JP2009063346A - Physical quantity sensor and physical quantity measuring method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate control of a wavelength change of a semiconductor laser, and to reduce an effect of a transient response of a triangular wave vertex. <P>SOLUTION: A physical quantity sensor has the semiconductor laser 1; a laser driver 4 for operating the semiconductor laser 1 to repeat at least the first oscillation period wherein an oscillation wavelength is monotonously increased continuously, the second oscillation period wherein the oscillation wavelength is monotonously decreased continuously, the third oscillation period wherein the oscillation wavelength is constant at the maximum value between the first oscillation period and the second oscillation period, and the fourth oscillation period wherein the oscillation wavelength is constant at the minimum value between the second oscillation period and the first oscillation period; and a measuring means (a current-voltage conversion amplifier 5, a filter circuit 6, a counting device 7, an operation device 8) for measuring the physical quantity of a measuring object from information of interference generated by a self-coupling effect between laser light and return light included in an output from a photodiode 2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザから放射したレーザ光と物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉の情報から、物体との距離や物体の速度等の物理量を計測する物理量センサおよび物理量計測方法に関するものである。   The present invention relates to a physical quantity sensor and a physical quantity measurement method for measuring a physical quantity such as a distance to an object and a speed of an object from information on interference caused by a self-coupling effect between laser light emitted from a semiconductor laser and return light from the object. Is.

従来より、レーザによる光の干渉を利用した距離計として、レーザの出力光と測定対象からの戻り光との半導体レーザ内部での干渉(自己結合効果)を利用したレーザ計測器が提案されている(例えば、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3参照)。FP型(ファブリペロー型)半導体レーザの複合共振器モデルを図7に示す。図7において、101は半導体レーザ、102は半導体結晶の壁開面、103はフォトダイオード、104は測定対象である。   Conventionally, as a distance meter using light interference by a laser, a laser measuring device using interference (self-coupling effect) inside a semiconductor laser between laser output light and return light from a measurement object has been proposed. (For example, refer nonpatent literature 1, nonpatent literature 2, nonpatent literature 3). FIG. 7 shows a composite resonator model of an FP type (Fabry-Perot type) semiconductor laser. In FIG. 7, 101 is a semiconductor laser, 102 is a wall opening of a semiconductor crystal, 103 is a photodiode, and 104 is an object to be measured.

レーザの発振波長をλ、測定対象104に近い方の壁開面102から測定対象104までの距離をLとすると、以下の共振条件を満足するとき、測定対象104からの戻り光と共振器101内のレーザ光は強め合い、レーザ出力がわずかに増加する。
L=qλ/2 ・・・(1)
式(1)において、qは整数である。この現象は、測定対象104からの散乱光が極めて微弱であっても、半導体レーザの共振器101内の見かけの反射率が増加することにより、増幅作用が生じ、十分観測できる。
When the oscillation wavelength of the laser is λ and the distance from the wall open surface 102 closer to the measurement target 104 to the measurement target 104 is L, the return light from the measurement target 104 and the resonator 101 are satisfied when the following resonance condition is satisfied. The inner laser beams strengthen each other, and the laser output increases slightly.
L = qλ / 2 (1)
In Formula (1), q is an integer. This phenomenon can be sufficiently observed even if the scattered light from the measurement object 104 is very weak, because the apparent reflectance in the resonator 101 of the semiconductor laser increases, causing an amplification effect.

半導体レーザは、注入電流の大きさに応じて周波数の異なるレーザ光を放射するので、発振周波数を変調する際に、外部変調器を必要とせず、注入電流によって直接変調が可能である。図8は、半導体レーザの発振波長をある一定の割合で変化させたときの発振波長とフォトダイオード103の出力波形との関係を示す図である。式(1)に示したL=qλ/2を満足したときに、戻り光と共振器101内のレーザ光の位相差が0°(同位相)になって、戻り光と共振器101内のレーザ光とが最も強め合い、L=qλ/2+λ/4のときに、位相差が180°(逆位相)になって、戻り光と共振器101内のレーザ光とが最も弱め合う。そのため、半導体レーザの発振波長を変化させていくと、レーザ出力が強くなるところと弱くなるところとが交互に繰り返し現れ、このときのレーザ出力を共振器101に設けられたフォトダイオード103で検出すると、図8に示すように一定周期の階段状の波形が得られる。このような波形は一般的には干渉縞と呼ばれる。   Since the semiconductor laser emits laser beams having different frequencies according to the magnitude of the injection current, an external modulator is not required when modulating the oscillation frequency, and direct modulation is possible by the injection current. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the oscillation wavelength and the output waveform of the photodiode 103 when the oscillation wavelength of the semiconductor laser is changed at a certain rate. When L = qλ / 2 shown in Expression (1) is satisfied, the phase difference between the return light and the laser light in the resonator 101 becomes 0 ° (the same phase), and the return light and the resonator 101 When L = qλ / 2 + λ / 4, the phase difference becomes 180 ° (opposite phase), and the return light and the laser light in the resonator 101 are the weakest. For this reason, when the oscillation wavelength of the semiconductor laser is changed, a place where the laser output becomes stronger and a place where the laser output becomes weaker appear alternately, and the laser output at this time is detected by the photodiode 103 provided in the resonator 101. As shown in FIG. 8, a step-like waveform having a constant period is obtained. Such a waveform is generally called an interference fringe.

この階段状の波形、すなわち干渉縞の1つ1つをモードポップパルス(以下、MHP)と呼ぶ。MHPはモードホッピング現象とは異なる現象である。例えば、測定対象104までの距離がL1のとき、MHPの数が10個であったとすれば、半分の距離L2では、MHPの数は5個になる。すなわち、ある一定時間において半導体レーザの発振波長を変化させた場合、測定距離に比例してMHPの数は変わる。したがって、MHPをフォトダイオード103で検出し、MHPの周波数を測定すれば、容易に距離計測が可能となる。
ただし、自己結合型を含め従来の干渉型計測器では、静止した測定対象との距離を計測することはできても、速度を持つ測定対象の距離を計測することはできないという問題点があった。
Each stepped waveform, that is, each interference fringe is called a mode pop pulse (hereinafter referred to as MHP). MHP is a phenomenon different from the mode hopping phenomenon. For example, if the number of MHPs is 10 when the distance to the measurement object 104 is L1, the number of MHPs is 5 at half the distance L2. That is, when the oscillation wavelength of the semiconductor laser is changed for a certain time, the number of MHPs changes in proportion to the measurement distance. Therefore, if the MHP is detected by the photodiode 103 and the frequency of the MHP is measured, the distance can be easily measured.
However, conventional interferometric instruments, including self-coupled instruments, have the problem that they can measure the distance to a stationary measurement object, but cannot measure the distance of a measurement object with speed. .

そこで、発明者は、静止した測定対象との距離だけでなく、測定対象の速度も計測することができる距離・速度計を提案した(特許文献1参照)。この距離・速度計の構成を図9に示す。図9の距離・速度計は、測定対象にレーザ光を放射する半導体レーザ201と、半導体レーザ201の光出力を電気信号に変換するフォトダイオード202と、半導体レーザ201からの光を集光して測定対象210に照射すると共に、測定対象210からの戻り光を集光して半導体レーザ201に入射させるレンズ203と、半導体レーザ201に発振波長が連続的に増加する第1の発振期間と発振波長が連続的に減少する第2の発振期間とを交互に繰り返させるレーザドライバ204と、フォトダイオード202の出力電流を電圧に変換して増幅する電流−電圧変換増幅器205と、電流−電圧変換増幅器205の出力電圧を2回微分する信号抽出回路206と、信号抽出回路206の出力電圧に含まれるMHPの数を数える計数回路207と、測定対象210との距離及び測定対象210の速度を算出する演算装置208と、演算装置208の算出結果を表示する表示装置209とを有する。   In view of this, the inventor has proposed a distance / speed meter that can measure not only the distance to a stationary measurement object but also the speed of the measurement object (see Patent Document 1). The configuration of this distance / speed meter is shown in FIG. The distance / velocity meter in FIG. 9 condenses the light from the semiconductor laser 201 that emits laser light to the measurement target, the photodiode 202 that converts the light output of the semiconductor laser 201 into an electrical signal, and the light from the semiconductor laser 201. A lens 203 that irradiates the measurement target 210 and collects return light from the measurement target 210 and makes it incident on the semiconductor laser 201. A first oscillation period and an oscillation wavelength in which the oscillation wavelength continuously increases in the semiconductor laser 201. A laser driver 204 that alternately repeats a second oscillation period in which the current continuously decreases, a current-voltage conversion amplifier 205 that converts and amplifies the output current of the photodiode 202 into a voltage, and a current-voltage conversion amplifier 205 A signal extraction circuit 206 that differentiates the output voltage of the signal twice, and a counting circuit 2 that counts the number of MHPs included in the output voltage of the signal extraction circuit 206 With 7, a calculation unit 208 for calculating the distance and speed of the measurement target 210 to the measurement target 210, and a display device 209 for displaying the calculation result of the arithmetic unit 208.

レーザドライバ204は、時間に関して一定の変化率で増減を繰り返す三角波駆動電流を注入電流として半導体レーザ201に供給する。これにより、半導体レーザ201は、発振波長が一定の変化率で連続的に増加する第1の発振期間と発振波長が一定の変化率で連続的に減少する第2の発振期間とを交互に繰り返すように駆動される。図10は、半導体レーザ201の発振波長の時間変化を示す図である。図10において、P1は第1の発振期間、P2は第2の発振期間、λaは各期間における発振波長の最小値、λbは各期間における発振波長の最大値、T0は三角波の周期である。   The laser driver 204 supplies a triangular wave drive current that repeatedly increases and decreases at a constant change rate with respect to time to the semiconductor laser 201 as an injection current. Accordingly, the semiconductor laser 201 alternately repeats the first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously increases at a constant change rate and the second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously decreases at a constant change rate. To be driven. FIG. 10 is a diagram showing the change over time of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 201. In FIG. 10, P1 is the first oscillation period, P2 is the second oscillation period, λa is the minimum value of the oscillation wavelength in each period, λb is the maximum value of the oscillation wavelength in each period, and T0 is the period of the triangular wave.

半導体レーザ201から出射したレーザ光は、レンズ203によって集光され、測定対象210に入射する。測定対象210で反射された光は、レンズ203によって集光され、半導体レーザ201に入射する。フォトダイオード202は、半導体レーザ201の光出力を電流に変換する。電流−電圧変換増幅器205は、フォトダイオード202の出力電流を電圧に変換して増幅し、信号抽出回路206は、電流−電圧変換増幅器205の出力電圧を2回微分する。計数回路207は、信号抽出回路206の出力電圧に含まれるMHPの数を第1の発振期間P1と第2の発振期間P2の各々について数える。演算装置208は、半導体レーザ1の最小発振波長λaと最大発振波長λbと第1の発振期間P1におけるMHPの数と第2の発振期間P2におけるMHPの数に基づいて、測定対象210との距離及び測定対象210の速度を算出する。   Laser light emitted from the semiconductor laser 201 is collected by the lens 203 and enters the measurement object 210. The light reflected by the measurement object 210 is collected by the lens 203 and enters the semiconductor laser 201. The photodiode 202 converts the optical output of the semiconductor laser 201 into a current. The current-voltage conversion amplifier 205 converts the output current of the photodiode 202 into a voltage and amplifies it, and the signal extraction circuit 206 differentiates the output voltage of the current-voltage conversion amplifier 205 twice. The counting circuit 207 counts the number of MHPs included in the output voltage of the signal extraction circuit 206 for each of the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2. The arithmetic unit 208 determines the distance from the measurement object 210 based on the minimum oscillation wavelength λa and the maximum oscillation wavelength λb of the semiconductor laser 1, the number of MHPs in the first oscillation period P1, and the number of MHPs in the second oscillation period P2. And the speed of the measuring object 210 is calculated.

特開2006−313080号公報JP 2006-31080 A 上田正,山田諄,紫藤進,「半導体レーザの自己結合効果を利用した距離計」,1994年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集,1994年Tadashi Ueda, Satoshi Yamada, Susumu Shito, “Distance Meter Using Self-Coupling Effect of Semiconductor Laser”, Proceedings of the 1994 Tokai Branch Joint Conference of Electrical Engineering Society, 1994 山田諄,紫藤進,津田紀生,上田正,「半導体レーザの自己結合効果を利用した小型距離計に関する研究」,愛知工業大学研究報告,第31号B,p.35−42,1996年Satoshi Yamada, Susumu Shito, Norio Tsuda, Tadashi Ueda, “Study on a small rangefinder using the self-coupling effect of a semiconductor laser”, Aichi Institute of Technology research report, No. 31 B, p. 35-42, 1996 Guido Giuliani,Michele Norgia,Silvano Donati and Thierry Bosch,「Laser diode self-mixing technique for sensing applications」,JOURNAL OF OPTICS A:PURE AND APPLIED OPTICS,p.283−294,2002年Guido Giuliani, Michele Norgia, Silvano Donati and Thierry Bosch, “Laser diode self-mixing technique for sensing applications”, JOURNAL OF OPTICS A: PURE AND APPLIED OPTICS, p. 283-294, 2002

図7に示した自己結合型の距離計によれば測定対象との距離を計測することができ、図9に示した距離・速度計によれば、測定対象との距離と測定対象の速度を同時に計測することができる。
しかしながら、図7、図9に示した従来の自己結合型のレーザ計測器では、半導体レーザの波長変化量を安定させ、また最小発振波長と最大発振波長を安定させる必要があるが、これらを安定させるための制御が難しいという問題点があった。制御が難しい理由は、レーザドライバやレーザ素子の持つ周波数特性やそのばらつきによって、図10における三角波の頂点部分の形状が鈍ることにより、最小発振波長と最大発振波長を安定させることが難しくなるからである。
According to the self-coupled distance meter shown in FIG. 7, the distance to the measurement object can be measured. According to the distance / velocity meter shown in FIG. 9, the distance between the measurement object and the speed of the measurement object can be calculated. It can be measured simultaneously.
However, in the conventional self-coupled laser measuring instrument shown in FIGS. 7 and 9, it is necessary to stabilize the wavelength variation of the semiconductor laser and to stabilize the minimum oscillation wavelength and the maximum oscillation wavelength. There was a problem that it was difficult to control. The reason why the control is difficult is that it becomes difficult to stabilize the minimum oscillation wavelength and the maximum oscillation wavelength due to the dull shape of the apex portion of the triangular wave in FIG. 10 due to the frequency characteristics and variations of the laser driver and laser element. is there.

また、図7、図9に示した従来の自己結合型のレーザ計測器では、半導体レーザの発振波長を三角波状に変化させているため、三角波の頂点の過渡応答の影響を完全に除くことができないという問題点があった。図11(A)、図11(B)は従来の自己結合型のレーザ計測器の問題点を説明するための図であり、図11(A)は図9の電流−電圧変換増幅器205の出力電圧波形を模式的に示す図、図11(B)は信号抽出回路206の出力電圧波形を模式的に示す図である。   Further, in the conventional self-coupled laser measuring instrument shown in FIGS. 7 and 9, since the oscillation wavelength of the semiconductor laser is changed to a triangular wave, the influence of the transient response at the apex of the triangular wave can be completely eliminated. There was a problem that it was not possible. 11A and 11B are diagrams for explaining the problems of the conventional self-coupled laser measuring instrument, and FIG. 11A is an output of the current-voltage conversion amplifier 205 in FIG. FIG. 11B schematically shows the voltage waveform, and FIG. 11B schematically shows the output voltage waveform of the signal extraction circuit 206.

微分回路もしくはハイパスフィルタからなる信号抽出回路206は、フォトダイオード202の出力に相当する図11(A)の波形(変調波)から、図10の半導体レーザ1の発振波形(搬送波)を除去して、図11(B)のMHP波形を抽出する。このとき、信号抽出回路206の出力には、三角波の頂点のタイミングで図11(B)のようなスパイク状の過渡応答波形が現れる。計数回路207はこのような過渡応答波形の部分のMHPを数えることができないので、計数誤差が発生する。その結果、演算装置208で算出する距離や速度に誤差が生じることになる。   A signal extraction circuit 206 composed of a differentiation circuit or a high-pass filter removes the oscillation waveform (carrier wave) of the semiconductor laser 1 in FIG. 10 from the waveform (modulation wave) in FIG. 11A corresponding to the output of the photodiode 202. Then, the MHP waveform of FIG. 11B is extracted. At this time, a spike-like transient response waveform as shown in FIG. 11B appears at the output of the signal extraction circuit 206 at the apex timing of the triangular wave. Since the counting circuit 207 cannot count the MHP of such a transient response waveform portion, a counting error occurs. As a result, an error occurs in the distance and speed calculated by the arithmetic unit 208.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、半導体レーザの波長変化の制御を容易に行うことができ、かつ受光器の出力信号に含まれる三角波頂点の過渡応答の影響を軽減することができる物理量センサおよび物理量計測方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily control the wavelength change of the semiconductor laser and reduce the influence of the transient response of the triangular wave vertex included in the output signal of the light receiver. An object of the present invention is to provide a physical quantity sensor and a physical quantity measuring method capable of performing the above.

本発明の物理量センサは、測定対象にレーザ光を放射する半導体レーザと、少なくとも発振波長が連続的に単調増加する第1の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第2の発振期間と前記第1の発振期間から第2の発振期間への間で発振波長が最大値で一定の第3の発振期間と前記第2の発振期間から第1の発振期間への間で発振波長が最小値で一定の第4の発振期間とが繰り返し存在するように前記半導体レーザを動作させるレーザドライバと、前記半導体レーザの内部又はその近傍に配置され、前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記測定対象からの戻り光とを受光して電気信号に変換する受光器と、前記受光器の出力信号に含まれる、前記レーザ光と前記戻り光との自己結合効果によって生じる干渉の情報から、前記測定対象の物理量を計測する計測手段とを有するものである。   The physical quantity sensor according to the present invention includes a semiconductor laser that emits laser light to a measurement target, at least a first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously monotonously increases, and a second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously monotonously decreases. The oscillation wavelength is the minimum between the third oscillation period in which the oscillation wavelength is constant at the maximum value between the first oscillation period and the second oscillation period, and between the second oscillation period and the first oscillation period. A laser driver that operates the semiconductor laser so that a fourth oscillation period constant in value exists, and a laser beam emitted from the semiconductor laser disposed in or near the semiconductor laser and the measurement A light receiver that receives the return light from the target and converts it into an electrical signal, and information on interference generated by the self-coupling effect between the laser light and the return light contained in the output signal of the light receiver. And it has a measuring means for measuring a physical amount of a subject.

また、本発明の物理量センサの1構成例において、前記測定対象の物理量は、前記測定対象との距離及び前記測定対象の速度の少なくとも一方である。
また、本発明の物理量センサの1構成例において、前記計測手段は、前記受光器の出力信号に含まれる、前記レーザ光と前記戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形の数を、前記第1の発振期間と前記第2の発振期間の各々について数える計数手段と、この計数手段によって干渉波形の数を数える期間における最小発振波長と最大発振波長と前記計数手段の計数結果とから前記測定対象との距離及び前記測定対象の速度の少なくとも一方を算出する演算手段とからなるものである。
In one configuration example of the physical quantity sensor of the present invention, the physical quantity of the measurement target is at least one of a distance from the measurement target and a speed of the measurement target.
Further, in one configuration example of the physical quantity sensor of the present invention, the measuring means calculates the number of interference waveforms generated by a self-coupling effect between the laser light and the return light, which is included in an output signal of the light receiver. Counting means for counting each of the one oscillation period and the second oscillation period, the minimum oscillation wavelength and the maximum oscillation wavelength in the period in which the number of interference waveforms is counted by the counting means, and the counting result of the counting means. And calculating means for calculating at least one of the distance to the object and the speed of the measurement object.

また、本発明の物理量計測方法は、少なくとも発振波長が連続的に単調増加する第1の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第2の発振期間と前記第1の発振期間から第2の発振期間への間で発振波長が最大値で一定の第3の発振期間と前記第2の発振期間から第1の発振期間への間で発振波長が最小値で一定の第4の発振期間とが繰り返し存在するように前記半導体レーザを動作させる発振手順と、前記半導体レーザの内部又はその近傍に配置された受光器の出力信号に含まれる、前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記測定対象からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉の情報から、前記測定対象の物理量を計測する計測手順とを備えるものである。   The physical quantity measuring method of the present invention includes at least a first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously monotonously increases, a second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously monotonously decreases, and the first oscillation period to the second oscillation period. A third oscillation period in which the oscillation wavelength is constant at the maximum value during the oscillation period, and a fourth oscillation period in which the oscillation wavelength is constant at the minimum value between the second oscillation period and the first oscillation period. The laser beam emitted from the semiconductor laser and the measurement included in the oscillation procedure for operating the semiconductor laser so that the laser beam is repeatedly present, and the output signal of the light receiver disposed in or near the semiconductor laser A measurement procedure for measuring a physical quantity of the measurement target from information on interference caused by a self-coupling effect with return light from the target.

本発明によれば、少なくとも発振波長が連続的に単調増加する第1の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第2の発振期間と第1の発振期間から第2の発振期間への間で発振波長が最大値で一定の第3の発振期間と第2の発振期間から第1の発振期間への間で発振波長が最小値で一定の第4の発振期間とが繰り返し存在するように半導体レーザを動作させることにより、半導体レーザの波長変化の制御を容易に行うことができるので、半導体レーザの波長変化量と最小発振波長と最大発振波長とを安定的に保持することができ、物理量の測定精度を安定させることができる。また、本発明では、受光器の出力信号に含まれる干渉の情報を取得する際に、各発振期間の切り替わりのタイミングで発生する過渡応答波形を従来に比べて小さくすることができるので、干渉の情報の検出誤差を低減することができる。その結果、本発明では、物理量の測定精度を向上させることができる。   According to the present invention, at least the first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously monotonously increases, the second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously monotonously decreases, and the first oscillation period to the second oscillation period. A third oscillation period having a constant maximum oscillation wavelength and a fourth oscillation period having a constant minimum oscillation wavelength between the second oscillation period and the first oscillation period. By operating the semiconductor laser, it is possible to easily control the wavelength change of the semiconductor laser, so that the wavelength change amount, the minimum oscillation wavelength, and the maximum oscillation wavelength of the semiconductor laser can be stably maintained. The measurement accuracy of physical quantities can be stabilized. In addition, in the present invention, when acquiring the interference information included in the output signal of the photoreceiver, the transient response waveform generated at the timing of switching of each oscillation period can be reduced as compared with the conventional case. Information detection errors can be reduced. As a result, in the present invention, the measurement accuracy of physical quantities can be improved.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態となる距離・速度計の構成を示すブロック図である。図1の距離・速度計は、測定対象10にレーザ光を放射する半導体レーザ1と、半導体レーザ1の光出力を電気信号に変換する受光器であるフォトダイオード2と、半導体レーザ1からの光を集光して測定対象10に照射すると共に、測定対象10からの戻り光を集光して半導体レーザ1に入射させるレンズ3と、半導体レーザ1を駆動するレーザドライバ4と、フォトダイオード2の出力電流を電圧に変換して増幅する電流−電圧変換増幅器5と、電流−電圧変換増幅器5の出力電圧から搬送波を除去するフィルタ回路6と、フィルタ回路6の出力電圧に含まれるMHPの数を数える計数装置7と、MHPの数から測定対象10との距離及び測定対象10の速度を算出する演算装置8と、演算装置8の算出結果を表示する表示装置9とを有する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a distance / speed meter according to the first embodiment of the present invention. The distance / velocity meter of FIG. 1 includes a semiconductor laser 1 that emits laser light to a measurement object 10, a photodiode 2 that is a light receiver that converts the optical output of the semiconductor laser 1 into an electrical signal, Are collected and irradiated onto the measurement target 10, and the return light from the measurement target 10 is collected and incident on the semiconductor laser 1, the laser driver 4 that drives the semiconductor laser 1, and the photodiode 2. A current-voltage conversion amplifier 5 that converts an output current into a voltage and amplifies it, a filter circuit 6 that removes a carrier wave from the output voltage of the current-voltage conversion amplifier 5, and the number of MHPs included in the output voltage of the filter circuit 6 There is a counting device 7 that counts, a computing device 8 that calculates the distance to the measuring object 10 and the speed of the measuring object 10 from the number of MHPs, and a display device 9 that displays the calculation result of the computing device 8. That.

電流−電圧変換増幅器5とフィルタ回路6と計数装置7と演算装置8とは、計測手段を構成している。また、電流−電圧変換増幅器5とフィルタ回路6と計数装置7とは、計数手段を構成している。
以下、説明容易にするために、半導体レーザ1には、モードホッピング現象を持たない型(VCSEL型、DFBレーザ型)のものが用いられているものと想定する。
The current-voltage conversion amplifier 5, the filter circuit 6, the counting device 7, and the arithmetic device 8 constitute a measuring means. The current-voltage conversion amplifier 5, the filter circuit 6, and the counting device 7 constitute counting means.
Hereinafter, for ease of explanation, it is assumed that a semiconductor laser 1 of a type that does not have a mode hopping phenomenon (VCSEL type, DFB laser type) is used.

図2は、半導体レーザ1の発振波長の時間変化を示す図である。レーザドライバ4は、三角波の頂点を切り取った波形の駆動電流を半導体レーザ1に供給する。これにより、半導体レーザ1は、発振波長が一定の変化率で連続的に増加する第1の発振期間P1と、発振波長が一定の変化率で連続的に減少する第2の発振期間P2と、第1の発振期間P1から第2の発振期間P2への間で発振波長が最大値λbで一定の第3の発振期間P3と、第2の発振期間P2から第1の発振期間P1への間で発振波長が最小値λaで一定の第4の発振期間P4とが繰り返し存在するように駆動される。本実施の形態では、発振波長の最大値λb及び発振波長の最小値λaはそれぞれ常に一定になされており、それらの差λb−λaも常に一定になされている。   FIG. 2 is a diagram showing the change over time of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1. The laser driver 4 supplies a drive current having a waveform obtained by cutting off the apex of the triangular wave to the semiconductor laser 1. Accordingly, the semiconductor laser 1 includes a first oscillation period P1 in which the oscillation wavelength continuously increases at a constant change rate, and a second oscillation period P2 in which the oscillation wavelength continuously decreases at a constant change rate, Between the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2, the third oscillation period P3 where the oscillation wavelength is constant at the maximum value λb, and between the second oscillation period P2 and the first oscillation period P1 Thus, driving is performed so that the oscillation wavelength is a minimum value λa and a constant fourth oscillation period P4 repeatedly exists. In the present embodiment, the maximum value λb of the oscillation wavelength and the minimum value λa of the oscillation wavelength are always constant, and the difference λb−λa is also always constant.

三角波の頂点を切り取った波形の駆動電流を生成するには、例えばレーザドライバ4内のメモリ(不図示)に予め設定された駆動電流のデジタル値をD/Aコンバーター(不図示)でアナログ信号に変換してもよいし、三角波の上下をリミッタ(不図示)によって切り取る波形操作をしてもよい。   In order to generate a drive current having a waveform obtained by cutting off the apex of the triangular wave, for example, a digital value of the drive current preset in a memory (not shown) in the laser driver 4 is converted into an analog signal by a D / A converter (not shown). The waveform may be converted, or a waveform operation may be performed by cutting the top and bottom of the triangular wave with a limiter (not shown).

半導体レーザ1から出射したレーザ光は、レンズ3によって集光され、測定対象10に入射する。測定対象10で反射された半導体レーザ1の光は、レンズ3によって集光され、半導体レーザ1に入射する。フォトダイオード2は、半導体レーザ1の内部又はその近傍に配置され、半導体レーザ1の光出力を電流に変換する。電流−電圧変換増幅器5は、フォトダイオード2の出力電流を電圧に変換して増幅する。   Laser light emitted from the semiconductor laser 1 is collected by the lens 3 and enters the measurement object 10. The light of the semiconductor laser 1 reflected by the measurement object 10 is collected by the lens 3 and enters the semiconductor laser 1. The photodiode 2 is disposed in the semiconductor laser 1 or in the vicinity thereof, and converts the optical output of the semiconductor laser 1 into a current. The current-voltage conversion amplifier 5 converts the output current of the photodiode 2 into a voltage and amplifies it.

フィルタ回路6は、変調波から重畳信号を抽出する機能を有するものである。図3(A)は電流−電圧変換増幅器5の出力電圧波形を模式的に示す図、図3(B)はフィルタ回路6の出力電圧波形を模式的に示す図である。これらの図は、フォトダイオード2の出力に相当する図3(A)の波形(変調波)から、図2の半導体レーザ1の発振波形(搬送波)を除去して、図3(B)のMHP波形(干渉波形)を抽出する過程を表している。   The filter circuit 6 has a function of extracting a superimposed signal from the modulated wave. 3A is a diagram schematically showing an output voltage waveform of the current-voltage conversion amplifier 5, and FIG. 3B is a diagram schematically showing an output voltage waveform of the filter circuit 6. As shown in FIG. In these figures, the oscillation waveform (carrier wave) of the semiconductor laser 1 in FIG. 2 is removed from the waveform (modulation wave) in FIG. 3A corresponding to the output of the photodiode 2, and the MHP in FIG. A process of extracting a waveform (interference waveform) is shown.

計数装置7は、フィルタ回路6の出力に含まれるMHPの数を第1の発振期間P1と第2の発振期間P2の各々について数える。計数装置7は、論理ゲートからなるカウンタを利用するものでもよいし、FFT(Fast Fourier Transform)を利用してMHPの周波数(すなわち単位時間あたりのMHPの数)を計測するものでもよい。   The counting device 7 counts the number of MHPs included in the output of the filter circuit 6 for each of the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2. The counting device 7 may use a counter composed of logic gates, or may measure an MHP frequency (that is, the number of MHPs per unit time) using FFT (Fast Fourier Transform).

次に、演算装置8は、半導体レーザ1の最小発振波長λaと最大発振波長λbと計数装置7が数えたMHPの数に基づいて、測定対象10との距離および測定対象10の速度を算出する。図4は演算装置8の構成の1例を示すブロック図、図5は演算装置8の動作を示すフローチャートである。演算装置8は、半導体レーザ1の最小発振波長λaと最大発振波長λbとMHPの数に基づいて測定対象10との距離の候補値と測定対象10の速度の候補値とを算出する距離・速度算出部80と、距離・速度算出部80で算出された距離の候補値と直前に算出された距離の候補値との差である履歴変位を算出する履歴変位算出部81と、距離・速度算出部80と履歴変位算出部81の算出結果を記憶する記憶部82と、距離・速度算出部80と履歴変位算出部81の算出結果に基づいて測定対象10の状態を判定する状態判定部83と、状態判定部83の判定結果に基づいて測定対象10との距離及び測定対象10の速度を確定する距離・速度確定部84とから構成される。   Next, the arithmetic device 8 calculates the distance to the measuring object 10 and the speed of the measuring object 10 based on the minimum oscillation wavelength λa and the maximum oscillation wavelength λb of the semiconductor laser 1 and the number of MHPs counted by the counting device 7. . FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the arithmetic device 8, and FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the arithmetic device 8. The arithmetic unit 8 calculates a distance / speed for calculating a candidate value for the distance to the measurement object 10 and a candidate value for the speed of the measurement object 10 based on the minimum oscillation wavelength λa, the maximum oscillation wavelength λb, and the number of MHPs of the semiconductor laser 1. A calculation unit 80; a history displacement calculation unit 81 that calculates a history displacement that is a difference between the distance candidate value calculated by the distance / speed calculation unit 80 and the distance candidate value calculated immediately before; and a distance / speed calculation. A storage unit 82 for storing the calculation results of the unit 80 and the history displacement calculation unit 81, a state determination unit 83 for determining the state of the measurement object 10 based on the calculation results of the distance / speed calculation unit 80 and the history displacement calculation unit 81, The distance / speed determining unit 84 determines the distance to the measuring object 10 and the speed of the measuring object 10 based on the determination result of the state determining unit 83.

本実施の形態では、測定対象10の状態を所定の条件を満たす微小変位状態、あるいは微小変位状態よりも動きが大きい変位状態のいずれかであるとする。発振期間P1と発振期間P2の1期間あたりの測定対象10の平均変位をVとしたとき、微小変位状態とは(λb−λa)/λb>V/Lbを満たす状態であり(ただし、Lbは時刻tのときの距離)、変位状態とは(λb−λa)/λb≦V/Lbを満たす状態である。   In the present embodiment, it is assumed that the state of the measuring object 10 is either a minute displacement state that satisfies a predetermined condition or a displacement state that moves more than the minute displacement state. When the average displacement of the measuring object 10 per oscillation period P1 and oscillation period P2 is V, the minute displacement state is a state satisfying (λb−λa) / λb> V / Lb (where Lb is The distance at time t) and the displacement state are states that satisfy (λb−λa) / λb ≦ V / Lb.

まず、演算装置8の距離・速度算出部80は、現時刻tにおける距離の候補値Lα(t),Lβ(t)と速度の候補値Vα(t),Vβ(t)を次式のように算出して、記憶部82に格納する(図5ステップS10)。
Lα(t)=λa×λb×(MHP(t−1)+MHP(t))
/{4×(λb−λa)} ・・・(2)
Lβ(t)=λa×λb×(|MHP(t−1)−MHP(t)|)
/{4×(λb−λa)} ・・・(3)
Vα(t)=(MHP(t−1)−MHP(t))×λb/4 ・・・(4)
Vβ(t)=(MHP(t−1)+MHP(t))×λb/4 ・・・(5)
First, the distance / speed calculation unit 80 of the arithmetic unit 8 calculates the distance candidate values Lα (t) and Lβ (t) and the speed candidate values Vα (t) and Vβ (t) at the current time t as follows: And stored in the storage unit 82 (step S10 in FIG. 5).
Lα (t) = λa × λb × (MHP (t−1) + MHP (t))
/ {4 × (λb−λa)} (2)
Lβ (t) = λa × λb × (| MHP (t−1) −MHP (t) |)
/ {4 × (λb−λa)} (3)
Vα (t) = (MHP (t−1) −MHP (t)) × λb / 4 (4)
Vβ (t) = (MHP (t−1) + MHP (t)) × λb / 4 (5)

式(2)〜式(5)において、MHP(t)は現時刻tにおいて算出されたMHPの数、MHP(t−1)はMHP(t)の1回前に算出されたMHPの数である。例えば、MHP(t)が第1の発振期間P1の計数結果であるとすれば、MHP(t−1)は第2の発振期間P2の計数結果であり、逆にMHP(t)が第2の発振期間P2の計数結果であるとすれば、MHP(t−1)は第1の発振期間P1の計数結果である。   In Expressions (2) to (5), MHP (t) is the number of MHPs calculated at the current time t, and MHP (t−1) is the number of MHPs calculated one time before MHP (t). is there. For example, if MHP (t) is the counting result of the first oscillation period P1, MHP (t-1) is the counting result of the second oscillation period P2, and conversely, MHP (t) is the second counting period. If it is the counting result of the oscillation period P2, the MHP (t−1) is the counting result of the first oscillation period P1.

候補値Lα(t),Vα(t)は測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した値であり、候補値Lβ(t),Vβ(t)は測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した値である。演算装置8は、式(2)〜式(5)の計算を計数装置7によってMHPの数が測定される時刻毎(発振期間毎)に行う。   The candidate values Lα (t) and Vα (t) are values calculated on the assumption that the measurement target 10 is in a minute displacement state, and the candidate values Lβ (t) and Vβ (t) are those in which the measurement target 10 is in a displacement state. It is a value calculated assuming that there is. The arithmetic device 8 performs the calculations of the equations (2) to (5) at every time (every oscillation period) when the counting device 7 measures the number of MHPs.

続いて、演算装置8の履歴変位算出部81は、微小変位状態と変位状態の各々について、現時刻tにおける距離の候補値と、記憶部82に格納された、直前の時刻における距離の候補値との差である履歴変位を次式のように算出して、記憶部82に格納する(図5ステップS11)。なお、式(6)、式(7)では、現時刻tの1回前に算出された距離の候補値をLα(t−1),Lβ(t−1)としている。
Vcalα(t)=Lα(t)−Lα(t−1) ・・・(6)
Vcalβ(t)=Lβ(t)−Lβ(t−1) ・・・(7)
Subsequently, the history displacement calculation unit 81 of the arithmetic device 8 for each of the minute displacement state and the displacement state, the distance candidate value at the current time t, and the distance candidate value at the previous time stored in the storage unit 82. The history displacement, which is the difference between the two, is calculated by the following equation and stored in the storage unit 82 (step S11 in FIG. 5). In the equations (6) and (7), the distance candidate values calculated one time before the current time t are Lα (t−1) and Lβ (t−1).
Vcalα (t) = Lα (t) −Lα (t−1) (6)
Vcalβ (t) = Lβ (t) −Lβ (t−1) (7)

履歴変位Vcalα(t)は測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した値であり、履歴変位Vcalβ(t)は測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した値である。演算装置8は、式(6)〜式(7)の計算を計数装置7によってMHPの数が測定される時刻毎に行う。なお、式(4)〜式(7)においては、測定対象10が本実施の形態の距離・速度計に近づく方向を正の速度、遠ざかる方向を負の速度と定めている。
次に、演算装置8の状態判定部83は、記憶部82に格納された式(2)〜式(7)の算出結果を用いて、測定対象10の状態を判定する(図5ステップS12)。
The history displacement Vcalα (t) is a value calculated on the assumption that the measurement object 10 is in a minute displacement state, and the history displacement Vcalβ (t) is a value calculated on the assumption that the measurement object 10 is in a displacement state. . The arithmetic device 8 performs the calculations of the equations (6) to (7) at each time when the number of MHPs is measured by the counting device 7. In the equations (4) to (7), the direction in which the measurement object 10 approaches the distance / speedometer of the present embodiment is defined as a positive velocity, and the direction in which the measurement object 10 moves away is defined as a negative velocity.
Next, the state determination unit 83 of the arithmetic device 8 determines the state of the measurement target 10 using the calculation results of the expressions (2) to (7) stored in the storage unit 82 (step S12 in FIG. 5). .

特許文献1に記載されているように、測定対象10が微小変位状態で移動(等速度運動)している場合、測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の符号は一定で、かつ測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した速度の候補値Vα(t)と履歴変位Vcalα(t)の絶対値の平均値とが等しくなる。また、測定対象10が微小変位状態で等速度運動している場合、測定対象10を変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の符号は、MHPの数が測定される時刻毎に反転する。   As described in Patent Document 1, when the measurement object 10 is moving in a minute displacement state (equal speed movement), the history displacement Vcalα (t) calculated assuming that the measurement object 10 is in a minute displacement state. The sign is constant, and the velocity candidate value Vα (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in a minute displacement state is equal to the average value of the absolute values of the history displacement Vcalα (t). When the measurement object 10 is moving at a constant velocity in a minute displacement state, the sign of the history displacement Vcalβ (t) calculated assuming that the measurement object 10 is in the displacement state is the time at which the number of MHPs is measured. Invert.

したがって、状態判定部83は、測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の符号が一定で、かつ測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vα(t)と履歴変位Vcalα(t)の絶対値の平均値とが等しい場合、測定対象10が微小変位状態で等速度運動していると判定する。   Therefore, the state determination unit 83 calculates the hysteresis displacement Vcalα (t) calculated on the assumption that the measurement target 10 is in the minute displacement state and the calculation is performed on the assumption that the measurement target 10 is in the minute displacement state. When the speed candidate value Vα (t) and the average value of the absolute values of the history displacement Vcalα (t) are equal, it is determined that the measurement object 10 is moving at a constant speed in a minute displacement state.

特許文献1に記載されているように、測定対象10が変位状態で移動(等速度運動)している場合、測定対象10を変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の符号は一定で、かつ測定対象10を変位状態と仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)と履歴変位Vcalβ(t)の絶対値の平均値とが等しくなる。また、測定対象10が変位状態で等速度運動している場合、測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の符号はMHPの数が測定される時刻毎に反転する。   As described in Patent Document 1, when the measurement object 10 is moving in a displaced state (constant velocity motion), the sign of the history displacement Vcalβ (t) calculated assuming that the measurement object 10 is in the displaced state is The velocity candidate value Vβ (t), which is constant and calculated assuming that the measurement object 10 is in the displacement state, is equal to the average absolute value of the history displacement Vcalβ (t). In addition, when the measurement object 10 is moving at a constant speed in a displaced state, the sign of the history displacement Vcalα (t) calculated assuming that the measurement object 10 is in a minute displacement state is inverted every time the number of MHPs is measured. To do.

したがって、状態判定部83は、測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の符号が一定で、かつ測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)と履歴変位Vcalβ(t)の絶対値の平均値とが等しい場合、測定対象10が変位状態で等速度運動していると判定する。   Therefore, the state determination unit 83 calculates the speed calculated on the assumption that the sign of the history displacement Vcalβ (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in the displacement state is constant and that the measurement object 10 is in the displacement state. Is equal to the average value of the absolute values of the history displacement Vcalβ (t), it is determined that the measurement object 10 is moving at a constant speed in the displacement state.

特許文献1に記載されているように、測定対象10が微小変位状態で、等速度運動以外の運動をしている場合、測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した速度の候補値Vα(t)と測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の絶対値の平均値とは一致しない。同様に、測定対象10を変位状態と仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)と測定対象10を変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の絶対値の平均値も一致しない。   As described in Patent Document 1, when the measurement object 10 is in a minute displacement state and is moving other than a uniform velocity motion, the velocity candidate value Vα calculated on the assumption that the measurement object 10 is in a minute displacement state. (T) and the average value of the absolute values of the history displacement Vcalα (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in a minute displacement state do not match. Similarly, the average value of the absolute values of the velocity candidate value Vβ (t) calculated assuming that the measurement object 10 is in the displacement state and the history displacement Vcalβ (t) calculated assuming that the measurement object 10 is in the displacement state are the same. do not do.

また、測定対象10が微小変位状態で、等速度運動以外の運動をしている場合、測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の符号はMHPの数が測定される時刻毎に反転し、測定対象10を変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)では符号の変動はあっても、この変動はMHPの数が測定される時刻毎ではない。   In addition, when the measurement object 10 is in a minute displacement state and performing a motion other than the constant velocity motion, the sign of the history displacement Vcalα (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in the minute displacement state is the number of MHPs. In the history displacement Vcalβ (t) calculated by assuming that the measurement object 10 is in a displacement state, the change is not every time when the number of MHPs is measured.

したがって、状態判定部83は、測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の符号がMHPの数が測定される時刻毎に反転し、かつ測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vα(t)と履歴変位Vcalα(t)の絶対値の平均値とが一致しない場合、測定対象10が微小変位状態で等速度運動以外の運動をしていると判定する。   Therefore, the state determination unit 83 reverses the sign of the history displacement Vcalα (t) calculated on the assumption that the measurement target 10 is in a minute displacement state at each time when the number of MHPs is measured, and the measurement target 10 is When the velocity candidate value Vα (t) calculated on the assumption of the minute displacement state and the average value of the absolute values of the history displacement Vcalα (t) do not coincide with each other, the measurement object 10 is in the minute displacement state and other than the constant velocity motion. Determine that you are exercising.

なお、速度の候補値Vβ(t)に着目すると、Vβ(t)の絶対値は定数となり、この値は半導体レーザ1の波長変化率(λb−λa)/λbと等しい。そこで、状態判定部83は、測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)の絶対値が波長変化率と等しく、かつ測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vα(t)と履歴変位Vcalα(t)の絶対値の平均値とが一致しない場合、測定対象10が微小変位状態で等速度運動以外の運動をしていると判定してもよい。   Focusing on the velocity candidate value Vβ (t), the absolute value of Vβ (t) is a constant, and this value is equal to the wavelength change rate (λb−λa) / λb of the semiconductor laser 1. Therefore, the state determination unit 83 has an absolute value of the velocity candidate value Vβ (t) calculated on the assumption that the measurement target 10 is in the displacement state, and the measurement target 10 is in the minute displacement state. When the velocity candidate value Vα (t) calculated on the assumption that the average value of the absolute values of the history displacement Vcalα (t) does not coincide with each other, the object to be measured 10 performs a motion other than the constant velocity motion in a minute displacement state. It may be determined that

特許文献1に記載されているように、測定対象10が変位状態で、等速度運動以外の運動をしている場合、測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した速度の候補値Vα(t)と測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)の絶対値の平均値とは一致せず、測定対象10を変位状態と仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)と測定対象10を変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の絶対値の平均値も一致しない。   As described in Patent Document 1, when the measurement object 10 is in a displacement state and is moving other than a constant velocity motion, a velocity candidate value Vα (calculated assuming that the measurement object 10 is in a minute displacement state) t) and the average value of the absolute values of the history displacement Vcalα (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in the minute displacement state, and the velocity candidate values calculated on the assumption that the measurement object 10 is in the displacement state The average value of the absolute values of the history displacement Vcalβ (t) calculated on the assumption that Vβ (t) is the displacement state of the measurement object 10 does not match.

また、測定対象10が変位状態で、等速度運動以外の運動をしている場合、測定対象10を変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の符号はMHPの数が測定される時刻毎に反転し、測定対象10を微小変位状態と仮定して計算した履歴変位Vcalα(t)では符号の変動はあっても、この変動はMHPの数が測定される時刻毎ではない。   Further, when the measurement object 10 is in a displacement state and is moving other than a constant velocity motion, the sign of the history displacement Vcalβ (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in the displacement state is the number of MHPs. The history displacement Vcalα (t), which is inverted at each time and calculated on the assumption that the measurement target 10 is in a minute displacement state, has a change in sign, but this change is not at every time when the number of MHPs is measured.

したがって、状態判定部83は、測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した履歴変位Vcalβ(t)の符号がMHPの数が測定される時刻毎に反転し、かつ測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)と履歴変位Vcalβ(t)の絶対値の平均値とが一致しない場合、測定対象10が変位状態で等速度運動以外の運動をしていると判定する。   Therefore, the state determination unit 83 reverses the sign of the history displacement Vcalβ (t) calculated on the assumption that the measurement target 10 is in the displacement state at each time when the number of MHPs is measured, and the measurement target 10 is displaced. When the velocity candidate value Vβ (t) calculated on the assumption that the state is in the state and the average value of the absolute values of the history displacement Vcalβ (t) do not coincide with each other, a motion other than the constant velocity motion is performed when the measurement object 10 is in the displacement state. It is determined that

なお、速度の候補値Vα(t)に着目すると、Vα(t)の絶対値は定数となり、この値は半導体レーザ1の波長変化率(λb−λa)/λbと等しい。したがって、状態判定部83は、測定対象10が微小変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vα(t)の絶対値が波長変化率と等しく、かつ測定対象10が変位状態にあると仮定して計算した速度の候補値Vβ(t)と履歴変位Vcalβ(t)の絶対値の平均値とが一致しない場合、測定対象10が変位状態で等速度運動以外の運動をしていると判定してもよい。   When attention is paid to the velocity candidate value Vα (t), the absolute value of Vα (t) is a constant, and this value is equal to the wavelength change rate (λb−λa) / λb of the semiconductor laser 1. Therefore, the state determination unit 83 has the absolute value of the velocity candidate value Vα (t) calculated on the assumption that the measurement object 10 is in the minute displacement state equal to the wavelength change rate, and the measurement object 10 is in the displacement state. When the velocity candidate value Vβ (t) calculated on the assumption that the average value of the absolute values of the history displacement Vcalβ (t) does not coincide with each other, the measurement object 10 is moving in a displacement state other than the constant velocity movement. May be determined.

演算装置8の距離・速度確定部84は、状態判定部83の判定結果に基づいて測定対象10の速度及び測定対象10との距離を確定する(図5ステップS13)。
すなわち、距離・速度確定部84は、測定対象10が微小変位状態で等速度運動していると判定された場合、速度の候補値Vα(t)を測定対象10の速度とし、距離の候補値Lα(t)を測定対象10との距離とし、測定対象10が変位状態で等速度運動していると判定された場合、速度の候補値Vβ(t)を測定対象10の速度とし、距離の候補値Lβ(t)を測定対象10との距離とする。
The distance / speed determining unit 84 of the computing device 8 determines the speed of the measuring object 10 and the distance from the measuring object 10 based on the determination result of the state determining unit 83 (step S13 in FIG. 5).
That is, when it is determined that the measurement target 10 is moving at a uniform speed in a minute displacement state, the distance / speed determination unit 84 sets the speed candidate value Vα (t) as the speed of the measurement target 10 and uses the distance candidate value. When it is determined that Lα (t) is a distance from the measurement object 10 and the measurement object 10 is moving at a constant speed in a displaced state, the velocity candidate value Vβ (t) is the velocity of the measurement object 10 and the distance The candidate value Lβ (t) is set as the distance from the measurement object 10.

また、距離・速度確定部84は、測定対象10が微小変位状態で等速度運動以外の運動をしていると判定された場合、速度の候補値Vα(t)を測定対象10の速度とし、距離の候補値Lα(t)を測定対象10との距離とする。ただし、実際の距離は、距離の候補値Lα(t)の平均値となる。また、距離・速度確定部84は、測定対象10が変位状態で等速度運動以外の運動をしていると判定された場合、速度の候補値Vβ(t)を測定対象10の速度とし、距離の候補値Lβ(t)を測定対象10との距離とする。ただし、実際の距離は、距離の候補値Lβ(t)の平均値となる。   Further, when it is determined that the measurement target 10 is moving in a minute displacement state other than the uniform speed movement, the distance / speed determination unit 84 sets the speed candidate value Vα (t) as the speed of the measurement target 10, The distance candidate value Lα (t) is set as the distance to the measurement object 10. However, the actual distance is an average value of the distance candidate values Lα (t). Further, when it is determined that the measurement object 10 is moving in a displaced state other than the constant velocity movement, the distance / speed determination unit 84 sets the speed candidate value Vβ (t) as the speed of the measurement object 10 and sets the distance. The candidate value Lβ (t) is a distance from the measurement object 10. However, the actual distance is an average value of the distance candidate values Lβ (t).

なお、MHP(t−1)とMHP(t)の大小関係によって、Vβ(t)は必ず正の値となり、Vα(t)は正又は負の値のいずれかとなるが、これらの符号は測定対象10の速度の向きを表現したものではない。発振波長が増加している方の半導体レーザのMHPの数が、発振波長が減少している方の半導体レーザのMHPの数よりも大きいとき、測定対象10の速度は正方向(レーザに接近する方向)となる。   Note that Vβ (t) is always a positive value and Vα (t) is either a positive value or a negative value depending on the magnitude relationship between MHP (t−1) and MHP (t). It does not represent the direction of speed of the object 10. When the number of MHPs of the semiconductor laser whose oscillation wavelength is increasing is larger than the number of MHPs of the semiconductor laser whose oscillation wavelength is decreasing, the velocity of the measuring object 10 is positive (approaching the laser). Direction).

演算装置8は、ステップS10〜S13の処理を、計数装置7によってMHPの数が測定される時刻毎(発振期間毎)に行う。
表示装置9は、演算装置8によって算出された測定対象10との距離及び測定対象10の速度をリアルタイムで表示する。
The arithmetic device 8 performs the processing of steps S10 to S13 at every time (every oscillation period) when the number of MHPs is measured by the counting device 7.
The display device 9 displays the distance to the measurement object 10 and the speed of the measurement object 10 calculated by the arithmetic device 8 in real time.

以上のように、本実施の形態では、少なくとも発振波長が一定の変化率で連続的に増加する第1の発振期間P1と、発振波長が一定の変化率で連続的に減少する第2の発振期間P2と、第1の発振期間P1から第2の発振期間P2への間で発振波長が最大値λbで一定の第3の発振期間P3と、第2の発振期間P2から第1の発振期間P1への間で発振波長が最小値λaで一定の第4の発振期間P4とが繰り返し存在するように半導体レーザ1を駆動するので、半導体レーザ1の最小発振波長λa及び最大発振波長λbと、波長λbとλaとの差である波長変化量とを明確に規定することが容易になるので、半導体レーザ1の波長変化の制御を容易に行うことができる。その結果、本実施の形態では、半導体レーザ1の波長変化量と最小発振波長λaと最大発振波長λbとを安定的に保持することができ、距離及び速度の測定精度を安定させることができる。
波長変化量を規定する方法としては、例えば半導体レーザ1の光出力が安定する期間P3,P4におけるフォトダイオード2の光起電流や、既知の対象物に対する算出された物理量をレーザドライバ4にフィードバックし、半導体レーザ1の駆動電流を制御したり、三角波の上下のリミッタを制御したりすればよい。もしくは算出された物理量に補正をかければよい。
As described above, in the present embodiment, at least the first oscillation period P1 in which the oscillation wavelength continuously increases at a constant change rate, and the second oscillation in which the oscillation wavelength continuously decreases at a constant change rate. A period P2, a third oscillation period P3 in which the oscillation wavelength is constant at the maximum value λb between the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2, and the second oscillation period P2 to the first oscillation period Since the semiconductor laser 1 is driven so that the fourth oscillation period P4 in which the oscillation wavelength is the minimum value λa repeatedly exists between P1 and the minimum oscillation wavelength λa and the maximum oscillation wavelength λb of the semiconductor laser 1, Since it becomes easy to clearly define the wavelength variation that is the difference between the wavelengths λb and λa, the wavelength variation of the semiconductor laser 1 can be easily controlled. As a result, in the present embodiment, the wavelength change amount, the minimum oscillation wavelength λa, and the maximum oscillation wavelength λb of the semiconductor laser 1 can be stably maintained, and the distance and speed measurement accuracy can be stabilized.
As a method for defining the amount of wavelength change, for example, the photocurrent of the photodiode 2 in the periods P3 and P4 during which the optical output of the semiconductor laser 1 is stabilized and the calculated physical quantity for a known object are fed back to the laser driver 4. The drive current of the semiconductor laser 1 may be controlled, or the upper and lower limiters of the triangular wave may be controlled. Alternatively, the calculated physical quantity may be corrected.

また、本実施の形態では、各発振期間の切り替わりのタイミングでフィルタ回路6の出力に発生する過渡応答波形を、図11(B)の場合に比べて小さくすることができるので、計数装置7の計数誤差を低減することができる。その結果、本実施の形態では、図7、図9に示した従来の自己結合型のレーザ計測器に比べて距離及び速度の測定精度を向上させることができる。   In the present embodiment, since the transient response waveform generated at the output of the filter circuit 6 at the timing of switching of each oscillation period can be made smaller than in the case of FIG. Counting errors can be reduced. As a result, in this embodiment, the distance and speed measurement accuracy can be improved as compared with the conventional self-coupled laser measuring instrument shown in FIGS.

[第2の実施の形態]
第1の実施の形態では、三角波の頂点を切り取った波形の駆動電流を半導体レーザ1に供給したが、この三角波の頂点を切り取った波形をローパスフィルタで低域ろ波した上で半導体レーザ1に供給するようにしてもよい。この場合の半導体レーザ1の発振波長の時間変化を図6に示す。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the drive current having a waveform obtained by cutting off the apex of the triangular wave is supplied to the semiconductor laser 1. You may make it supply. The time change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 in this case is shown in FIG.

第1の実施の形態では、各発振期間の切り替わりのタイミングでフィルタ回路6の出力に過渡応答波形が発生する可能性がある。この過渡応答波形の大きさは図12(B)の場合に比べて小さいものの、計数装置7で計数誤差が発生する可能性もある。本実施の形態のように駆動電流をローパスフィルタで処理して半導体レーザ1の発振波形を鈍らせることで、過渡応答波形を大幅に小さくすることができるので、第1の実施の形態に比べて計数誤差を更に低減することができる。   In the first embodiment, there is a possibility that a transient response waveform is generated in the output of the filter circuit 6 at the switching timing of each oscillation period. Although the magnitude of the transient response waveform is smaller than that in the case of FIG. 12B, there is a possibility that a counting error occurs in the counting device 7. The transient response waveform can be significantly reduced by processing the drive current with a low-pass filter and blunting the oscillation waveform of the semiconductor laser 1 as in the present embodiment, so that it can be compared with the first embodiment. Counting errors can be further reduced.

図6のように発振波形を鈍らせる場合でも、波長変化を安定させるために、第3の発振期間P3と第4の発振期間P4は必要である。第3の発振期間P3と第4の発振期間P4を残すためには、ローパスフィルタで処理する前の第3の発振期間P3及び第4の発振期間P4の時間をT、ローパスフィルタの時定数をτとしたとき、T≧tとなるようにローパスフィルタの時定数を設定すればよい。   Even when the oscillation waveform is blunted as shown in FIG. 6, the third oscillation period P3 and the fourth oscillation period P4 are necessary to stabilize the wavelength change. In order to leave the third oscillation period P3 and the fourth oscillation period P4, the time of the third oscillation period P3 and the fourth oscillation period P4 before processing by the low-pass filter is set to T, and the time constant of the low-pass filter is set. The time constant of the low-pass filter may be set so that T ≧ t, where τ.

なお、第1、第2の実施の形態における計数装置7と演算装置8とは、例えばCPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータを動作させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。CPUは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、このプログラムに従って実施の形態で説明した処理を実行する。   Note that the counting device 7 and the computing device 8 in the first and second embodiments can be realized by, for example, a computer including a CPU, a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. A program for operating such a computer is provided in a state of being recorded on a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a memory card. The CPU writes the read program into the storage device, and executes the processing described in the embodiment in accordance with this program.

また、第1、第2の実施の形態では、物理量センサの1例として距離・速度計を例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、距離計でもよいし、速度計でもよいし、その他の物理量を計測するセンサであってもよい。   In the first and second embodiments, a distance / speed meter is described as an example of the physical quantity sensor. However, the present invention is not limited to this, and a distance meter or a speed meter may be used. It may be a sensor that measures other physical quantities.

本発明は、半導体レーザから放射したレーザ光と物体からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉の情報から、物体の物理量を計測する技術に適用することができる。   The present invention can be applied to a technique for measuring a physical quantity of an object from information on interference caused by a self-coupling effect between laser light emitted from a semiconductor laser and return light from the object.

本発明の第1の実施の形態となる距離・速度計の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the distance and speedometer used as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における半導体レーザの発振波長の時間変化の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the time change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における電流−電圧変換増幅器の出力電圧波形及びフィルタ回路の出力電圧波形を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the output voltage waveform of the current-voltage conversion amplifier in the 1st Embodiment of this invention, and the output voltage waveform of a filter circuit. 本発明の第1の実施の形態における演算装置の構成の1例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one example of a structure of the arithmetic unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における演算装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the arithmetic unit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における半導体レーザの発振波長の時間変化の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the time change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser in the 2nd Embodiment of this invention. 従来のレーザ計測器における半導体レーザの複合共振器モデルを示す図である。It is a figure which shows the compound resonator model of the semiconductor laser in the conventional laser measuring device. 半導体レーザの発振波長と内蔵フォトダイオードの出力波形との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the oscillation wavelength of a semiconductor laser, and the output waveform of a built-in photodiode. 従来の距離・速度計の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional distance and speedometer. 図9の距離・速度計における半導体レーザの発振波長の時間変化の1例を示す図である。It is a figure which shows one example of the time change of the oscillation wavelength of a semiconductor laser in the distance and speedometer of FIG. 従来の自己結合型のレーザ計測器の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the conventional self-coupling type laser measuring device.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体レーザ、2…フォトダイオード、3…レンズ、4…レーザドライバ、5…電流−電圧変換増幅器、6…フィルタ回路、7…計数装置、8…演算装置、9…表示装置、10…測定対象、80…距離・速度算出部、81…履歴変位算出部、82…記憶部、83…状態判定部、84…距離・速度確定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Photodiode, 3 ... Lens, 4 ... Laser driver, 5 ... Current-voltage conversion amplifier, 6 ... Filter circuit, 7 ... Counting device, 8 ... Arithmetic unit, 9 ... Display device, 10 ... Measurement Object: 80 ... distance / speed calculation unit, 81 ... history displacement calculation unit, 82 ... storage unit, 83 ... state determination unit, 84 ... distance / speed determination unit.

Claims (6)

測定対象にレーザ光を放射する半導体レーザと、
少なくとも発振波長が連続的に単調増加する第1の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第2の発振期間と前記第1の発振期間から第2の発振期間への間で発振波長が最大値で一定の第3の発振期間と前記第2の発振期間から第1の発振期間への間で発振波長が最小値で一定の第4の発振期間とが繰り返し存在するように前記半導体レーザを動作させるレーザドライバと、
前記半導体レーザの内部又はその近傍に配置され、前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記測定対象からの戻り光とを受光して電気信号に変換する受光器と、
前記受光器の出力信号に含まれる、前記レーザ光と前記戻り光との自己結合効果によって生じる干渉の情報から、前記測定対象の物理量を計測する計測手段とを有することを特徴とする物理量センサ。
A semiconductor laser that emits laser light to the object to be measured;
The oscillation wavelength is at least between the first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously increases monotonously, the second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously decreases monotonously, and the first oscillation period to the second oscillation period. The semiconductor laser has a third oscillation period that is constant at the maximum value and a fourth oscillation period at which the oscillation wavelength is constant at the minimum value between the second oscillation period and the first oscillation period. A laser driver to operate,
A light receiving device that is disposed in or near the semiconductor laser, receives the laser light emitted from the semiconductor laser and the return light from the measurement object, and converts it into an electrical signal;
A physical quantity sensor comprising: measurement means for measuring a physical quantity of the measurement target from information on interference caused by a self-coupling effect between the laser light and the return light contained in an output signal of the light receiver.
請求項1記載の物理量センサにおいて、
前記測定対象の物理量は、前記測定対象との距離及び前記測定対象の速度の少なくとも一方であることを特徴とする物理量センサ。
The physical quantity sensor according to claim 1,
The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the physical quantity of the measurement target is at least one of a distance from the measurement target and a speed of the measurement target.
請求項2記載の物理量センサにおいて、
前記計測手段は、
前記受光器の出力信号に含まれる、前記レーザ光と前記戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形の数を、前記第1の発振期間と前記第2の発振期間の各々について数える計数手段と、
この計数手段によって干渉波形の数を数える期間における最小発振波長と最大発振波長と前記計数手段の計数結果とから前記測定対象との距離及び前記測定対象の速度の少なくとも一方を算出する演算手段とからなることを特徴とする物理量センサ。
The physical quantity sensor according to claim 2,
The measuring means includes
Counting means for counting the number of interference waveforms generated by the self-coupling effect between the laser beam and the return beam included in the output signal of the light receiver for each of the first oscillation period and the second oscillation period; ,
From the calculation means for calculating at least one of the distance to the measurement object and the velocity of the measurement object from the minimum oscillation wavelength and the maximum oscillation wavelength in the period of counting the number of interference waveforms by the counting means and the counting result of the counting means A physical quantity sensor characterized by comprising:
半導体レーザを用いて測定対象にレーザ光を放射する物理量計測方法において、
少なくとも発振波長が連続的に単調増加する第1の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第2の発振期間と前記第1の発振期間から第2の発振期間への間で発振波長が最大値で一定の第3の発振期間と前記第2の発振期間から第1の発振期間への間で発振波長が最小値で一定の第4の発振期間とが繰り返し存在するように前記半導体レーザを動作させる発振手順と、
前記半導体レーザの内部又はその近傍に配置された受光器の出力信号に含まれる、前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記測定対象からの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉の情報から、前記測定対象の物理量を計測する計測手順とを備えることを特徴とする物理量計測方法。
In a physical quantity measurement method for emitting laser light to a measurement object using a semiconductor laser,
The oscillation wavelength is at least between the first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously increases monotonously, the second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously decreases monotonously, and the first oscillation period to the second oscillation period. The semiconductor laser has a third oscillation period that is constant at the maximum value and a fourth oscillation period at which the oscillation wavelength is constant at the minimum value between the second oscillation period and the first oscillation period. Oscillation procedure to operate
From the information of interference caused by the self-coupling effect between the laser light emitted from the semiconductor laser and the return light from the measurement object, which is included in the output signal of the light receiver disposed in or near the semiconductor laser, A physical quantity measurement method comprising: a measurement procedure for measuring the physical quantity of the measurement target.
請求項4記載の物理量計測方法において、
前記測定対象の物理量は、前記測定対象との距離及び前記測定対象の速度の少なくとも一方であることを特徴とする物理量計測方法。
The physical quantity measuring method according to claim 4,
The physical quantity of the measurement object is at least one of a distance to the measurement object and a speed of the measurement object.
請求項5記載の物理量計測方法において、
前記計測手順は、
前記受光器の出力信号に含まれる、前記レーザ光と前記戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形の数を、前記第1の発振期間と前記第2の発振期間の各々について数える計数手順と、
この計数手順によって干渉波形の数を数える期間における最小発振波長と最大発振波長と前記計数手順の計数結果とから前記測定対象との距離及び前記測定対象の速度の少なくとも一方を算出する演算手順とを含むことを特徴とする物理量計測方法。
The physical quantity measuring method according to claim 5,
The measurement procedure is as follows:
A counting procedure for counting, for each of the first oscillation period and the second oscillation period, the number of interference waveforms generated by the self-coupling effect between the laser light and the return light, included in the output signal of the light receiver; ,
A calculation procedure for calculating at least one of the distance to the measurement object and the velocity of the measurement object from the minimum oscillation wavelength and the maximum oscillation wavelength in the period of counting the number of interference waveforms by this counting procedure and the counting result of the counting procedure. A physical quantity measuring method characterized by comprising.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019224982A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 三菱電機株式会社 Optical distance measurement device and processing device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62100673A (en) * 1985-10-28 1987-05-11 Nec Corp Fm-cw apparatus
JPH06281741A (en) * 1992-12-08 1994-10-07 Hughes Aircraft Co Linear frequency modulation controller for fm laser radar
JPH06317669A (en) * 1992-11-05 1994-11-15 Hughes Aircraft Co Pulse compression signal processor using same saw match filter for up and down chirp
JP2003505699A (en) * 1999-07-27 2003-02-12 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Measurement system of distance and relative speed between objects
JP2006313080A (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Yamatake Corp Distance/speed meter and method for distance/speed measurement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62100673A (en) * 1985-10-28 1987-05-11 Nec Corp Fm-cw apparatus
JPH06317669A (en) * 1992-11-05 1994-11-15 Hughes Aircraft Co Pulse compression signal processor using same saw match filter for up and down chirp
JPH06281741A (en) * 1992-12-08 1994-10-07 Hughes Aircraft Co Linear frequency modulation controller for fm laser radar
JP2003505699A (en) * 1999-07-27 2003-02-12 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Measurement system of distance and relative speed between objects
JP2006313080A (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Yamatake Corp Distance/speed meter and method for distance/speed measurement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019224982A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 三菱電機株式会社 Optical distance measurement device and processing device
JPWO2019224982A1 (en) * 2018-05-24 2020-09-24 三菱電機株式会社 Optical ranging equipment and processing equipment
TWI785103B (en) * 2018-05-24 2022-12-01 日商三菱電機股份有限公司 Optical distance measuring device and processing device

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