JP2014059257A - Weak signal detection apparatus and weak signal detection method - Google Patents

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博 小熊
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a noise component sufficiently and to increase a SN ratio even if a signal is weak.SOLUTION: After modulating a benchmark signal by band diffusion, noise reduction is executed twice by having a first detection stage restoring a sensor signal including noise by back diffusion, and a second detection stage multiplying the restored signal and a reference signal of the benchmark signal for a phase detection.

Description

本発明は、センサが検出した微弱信号からノイズを除去することによりSN比を高くすることが可能な微弱信号検出装置及び微弱信号検出方法に関する。   The present invention relates to a weak signal detection device and a weak signal detection method capable of increasing the S / N ratio by removing noise from a weak signal detected by a sensor.

センサが検出した検出信号から微弱電波や微弱光等の微弱信号を計測する際には、ノイズ成分を極力小さくしてSN比を高くする必要がある。特許文献1にはセンサとしてホール素子を用いて微弱信号を検出する装置が開示されている。図8は特許文献1に記載された検出装置100を示す。   When measuring weak signals such as weak radio waves and weak light from the detection signals detected by the sensor, it is necessary to reduce the noise component as much as possible to increase the SN ratio. Patent Document 1 discloses a device that detects a weak signal using a Hall element as a sensor. FIG. 8 shows a detection apparatus 100 described in Patent Document 1.

図8に示すように、検出装置100は、ホール素子等のセンサ素子からなる広帯域センサ110と、帯域拡散信号を発生する帯域拡散信号発生器120と、広帯域センサ110を駆動する帯域拡散駆動回路130と、広帯域センサ110からの出力信号を帯域拡散信号発生器120が出力する帯域拡散信号を用いて同期検波する復調回路140とを備えている。帯域拡散信号発生器120が発生する帯域拡散信号としては例えば、スペクトラム拡散を行うM系列拡散信号が用いられ、帯域拡散駆動回路130はこの帯域拡散信号により広帯域センサ110を駆動する。   As shown in FIG. 8, the detection apparatus 100 includes a wideband sensor 110 including a sensor element such as a Hall element, a wideband signal generator 120 that generates a wideband signal, and a wideband drive circuit 130 that drives the wideband sensor 110. And a demodulation circuit 140 for synchronously detecting the output signal from the broadband sensor 110 using the band spread signal output from the band spread signal generator 120. As the band spread signal generated by the band spread signal generator 120, for example, an M-sequence spread signal for performing spectrum spread is used, and the band spread drive circuit 130 drives the wide band sensor 110 by this band spread signal.

広帯域センサ110には測定対象となる微弱信号150が環境ノイズ151や素子ノイズ152を伴って入力される。広帯域センサ110は帯域拡散駆動回路130で発生する帯域拡散信号によって駆動され、帯域拡散されたセンサ信号を出力する。この帯域拡散されたセンサ信号は帯域拡散信号発生器120からの帯域拡散信号を用いて復調回路140で同期検波されて復調されることにより測定出力160となる。   A weak signal 150 to be measured is input to the broadband sensor 110 together with environmental noise 151 and element noise 152. The wideband sensor 110 is driven by a band spread signal generated by the band spread drive circuit 130 and outputs a band spread sensor signal. The band spread sensor signal is synchronously detected by the demodulation circuit 140 using the band spread signal from the band spread signal generator 120 and demodulated to obtain a measurement output 160.

このような構造では、スペクトラム拡散による帯域拡散信号によって広帯域センサ110を駆動し、広帯域拡散された広帯域センサ110からのセンサ出力を得、これを逆拡散して復調することにより本来の帯域幅に復元する。このときノイズスペクトラムは帯域拡散信号と無相関であるため広帯域に拡散されて不要成分が取り除かれて抑制される。このため、SN比を高くすることができる。   In such a structure, the broadband sensor 110 is driven by a spread spectrum signal by spread spectrum to obtain a sensor output from the broadband sensor 110 that has been spread spectrum, and is despread and demodulated to restore the original bandwidth. To do. At this time, since the noise spectrum is uncorrelated with the band spread signal, it is spread over a wide band and unnecessary components are removed and suppressed. For this reason, SN ratio can be made high.

WO2009−57626号公報WO2009-57626

図8に示す従来の検出装置100では、帯域拡散された広帯域センサ110からのセンサ出力を逆拡散して復調することによりノイズ成分が小さくなるように制御しているが、この制御ではノイズ成分を小さくするのに限界がある。このため検出対象の信号が微弱電気信号や微弱光等の微弱信号の場合には、SN比を高くすることが難しく、高精度で検出することが難しい問題を有している。   In the conventional detection apparatus 100 shown in FIG. 8, the noise output is controlled to be reduced by despreading and demodulating the sensor output from the wideband sensor 110 subjected to band spreading. In this control, the noise component is reduced. There is a limit to making it smaller. For this reason, when the signal to be detected is a weak signal such as a weak electric signal or weak light, it is difficult to increase the SN ratio and it is difficult to detect with high accuracy.

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、微弱電波や微弱光等の微弱信号であっても、ノイズ成分を十分小さくすることが可能でSN比を高くすることができる微弱信号検出装置及び微弱信号検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and even for weak signals such as weak radio waves and weak light, the noise component can be sufficiently reduced and the SN ratio is increased. It is an object of the present invention to provide a weak signal detection device and a weak signal detection method that can be used.

上記目的を達成するため、本発明は、基準信号を帯域拡散によって変調させた後、ノイズを含んだセンサ信号を逆拡散によって復調させる第1検出段階と、前記復調した信号と基準信号の参照信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階とから構成することによりノイズリダクションを2重に行うようにした装置及び方法としたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a first detection step of modulating a reference signal by band spreading and then demodulating a sensor signal including noise by despreading, and a reference signal of the demodulated signal and the reference signal. And a second detection stage in which phase detection is performed by multiplying the two and the apparatus, and a method and a method for performing noise reduction twice.

請求項1記載の発明の微弱信号検出装置は、基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、この変調信号生成部からの変調信号によって駆動されて測定対象信号を出力する信号出力と、この信号出力器からの測定対象信号を検出する検出センサと、この検出センサからのセンサ信号を逆拡散により復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、前記基準信号の参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする。   The weak signal detection apparatus according to the first aspect of the invention includes a modulation signal generation unit that generates a modulation signal by modulating a reference signal by band spreading, and a measurement target signal that is driven by the modulation signal from the modulation signal generation unit. A signal output to be output; a detection sensor for detecting a signal to be measured from the signal output device; a demodulated signal generator for demodulating the sensor signal from the detection sensor by despreading to generate a demodulated signal; and the reference signal And a phase sensitive detector for detecting a phase by multiplying the demodulated signal from the demodulated signal generator.

請求項2記載の微弱信号検出装置は、発光素子を駆動する光源駆動信号を基準信号とし、この基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、この変調信号生成部からの変調信号によって駆動されて前記発光素子を発光させる光源駆動回路と、前記発光素子が発光した光が測定対象に照射されることにより測定対象から得た光信号を検出する検出センサと、この検出センサからのセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、前記基準信号の参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする。   3. The weak signal detection device according to claim 2, wherein a light source driving signal for driving the light emitting element is used as a reference signal, a modulation signal generating unit that generates a modulation signal by modulating the reference signal by band spreading, and the modulation signal generating unit. A light source driving circuit that is driven by a modulation signal from the light source to cause the light emitting element to emit light, a detection sensor that detects an optical signal obtained from the measurement object by irradiating the measurement object with light emitted from the light emitting element, and A demodulated signal generator that demodulates a sensor signal from a detection sensor by despreading to generate a demodulated signal, and a phase sensitive detector that performs phase detection by multiplying the reference signal of the reference signal and the demodulated signal from the demodulated signal generator And a detector.

請求項3記載の発明の微弱信号検出装置は、微弱発光体からの微弱光信号を周期的に断続して基準信号及び参照信号を生成する光チョッパーと、この光チョッパーからの基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、前記微弱発光体からの微弱光信号が前記変調信号生成部からの変調信号によって変調された状態で検出する検出センサと、この検出センサからのセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、前記光チョッパーからの参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a weak signal detecting device that generates a reference signal and a reference signal by periodically interrupting a weak light signal from a weak light emitter, and band-spreading the reference signal from the optical chopper A modulation signal generating unit that generates a modulation signal by modulating the detection signal, a detection sensor that detects a weak light signal from the weak light emitter modulated by the modulation signal from the modulation signal generation unit, and a detection sensor A demodulated signal generation unit that demodulates the sensor signal of the signal by despreading to generate a demodulated signal, and a phase sensitive detection unit that multiplies the reference signal from the optical chopper and the demodulated signal from the demodulated signal generation unit And.

請求項4記載の微弱信号検出装置は、微弱発光体からの微弱光信号を受光して基準信号及び参照信号を生成する検出センサと、この検出センサからの基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、この変調信号生成部からの変調信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、前記検出センサからの参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする。   5. The weak signal detection device according to claim 4, wherein a detection sensor that receives a weak light signal from a weak light emitter and generates a reference signal and a reference signal, and modulates the reference signal from the detection sensor by modulation by band spreading. A modulation signal generation unit that generates a signal, a demodulation signal generation unit that demodulates the modulation signal from the modulation signal generation unit by despreading to generate a demodulation signal, a reference signal from the detection sensor, and the demodulation signal generation unit And a phase sensitive detector for detecting the phase by multiplying the demodulated signal from the signal.

請求項5記載の微弱信号検出方法は、基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、この変調信号に基づいて駆動される測定対象信号を検出した後、検出した測定対象信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、前記基準信号の参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the weak signal detection method generates a modulation signal by modulating the reference signal by band spreading, detects the measurement target signal driven based on the modulation signal, and then reverses the detected measurement target signal. A first detection stage for demodulating by spreading to generate a demodulated signal, and a second detection stage for phase detection by multiplying the reference signal of the reference signal and the demodulated signal are provided.

請求項6記載の微弱信号検出方法は、発光素子を駆動する光源駆動信号を基準信号とし、この基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、この変調信号によって光駆動回路を駆動することにより前記発光素子を発光させて測定対象を照射した後、測定対象から得た光信号を検出し、検出したセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、前記基準信号の参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする。   The weak signal detection method according to claim 6 uses a light source driving signal for driving a light emitting element as a reference signal, modulates the reference signal by band spreading to generate a modulation signal, and drives the optical driving circuit by the modulation signal. After the light emitting element is caused to emit light and irradiate the measurement target, a light signal obtained from the measurement target is detected, a first detection step of demodulating the detected sensor signal by despreading to generate a demodulated signal, and And a second detection step of detecting a phase by multiplying a reference signal of a reference signal and the demodulated signal.

請求項7記載の微弱信号検出方法は、微弱発光体からの微弱光信号を光チョッパーによって断続して基準信号及び参照信号を生成し、前記基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、前記微弱発光体からの微弱光信号が前記変調信号によって変調されて検出され、検出されたセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、前記光チョッパーからの参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする。   The weak signal detection method according to claim 7, wherein a weak light signal from a weak light emitter is intermittently generated by an optical chopper to generate a reference signal and a reference signal, and the reference signal is modulated by band spreading to generate a modulation signal. A first detection stage in which a weak light signal from the weak light emitter is detected by being modulated by the modulation signal, and a demodulated signal is generated by demodulating the detected sensor signal by despreading; and a reference from the optical chopper And a second detection stage for phase detection by multiplying the signal and the demodulated signal.

請求項8記載の微弱信号検出方法は、微弱発光体からの微弱光信号を検出センサが受光して基準信号及び参照信号とし、前記基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、前記変調信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、前記検出センサからの参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする。   The weak signal detection method according to claim 8, wherein a weak light signal from a weak light emitter is received by a detection sensor as a reference signal and a reference signal, and the reference signal is modulated by band spreading to generate a modulation signal, A first detection stage that demodulates the modulated signal by despreading to generate a demodulated signal; and a second detection stage that multiplies the reference signal from the detection sensor and the demodulated signal to detect the phase. It is characterized by.

本発明は、基準信号を帯域拡散によって変調させた後、ノイズを含んだセンサ信号を逆拡散によって復調させる第1検出段階と、前記復調した信号と基準信号の参照信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階とから構成することによりノイズリダクションを2重に行うため、微弱電波や微弱光等の微弱信号であってもノイズ成分を十分小さくすることができ、SN比を高くすることができる。   According to the present invention, a phase detection is performed by multiplying a first detection step of modulating a reference signal by band spreading and then demodulating a sensor signal including noise by despreading, and the demodulated signal and a reference signal of the reference signal. Since the noise reduction is performed twice by configuring the second detection stage, the noise component can be sufficiently reduced even for weak signals such as weak radio waves and weak light, and the SN ratio can be increased. it can.

本発明の第1実施形態の微弱信号検出装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the weak signal detection apparatus of 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態における信号の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of the signal in 1st Embodiment. 第1検出段階における信号処理を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically signal processing in the 1st detection stage. 第2検出段階における信号処理を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically signal processing in the 2nd detection stage. 本発明の第2実施形態における微弱信号検出装置を信号の流れと共に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the weak signal detection apparatus in 2nd Embodiment of this invention with the flow of a signal. 本発明の第3実施形態における微弱信号検出装置を信号の流れと共に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the weak signal detection apparatus in 3rd Embodiment of this invention with the flow of a signal. 本発明の第4実施形態における微弱信号検出装置を信号の流れと共に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the weak signal detection apparatus in 4th Embodiment of this invention with the flow of a signal. 従来の検出装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional detection apparatus.

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材は同一の符号を付して対応させてある。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. In each embodiment, the same members are assigned the same reference numerals.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態における微弱信号検出装置1のブロック図、図2は信号の流れを示すブロック図である。微弱信号検出装置1はノイズ圧縮制限によって微弱信号を検出する第1検出段階を行った後、位相敏感法によって帯域制限を掛ける第2検出段階を行うものであり、ノイズリダクションを二重に行う点に特徴がある。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a weak signal detection apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a signal flow. The weak signal detection device 1 performs a first detection step of detecting a weak signal by noise compression limitation, and then performs a second detection step of band-limiting by a phase sensitive method, and performs noise reduction twice. There is a feature.

図1に示すように、微弱信号検出装置1は変調信号生成部2、信号出力器3、検出センサ4、復調信号生成部5及び位相敏感検出部6を備えている。変調信号生成部2、信号出力器3、検出センサ4、復調信号生成部5は第1検出段階を行い、位相敏感検出部は第2検出段階を行う。   As shown in FIG. 1, the weak signal detection apparatus 1 includes a modulation signal generation unit 2, a signal output device 3, a detection sensor 4, a demodulated signal generation unit 5, and a phase sensitive detection unit 6. The modulation signal generation unit 2, the signal output unit 3, the detection sensor 4, and the demodulated signal generation unit 5 perform the first detection stage, and the phase sensitive detection unit performs the second detection stage.

図1及び図2に示すように、変調信号生成部2は基準信号10を広帯域に拡散して変調を掛けて変調信号を生成するものであり、スペクトラム拡散、周波数ホッピング、疑似ランダム信号、FM変調等によって変調信号11を生成する。スペクトラム拡散においては、直接拡散方式または周波数拡散方式のいずれの方式であっても良い。直接拡散方式の場合、疑似ランダム符号としてM系列拡散符号、PN疑似符号のいずれかを用いることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the modulation signal generation unit 2 generates a modulation signal by spreading a reference signal 10 over a wide band and modulating it, and spread spectrum, frequency hopping, pseudo-random signal, FM modulation. The modulation signal 11 is generated by the above. In spread spectrum, either a direct spread method or a frequency spread method may be used. In the case of the direct spreading method, either an M-sequence spreading code or a PN pseudo code can be used as a pseudo random code.

信号出力器3は変調信号11が入力され、入力された変調信号によって駆動されて測定対象信号13を生成する。そして信号出力器3は生成した測定対象信号13をノイズ空間14に出力し、検出センサ4がノイズ空間14を通過した測定対象信号を受信して検出する。ノイズ空間を通過した測定対象信号13は空間中のノイズ15を含んだ状態となっており、この状態で検出センサ4に検出される。すなわち検出センサ4で検出されるセンサ信号は、帯域拡散された測定対象信号13及び帯域拡散されていないノイズ空間14のノイズが混合した状態となっている。この検出センサ4のセンサ信号は復調信号生成部5に出力される。   The signal output unit 3 receives the modulation signal 11 and is driven by the input modulation signal to generate the measurement target signal 13. The signal output unit 3 outputs the generated measurement target signal 13 to the noise space 14, and the detection sensor 4 receives and detects the measurement target signal that has passed through the noise space 14. The measurement target signal 13 that has passed through the noise space is in a state including noise 15 in the space, and is detected by the detection sensor 4 in this state. That is, the sensor signal detected by the detection sensor 4 is in a state where the measurement target signal 13 subjected to the band spread and the noise in the noise space 14 not subjected to the band spread are mixed. The sensor signal of the detection sensor 4 is output to the demodulated signal generator 5.

復調信号生成部5は検出センサ4からのセンサ信号を復調して復調信号17を生成する。センサ信号の復調は、逆拡散によって行うものであり、変調信号生成部2で用いた拡散符号の逆拡散符号を用いて復調を行う。この復調において、センサ信号に含まれているノイズは逆拡散符号との相関がないところから、測定対象信号だけが復元されてノイズが圧縮された復調信号17が生成される。以上により、第1検出段階が終了する。   The demodulated signal generator 5 demodulates the sensor signal from the detection sensor 4 to generate a demodulated signal 17. The demodulation of the sensor signal is performed by despreading, and demodulation is performed using the despreading code of the spreading code used in the modulation signal generation unit 2. In this demodulation, since the noise contained in the sensor signal has no correlation with the despread code, only the signal to be measured is restored and the demodulated signal 17 in which the noise is compressed is generated. Thus, the first detection stage is completed.

図3は以上の第1検出段階における信号処理を模式的に示したグラフである。通常の信号状態では同図(A)で示すように、基準信号SとノイズNとが混ざり合った状態となっている。これに対し、この実施形態では同図(B)で示すようにスペクトラム拡散等によって基準信号(測定対象信号)Sを帯域拡散させる。そして帯域拡散させた信号を検出センサ4がノイズNを含んだ状態で検出する。その後、ノイズNを含んだセンサ信号を復調信号生成部5が逆拡散する。このことによりノイズNが圧縮されてノイズNの信号強度が小さくなるため、SN比を向上させることができる。   FIG. 3 is a graph schematically showing signal processing in the first detection stage. In the normal signal state, the reference signal S and the noise N are mixed as shown in FIG. On the other hand, in this embodiment, the reference signal (measurement target signal) S is band-spread by spread spectrum as shown in FIG. The detection sensor 4 detects the band spread signal in a state including the noise N. Thereafter, the demodulated signal generator 5 despreads the sensor signal including the noise N. As a result, the noise N is compressed and the signal intensity of the noise N is reduced, so that the SN ratio can be improved.

第1検出段階に続いて第2検出段階が行われる。第2検出段階では、復調信号生成部5が生成した復調信号17を位相敏感検出部6に出力する。位相敏感検出部6では、基準信号10の参照信号18と復調信号生成部5からの復調信号17とを掛け合わせて位相検波を行う。すなわち位相敏感検出部6は参照信号18と同期した復調信号17の掛け算を行って位相検波するものであり、位相敏感検出部6はロックインアンプとして機能する。参照信号18は例えば基準信号10と同じ周波数の信号が用いられる。   A second detection stage is performed following the first detection stage. In the second detection stage, the demodulated signal 17 generated by the demodulated signal generator 5 is output to the phase sensitive detector 6. In the phase sensitive detector 6, the phase detection is performed by multiplying the reference signal 18 of the reference signal 10 and the demodulated signal 17 from the demodulated signal generator 5. That is, the phase sensitive detector 6 performs phase detection by multiplying the demodulated signal 17 synchronized with the reference signal 18, and the phase sensitive detector 6 functions as a lock-in amplifier. For example, a signal having the same frequency as that of the reference signal 10 is used as the reference signal 18.

この位相検波の後、ローパスフィルタによって位相敏感検出部6の出力を平均化して最終的な出力信号とする。   After this phase detection, the output of the phase sensitive detector 6 is averaged by a low-pass filter to obtain a final output signal.

図4は以上の第2検出段階における信号処理を模式的に示したグラフである。同図(A)は第1検出段階で得た復調信号Fであり、逆拡散によってノイズNが圧縮された状態となっている。この復調信号Fを位相敏感検出部6の参照信号と掛け合わせる位相検波を行う。位相検波によって帯域制限がなされるため、最終的に検出される出力信号は同図(B)で示すようにノイズN成分が飛躍的に少なくなる。これによりSN比を向上させることができる。   FIG. 4 is a graph schematically showing signal processing in the second detection stage. FIG. 6A shows the demodulated signal F obtained in the first detection stage, in which the noise N is compressed by despreading. Phase detection is performed by multiplying the demodulated signal F by the reference signal of the phase sensitive detector 6. Since the band is limited by phase detection, the finally detected output signal has a noise N component dramatically reduced as shown in FIG. Thereby, SN ratio can be improved.

このような実施形態の微弱信号検出では、基準信号10をスペクトラム拡散等の帯域拡散によって変調して測定対象信号13を生成した後、ノイズを含んだ測定対象信号13をセンサ信号として検出し、このセンサ信号を逆拡散してノイズを圧縮する第1検出段階を行った後、この第1検出段階で得た信号に対して位相敏感検出部6が位相検波する第2検出段階を行うため、ノイズリダクションを二重に行う構成となっている。このため検出対象が微弱電波であっても、検出のSN比を高くすることができ、高精度で検出することができる。   In the weak signal detection of such an embodiment, after the reference signal 10 is modulated by band spreading such as spread spectrum to generate the measurement target signal 13, the measurement target signal 13 including noise is detected as a sensor signal. After performing the first detection step of despreading the sensor signal and compressing the noise, the phase sensitive detection unit 6 performs the second detection step of phase detection on the signal obtained in the first detection step. The reduction is doubled. For this reason, even if the detection target is a weak radio wave, the SN ratio of the detection can be increased, and the detection can be performed with high accuracy.

(第2実施形態)
図5は本発明の第2実施形態における微弱信号検出装置1Aを信号の流れと共に示すブロック図である。この実施形態の微弱信号検出装置1Aは、微弱光の検出に適用されるものであり、第1実施形態と同様に第1検出段階及び第2検出段階の二重によってノイズリダクションを行う。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a weak signal detection device 1A according to the second embodiment of the present invention together with a signal flow. The weak signal detection apparatus 1A of this embodiment is applied to detection of weak light, and performs noise reduction by double of the first detection stage and the second detection stage as in the first embodiment.

この実施形態の微弱信号検出装置1Aは、発光素子21を駆動して測定対象25に対して光照射を行い、測定対象25からの光信号を受光素子からなる検出センサ4が受光して検出するものである。この実施形態において、変調信号生成部2、光源駆動回路23,発光素子21、検出センサ4、復調信号生成部5が第1検出段階を行い、位相敏感検出部6が第2検出段階を行う。   The weak signal detection apparatus 1A of this embodiment drives the light emitting element 21 to irradiate the measurement target 25 with light, and the detection sensor 4 including the light receiving element receives and detects the optical signal from the measurement target 25. Is. In this embodiment, the modulation signal generation unit 2, the light source drive circuit 23, the light emitting element 21, the detection sensor 4, and the demodulation signal generation unit 5 perform the first detection stage, and the phase sensitive detection unit 6 performs the second detection stage.

発光素子21としては、半導体レーザ(LD)、固定レーザ、気体レーザ、発光ダイオード(LED)、フラッシュランプ等の光源を用いることができる。この場合、発光素子21としてLDやLEDを用いる場合には、光源駆動回路23に対して直接に変調を掛けることが容易である。このため位相敏感検出部6の参照信号としてサイン波または方形波を1kHz以下で発振させた後、拡散信号でロックインアンプを掛けることができる。検出センサ4としては、光電子増倍管、APD(Abalannche Photodiode)等の高速応答素子やSiダイオード、InGaAsダイオード等の受光素子を用いることができる。   As the light emitting element 21, a light source such as a semiconductor laser (LD), a fixed laser, a gas laser, a light emitting diode (LED), or a flash lamp can be used. In this case, when an LD or LED is used as the light emitting element 21, it is easy to directly modulate the light source driving circuit 23. For this reason, a sine wave or a square wave can be oscillated as a reference signal of the phase sensitive detector 6 at 1 kHz or less, and then a lock-in amplifier can be applied with the spread signal. As the detection sensor 4, a high-speed response element such as a photomultiplier tube or APD (Abalanche Photodiode), or a light receiving element such as a Si diode or an InGaAs diode can be used.

基準信号としては、発光素子21を駆動するための光源駆動信号22が用いられる。変調信号生成部2はこの光源駆動信号22を帯域拡散によって変調する。帯域拡散はスペクトラム拡散(SS拡散)によって行うことができる。スペクトラム拡散によって生成された変調信号は光源駆動信号22に出力され、光源駆動回路22は入力された変調信号によって駆動されて発光素子21を発光させる。   As the reference signal, a light source driving signal 22 for driving the light emitting element 21 is used. The modulation signal generator 2 modulates the light source drive signal 22 by band spreading. Band spreading can be performed by spread spectrum (SS spreading). The modulation signal generated by the spread spectrum is output to the light source drive signal 22, and the light source drive circuit 22 is driven by the input modulation signal to cause the light emitting element 21 to emit light.

発光素子21から発光した光は測定対象25に照射される。発光素子21からの光の照射によって測定対象25から光信号が発生する。測定対象が癌細胞等の病巣にあっては、光励起された光化学反応によって励起一重光酸素などが発光して微弱光信号が発生する。また、測定対象が厚みのある試料の場合、測定対象を透過する微弱光信号となる。これらの測定対象からの微弱な光信号は検出センサ4によって検出されるが、検出センサ4によって検出されたセンサ信号には、ノイズが含まれている。   The light emitted from the light emitting element 21 is irradiated to the measurement object 25. An optical signal is generated from the measurement object 25 by irradiation of light from the light emitting element 21. When the measurement target is a lesion such as a cancer cell, excited single photooxygen is emitted by a photochemical reaction that is photoexcited to generate a weak light signal. Further, when the measurement target is a thick sample, a weak light signal transmitted through the measurement target is obtained. Although the weak optical signal from these measurement objects is detected by the detection sensor 4, the sensor signal detected by the detection sensor 4 includes noise.

検出センサ4で検出されたセンサ信号は、光電流電圧変換増幅器26に出力されて増幅された後、復調信号生成部5に入力される。復調信号生成部5には、変調信号生成部2からの拡散同期信号29が入力されており、検出センサ4からのセンサ信号が逆拡散によって復調される。この復調において、センサ信号に含まれているノイズは逆拡散符号との相関がないところから、測定対象からの信号だけが復元されてノイズが圧縮された復調信号が生成される。以上により、第1検出段階が終了する。   The sensor signal detected by the detection sensor 4 is output to the photocurrent / voltage conversion amplifier 26 and amplified, and then input to the demodulated signal generation unit 5. The demodulated signal generation unit 5 receives the diffusion synchronization signal 29 from the modulation signal generation unit 2 and demodulates the sensor signal from the detection sensor 4 by despreading. In this demodulation, since the noise included in the sensor signal has no correlation with the despread code, only the signal from the measurement target is restored, and a demodulated signal in which the noise is compressed is generated. Thus, the first detection stage is completed.

第1検出段階に続く第2検出段階では、復調信号生成部5が生成した復調信号が位相敏感検出部6に出力する。位相敏感検出部6では、基準信号10の参照信号18と復調信号生成部5からの復調信号とを掛け合わせて位相検波を行う。位相敏感検出部6は参照信号18と同期した復調信号17の掛け算を検出して位相検波するロックインアンプとして機能する。参照信号18は光源駆動信号22と同じ周波数の信号である。   In the second detection stage following the first detection stage, the demodulated signal generated by the demodulated signal generation section 5 is output to the phase sensitive detection section 6. The phase sensitive detection unit 6 performs phase detection by multiplying the reference signal 18 of the reference signal 10 and the demodulated signal from the demodulated signal generation unit 5. The phase sensitive detection unit 6 functions as a lock-in amplifier that detects the multiplication of the demodulated signal 17 synchronized with the reference signal 18 and detects the phase. The reference signal 18 is a signal having the same frequency as the light source drive signal 22.

この位相検波の後、ローパスフィルタによって符号27で示すように位相敏感検出部6の出力を平均化して最終的な出力信号とする。   After this phase detection, the output of the phase sensitive detector 6 is averaged by a low-pass filter as indicated by reference numeral 27 to obtain a final output signal.

このような微弱信号検出では、光源駆動信号22を変調して発光素子21を駆動し、発光素子21からの光に基づいて測定対象25から得るノイズを含んだ光信号を検出センサ4が検出した後、検出センサ4からのセンサ信号を逆拡散してノイズを圧縮する第1検出段階を行った後、第1検出段階で得た信号に対して位相敏感検出部6が位相検波する第2検出段階を行うため、ノイズリダクションを二重に行う構成となっている。このため測定対象から得る光信号が微弱な光信号であっても、SN比を高くすることができ、高精度で検出することができる。   In such weak signal detection, the light source drive signal 22 is modulated to drive the light emitting element 21, and the detection sensor 4 detects an optical signal including noise obtained from the measurement target 25 based on the light from the light emitting element 21. Then, after performing a first detection stage in which the sensor signal from the detection sensor 4 is despread to compress noise, a second detection is performed in which the phase sensitive detection unit 6 detects the phase of the signal obtained in the first detection stage. In order to perform the stage, the noise reduction is performed twice. For this reason, even if the optical signal obtained from the measurement object is a weak optical signal, the SN ratio can be increased and the signal can be detected with high accuracy.

また、この実施形態では、発光素子21を用い、癌細胞等の病巣に対して能動的に光励起して病巣から発光する微弱光信号を高精度に検出することができるため、癌治療の病理に役立てることができる。測定対象が厚みのある試料の場合には、測定対象を透過した微弱光信号を高精度に検出するため、光CTやマンモグラフィなどに好適に用いることができる。   In this embodiment, the light emitting element 21 is used to detect a weak light signal emitted from the lesion by actively photoexciting the lesion such as cancer cells with high accuracy. Can be useful. When the measurement target is a thick sample, the weak light signal transmitted through the measurement target is detected with high accuracy, and thus can be suitably used for optical CT, mammography, and the like.

(第3実施形態)
図6は本発明の第3実施形態における微弱信号検出装置1Bを信号の流れと共に示すブロック図である。この実施形態の微弱信号検出装置1Bも微弱光の検出に適用されるものであり、第1検出段階及び第2検出段階の二重のノイズリダクションを行う。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing the weak signal detection device 1B according to the third embodiment of the present invention together with the signal flow. The weak signal detection apparatus 1B of this embodiment is also applied to detection of weak light, and performs double noise reduction in the first detection stage and the second detection stage.

この実施形態の微弱信号検出装置1Bは、化学反応等によって自ら発光する微弱発光体31からの微弱光信号を検出するものであり、光チョッパー32が微弱発光体31に臨むように配置される。光チョッパー32はスリット32aが円周上に複数形成されており、所定の角速度で回転駆動される。これにより光チョッパー32は微弱発光体31からの光を周期的に断続して基準信号10及び参照信号18を生成する。そして、基準信号10は変調信号生成部2側に送られ、参照信号18は位相敏感検出部6側に送られる。   The weak signal detection apparatus 1 </ b> B of this embodiment detects a weak light signal from the weak light emitter 31 that emits light by a chemical reaction or the like, and is arranged so that the light chopper 32 faces the weak light emitter 31. The optical chopper 32 has a plurality of slits 32a formed on the circumference, and is driven to rotate at a predetermined angular velocity. As a result, the light chopper 32 periodically interrupts the light from the weak light emitter 31 to generate the reference signal 10 and the reference signal 18. The reference signal 10 is sent to the modulation signal generation unit 2 side, and the reference signal 18 is sent to the phase sensitive detection unit 6 side.

変調信号生成部2は光シャッタ33を備えている。光シャッタ33は電磁石及びばねによって形成されており、基準信号10の光路上に配置される。光シャッタ33は微弱発光体31からの基準信号10を帯域拡散して疑似ランダム変調を掛けるものである。帯域拡散はスペクトラム拡散によって行うことができる。光シャッタ33によって変調された微弱発光体31からの基準信号10は空間を通過した後、受光素子からなる検出センサ4によって検出される。この検出センサ4によって検出されるセンサ信号にはノイズが含まれている。   The modulation signal generation unit 2 includes an optical shutter 33. The optical shutter 33 is formed by an electromagnet and a spring, and is disposed on the optical path of the reference signal 10. The optical shutter 33 band-spreads the reference signal 10 from the weak light emitter 31 and applies pseudo-random modulation. Band spreading can be performed by spread spectrum. The reference signal 10 from the weak light emitter 31 modulated by the optical shutter 33 passes through the space, and is detected by the detection sensor 4 including a light receiving element. The sensor signal detected by the detection sensor 4 includes noise.

検出センサ4が微弱発光体31からの基準信号10を検出した後は、第2実施形態と同様であり、検出センサ4で検出されたセンサ信号は、光電流電圧変換増幅器26に出力されて増幅された後、復調信号生成部5に入力されて逆拡散によって復調される。このときセンサ信号に含まれているノイズは逆拡散符号との相関がないところから、微弱発光体31からの基準信号10だけが復元されてノイズが圧縮された復調信号が生成される。これにより第1検出段階が終了する。   After the detection sensor 4 detects the reference signal 10 from the weak light emitter 31, it is the same as in the second embodiment, and the sensor signal detected by the detection sensor 4 is output to the photocurrent / voltage conversion amplifier 26 and amplified. Then, it is input to the demodulated signal generator 5 and demodulated by despreading. At this time, since the noise included in the sensor signal has no correlation with the despread code, only the reference signal 10 from the weak light emitter 31 is restored, and a demodulated signal in which the noise is compressed is generated. This ends the first detection stage.

第1検出段階に続く第2検出段階では、光チョッパー32からの参照信号18と復調信号生成部5が生成した復調信号とが位相敏感検出部6に入力され、位相敏感検出部6によって参照信号18と復調信号生成部5からの復調信号とを掛け合わせて位相検波(ロックインアンプ)が行われる。この位相検波19の後、ローパスフィルタによって符号27で示すように位相敏感検出部6の出力を平均化して最終的な出力信号とする。   In the second detection stage following the first detection stage, the reference signal 18 from the optical chopper 32 and the demodulated signal generated by the demodulated signal generation section 5 are input to the phase sensitive detection section 6, and the reference signal is detected by the phase sensitive detection section 6. Phase detection (lock-in amplifier) is performed by multiplying 18 and the demodulated signal from the demodulated signal generator 5. After this phase detection 19, the output of the phase sensitive detection unit 6 is averaged by a low-pass filter as indicated by reference numeral 27 to obtain a final output signal.

このような微弱信号検出では、微弱発光体31が自ら発光する特性を利用し、光チョッパー32が微弱発光体31からの微弱光信号によって基準信号10を生成し、この基準信号10を帯域拡散した後、検出センサ4がノイズを含んだ光信号を検出し、検出センサ4からのセンサ信号を逆拡散してノイズを圧縮した後(第1検出段階)、第1検出段階で得た信号に対して位相敏感検出部6が位相検波するため(第2検出段階)、ノイズリダクションが二重に行われる。このため微弱発光体31が発光する光信号が微弱な光信号であっても、SN比を高くすることができ、高精度で検出することができる。また、微弱発光体31が自ら発光する特性を利用することから、第2実施形態のような発光素子21を不要とした検出が可能となる。   In such a weak signal detection, the characteristic that the weak light emitter 31 emits light is used, the optical chopper 32 generates the reference signal 10 by the weak light signal from the weak light emitter 31, and the reference signal 10 is band-spread. Thereafter, the detection sensor 4 detects an optical signal including noise, despreads the sensor signal from the detection sensor 4 and compresses the noise (first detection stage), and then the signal obtained in the first detection stage Since the phase sensitive detection unit 6 performs phase detection (second detection stage), noise reduction is performed twice. For this reason, even if the light signal emitted from the weak light emitter 31 is a weak light signal, the SN ratio can be increased and can be detected with high accuracy. In addition, since the weak light emitter 31 utilizes the characteristic that the light emitter 31 emits light by itself, the detection that does not require the light emitting element 21 as in the second embodiment is possible.

(第4実施形態)
図7は本発明の第4実施形態における微弱信号検出装置1Cを信号の流れと共に示すブロック図である。この実施形態の微弱信号検出装置1Cも微弱発光体31が自ら発光する特性を利用して微弱光を検出するものであり、第1検出段階及び第2検出段階の二重のノイズリダクションを行う。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a weak signal detection apparatus 1C according to the fourth embodiment of the present invention together with a signal flow. The weak signal detection apparatus 1C of this embodiment also detects weak light using the characteristic that the weak light emitter 31 emits light by itself, and performs double noise reduction in the first detection stage and the second detection stage.

図7に示すように、微弱発光体31が自ら発光する光信号は、受光素子からなる検出センサ4によって検出される。検出センサ4は微弱発光体31からの光信号を受光することにより基準信号及び参照信号を生成する。変調信号生成部2は半導体スイッチ41を備えており、基準信号をスペクトラム拡散等の帯域拡散によって変調する。変調された基準信号は光電両電圧変換増幅器26で増幅された後、復調信号生成部5で逆拡散により復調されて復調信号が生成される。この復調信号は位相敏感検出部6によって検出センサ4からの参照信号と掛け合わせられることにより位相検波が行われ、ローパスフィルタによって平均化されて(符号27)、最終的な出力信号となる。   As shown in FIG. 7, the optical signal emitted by the weak light emitter 31 itself is detected by the detection sensor 4 including a light receiving element. The detection sensor 4 receives the optical signal from the weak light emitter 31 to generate a standard signal and a reference signal. The modulation signal generator 2 includes a semiconductor switch 41 and modulates the reference signal by band spreading such as spectrum spreading. The modulated reference signal is amplified by the photoelectric voltage conversion amplifier 26 and then demodulated by despreading by the demodulated signal generation unit 5 to generate a demodulated signal. The demodulated signal is multiplied by a reference signal from the detection sensor 4 by the phase sensitive detection unit 6 to perform phase detection, averaged by a low-pass filter (reference numeral 27), and becomes a final output signal.

この実施形態においても、第1検出段階及び第2検出段階の二重のノイズリダクションを行うため、微弱発光体31が発光する光信号が微弱な光信号であっても、SN比を高くすることができ、高精度で検出することが可能となる。   Also in this embodiment, since the double noise reduction of the first detection stage and the second detection stage is performed, the SN ratio is increased even if the light signal emitted from the weak light emitter 31 is a weak light signal. Can be detected with high accuracy.

1、1A、1B、1C 微弱信号検出装置
2 変調信号生成部
3 信号出力器
4 検出センサ
5 復調信号生成部
6 位相敏感検出部
10 基準信号
13 測定対象信号
14 ノイズ空間
15 ノイズ
17 復調信号
18 参照信号
21 発光素子
22 光源駆動信号
23 光源駆動回路
25 測定対象
31 微弱発光体
32 光チョッパー
33 光シャッタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C Weak signal detection apparatus 2 Modulation signal generation part 3 Signal output device 4 Detection sensor 5 Demodulation signal generation part 6 Phase sensitive detection part 10 Reference signal 13 Measurement object signal 14 Noise space 15 Noise 17 Demodulation signal 18 Reference Signal 21 Light emitting element 22 Light source drive signal 23 Light source drive circuit 25 Measurement object 31 Weak light emitter 32 Optical chopper 33 Optical shutter

Claims (8)

基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、
この変調信号生成部からの変調信号によって駆動されて測定対象信号を出力する信号出力と、
この信号出力器からの測定対象信号を検出する検出センサと、
この検出センサからのセンサ信号を逆拡散により復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、
前記基準信号の参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出装置。
A modulation signal generation unit that generates a modulation signal by modulating a reference signal by band spreading;
A signal output that is driven by the modulation signal from the modulation signal generator and outputs a measurement target signal;
A detection sensor for detecting a signal to be measured from the signal output device;
A demodulated signal generator for demodulating the sensor signal from the detection sensor by despreading to generate a demodulated signal;
A weak signal detection apparatus comprising: a phase sensitive detection unit that performs phase detection by multiplying a reference signal of the reference signal and a demodulated signal from the demodulated signal generation unit.
発光素子を駆動する光源駆動信号を基準信号とし、この基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、
この変調信号生成部からの変調信号によって駆動されて前記発光素子を発光させる光源駆動回路と、
前記発光素子が発光した光が測定対象に照射されることにより測定対象から得た光信号を検出する検出センサと、
この検出センサからのセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、
前記基準信号の参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出装置。
A light source driving signal for driving the light emitting element as a reference signal, a modulation signal generating unit that generates a modulation signal by modulating the reference signal by band spreading;
A light source driving circuit that is driven by a modulation signal from the modulation signal generation unit to emit light from the light emitting element;
A detection sensor for detecting an optical signal obtained from the measurement target by irradiating the measurement target with light emitted from the light emitting element;
A demodulated signal generator for demodulating the sensor signal from the detection sensor by despreading to generate a demodulated signal;
A weak signal detection apparatus comprising: a phase sensitive detection unit that performs phase detection by multiplying a reference signal of the reference signal and a demodulated signal from the demodulated signal generation unit.
微弱発光体からの微弱光信号を周期的に断続して基準信号及び参照信号を生成する光チョッパーと、
この光チョッパーからの基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、
前記微弱発光体からの微弱光信号が前記変調信号生成部からの変調信号によって変調された状態で検出する検出センサと、
この検出センサからのセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、
前記光チョッパーからの参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出装置。
An optical chopper that periodically generates a reference signal and a reference signal by intermittently and intermittently weak light signals from the weak light emitter;
A modulation signal generation unit that generates a modulation signal by modulating the reference signal from the optical chopper by band spreading;
A detection sensor for detecting a weak light signal from the weak light emitter in a state modulated by a modulation signal from the modulation signal generation unit;
A demodulated signal generator for demodulating the sensor signal from the detection sensor by despreading to generate a demodulated signal;
A weak signal detection apparatus comprising: a phase sensitive detection unit that performs phase detection by multiplying a reference signal from the optical chopper and a demodulation signal from the demodulation signal generation unit.
微弱発光体からの微弱光信号を受光して基準信号及び参照信号を生成する検出センサと、
この検出センサからの基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成する変調信号生成部と、
この変調信号生成部からの変調信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する復調信号生成部と、
前記検出センサからの参照信号と前記復調信号生成部からの復調信号とを掛け合わせて位相検波する位相敏感検出部と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出装置。
A detection sensor that receives a weak light signal from a weak light emitter and generates a reference signal and a reference signal;
A modulation signal generation unit that modulates the reference signal from the detection sensor by band spreading to generate a modulation signal;
A demodulated signal generating unit that demodulates the modulated signal from the modulated signal generating unit by despreading to generate a demodulated signal;
A weak signal detection apparatus comprising: a phase sensitive detection unit that performs phase detection by multiplying a reference signal from the detection sensor and a demodulation signal from the demodulation signal generation unit.
基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、この変調信号に基づいて駆動される測定対象信号を検出した後、検出した測定対象信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、
前記基準信号の参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出方法。
A reference signal is modulated by band spreading to generate a modulated signal, a measurement target signal driven based on the modulated signal is detected, and then the detected measurement target signal is demodulated by despreading to generate a demodulated signal. 1 detection stage;
A weak signal detection method comprising: a second detection step of performing phase detection by multiplying a reference signal of the reference signal and the demodulated signal.
発光素子を駆動する光源駆動信号を基準信号とし、この基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、この変調信号によって光駆動回路を駆動することにより前記発光素子を発光させて測定対象を照射した後、測定対象から得た光信号を検出し、検出したセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、
前記基準信号の参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出方法。
A light source driving signal for driving the light emitting element is used as a reference signal, the reference signal is modulated by band spreading to generate a modulation signal, and the light driving element is driven by the modulation signal to cause the light emitting element to emit light and to be measured A first detection stage that detects an optical signal obtained from the measurement target, demodulates the detected sensor signal by despreading, and generates a demodulated signal;
A weak signal detection method comprising: a second detection step of performing phase detection by multiplying a reference signal of the reference signal and the demodulated signal.
微弱発光体からの微弱光信号を光チョッパーによって断続して基準信号及び参照信号を生成し、前記基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、前記微弱発光体からの微弱光信号が前記変調信号によって変調されて検出され、検出されたセンサ信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、
前記光チョッパーからの参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出方法。
A weak light signal from a weak light emitter is intermittently generated by an optical chopper to generate a reference signal and a reference signal, a modulation signal is generated by modulating the reference signal by band spreading, and a weak light signal from the weak light emitter is generated. A first detection stage that is modulated and detected by the modulation signal and demodulates the detected sensor signal by despreading to generate a demodulated signal;
A weak signal detection method comprising: a second detection step of phase detection by multiplying a reference signal from the optical chopper and the demodulated signal.
微弱発光体からの微弱光信号を検出センサが受光して基準信号及び参照信号とし、前記基準信号を帯域拡散によって変調して変調信号を生成し、前記変調信号を逆拡散によって復調して復調信号を生成する第1検出段階と、
前記検出センサからの参照信号と前記復調信号とを掛け合わせて位相検波する第2検出段階と、を備えていることを特徴とする微弱信号検出方法。
A weak light signal from a weak light emitter is received by a detection sensor and used as a reference signal and a reference signal. The reference signal is modulated by band spreading to generate a modulated signal, and the modulated signal is demodulated by despreading and demodulated signal. A first detection stage that generates
A weak signal detection method comprising: a second detection step of phase detection by multiplying a reference signal from the detection sensor and the demodulated signal.
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