JP2016014577A - 距離測定装置、移動体及び距離測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の短寿命化を抑制しつつ対象物までの距離の測定精度を向上できる距離測定装置を提供する。【解決手段】 距離測定装置は、ＬＤに駆動電流を供給しＬＤを発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して対象物までの距離を測定する距離測定装置であり、ＬＤに駆動電流及び付加電流を供給するＬＤ制御部を備え、ＬＤ制御部は、駆動電流の供給を開始するときに付加電流の供給を開始し、付加電流の供給時間は、駆動電流の供給時間の１／２以下に設定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、距離測定装置、移動体及び距離測定方法に係り、更に詳しくは、対象物までの距離を測定する距離測定装置、該距離測定装置を備える移動体及び対象物までの距離を測定する距離測定方法に関する。

従来、光源に駆動電流を供給し該光源を発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して前記対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示されているレーザレーダ装置では、光源の短寿命化を抑制しつつ対象物までの距離の測定精度を向上することが困難であった。

本発明は、光源に駆動電流を供給し前記光源を発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して前記対象物までの距離を測定する距離測定装置において、前記光源に前記駆動電流及び付加電流を供給する光源制御手段を備え、前記光源制御手段は、前記駆動電流の供給を開始するときに前記付加電流の供給を開始し、前記付加電流の供給時間は、前記駆動電流の供給時間の１／２以下に設定されていることを特徴とする距離測定装置である。

本発明によれば、光源の短寿命化を抑制しつつ対象物までの距離の測定精度を向上できる。

一実施形態に係る距離測定装置の概略構成を示す図である。 ＰＤ出力検出部を説明するための図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ比較例の駆動電流波形及び光波形を示す図である。 図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、それぞれ本実施形態の駆動電流波形、付加電流波形、印加電流波形（駆動電流波形＋付加電流波形）及び光波形を示す図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、比較例及び本実施形態の電流波形の生成手順を説明するための図であり、図５（Ｃ）の上図及び下図は、それぞれ比較例及び本実施形態の電流波形を示す図であり、図５（Ｄ）は、それぞれ比較例及び本実施形態の光波形を示す図である。 図６（Ａ）は、ＬＤ制御部を説明するための図であり、図６（Ｂ）は、付加信号及び駆動信号を示す図である。 図７（Ａ）は、ＬＤの光出力／電流特性、電圧／電流特性を示す図であり、図７（Ｂ）は、駆動電流の時間変化を示す図である。 総寄生容量Ｃ及びＬＤへの電流の流れについて説明するための図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ比較例及び本実施形態の受光信号１〜３の検出タイミングの時間差について説明するための図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ比較例及び変形例の受光信号の検出方法について説明するための図である。

以下に、本発明の一実施形態の距離測定装置１００について、図１〜図９（Ｂ）を参照して説明する。

図１には、距離測定装置１００の概略的構成がブロック図にて示されている。

距離測定装置１００は、一例として、移動体としての自動車に搭載され、光を対象物（例えば先行車、障害物、歩行者等）に照射し、該対象物からの反射光を検出して該対象物までの距離を測定する。

距離測定装置１００は、光源装置３０、照射光学系１４、受光光学系１６、光検出器としてのＰＤ１８（フォトディテクタ）、ＰＤ出力検出部２０、時間計測部２２などを備えている。

距離測定装置１００での測定結果（距離情報）は、自動車のＥＣＵ（エンジンコントーロールユニット）に出力され、該ＥＣＵは、その測定結果に基づいて、例えば自動車の速度制御等を行う。

光源装置３０は、一例として、光源としてのＬＤ１０（レーザダイオード）、ＬＤ１０を制御するＬＤ制御部１２、該ＬＤ制御部１２及びＬＤ１０が実装されるパッケージ、該パッケージに設けられる各種配線部材などを含む。ＬＤ制御部１２を構成する複数の電子部品には、例えばＬＤ１０に電流を印加するための電流源としてのトランジスタなどが含まれる。ＬＤ１０は、半導体レーザの一種であり、端面発光レーザとも呼ばれる。

ＬＤ制御部１２は、一例として、ＥＣＵからの発光指令信号（点灯信号）に基づいてＬＤ１０にパルス状の駆動電流（パルス電流）を印加（供給）し、パルス発光させる。ここでは、ＬＤ１０に印加されるパルス状の駆動電流は、パルス幅が例えば数ｎｓ〜５０ｎｓであり、パルス周期が例えば数μｓ〜５０μｓであり、パルスデューティ（パルス幅／パルス周期）が例えば１％以下である。

ＬＤ１０から射出されたレーザ光は、照射光学系１４により導光され、対象物に照射される。

詳述すると、照射光学系１４は、一例として、ＬＤ１０からのレーザ光の光路上に配置され、該レーザ光の拡散を抑制する照射レンズ（例えばカップリングレンズ）と、該照射レンズを介したレーザ光の光路上に配置された光偏向器（例えばポリゴンスミラー、ガルバノスミラー、ＭＥＭＳミラー）とを含む。

そこで、ＬＤ１０からのレーザ光は、照射レンズにより所定のビームプロファイルのレーザ光に成形された後、光偏向器で例えば水平面内において偏向され、対象物に照射される。すなわち、レーザ光により対象物が例えば水平方向に走査される。結果として、対象物の例えば水平方向の広範囲な領域に対する距離測定が可能となる。

対象物に照射されたレーザ光は対象物で反射（散乱）され、その一部の反射光（散乱光）が受光光学系１６を介してＰＤ１８に導かれる。

受光光学系１６は、一例として、受光レンズ（例えば集光レンズ）を含み、対象物からの反射光のうち入射された光（光偏向器で偏向され対象物に入射するレーザ光の経路とほぼ同じ経路を辿ってくる反射光）をＰＤ１８に結像させる。

ＰＤ１８は、対象物からの反射光を受光したとき、ＰＤ出力検出部２０に、該反射光の光量に応じた電気信号である受光信号を出力する。

ＰＤ出力検出部２０での動作としては、受光信号の信号増幅及び受光信号のタイミング検出の２つの動作がある。図２に示されるように、受光信号の信号増幅についてはアンプなどの信号増幅器を用いて増幅し、受光信号のタイミング検出についてはコンパレータなどの比較器を用いて、ＰＤ１８からの受光信号の一定出力（スレッシュレベル）以上となる立ち上り波形部を検出する（図９（Ｂ）参照）。すなわち、この一定出力（スレッシュレベル）がＰＤ出力検出部２０の検出分解能である。ＰＤ出力検出部２０は、受光信号（立ち上がり波形部）を検出すると、その検出タイミングを時間計測部２２に出力する。

時間計測部２２では、ＬＤ制御部１２からの駆動信号（駆動電流制御信号）の出力タイミングとＰＤ出力検出部２０からの受光信号の検出タイミングとの時間差を対象物との間の往復距離（対象物までの距離の２倍）と推定し、該時間差を距離に換算することで、対象物との間の往復距離、ひいては対象物までの距離を測定する。

詳述すると、時間計測部２２は、ＬＤ制御部１２からの駆動信号の立ち上がりタイミングで計時を開始し、ＰＤ出力検出部２０からの受光信号の検出タイミングで計時を終了する時計機能を有する。この時計機能で計測された時間は、距離測定装置１００と対象物との間をレーザ光が伝播（往復）している時間であり、この時間を距離に換算することで、対象物との間の往復距離を求めることができる。なお、駆動信号のパルス周期は例えば数μｓ〜５０μｓであり、時間計測部２２は、対象物との間の往復距離をリアルタイムで算出する。

ところで、近年、距離測定装置が搭載された自動車において、例えば高速走行中に停止させる判断をしたり、対象物を検出し警告や制動をする場合、距離測定装置による測定可能な距離を極力伸ばし、かつ対象物までの距離を極力正確に測定することが要請されている。

距離測定装置において測定可能な距離を伸ばすために、例えば照射光学系からの照射光量を上げて反射光の光量を上げることや、受光光学系における取り込み光量を上げることが考えられる。

一方、距離測定装置において対象物までの距離を正確に測定するために、ＬＤからの発光パルス（光波形）の立ち上がり応答を早くすることが考えられる。

その理由は、ＬＤからの発光パルスの立ち上り応答が遅いと、反射光による応答波形（受光信号の波形）も立ち上りが遅くなり、ＬＤからの発光パルスの立ち上がりタイミングとＰＤから出力される受光信号の検出タイミングとの時間差の誤差が大きくなり（図９（Ａ）参照）、ひいては対象物までの距離の測定誤差が大きくなるからである。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、それぞれ比較例におけるＬＤに印加（供給）される駆動電流波形（矩形のパルス波形）及びＬＤから出力される光波形が示されている。

ここで、ＬＤへのパルス状の駆動電流の電流値（パルス振幅）をＩｏｐ、印加時間（パルス幅）をＴ１としたとき、対象物までの距離（例えば数１０ｍ〜１００ｍ）に応じて、ＬＤから例えば数１０Ｗ〜１００Ｗ程度の高出力のパルス光を出力することが好ましい。すなわち、駆動電流の電流値を、例えば数１０Ａ〜１００Ａ程度とすることが好ましい。

ところで、例えばパッケージの寄生容量、該パッケージに実装されたＬＤ１０の寄生容量、ＬＤ制御部１２を構成する複数の電子部品の寄生容量、該パッケージに設けられた各種配線部材の寄生容量等を併せた総寄生容量Ｃ、すなわち光源装置３０の寄生容量は、ＬＤ１０から出力される光波形の応答性に影響する要因である。なお、上記複数の電子部品の寄生容量としては、例えば電流源としてのトランジスタの接合容量等が挙げられる。

駆動電流の立ち上がりに対する光波形の立ち上がり応答の遅延はｎｓオーダーの値となるため、特に本実施形態のようにパルス幅が５０ｎｓ以下の極短パルス発光を行う場合に、総寄生容量Ｃの影響が非常に大きくなる。

比較例において、ＬＤに駆動電流を印加すると、総寄生容量Ｃが充電された後に実質的にＬＤの活性層に電流が注入されるため、ＬＤは駆動電流の印加開始タイミング（立ち上がりタイミング）から大きく遅れて発光する（光波形が立ち上がる）。すなわち、比較例では、駆動電流の印加開始タイミングから総寄生容量Ｃを充電する時間（以下では、充電時間Ｔｃとも称する）、ＬＤ電位（ＬＤの両端間の電圧）が０電位となり、充電が終了するとＬＤ電位が０電位から所定電位まで上がるため、光波形としては、駆動電流の印加開始タイミングに対して立ち上がりが大きく遅れた（鈍い）発光パルスが得られる（図３（Ｂ）参照）。

このように、比較例では、光波形の立ち上り応答に改善（向上）の余地がある。

そこで、本実施形態では、ＬＤ制御部１２は、ＬＤ１０に駆動電流の印加を開始するときに付加電流（パルス電流）の印加を開始し、ＬＤ１０への駆動電流の印加を終了する前に付加電流の印加を終了する（図４（Ａ）〜図４（Ｃ）参照）。すなわち、ＬＤ１０には、駆動電流の印加時間Ｔ１内に、駆動電流と付加電流が合成された電流（印加電流）が印加される。

この場合、駆動電流の印加開始タイミングでＬＤ電位が０電位よりも高電位となり、駆動電流が印加開始直後にＬＤ１０に注入されるため、光波形の立ち上り応答を改善することができる。なお、「駆動電流の印加開始直後」とは、駆動電流の印加開始タイミングから充電時間Ｔｃが経過するまでの間を意味する。

なお、付加電流は、ＬＤ１０に断続的に（ここでは周期的に）印加される各駆動電流（各電流パルス）に対応してＬＤ１０に印加される。すなわち、各付加電流は、対応する駆動電流に付随して断続的に（ここでは周期的）に印加され、常時バイアス電流（一定電流）を印加するバイアス電流印加方式とは異なる。

このように付加電流の印加方式をバイアス電流印加方式としなかったのは、駆動電流の電流値Ｉｏｐを上述のように数１０Ａ〜１００Ａ程度と非常に大きくした場合に、バイアス電流印加方式では省電力の観点から好ましくないからである。

ここで、付加電流の印加時間Ｔ２（パルス幅）が駆動電流の印加時間Ｔ１（パルス幅）の１／２よりも長くなる場合には、ＬＤ１０の短寿命化が懸念される。

そこで、本実施形態では、付加電流の印加時間Ｔ２を、駆動電流の印加時間Ｔ１（例えば数ｎｓ〜５０ｎｓ）の１／２以下に設定している。

この場合、ＬＤ１０の短寿命化を抑制しつつ光波形の立ち上り応答を改善することが可能となる。

また、付加電流がＬＤ１０の発光に僅かでも寄与すると、駆動電流及び付加電流がＬＤ１０に印加されたときのＰＤ１８からの受光信号に基づいてＰＤ出力検出部２０で駆動電流の印加開始タイミングと受光信号の検出タイミングとの時間差（遅れ時間）を検出して距離を測定する際、測定誤差が生じるおそれがある。

そこで、付加電流の印加時間Ｔ２は、ＬＤ１０が応答不能な時間、例えば１ｎｓ以下に設定されることが望ましい。この場合、付加電流がＬＤ１０の発光に寄与せず、測定誤差の発生を防止できる。

また、付加電流の電流値Ｉａｄ（パルス振幅）が駆動電流の電流値Ｉｏｐの１／２未満である場合には、駆動電流の印加開始直後にＬＤ電位を充分に高電位にすることができず、駆動電流の印加開始直後に駆動電流をＬＤ１０に注入することができないおそれがある。

そこで、付加電流の電流値Ｉａｄは、駆動電流の電流値Ｉｏｐ（例えば数１０Ａ〜１００Ａ）の１／２以上に設定されることが好ましい。

この場合、図３（Ｂ）に示される比較例よりも、駆動電流の印加開始タイミングに対する光波形の立ち上がり応答を早く（鋭く）することができる（図４（Ｄ）参照）。すなわち、光波形の立ち上り応答をより改善することができる。

さらに、ＬＤ１０の短寿命化及び測定誤差の発生を防止する観点から、付加電流の電流値Ｉａｄは、駆動電流の電流値Ｉｏｐ（例えば数１０Ａ〜１００Ａ）以下に設定されることが好ましい。

また、付加電流の電流値Ｉａｄの時間積分値ΣＩａｄΔＴ（ここでは電荷量（Ｉａｄ×Ｔ２））は、総寄生容量Ｃに基づいて設定されることが好ましい。

例えば、Ｉａｄ×Ｔ２を、総寄生容量Ｃをフル充電可能な電荷量Ｑｃ以上に設定しても良い。

この場合、駆動電流及び付加電流の印加開始後、総寄生容量Ｃを極力早く充電し駆動電流を極力早くＬＤ１０に注入することができ、光波形の立ち上がり応答を向上させることができる。この際、光波形の立ち上がり応答をより一層向上させるために、Ｔ２を極力小さくし、Ｉａｄを極力大きくすることが好ましい。

なお、Ｉａｄ×Ｔ２を電荷量Ｑｃと同じか僅かに大きく設定することがより好ましい。ＬＤ１０に注入される余分な電荷量が大きいほど、測定誤差が発生する可能性が高くなるからである。

また、Ｉａｄ×Ｔ２を電荷量Ｑｃよりも僅かに小さく設定しても良い。この場合も、ほぼ同様の効果が得られる。

なお、駆動電流の電流値Ｉｏｐ、印加時間Ｔ１、付加電流の電流値Ｉａｄ及び印加時間Ｔ２は、予め設定され、これらの設定値が、ＬＤ制御部１２に内蔵されたメモリに予め保存され、距離測定時（測距時）に読み出される。

ここで、駆動電流及び付加電流は、ＥＣＵからの発光指令信号（例えばパルス幅Ｔ１の矩形パルス信号、図５（Ａ）上図参照）に基づいて制御される。

詳述すると、駆動電流の制御は、発光指令信号と同じ信号である駆動信号により行われる（図５（Ｂ）上図参照）。付加電流の制御は、発光指令信号に対してＴ２だけ遅延した遅延パルス信号の遅延時間Ｔ２だけハイレベルとなる矩形パルス状の付加信号（図５（Ｂ）下図参照）により行われる。

図５（Ｃ）上図には、比較例の駆動電流波形が示され、図５（Ｃ）下図には、本実施形態の印加電流波形（（駆動電流＋付加電流）の波形）が示されている。

図５（Ｄ）上図には、比較例の光波形が示され、図５（Ｄ）下図には、本実施形態の光波形が示されている。

ここで、ＬＤ制御部１２には、図６（Ａ）に示されるように、駆動電流の電流源である駆動電流源（例えばトランジスタ）と、付加電流の電流源である付加電流源（例えばトランジスタ）とが設けられている。駆動電流源は、駆動信号でＯＮ／ＯＦＦが制御され、付加電流源は、付加信号でＯＮ／ＯＦＦが制御される（図６（Ｂ）参照）。

そこで、ＬＤ制御部１２では、例えば、第１のタイミング（駆動信号及び付加信号の立ち上がりタイミング）で駆動電流源及び付加電流源がＯＮになり駆動電流及び付加電流の印加が開始され、該第１のタイミングから第１のカウント値に応じたクロック数後の第２のタイミング（付加信号の立ち下がりタイミング）で付加電流源がＯＦＦになり付加電流の印加が終了され、第２のタイミングから第２のカウント値に応じたクロック数後の第３のタイミング（駆動信号の立下りタイミング）で駆動電流源がＯＦＦになり駆動電流の印加が終了される。

この場合、駆動信号により駆動電流源を制御し、かつ付加信号により付加電流源を制御することにより、簡易な構成により、駆動電流及び付加電流を安定して精度良く制御でき、ひいては対象物までの距離の測定精度を向上できる。

図７（Ａ）には、ＬＤ１０の光出力／電流特性、電圧／電流特性が示されている。図７（Ａ）では、横軸が電流、左側の縦軸が光出力、右側の縦軸がＬＤ電位（ＬＤの両端間の電圧）を示している。図７（Ｂ）には、駆動電流の立ち上がり部が拡大して示されている。図７（Ｂ）では、横軸が時間、縦軸が電流を示している。

ところで、ＬＤに電流を印加する際、ＬＤ領域での発光（レーザ発振）が始まるのは、総寄生容量Ｃが充電され、ＬＤへの注入電流が閾値電流Ｉｔｈ以上となったときであり、駆動電流の供給開始タイミングｔ０と光波形の実質的な立ち上がりタイミングｔ１との間には、時間差（ｔ１−ｔ０）が生じてしまう。この場合、駆動電流に対して得られる発光パワー（発光強度）は、総寄生容量Ｃが大きいほど小さくなってしまう。すなわち、発光効率が低下してしまう。

具体的には、図８に示されるように、ＬＤ制御部（図示の便宜上、寄生容量を０とする）から印加される駆動電流Ｉは、ＬＤ（図示の便宜上、寄生容量を０とする）に並列に付加された総寄生容量Ｃを充電するＩｃと、ＬＤへの注入電流Ｉｌｄ＝Ｉ−Ｉｃとに分けられるが、駆動電流Ｉが印加された当初、総寄生容量Ｃには電流Ｉｃが流れるがＬＤには電流Ｉｌｄが流れず、ＬＤは発光しない。そして、総寄生容量Ｃが大きいほど、ＬＤ領域での発光開始が遅くなり、駆動電流Ｉに対して得られる発光パワーは小さくなってしまう。

そこで、本実施形態のように、駆動電流の印加を開始するのとほぼ同時に付加電流の印加を開始することで、駆動電流に対して得られる発光パワーが小さくなるのを防止できる。すなわち、発光効率の低下を防止できる。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）には、それぞれ比較例及び本実施形態の、ＬＤに断続的に（例えば周期的に）印加される駆動電流１〜３に対応する受光信号１〜３の波形が例示されている。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）から分かるように、各駆動電流（電流パルス）が印加されＬＤが発光したときの対象物からの反射光の光量が例えば対象物での反射位置（反射率）の違いにより、互いに異なり、対応する受光信号（パルス信号）のピーク強度が互いに異なっている。

比較例では、ＬＤからの各発光パルス（光波形）の立ち上り応答が改善されておらず、各受光信号のスレッシュレベル以上の立ち上り波形部を検出して時間計測する場合、該受光信号のピーク強度が互いに異なると、駆動電流のパルス周期に対する受光信号の検出タイミングの時間差が大きくなり（図９（Ａ）参照）、高精度な距離測定が困難となる。

一方、本実施形態では、ＬＤ１０からの各発光パルス（光波形）の立ち上り応答が改善されており、発光パルスの立ち上りが早く、対象物からの反射光による受光信号の立ち上りも早くなり、受光信号のピーク強度が互いに異なっていても、駆動電流のパルス周期に対する受光信号の検出タイミングの時間差を小さくでき（図９（Ｂ）参照）、高精度な距離測定が可能となる。

以上説明した本実施形態の距離測定装置１００は、ＬＤ１０に駆動電流を供給しＬＤ１０を発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して対象物までの距離を測定する距離測定装置であり、ＬＤ１０に駆動電流及び付加電流を供給するＬＤ制御部１２を備え、ＬＤ制御部１２は、駆動電流の供給を開始するときに付加電流の供給を開始し、付加電流の供給時間は、駆動電流の供給時間の１／２以下に設定されている。

また、本実施形態の距離測定方法は、ＬＤ１０に駆動電流を供給しＬＤ１０を発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して対象物までの距離を測定する距離測定方法であり、ＬＤ１０に駆動電流及び付加電流を供給する工程を含み、該供給する工程では、駆動電流の供給を開始するときに付加電流の供給を開始し、前記供給する工程に先立って、付加電流の供給時間を駆動電流の供給時間の１／２以下に設定する工程を更に含む。

本実施形態の距離測定装置１００及び距離測定方法によれば、ＬＤ１０の短寿命化を抑制しつつ対象物までの距離の測定精度を向上できる。

そこで、距離測定装置１００が搭載された自動車を提供でき、該自動車では、距離測定装置１００からの高精度な測定結果に基づいてＥＣＵが例えば速度制御等を正確に行うことができる。

なお、図１０（Ａ）に示される比較例では、対象物からの反射光が、対象物での反射率の違いによりピーク光量（受光信号のピーク強度）が異なって検出されている。これらの受光信号（高強度信号及び低強度信号）に対して、立上り波形部のスレッシュレベルで時間計測する場合、ピーク強度が異なると検出時間差が発生してしまい、高精度な距離測定が困難となる。

そこで、図１０（Ｂ）に示される変形例のように、元の信号を信号Ａとし、該信号Ａを反転して遅延させた信号を信号Ｂとし、信号Ａと信号Ｂを加算することで得られる信号Ｃの０クロスする時間は、反射光のピーク光量によらず、同じタイミングで検出可能となる。このようなＣＦＤ方式を用いることで、高精度な距離測定が可能となる。

なお、上記実施形態及び変形例では、光源として、単一のＬＤを用いているが、これに限られない。例えば、複数のＬＤが１次元又は２次元に配列されたＬＤアレイ、半導体レーザの一種であるＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）、ＶＣＳＥＬが１次元又は２次元に配列されたＶＣＳＥＬアレイ、半導体レーザ以外のレーザ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、複数のＬＥＤが１次元又は２次元に配列されたＬＥＤアレイ、有機ＥＬ素子、複数の有機ＥＬ素子が１次元又は２次元に配列された有機ＥＬアレイなどを用いても良い。複数のＬＤが１次元配列されたＬＤアレイとしては、複数のＬＤが積層されたスタック型のＬＤアレイや複数のＬＤが横に並べられたＬＤアレイが挙げられる。

また、上記実施形態及び変形例では、駆動電流及び付加電流の波形は、矩形波とされているが、これに限らず、例えば台形波、三角波、鋸波、正弦波等の他の波形であっても良い。

また、上記実施形態及び変形例の距離測定装置の構成は、適宜変更可能である。例えば、照射光学系は、照射レンズ及び光偏向器を有していなくても良いし、他の光学素子（例えばミラー）を有していても良い。また、受光光学系は、受光レンズを有していなくも良いし、他の光学素子（例えばミラー）を有していても良い。

また、上記実施形態及び変形例では、距離測定装置が搭載される移動体として自動車を例に説明したが、該移動体は、自動車以外の車両（例えば電車）、航空機、船舶等であっても良い。

以上の説明から明らかなように、本発明の距離測定装置は、対象物との間の往復の距離を測定する所謂Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦ）法を用いた距離測定装置であり、移動体におけるセンシングの他、モーションキャプチャ技術、測距計などの産業分野などで幅広く用いられる。すなわち、本発明の距離測定装置は、必ずしも移動体に搭載されなくても良い。

１０…ＬＤ（光源）、１２…ＬＤ制御部（光源制御手段）、１００…距離測定装置。

特開２０１２−６３２３６号公報

Claims (12)

1. 光源に駆動電流を供給し前記光源を発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して前記対象物までの距離を測定する距離測定装置において、
   前記光源に前記駆動電流及び付加電流を供給する光源制御手段を備え、
   前記光源制御手段は、前記駆動電流の供給を開始するときに前記付加電流の供給を開始し、
   前記付加電流の供給時間は、前記駆動電流の供給時間の１／２以下に設定されていることを特徴とする距離測定装置。
2. 前記付加電流の電流値は、前記駆動電流の電流値の１／２以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
3. 前記付加電流の電流値は、前記駆動電流の電流値以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の距離測定装置。
4. 前記付加電流の供給時間は、前記光源が応答不能な時間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の距離測定装置。
5. 前記付加電流の電流値の時間積分値は、前記光源及び前記光源制御手段を含む光源装置の寄生容量に基づいて設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の距離測定装置。
6. 前記光源制御手段は、前記駆動電流及び前記付加電流を異なる電流源を用いて生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の距離測定装置。
7. 前記光源制御手段は、前記光源の点灯信号に基づいて前記駆動電流の電流源を駆動し、前記点灯信号と該点灯信号が遅延された遅延点灯信号とに基づいて前記付加電流の電流源を駆動することを特徴とする請求項６に記載の距離計測装置。
8. 前記光源制御手段は、前記光源に前記駆動電流を断続的に供給し、かつ各駆動電流に対応して前記付加電流を供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の距離測定装置。
9. 前記光源は、半導体レーザであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の距離測定装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の距離測定装置が搭載された移動体。
11. 光源に駆動電流を供給し前記光源を発光させて対象物に光を照射し、該対象物からの反射光を受光して前記対象物までの距離を測定する距離測定方法において、
    前記光源に前記駆動電流及び付加電流を供給する工程を含み、
    前記供給する工程では、前記駆動電流の供給を開始するときに前記付加電流の供給を開始し、
    前記供給する工程に先立って、前記付加電流の供給時間を前記駆動電流の供給時間の１／２以下に設定する工程を更に含むことを特徴とする距離測定方法。
12. 前記供給する工程に先立って、前記付加電流の電流値を前記駆動電流の電流値の１／２以上に設定する工程を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の距離測定方法。