CN109696687A - 距离测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种距离测定装置，能够不取决于到物体的距离地适当地检测距离。距离测定装置(1)具备：激光源(31)、光检测器(38)和控制器(101)。控制器(101)在一个测距动作时基于从光检测器(38)输出的检测信号，执行检测物体处于远距离的情况下的受光定时的远距离例程和检测物体处于近距离的情况下的受光定时的近距离例程，选择基于远距离例程的受光定时的检测结果和基于近距离例程的受光定时的检测结果的任意一个，基于选择的检测结果，计算到被照射投射光的物体为止的距离。

Description

距离测定装置

技术领域

本公开涉及使用光来测定与物体的距离的距离测定装置。

背景技术

以往，使用光来测定与物体的距离的距离测定装置被搭载于各种设备。作为使用光的距离的测定方式，例如已知利用三角测量法的方式。在该方式中，基于光的射出方向与该光被物体反射的反射光的行进方向之间的角度，测量到物体的距离。但是，在该方式中，在到物体的距离较长的情况下，难以正确地测量距离。作为能够抑制该问题的方式，能够使用基于射出光到对反射光进行受光为止的时间(运行时间)，来测定到物体的距离的方式。

以下的专利文献1中，记载了一种基于运行时间来测定到物体的距离的距离测定装置。在该距离测定装置中，在向同一方向照射规定次数的激光的期间，对到此为止从受光部输出的受光信号全部进行累计并计算累计信号。并且，若累计信号的峰值被判定为是通过来自反射物体的反射光而产生的，则即使在规定次数的激光的照射进行的中途，也停止激光的照射。由此，能够防止不必要地照射激光的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第4894360号公报

在基于运行时间来测定到物体的距离的距离测定装置中，需要适当地检测从物体反射的反射光的受光定时。但是，距离测定装置受光的反射光的光量与到物体的距离的平方成反比地衰减。因此，若到物体的距离变长，则反射光的检测信号变小，由于内部杂散光、外部光、噪声等的影响，难以适当地检测反射光的受光定时。

发明内容

鉴于该问题，本公开的目的在于，提供一种能够不取决于到物体的距离地、适当地检测距离的距离测定装置。

本公开的主要方式涉及一种距离测定装置。该方式所涉及的距离测定装置具备：光源，射出测距用的投射光；光检测器，对从测距区域反射的反射光进行受光；和控制器。这里，所述控制器在一个测距动作时，基于从所述光检测器输出的检测信号，执行检测物体处于远距离的情况下的受光定时的远距离例程、和检测物体处于近距离的情况下的受光定时的近距离例程，选择基于所述远距离例程的所述受光定时的检测结果和基于所述近距离例程的所述受光定时的检测结果的任意一个，基于选择的所述检测结果，计算到被照射所述投射光的物体为止的距离。

通过本方式所涉及的距离测定装置，选择远距离例程的检测结果和近距离例程的检测结果的任意一个来计算到物体的距离，因此能够不取决于到物体的距离地、适当地检测到物体的距离。

如以上那样，通过本公开所涉及的距离测定装置，能够不取决于到物体的距离地、适当地检测距离。

本公开的效果乃至意义通过以下所示的实施方式的说明更加明确。但是，以下所示的实施方式仅仅是将本公开实施化时的一个示例，本公开并不限制于以下的实施方式所述的任意方式。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的距离测定装置的结构的立体图。

图2是表示使实施方式所涉及的固定部与旋转部分离的状态的距离测定装置的结构的立体图。

图3是表示实施方式所涉及的距离测定装置的结构的剖视图。

图4A是表示实施方式所涉及的分束器的结构的俯视图。

图4B是表示实施方式所涉及的分束器的结构的侧视图。

图5A是表示使用了阈值的反射光的检测方法的一个例子的图。

图5B是表示使用了阈值的反射光的检测方法的其他的例子的图。

图5C是表示使用了阈值的反射光的检测方法的其他的例子的图。

图5D是表示使用了阈值的反射光的检测方法的其他的例子的图。

图5E是表示使用了阈值的反射光的检测方法的其他的例子的图。

图5F是表示使用了阈值的反射光的检测方法的其他的例子的图。

图5G是表示使用了阈值的反射光的检测方法的其他的例子的图。

图6A是表示从光检测器输出的检测信号的一个例子的图。

图6B是将图6A的检测信号分离为内部杂散光以及反射光信号的信号分量来表示的图。

图6C是将图6A的检测信号分离为外部光以及暗电流的信号分量来表示的图。

图6D是将图6A的检测信号分离为噪声分量来表示的图。

图7A是示意性地表示实施方式所涉及的远距离例程中的反射光的检测方法的图。

图7B是示意性地表示实施方式所涉及的远距离例程中的反射光的检测方法的图。

图7C是示意性地表示实施方式所涉及的近距离例程中的反射光的检测方法的图。

图8是表示实施方式所涉及的距离测定装置的结构的电路框图。

图9A是表示实施方式所涉及的测距处理的基本例程的流程图。

图9B是表示实施方式所涉及的1点测距例程的流程图。

图10A是表示实施方式所涉及的远距离例程的流程图。

图10B是表示实施方式所涉及的近距离例程的流程图。

-符号说明-

1 距离测定装置

31 激光源(光源)

38 光检测器

101 控制器

具体实施方式

以下，参照附图来对本公开的实施方式进行说明。为了方便，各图中附记相互正交的X、Y、Z轴。Z轴方向是距离测定装置1的高度方向。

图1是表示距离测定装置1的结构的立体图。

如图1所示，距离测定装置1具备：圆柱状的固定部10、和可旋转地配置于固定部10的旋转部20。旋转部20包含：与固定部10大致相同直径的大径部20a、直径小于大径部20a的小径部20b、和将大径部20a与小径部20b连结的倾斜部20c。大径部20a以及小径部20b均为圆柱形状。固定部10与旋转部20的大径部20a以及小径部20b彼此被配置为同轴。在小径部20b的侧面，摄像透镜35被配置为在外部露出。从摄像透镜35向测距区域投射激光(投射光)。摄像透镜35构成用于获取从测距区域反射的反射光的透镜部。

旋转部20以平行于Z轴并且贯穿小径部20b的中心的旋转轴R10为中心进行旋转。伴随着旋转部20的旋转，从摄像透镜35投射的激光的光轴以旋转轴R10为中心进行旋转。伴随于此，测距区域也进行旋转。距离测定装置1基于向测距区域投射激光的定时与从测距区域接受到激光的反射光的定时之间的时间差(运行时间)，来测量到存在于测距区域的物体为止的距离。具体而言，将该时间差与光的速度相乘之后，除以2，来求出到物体的距离。如上述那样，通过旋转部20围绕旋转轴R10旋转一圈，从而距离测定装置1能够测量到存在于周围360度的范围的物体为止的距离。

图2是表示使固定部10与旋转部20分离的状态的距离测定装置1的结构的立体图。

如图2所示，固定部10具备：圆柱状的支承基座11、线圈12、磁轭13和轴承滚珠15。支承基座11例如由树脂形成。在支承基座11的上表面，沿着以旋转轴R10为中心的周方向，形成凹部11a。在该凹部11a，嵌入薄板状的磁轭13。磁轭13是圆板的中央部被取出的形状。磁轭13通过螺钉14而被固定于支承基座11。

进一步地，在磁轭13的上表面，多个线圈12被配置为在周方向排列。这里，12个线圈12被安装于磁轭13的上表面。这些磁轭13与旋转部20侧的磁体22一起，构成用于使旋转部20旋转的马达。

在支承基座11的上表面，在凹部11a的内侧深度一定的引导槽11b形成为在周方向延伸。在与周方向垂直的平面切断的引导槽11b的形状为V字状。引导槽11b在周方向连结。引导槽11b用于将轴承滚珠15在周方向引导。在引导槽11b中嵌入多个轴承滚珠15。用于保持轴承滚珠15间的距离的隔离物也可以进一步被嵌入到引导槽11b。

在支承部件21的中央部设置圆柱状的突部11c，进一步在该突部11c设置凹部11d。在该凹部11d配置构成后述的光学***的光学部件。图2中，作为光学部件，表示了分束器33和反射镜36。

图2中，旋转部20以上下反转的状态而被表示。旋转部20具备支承部件21和磁体22。虽图2中并未表示，但旋转部20中还设置有磁轭23(参照图3)。在图2的状态下，磁轭23被磁体22覆盖。

在旋转部20的大径部20a，沿着以旋转轴R10为中心的周方向，形成凹部21a。在该凹部21a中嵌入薄板状的磁轭23(参照图3)。磁轭23是圆板的中央部被取出的形状。磁轭23通过热固化粘合剂或者金属与树脂的一体成形等手段而被固定于大径部20a。

进一步地，多个磁体22被配置为在周方向排列，以使得覆盖磁轭23。这些磁体22被配置为相邻的磁体22的极性相互反转。这里，16个磁体22被安装为覆盖磁轭23。这些磁体22如上述那样，与固定部10侧的线圈12一起，构成用于使旋转部20旋转的马达。

在支承部件21，向凹部21a的内侧深度一定的引导槽21b形成为在周方向延伸。在与周方向垂直的平面切断的引导槽21b的形状为V字状。引导槽21b在周方向连结。引导槽21b与固定部10侧的引导槽11b一起，用于在周方向引导轴承滚珠15。如图1所示，若旋转部20与固定部10重叠，则轴承滚珠15被固定部10侧的引导槽11b和旋转部20侧的引导槽21b夹着。由此，旋转部20能够以旋转轴R10为中心旋转地、被固定部10支承。

在支承基座11的中央部设置圆筒状的壁部21c，进一步在该壁部21c的内侧设置开口21d。在该开口21d设置后述的旋转反射镜34(参照图3)。开口21d与形成于小径部20b的侧面的开口21e连结。在该开口21e，设置摄像透镜35。另外，在壁部21c，在周方向以一定间隔形成切口21f。切口21f用于检测旋转部20的旋转状态。

如上述那样，若旋转部20与固定部10重叠，则经由轴承滚珠15，旋转部20能够以旋转轴R10为中心旋转地、被固定部10支承。在该状态下，被配置于旋转部20侧的多个磁体22与配置于固定部10侧的多个线圈12相向。这样，构成用于将旋转部20在旋转方向驱动的马达。

此外，在该状态下，在旋转部20侧的磁体22与固定部10侧的磁轭13之间产生磁吸附力。通过该磁吸附力，旋转部20被吸附于固定部10，可维持旋转部20相对于固定部10的支承状态。即，磁轭13构成用于在与磁体22之间产生用于限制旋转部20的脱落的磁吸附力的磁性部。另外，也可以通过由磁性体构成支承基座11，来产生该磁吸附。

图3是表示距离测定装置1的结构的剖视图。图3中，表示通过与X-Z平面平行的平面来在Y轴方向的中央位置将图1所示的距离测定装置1切断时的剖视图。图3中，通过实线来表示从激光源31射出并朝向测距区域的激光(投射光)，通过虚线来表示从测距区域反射的反射光。附加于光学***的点划线是光学***的光轴。

如图3所示，距离测定装置1作为光学***的结构，具备：激光源31、中继透镜32、分束器33、旋转反射镜34、摄像透镜35、反射镜36、滤光器37、光检测器38、39。激光源31和光检测器38、39被设置于电路基板41。中继透镜32、分束器33、反射镜36以及滤光器37被设置于固定部10侧的支承基座11。旋转反射镜34和摄像透镜35被设置于旋转部20的支承部件21。

激光源31射出规定波长的激光。激光源31例如是半导体激光器。激光源31的射出光轴与Z轴平行。激光源31被设置于在支承基座11的下表面设置的电路基板41。电路基板41通过螺钉42，被设置于支承基座11的下表面。从激光源31射出的激光通过中继透镜32，辐射角被收缩之后，入射到分束器33。激光透过分束器33，朝向旋转反射镜34。

图4A是表示分束器33的结构的俯视图。图4B是表示分束器33的结构的侧视图。

如图4A以及图4B所示，分束器33为在厚度一定的透明的基板33a的单面形成反射膜33b的结构。反射膜33b被设置于圆形的孔部33c以外的区域的全部。孔部33c被设定为比从中继透镜32侧入射的激光通过的区域稍宽。因此，从中继透镜32侧入射的激光大致全部透过分束器33，朝向旋转反射镜34。分束器33被配置为相对于Z轴倾斜45度。

返回到图3，旋转反射镜34是板状的全反射镜。旋转反射镜34被设置于支承部件21，以使得反射面与分束器33相向。旋转反射镜34的反射面是平面。旋转反射镜34被配置为反射面相对于Z轴倾斜45度。透过分束器33的激光通过旋转反射镜34，光轴被弯曲90度。即，激光通过旋转反射镜34，被反射到朝向摄像透镜35的方向。

摄像透镜35被设置为光轴与X轴平行。摄像透镜35将从旋转反射镜34侧入射的激光转换为大致平行光，投射到测距区域。摄像透镜35可以不是由一个透镜构成，也可以是多个透镜组合的结构。

在测距区域存在物体的情况下，投射到测距区域的激光被物体反射，再次朝向摄像透镜35。这样，从物体反射的反射光被摄像透镜35获取。反射光在透过摄像透镜35的期间，从摄像透镜35受到会聚作用。被摄像透镜35获取的反射光被旋转反射镜34反射，入射到分束器33。

参照图4B，入射到分束器33的反射光通过反射膜33b而被反射到X轴负方向。图4B中，通过虚线来表示反射光。入射到孔部33c的反射光未被反射地透过分束器33。入射到孔部33c以外的反射膜33b的区域的反射光通过反射膜33b，被反射到X轴负方向，朝向反射镜36。另外，图4B中，为了方便，图示为反射光好像是平行光，但实际为会聚光。

返回到图3，被分束器33反射的反射光通过反射镜36而被反射到Z轴负方向。反射镜36是在单面具有反射面的全反射镜。反射镜36被设置为反射面相对于Z轴倾斜45度。被反射镜36反射的反射光透过滤光器37，会聚到光检测器38。

滤光器37构成为使从激光源31射出的激光的波段的光透过，将其他的波段的光遮光。也可以在滤光器37的入射面或者出射面，设置与入射到滤光器37的反射光的光束直径大致同径的针孔。由此，能够进一步去除杂散光。光检测器38输出与受光光量相应的检测信号。另外，在滤光器37设置有针孔的情况下，光学***也可以被调整为摄像透镜35的焦点位置与针孔对位。

另外，在图3的结构中，除了电路基板41，子基板43被设置于支承基座11，在该子基板43设置检测器16。检测器16具备：发光部、与发光部对置的受光部。检测器16被配置为发光部与受光部之间的缝隙对位于图2所示的旋转部20侧的壁部21c。

随着旋转部20的旋转，若形成于壁部21c的切口21f对位于检测器16的发光部与受光部之间，则来自发光部的光被受光部受光，从检测器16输出高电平的信号。若切口21f通过，则来自发光部的光被壁部21c遮光，检测器16的信号下降到低电平。因此，若旋转部20旋转，则从检测器16输出与旋转速度相应的周期的脉冲信号。根据该信号，能够检测旋转部20的旋转状态。子基板43通过未图示的信号线，与电路基板41电连接。

在支承基座11，形成用于将被分束器33的入射面(激光源31侧的面)反射的激光导向光检测器39的引导孔17。从激光源31射出的投射光的大部分透过分束器33的入射面，一部分被入射面反射并入射到引导孔17。优选引导孔17的内侧面是镜面以使得能够将更多的投射光导向光检测器39。

也可以通过比图4B所示的孔部33c稍宽的光束直径来使投射光入射到反射膜33b，并通过反射膜33b来使从孔部33c漏出的透过光的部分反射，导向图3的引导孔17。这样，能够将更多的投射光导向光检测器39。如后述那样，来自光检测器39的检测信号被用于规定投射光的发光定时。

然而，为了测定到存在于测距区域的物体为止的距离，必须正确地检测投射光的投射定时和反射光的受光定时。这里，到物体的距离越远离，被光检测器38受光的反射光的强度越小。即，被光检测器38受光的反射光的强度与到物体的距离的平方成反比地衰减。因此，在距离的测定中，需要正确地检测这种微弱的反射光的受光定时。

图5A是表示使用了阈值Dth的反射光的检测方法的一个例子的图。图5A中，横轴是从激光源31射出投射光后的经过时间，纵轴是从光检测器38输出的检测信号的电压值。

从激光源31射出的投射光的一部分例如被图3所示的摄像透镜35的入射面(X轴负侧的面)反射并成为内部杂散光，该内部杂散光入射到光检测器38。即使在摄像透镜35的入射面形成防反射膜也产生这种内部杂散光。因此，在来自光检测器38的检测信号中，如图5A所示，除了基于反射光的波形，还产生基于内部杂散光的波形。在该情况下，如图5A那样，通过在内部杂散光的波高值与反射光的波高值之间设定阈值Dth，能够取得反射光的受光定时。例如，能够将在检测信号上升方向超过阈值Dth的定时作为反射光的受光定时来取得。

但是，光检测器38中会产生除了反射光还有从外部获取的自然光(外部光)以较高的光量入射的情况。在该情况下，如图5B所示，基于外部光的信号分量与来自光检测器38的检测信号重叠，内部杂散光的波形和反射光的波形提高了外部光的信号分量的电平。因此，内部杂散光的波形超过阈值Dth，不能通过阈值Dth来适当地检测反射光的受光定时。

这种问题例如图5C所示，能够通过进一步减少内部杂散光的电平，并加宽基于反射光的波形的波高值与基于内部杂散光的波形的波高值的差异来消除。这里，内部杂散光例如能够通过提高形成于摄像透镜35的入射面的防反射膜的性能来抑制。由此，如图5D那样，在外部光的信号分量重叠的情况下，也能够抑制内部杂散光的波形超过阈值Dth的情况，能够通过阈值Dth来适当地检测反射光的受光定时。

但是，从消耗电力的抑制以及对人体的影响的避免的观点出发，期望将投射光的输出电平抑制的尽量小。从这种观点出发，若减少投射光的输出电平，则反射光的受光光量随着投射光的输出电平的减少而降低。因此，如图5E所示，检测信号中的反射光的波高值变小，接近于杂散光的波高值。在该情况下，若如图5E那样设定阈值，则如图5F所示，在外部光的信号分量重叠的情况下，内部杂散光的波形也不会超过阈值Dth。

但是，来自光检测器38的检测信号中也可能重叠电路上产生的随机的噪声分量。在该情况下，如图5G所示，若内部杂散光的波形与噪声分量重叠，则会产生内部杂散光的波形超过阈值Dth的情况。若这样，则不能适当地检测反射光的受光定时。

图6A是表示从光检测器38输出的检测信号的一个例子的图。图6B、图6C以及图6D分别是将图6A的检测信号分离为内部杂散光以及反射光的信号分量、外部光以及暗电流的信号分量、噪声分量来进行表示的图。图6A～图6D中，横轴是投射光被投射后的经过时间，纵轴是各信号的电压值。这里，除了内部杂散光、外部光以及噪声，还考虑基于光检测器38的暗电流的信号分量。

图6A的检测信号中，如图6B所示，通过设定电压1.0V左右的阈值Dth，能够取得反射光的受光定时。但是，在该阈值Dth下，若图6C、图6D所示的基于外部光以及暗电流的信号分量和基于噪声的信号分量重叠于检测信号，则如图6A所示，基于反射光的波形以及基于内部杂散光的波形超过阈值Dth，不能适当地检测反射光的受光定时。

因此，在本实施方式中，通过使用以下所示的手法，来实现适当地检测微弱的反射光的受光定时。

在本实施方式中，在一个测距动作时，基于从光检测器38输出的检测信号，执行对物体处于远距离的情况下的受光定时进行检测的远距离例程、和对物体处于近距离的情况下的受光定时进行检测的近距离例程。然后，选择基于远距离例程的受光定时的检测结果和基于近距离例程的受光定时的检测结果的任意一个，基于选择的检测结果，计算到被照射了投射光的物体为止的距离。

图7A以及图7B是示意性地表示远距离例程中的反射光的检测方法的图，图7C是示意性地表示近距离例程中的反射光的检测方法的图。

在物体处于近距离的情况下，由于被物体反射的反射光比由光检测器38受光的光量多，因此如图7C所示，基于反射光的检测信号的波高值变高。因此，基于内部杂散光的检测信号的波高值与基于反射光的检测信号的波高值的差异变大。在该情况下，若如图7C所示设定阈值Dth，则即使基于外部光、暗电流以及噪声的信号分量重叠，基于内部杂散光的波形也不会超过阈值Dth。

在近距离例程中，从这种观点出发，设定阈值Dth，检测反射光的受光定时。近距离例程中的阈值Dth被设定为如下的电平：即使基于外部光、暗电流以及噪声的信号分量以可假定的最大电平重叠于检测信号，基于内部杂散光的波形也不超过阈值Dth，并且能够适当地检测反射光的波形。

在物体处于远距离的情况下，由于被物体反射的反射光比由光检测器38受光的光量少，因此如图7A所示，基于反射光的检测信号的波高值变小。因此，基于内部杂散光的检测信号的波高值与基于反射光的检测信号的波高值的差异变小。因此，在该情况下，即使如图7A所示那样设定阈值Dth，如图7B所示，外部光以及暗电流的信号分量、基于噪声的信号分量重叠的情况下，也会产生基于内部杂散光的波形超过阈值Dth的情况。

因此，在远距离例程中，如图7A、图7B所示，为了能够检测反射光的波形，阈值Dth被设定为低于近距离例程，并且屏蔽时间被设定为至少包含内部杂散光的出现期间，在检测信号超过阈值Dth的定时包含于屏蔽时间的情况下，该定时被设为受光定时的检测对象外。

将基于远距离例程的受光定时的检测结果和近距离例程的受光定时的检测结果的哪个用于距离的测量，是基于哪个检测结果作为来自物体的受光定时是准确的来选择的。例如，作为该准确度的判定方法，能够使用如下方法：在一个测定动作中分别执行多次远距离例程和近距离例程，通过检测的受光定时的总数较多的例程来检测到的受光定时被判定为作为来自物体的受光定时比较准确。另外，作为准确度的判定手法，也可以使用除此以外的判定手法。

以下，对使用了远距离例程和近距离例程的距离测量的具体结构进行说明。

图8是表示距离测定装置1的结构的电路框图。

图8所示，距离测定装置1作为电路部的结构，具备：控制器101、激光器驱动电路102、旋转驱动电路103和信号处理电路104。

控制器101具备CPU(Central Processing Unit)等运算处理电路和存储器101a，根据规定的控制程序来控制各部。激光器驱动电路102根据来自控制器101的控制，驱动激光源31。旋转驱动电路103根据来自控制器101的控制，使线圈12导通电流。例如，控制器101基于从检测器16输入的脉冲信号，控制旋转驱动电路103，以使得旋转部20以规定的旋转速度进行旋转。伴随于此，旋转驱动电路103对使线圈12导通的电流量和导通定时进行调节。

信号处理电路104对从光检测器38输入的检测信号，实施放大等处理，输出到控制器101。信号处理电路104对检测信号，除了实施放大处理，也可以执行将高频分量平滑化来提取低频分量的平滑的处理等。进一步地，信号处理电路104对来自光检测器39的检测信号也实施放大等处理，并输出到控制器101。

通信接口105是用于与设置有距离测定装置1的设备之间进行通信的接口。经由通信接口105，测距的开始以及结束的指示等各种指令被从该设备输入到控制器101。

图9A是表示测距处理的基本例程的流程图。这里，旋转部20每旋转1度就进行测距。

若测距动作开始，则控制器101判定旋转部20是否旋转了1度(S101)。若旋转部20旋转1度(S101：是)，则控制器101执行该角度位置处的距离测定处理(以下，称为“1点测距例程”)(S102)。若1点测距例程结束，则控制器101判定是否经由通信接口105而接收到测距的结束指示(S103)。这样，旋转部20每旋转1度(S101：是)，控制器101反复执行1点测距例程(S103)，直到接收结束指示(S103：是)。

图9B是表示图9A所示的1点测距例程(S102)的流程图。

控制器101对变量k设定1(S201)，执行图7A、图7B以及图7C所示的远距离例程以及近距离例程(S202，S203)。控制器101判定变量k是否达到10(S204)，若变量k未达到10(S204：否)，则对变量k加1(S205)，再次执行远距离例程以及近距离例程(S202、S203)。这样，远距离例程以及近距离例程被反复执行10次。

图10A、图10B分别是表示图9B所示的远距离例程以及近距离例程(S202、S203)的流程图。

首先，参照图10A，对远距离例程进行说明。控制器101将阈值Dth设定为低电平(S301)，使激光源31进行脉冲发光(S302)。在本实施方式中，一个脉冲光作为投射光而被从激光源31射出。投射光在脉冲发光后立即被光检测器39受光，从光检测器38输出检测信号。控制器101若接收到来自光检测器39的检测信号(S303)，则将内部计时器复位为零并开始计时(S304)。

然后，控制器101判定是否检测到来自光检测器38的检测信号在增加方向超过阈值Dth的定时(以下，称为“Tr时刻”)(S305)。若检测到Tr时刻(S305：是)，则控制器101判定检测到的Tr时刻是否包含于图7A、图7B所示的屏蔽时间以外的时间范围(S306)。在Tr时刻包含于屏蔽时间的情况下(S306：否)，控制器101忽略该Tr时刻，并继续Tr时刻的检测(S305)。

与Tr时刻的检测并行地，控制器101判定步骤S304中开始计时的经过时间是否达到上限时间(S307)。这里，上限时间被设定为距离测定装置1要进行测距而距离范围的最大值所对应的经过时间。例如，上限时间被设为图6A所示的150nsec。在该情况下，距离测定装置1要进行测距的距离范围的最大值为20m左右(光速×150nsec)。

这样，控制器101继续Tr时刻的检测，直到经过时间达到上限时间(S307：是)(S305)。然后，控制器101若在经过时间达到上限时间之前(S307：是)，检测到屏蔽时间外的Tr时刻(S305：是、S306：是)，则将检测到的Tr时刻存储于存储器101a(S308)，结束远距离例程。另一方面，控制器101若在经过时间达到上限时间为止(S307：是)，不能检测到屏蔽时间外的Tr时刻(S305：否，S306：否)，则在存储器101a中不存储Tr时刻，结束远距离例程。

接下来，参照图10B，对近距离例程进行说明。近距离例程相比于远距离例程，步骤S401不同，此外，远距离例程中的步骤S306被省略。

控制器101将阈值Dth设定为高电平(S401)。此时的阈值Dth如图7A、图7B以及图7C所示，变得比远距离例程中的阈值Dth高。然后，控制器101通过与远距离例程的步骤S302～304相同的处理，来使投射光脉冲发光，开始基于计时器的计时(S402～S404)。

然后，控制器101在经过时间达到上限时间为止，继续Tr时刻的检测(S405、S406)，若能够检测到Tr时刻(S405：是)，则将检测到的Tr时刻存储于存储器101a(S407)，结束近距离例程。另一方面，如果经过时间达到上限时间为止(S406：是)，不能检测到Tr时刻(S405：否)，则控制器101在存储器101a中不存储Tr时刻，结束近距离例程。

返回到图9B，控制器101反复10次上述的远距离例程以及近距离例程(S202～S205)，按照远距离例程以及近距离例程的每一个来进行Tr时刻的取得。并且，控制器101在远距离例程与近距离例程之间比较取得的Tr时刻的总数(S206)，将通过总数较多的例程所取得的Tr时刻用于反射光的受光定时的计算。例如，在通过远距离例程而取得的Tr时刻的总数为8个、通过近距离例程而取得的Tr时刻的总数为1个的情况下，控制器101将通过远距离例程而取得的Tr时刻用于反射光的受光定时的计算。

控制器101对通过总数较多的例程而取得的Tr时刻的平均值进行计算，将该平均值设定为反射光的受光定时(S207)。并且，控制器101将计算出的受光定时作为脉冲发光与反射光的受光之间的时间差，来计算到存在于测距区域的物体为止的距离，将计算出的距离作为本次的角度位置处的距离来存储于存储器101a(S208)。

然后，控制器101反复步骤S101、S102的处理，直到图9A所示的步骤S103中接收到测距的结束指示。这样，若接收到测距的结束指示(S103：是)，则控制器101结束测距处理。

<实施方式的效果>

以上，通过实施方式，起到以下的效果。

如图9B所示，控制器101在一个测距动作时(1点测距例程)，执行远距离例程和近距离例程，选择基于远距离例程的受光定时的检测结果(Tr时刻)和基于近距离例程的受光定时的检测结果(Tr时刻)的任意一个，基于选择的检测结果，计算到投射光所照射的物体为止的距离。这样，由于选择远距离例程的检测结果和近距离例程的检测结果的任意一个来计算到物体的距离，因此能够不取决于到物体的距离地、适当地检测距离。

此时，控制器101在一个测距动作时(1点测距例程)，分别执行10次远距离例程和近距离例程，将受光定时(Tr时刻)的检测数较多的例程的检测结果(Tr时刻)选择为距离计算用的检测结果。这样通过根据检测结果(Tr时刻)的总数来判定通过哪个例程计算出的检测结果作为反射光的受光定时是准确的，从而能够通过简便的处理来正确并且高效地选择测量中要使用的检测结果。

此外，如图9B的步骤S207、S208所示，控制器101将Tr时刻的取得总数较多的例程的检测结果的平均值作为反射光的受光定时，来计算到物体的距离。这样，通过将检测结果的平均值设定为受光定时，能够通过简便的处理来适当地取得受光定时。

如图7A、图7B以及图10A的步骤S301、S306所示，在远距离例程中，控制器101将为了检测受光定时而用于检测信号的阈值Dth设定为比近距离例程低，并执行将基于投射光的内部杂散光入射到光检测器38而产生的检测信号的变化从受光定时的检测对象去除的屏蔽处理。具体而言，在屏蔽处理中，控制器101将屏蔽时间设定为至少包含内部杂散光的出现期间，在检测信号超过阈值的定时(Tr时刻)包含于屏蔽时间的情况下，将该定时(Tr时刻)设为受光定时的检测对象外。由此，即使是从远距离的物体产生的微弱的反射光，也能够区别于内部杂散光，适当并且正确地取得受光定时。

此外，如图10A的步骤S307以及图10B的步骤S406所示，在远距离例程以及近距离例程中，控制器101在投射光被投射后的经过时间达到为了进行测距的距离范围的最大值所对应的上限时间为止的期间，不能检测到反射光的受光定时(Tr时刻)的情况下，结束远距离例程以及近距离例程。由此，能够避免进行测距范围外的不必要的测量动作。此外，通过在远距离例程和近距离例程中设置相同的上限时间，从而在图9B的步骤S206中的总数的比较中，能够使远距离例程以及近距离例程的基准一致，能够适当地判定通过哪个例程而取得的检测结果作为反射光的受光定时是准确的。

另外，在上述的方式中，如图9B所示，在执行远距离例程(S202)后执行近距离例程(S203)，但并不局限于此，例如也可以并列执行远距离例程以及近距离例程。

<变更例>

距离测定装置1的结构除了上述实施方式所示的结构以外，能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，如图9B所示，分别各重复10次远距离例程和近距离例程，远距离例程和近距离例程的反复次数并不局限于此。远距离例程以及近距离例程的反复次数越多，基于远距离例程的检测结果(Tr时刻)的总数与基于近距离例程的检测结果(Tr时刻)的总数的差越大，因此能够更加正确地判定基于哪个例程的检测结果对应于反射光的受光定时。但是，远距离例程和近距离例程的反复次数越多，Tr时刻的收集越花费时间，导致处理负载的增大和存储器容量的增加。因此，优选综合考虑这些要素，将远距离例程和近距离例程的反复次数设定为适当的次数。

此外，在图9B的步骤S207中，将通过检测的Tr时刻的总数较多的例程来取得的Tr时刻的平均值决定为反射光的受光定时，但应决定为受光定时的值并不局限于平均值。例如，也可以通过更加反映利用Tr时刻的总数较多的例程所取得的Tr时刻的时间轴上的偏差的计算方法，来计算应决定为受光定时的值。

此外，在上述实施方式中，如图9A所示，旋转部20每旋转1度则执行1点测距例程，但1点测距例程的执行定时并不局限于此。例如，也可以旋转部20每旋转0.5度就执行1点测距例程，执行1点测距例程的角度位置也可以通过规定的规则来适当地设定。

此外，在上述实施方式中，是控制器101进行图9B的一点测距离例程的处理的结构，但也可以是其他电路部负担一点测距例程的一部分的处理的结构。例如，也可以是如下结构：图8的信号处理电路104负担一点测距离例程中的Tr时刻的检测处理，检测到的Tr时刻被从信号处理电路104发送到控制器101。在该情况下，在信号处理电路104中，也进行与图10A、图10B的步骤S304、S404相同的计时处理，在步骤S305、S405中，控制器101进行是否从信号处理电路104接收到Tr时刻的判定。这样，在其他电路部负担一点测距例程的一部分的处理的情况下，解释为通过控制器101和该电路来构成权利要求书中所述的控制器。

此外，在上述实施方式中，对刚射出后的投射光进行受光的光检测器39接收投射光的定时、即光检测器39输出检测信号的定时被设为经过时间以及Tr时刻的起点，但也可以将使激光源31脉冲发光的定时、即激光源31的驱动信号上升为脉冲状的定时设为经过时间以及Tr时刻的起点。但是，在该情况下，需要将距离的运算处理构成为考虑驱动激光源31后到激光实际发光为止的时间延迟，取得发光定时与受光定时之间的时间差，计算距离。另外，这样，在将使光源31脉冲发光的定时设为经过时间以及Tr时刻的起点的情况下，图3所示的光检测器39被省略，因此能够实现结构的简单化和成本的减少。

此外，距离测定装置1的光学***以及机构部的结构并不局限于图1～图3所示的结构。例如，在上述实施方式中，通过将在周方向排列的多个线圈13和多个磁体22组合的马达来使旋转部20旋转，但也可以通过将步进马达和齿轮组合的机构来使旋转部20旋转。此外，不是必须投射光旋转，例如也可以是投射光在与投射方向垂直的方向直线移动的结构、投射光未移动的结构。

其他，本公开的实施方式在权利要求书所示的技术思想的范围内，能够适当地进行各种变更。

Claims (7)

1.一种距离测定装置，具备：

光源，射出测距用的投射光；

光检测器，对从测距区域反射的反射光进行受光；和

控制器，

所述控制器在一个测距动作时，以不同的多个时间间隔，从所述光检测器接收至少一个检测结果，并且基于所述检测结果，来计算到被照射所述投射光的物体为止的距离。

2.一种距离测定装置，具备：

光源，射出测距用的投射光；

光检测器，对从测距区域反射的反射光进行受光；和

控制器，

所述控制器在一个测距动作时，基于从所述光检测器输出的检测信号，执行检测物体处于远距离的情况下的受光定时的远距离例程、和检测物体处于近距离的情况下的受光定时的近距离例程，

选择基于所述远距离例程的所述受光定时的检测结果和基于所述近距离例程的所述受光定时的检测结果的任意一个，

基于选择的所述检测结果，计算到被照射所述投射光的物体为止的距离。

3.根据权利要求2所述的距离测定装置，其中，

所述控制器在一个测距动作时，分别执行多次所述远距离例程和所述近距离例程，选择所述受光定时的检测数较多的例程的所述检测结果来作为距离计算用的检测结果。

4.根据权利要求3所述的距离测定装置，其中，

所述控制器将选择的所述例程的所述检测结果的平均值作为所述反射光的受光定时，来计算到所述物体的距离。

5.根据权利要求2所述的距离测定装置，其中，

在所述远距离例程中，所述控制器将为了检测所述受光定时而应用于所述检测信号的阈值设定为比所述近距离例程低，

执行将基于所述投射光的内部杂散光入射到所述光检测器而产生的所述检测信号的变化从所述受光定时的检测对象中去除的屏蔽处理。

6.根据权利要求5所述的距离测定装置，其中，

在所述屏蔽处理中，所述控制器将屏蔽时间设定为至少包含所述内部杂散光的出现期间，在所述检测信号超过所述阈值的定时包含于所述屏蔽时间的情况下，将该定时设为所述受光定时的检测对象之外。

7.根据权利要求2至6的任意一项所述的距离测定装置，其中，

在所述远距离例程以及所述近距离例程中，所述控制器在所述投射光被投射后的经过时间达到要进行测距的距离范围的最大值所对应的上限时间为止的期间，不能检测出所述反射光的受光定时的情况下，结束所述远距离例程以及所述近距离例程。