えや，組み合わせを行うことが可能である。また，その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ，適宜，削除することが可能である。

【符号の説明】

【0049】

１０…光学的測距装置、１１…光学的測距装置、２０…発光装置、２１…発光部、２２…コリメートレンズ、２６…ミラー、２８…スキャナ、３０…受光部、３１…受光レンズ、４０…距離算出部、５０…制御部、５１…制御部、５２…調整時間算出部、５３…角度指令値算出部、５４…調整時間算出部、５５…角度指令値算出部、５６…カウンタ、５７…制御部、６０…タイミング信号生成部、６１…パルス信号生成部、７１…外部制御部、７２…データ処理部、７４…全球測位衛星システム受信機、９０…ミリ波レーダ、１００、１０１、１０２、１０３…車両、２００、２０５…道路、２０１、２０６…センターライン道路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】