JP2021111678A - レーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法 - Google Patents

レーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法において、レーザ光の波長を一定に制御することを目的とする。【解決手段】レーザ波長制御装置は、光源が出射するレーザ光の波長を測定値が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、調整後の電圧で測定した波長が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する。【選択図】図６

Description

本発明は、レーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法に関する。
レーザ光を用いて測定対象までの距離を測定する、走査型の距離測定装置が提案されている。距離測定装置は、例えば一定のタイミングで発光するレーザ光源からのレーザ光（又は、レーザパルス）を、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーで２次元走査して照射する投光ユニットを有する。また、距離測定装置は、投光ユニットによるレーザ光の走査に対し、測定対象からの反射光を光検出器で検出し、走査位置毎に測定対象までの距離を算出する受光ユニットを有する。
距離測定装置は、例えば人間等の生体や車両等の物体を検知する３次元センサ装置にも適用可能である。３次元センサ装置は、例えば体操選手、バスケット選手等のスポーツ選手を検知して、スポーツ選手のフォーム（例えば、体操演技のフォーム、バスケットのシュートのフォーム等）等を測定することもできる。スポーツ選手のフォーム又は動きは、３次元センサ装置により測定されたフォームに基づいて解析可能である。
３次元センサ装置を例えば体操選手のフォーム等の測定に用いる場合、体操演技を行う会場では、同じ時間帯に複数の体操選手が演技していることがある。特に、会場内で同じ時間帯に複数の異なる体操競技（例えば、床運動、跳馬等）が行われる場合には、複数の３次元センサ装置が、異なる体操競技を行う複数の体操選手のフォーム等の測定に用いられる。この場合、複数の３次元センサ装置が異なる波長のレーザ光を用いるため、各３次元センサ装置の受光ユニットには、当該３次元センサ装置が用いるレーザ光の波長帯だけを通過させるフィルタが設けられる。しかし、レーザ光の波長が目標値から大きくずれて目標波長帯からはずれてしまうと、レーザ光は本来受光するべき受光ユニットのフィルタでカットされてしまい、３次元センサ装置は測定対象を正確に測定できなくなる。
レーザダイオードが出射するレーザ光の波長は、レーザダイオードに印加する電圧で制御できる。しかし、レーザ光の波長は、レーザダイオードが使用される環境温度に応じて変化する。また、レーザ光の波長は、レーザダイオード自体の発熱によっても変化する。更に、レーザ光の波長は、レーザダイオードの立ち上げ時を含む経時変化によっても変化する。例えば、レーザダイオードの立ち上げ時には、レーザ光の波長が安定して一定になるまでに所定の時間がかかる。このため、レーザダイオードに印加する電圧を制御しても、レーザ光の波長が目標波長帯に入らない場合が生じてしまう。
特開２００５−７２８９０号公報 特開２００３−８１３８号公報
従来、レーザダイオードに印加する電圧を制御しても、レーザ光の波長を一定に制御することは難しく、レーザ光の波長を目標波長帯内に調整できない場合が生じてしまう。
そこで、１つの側面では、レーザ光の波長を一定に制御できるレーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法を提供することを目的とする。
１つの案によれば、光源が出射するレーザ光の波長の測定値が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、調整後の電圧で波長の測定値が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長の測定値が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する調整手段を備えたレーザ波長制御装置が提供される。
一態様によれば、レーザ光の波長を一定に制御することができる。
一実施例における３次元センサ装置の一例を示す図である。 図１に示す演算回路の一例を示す機能ブロック図である。 コンピュータの一例を示すブロック図である。 一実施例における距離測定処理の一例を説明するフローチャートである。 一実施例におけるレーザ波長制御処理の一例を説明するフローチャートである。 メモリが記憶するデータの一例を説明する図である。 レーザ波長制御装置の外観の一例を示す斜視図である。 レーザダイオード部分を拡大して示す図である。 ペルチェ素子部分を拡大して示す図である。 光源装置の一例を、波長検出器と共に示す模式図である。
開示のレーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法では、光源が出射するレーザ光の波長を測定値が目標波長帯内でないと、予め求めた光源に印加する電圧、光源の温度、及び光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、レーザ光の波長が目標波長帯に入るように光源に印加する電圧を調整する。調整後の電圧で測定した波長が目標波長帯内でないと、前記データを参照して、調整後の電圧でレーザ光の波長が目標波長帯に入るように光源の温度を調整する。
以下に、開示のレーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法の各実施例を図面と共に説明する。
図１は、一実施例における３次元センサ装置の一例を示す図である。図１に示す３次元センサ装置は、センサ本体１と、コンピュータ４とを有する。センサ本体１は、投光ユニット２と、受光ユニット３と、演算回路５とを有する。本実施例のレーザ波長制御装置は、後述するように、例えばコンピュータ４により形成可能である。
投光ユニット２は、センサ駆動制御回路２１、レーザ駆動回路２２、光源の一例であるレーザダイオード２３、２軸の走査ミラー２４、２軸のミラーコントローラ２５、投光レンズ２６、及びペルチェ素子２７を有する。センサ駆動制御回路２１は、レーザダイオード２３の発光タイミング及び出射するレーザ光の波長を指示するレーザ駆動信号をレーザ駆動回路２２に供給する。レーザ駆動回路２２は、レーザ駆動信号が指示する発光タイミングでレーザダイオード２３を発光させて、レーザ駆動信号が指示する波長のレーザ光をレーザダイオード２３に出射させる。また、センサ駆動制御回路２１は、走査ミラー２４を２軸で駆動する駆動制御信号をミラーコントローラ２５に供給する。
ミラーコントローラ２５は、駆動制御信号に従って走査ミラー２４を２軸で駆動する駆動信号を出力し、周知の駆動部（図示せず）により走査ミラー２４を駆動する。走査ミラー２４は、例えば２次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーで形成されている。走査ミラー２４のミラー角度は、周知の検出部（図示せず）により検出され、ミラー角度を示す角度信号がミラーコントローラ２５に供給される。図１では説明の便宜上、走査ミラー２４が、上記の駆動部及び検出部を含む形で図示されている。ミラーコントローラ２５は、角度信号に従って、走査ミラー２４のミラー角度を表すミラー角度データを生成して演算回路５に供給する。これにより、レーザダイオード２３が出射するレーザ光は、走査ミラー２４で偏向されて、投光レンズ２６を介して走査角度範囲を走査する、例えばラスタ走査を行う。
このようなラスタ走査により、センサ本体１からある距離だけ離れた位置では、レーザ光（又は、レーザパルス）が測定範囲を走査する。この測定範囲は、レーザ光がセンサ本体１からある距離だけ離れた位置において、走査角度範囲の一端から他端までを、例えば水平面（又は、地面）と略平行に移動する距離に相当する幅を有する。また、この測定範囲は、レーザ光が例えば最下点から最上点までを、水平面とは垂直な方向に移動する距離に相当する高さを有する。つまり、測定範囲は、センサ本体１から一定距離だけ離れた位置でレーザ光により走査される領域全体を言う。
ペルチェ素子２７は、レーザダイオード２３を加熱可能、且つ、冷却可能な、レーザダイオード２３の近傍の位置に設けられている。ペルチェ素子２７は、演算回路５からの温度制御信号に応じてレーザダイオード２３を加熱又は冷却する手段の一例である。ペルチェ素子２７は、温度制御信号に応じて温度が変化する周知の構成を有する。ペルチェ素子２７の制御については後述する。
波長検出器３８は、レーザダイオード２３が走査ミラー２４に向けてレーザ光を出射する方向とは異なる方向に取り出した光成分に基づいてレーザ光の波長を測定する測定手段の一例である。波長検出器３８は、入力される光成分の波長を検出し、波長の測定値を演算回路５に出力する構成を有する。この例では、波長検出器３８は、投光ユニット２（即ち、センサ本体１）とは別体であるが、投光ユニット２（即ち、センサ本体１）の一部を形成しても良い。波長検出器３８が出力する波長の測定値に基づくレーザダイオード２３の制御については後述する。
受光ユニット３は、フィルタ３０と、受光レンズ３１、光検出器の一例であるフォトダイオード３２、及び距離計測回路３３を有する。測定対象１００からの反射光は、フィルタ３０及び受光レンズ３１を介してフォトダイオード３２で検出される。フィルタ３０は、３次元センサ装置が用いる目標波長帯のレーザ光のみを通過させる周知の構成を有する。フォトダイオード３２は、検出した反射光を表す受光信号を距離計測回路３３に供給する。距離計測回路３３は、投光ユニット２からレーザ光を出射してから、レーザ光が測定対象１００で反射されて受光ユニット３へ戻ってくるまでの往復時間（ＴＯＦ：Time Of Flight）ΔＴを計測する。距離計測回路３３は、このように測定対象１００までの距離を光学的に計測し、計測した距離を示す距離データを演算回路５に供給する。ここで、光速をｃ（約３０万ｋｍ／ｓ）で表すと、測定対象１００までの距離は、例えば（ｃ×ΔＴ）／２から求めることができる。
図２は、図１に示す演算回路の一例を示す機能ブロック図である。演算回路５は、例えばプロセッサにより形成可能である。プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行することで、図２に示す各モジュール５１〜５４の機能を実行する。この例では、演算回路５は、生成モジュール５１、計測モジュール５２、算出モジュール５３、及び抽出モジュール５４を有する。演算回路５は、測定された測定対象までの距離と検知された測定対象の方位とに応じて、サンプリング間隔（又は、密度）が一定以上となるように測定範囲を変更する。測定範囲の変更は、測定範囲の大きさを広げたり狭めたりすることを意味する。測定範囲の大きさは、走査角度範囲の幅を広げることで広がり、走査角度範囲の幅を狭めることで狭められる。
生成モジュール５１は、ミラー角度データと、距離データとを入力し、距離データから距離画像を生成し、距離画像とミラー角度データから３次元データを生成する。また、生成モジュール５１は、ミラー角度データから、レーザ光の投光角度を示す投光角度データを生成する。距離画像は、ラスター走査されたサンプル順に、各測距点における距離値を配列した画像である。３次元データは、距離値と投光角度データを用いて変換することで生成可能である。３次元データは、コンピュータ４に出力可能である。同様に、距離画像もコンピュータ４に出力可能である。
抽出モジュール５４は、ラスター走査された走査角度範囲内に測定対象１００が存在する場合に、この距離画像から測定対象１００を抽出する。距離画像から測定対象１００を抽出する方法は特に限定されず、例えば周知の方法により測定対象１００を抽出可能である。例えば、測定対象１００が人間であれば、距離画像から人間が取り得る姿勢等の形状を検知することで、測定対象１００を抽出するようにしても良い。また、対象指定の別例として、取得された距離画像又は３次元像をディスプレイに表示し、その画面の所望の位置をマウス等で指定（クリック）又は範囲を指定する抽出方法を採用しても良い。抽出モジュール５４は、投光角度データと、距離データと、抽出された測定対象１００のデータ（以下、「対象データ」とも言う）を計測モジュール５２に供給し、対象データを算出モジュール５３に供給する。
計測モジュール５２は、抽出された対象データから、測定対象１００の重心位置までの距離を算出し、投光角度データと抽出された対象データから、測定対象１００の例えば重心位置までの方位角度を算出する。測定対象１００の重心を算出する方法は特に限定されず、例えば周知の方法により算出可能である。また、測定対象１００までの方位角度を算出する方法は特に限定されず、例えば周知の方法により算出可能である。
算出モジュール５３は、測定対象１００の重心位置までの距離及び方位角度に基づき、走査角度範囲と、走査角度範囲のシフト量の夫々の設定値を算出する。具体的には、算出モジュール５３は、予めコンピュータ４から入力している所望のサンプリング間隔となり、測定対象１００が走査角度範囲の中心付近で検知されるように、走査角度範囲と、走査角度範囲のシフト量の夫々の設定値を算出する。算出モジュール５３は、設定値をセンサ駆動制御回路２１に供給して次の測定に進む。走査角度範囲をシフトすることで、走査角度範囲の中心をシフトして、走査角度範囲がカバーする領域を変更することができる。
算出モジュール５３は、予め求めた、レーザダイオード２３に印加する電圧、レーザダイオード２３の温度、及びレーザダイオード２３が出射するレーザ光の波長のデータを参照可能である。このデータは、算出モジュール５３がアクセス可能な３次元センサ装置内又は外部の記憶装置（図示せず）に予め記憶されている。算出モジュール５３は、波長検出器３８からの波長の測定値が目標波長帯内でないと、データを参照して、波長の測定値が目標波長帯に入るようにレーザダイオード２３に印加する電圧を調整する。また、算出モジュール５３は、当該電圧調整後に波長の測定値が目標波長帯内でないと、データを参照して、波長の測定値が目標波長帯に入るようにペルチェ素子２７によるレーザダイオード２３の加熱又は冷却を制御してレーザダイオード２３の温度を調整する。
算出モジュール５３は、ミラー駆動条件とレーザ駆動条件をセンサ駆動制御回路２１に設定すると共に、ペルチェ素子２７の駆動条件を設定する設定手段の一例である。ここで、ミラー駆動条件とは、走査ミラー２４を２軸で駆動する駆動制御信号をミラーコントローラ２５に供給するための条件である。また、レーザ駆動条件とは、レーザダイオード２３の発光タイミングと出射するレーザ光の波長を示すレーザ駆動信号をレーザ駆動回路２２に供給するための条件である。更に、ペルチェ素子２７の駆動条件とは、ペルチェ素子２７にレーザダイオード２３を加熱又は冷却させる温度制御信号を供給するための条件である。従って、算出モジュール５３は、波長検出器３８からの波長の測定値が目標波長帯内でないと、上記データを参照してレーザ駆動信号を制御する。このレーザ駆動信号の制御により、波長の測定値が目標波長帯に入るように、レーザダイオード２３に印加する電圧が調整される。また、算出モジュール５３は、調整後の電圧での波長の測定値が目標波長帯内でないと、上記データを参照して温度制御信号を制御する。この温度制御信号の制御により、調整後の電圧での波長の測定値が目標波長帯に入るように、レーザダイオード２３の温度がペルチェ素子２７の加熱又は冷却により調整される。
レーザダイオード２３が使用される環境温度は、一般的には一定ではなく変化する。また、レーザダイオード２３の温度は、レーザダイオード２３自体の発熱によっても変化する。更に、レーザダイオード２３の温度は、レーザダイオード２３の立ち上げ時にも変化して、安定するまでに所定の時間がかかる。そこで、本実施例では、レーザ光の波長を一定に制御して目標波長帯に入るようにするため、先ずレーザダイオード２３に印加する電圧を調整してから、次にレーザダイオード２３の温度を必要に応じて調整する。
演算回路５は、上記の如き処理を繰り返すことで、測定対象１００までの距離が変わっても、レーザ光によるサンプリング点（又は、測距点）の間隔（即ち、サンプリング間隔）が一定以上の計測を行うことが可能となる。また、演算回路５は、コンピュータ４の制御下で、上記の如き処理を繰り返すことで、レーザダイオード２３が出射するレーザ光の波長が目標波長帯に入るように、レーザダイオード２３の電圧及び温度を制御する。
コンピュータ４は、例えば図３に示す構成を有しても良い。図３は、コンピュータの一例を示すブロック図である。図３に示すコンピュータ４は、バス４０を介して互いに接続されたプロセッサ４１と、メモリ４２と、入力装置４３と、表示装置４４と、インタフェース（又は、通信装置）４５とを有する。プロセッサ４１は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等で形成可能であり、メモリ４２に記憶されたプログラムを実行して、コンピュータ４全体の制御を司る。メモリ４２は、例えば半導体記憶装置、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体等の、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体により形成可能である。メモリ４２は、プロセッサ４１が実行するレーザ波長制御プログラム、距離測定プログラム等を含む各種プログラム、各種データ等を記憶する。メモリ４２が記憶する各種データには、予め求めたレーザダイオード２３に印加する電圧、レーザダイオード２３の温度、及びレーザダイオード２３が出射するレーザ光の波長のデータが含まれる。メモリ４２が記憶する電圧、温度、及び波長のデータの形式は、特に限定されない。この例では、メモリ４２は、３次元センサ装置内の記憶装置の一例である。
入力装置４３は、ユーザ（又は、オペレータ）により操作される、例えばキーボード等で形成可能であり、プロセッサ４１にコマンド及びデータを入力するのに用いられる。表示装置４４は、ユーザに対するメッセージ、距離測定処理の測定結果等を表示する。インタフェース４５は、コンピュータ４を他のコンピュータ等と通信可能に接続する。この例では、コンピュータ４は、インタフェース４５を介して演算回路５に接続されている。
なお、コンピュータ４は、当該コンピュータ４の構成要素がバス４０を介して接続されたハードウェア構成に限定されるものではない。コンピュータ４には、例えば汎用コンピュータを用いても良い。
また、コンピュータ４の入力装置４３及び表示装置４４は、省略可能である。また、コンピュータ４のインタフェース４５を更に省略したモジュール、半導体チップ等の場合、センサ本体１の出力（即ち、演算回路５の出力）は、バス４０に接続されても、プロセッサ４１に直接接続されても良い。例えばコンピュータ４を半導体チップ等で形成した場合、半導体チップ等は、センサ本体１内に設けられていても良い。コンピュータ４は、例えば演算回路５を含んでも良い。
コンピュータ４は、波長検出器３８からの波長の測定値が目標波長帯内でないと、メモリ４２が記憶するデータを参照して、レーザ光の波長が目標波長帯に入るようにレーザダイオード２３に印加する電圧を調整する。また、コンピュータ４は、調整後の電圧での測定値が目標波長帯内でないと、メモリ４２が記憶するデータを参照して、調整後の電圧でのレーザ光の波長が目標波長帯に入るようにペルチェ素子２７を制御してレーザダイオード２３の温度を調整する。従って、コンピュータ４は、波長の測定値が目標波長帯に入るようにレーザダイオード２３の電圧及び温度を調整する調整手段の一例を形成する。
つまり、本実施例におけるレーザ波長制御装置は、コンピュータ４を有し、コンピュータ４は、演算回路５の少なくとも一部を含んでも良い。また、レーザ波長制御装置は、波長検出器３８を有しても良い。
図４は、一実施例における距離測定処理の一例を説明するフローチャートである。図４において、ステップＳ１では、コンピュータ４が、距離測定処理が開始し、サンプリング間隔を含む設定データを設定する。また、距離測定処理が開始されることで、コンピュータ４のプロセッサ４１がメモリ４２に記憶されたレーザ波長制御プログラムを実行して、図５と共に後述するレーザ波長制御処理を開始する。ステップＳ２では、コンピュータ４が、センサ本体１による測定を開始する。
ステップＳ３では、演算回路５の生成モジュール５１が、センサ本体１からの測定データを取得する。取得する測定データには、距離計測回路３３からの距離データと、ミラーコントローラ３５からのミラー角度データが含まれる。従って、ステップＳ３では、生成モジュール５１が、距離データから３次元データを生成し、３次元データから距離画像を生成し、ミラー角度データから投光角度データを生成する。３次元データは、必要に応じてコンピュータ４へ出力可能である。
ステップＳ４では、演算回路５の抽出モジュール５４が、ラスター走査された走査角度範囲内に測定対象１００が存在するか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ５へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ６へ進む。ラスター走査された走査角度範囲内に測定対象１００が存在するか否かは、周知の方法で判定できる。
ステップＳ５では、抽出モジュール５４から対象データが出力されないので、演算回路５の算出モジュール５３が、走査角度範囲を最大走査角度範囲にリセットし、処理は後述するステップＳ９へ進む。ステップＳ６では、演算回路５の抽出モジュール５４が、ラスター走査された走査角度範囲内に測定対象１００が存在する場合に、この距離画像から測定対象１００を抽出し、抽出された測定対象１００の対象データを求める。
ステップＳ７では、演算回路５の計測モジュール５２が、抽出された対象データ及び投光角度データから、測定対象１００の重心位置までの距離及び方位角度を算出し、必要に応じて記憶する。
ステップＳ８では、演算回路５の算出モジュール５３が、ステップＳ７で算出又は記憶された、測定対象１００の重心位置までの距離及び方位角度に基づき、予めコンピュータ４から入力している所望のサンプリング間隔となるように、走査角度範囲と、走査角度範囲のシフト量の夫々の設定値を算出する。ステップＳ９では、演算回路５の算出モジュール５３が、走査ミラー２４を２軸で駆動する駆動制御信号をミラーコントローラ２５に供給するためのミラー駆動条件を、センサ駆動制御回路２１に設定する。具体的には、算出モジュール５３は、算出された走査角度範囲と、走査角度範囲のシフト量の夫々の設定値をセンサ駆動制御回路２１に供給する。なお、ステップＳ５において走査角度範囲をリセットしている場合には、ステップＳ９では、リセットされた走査角度範囲に基づいてミラー駆動条件を設定する。
ステップＳ１０では、コンピュータ４が、距離測定処理の終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。従って、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳとなるまで上記の如き処理を繰り返すことで、測定対象１００までの距離が変わっても、サンプリング間隔が一定以上の計測を行うことが可能となる。
本実施例によれば、測定対象までの距離が変動しても、測定範囲内で、一定、又は、一定以上のサンプリング間隔で測定対象までの距離を測定できる。これにより、測定範囲を広げて高精度の測定を安定して行いたいという要求と、測定範囲内のサンプリング間隔を密にして高い分解能の測定を行いたいという要求との両方を満たすことが可能となる。
図５は、一実施例におけるレーザ波長制御処理の一例を説明するフローチャートである。図５に示すレーザ波長制御処理は、コンピュータ４のプロセッサ４１が、メモリ４２に記憶されたレーザ波長制御プログラムを実行することで実行される。
図５において、ステップＳ１１では、プロセッサ４１が、演算回路５及びセンサ駆動制御回路２１を介してレーザ駆動信号をレーザ駆動回路２２に供給して、レーザダイオード２３を駆動する。これにより、レーザ駆動回路２２は、初期値の電圧をレーザダイオード２３に印加し、レーザダイオード２３は、レーザ駆動信号が指示する発光タイミング及び波長のレーザ光を出射する。
ステップＳ１２では、プロセッサ４１が、演算回路５を介して波長検出器３８が検出したレーザ光の波長の測定値の受信を開始する。ステップＳ１３では、プロセッサ４１が、レーザ光の波長の測定値と、目標波長帯とを比較する。ステップＳ１４では、プロセッサ４１が、レーザ光の波長の測定値が、目標波長帯内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１５へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１９へ進む。
ステップＳ１５では、プロセッサ４１が、メモリ４２が記憶するデータを参照して、レーザ光の波長を目標波長帯内に調整するための電圧の第１の設定範囲を取得し、レーザダイオード２３に印加する電圧を第１の設定範囲内で調整する。レーザダイオード２３に印加する電圧は、レーザ光の波長が目標波長帯の中心波長になるように第１の設定範囲内で調整しても良い。電圧の第１の設定範囲の上限は、例えばレーザダイオード２３の最大許容出力に応じて予め決められている。
ステップＳ１６では、プロセッサ４１が、調整後の電圧で波長検出器３８から受信したレーザ光の波長の測定値が、目標波長帯内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１７へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１９へ進む。
ステップＳ１７では、プロセッサ４１が、演算回路５を介してペルチェ素子２７の駆動を開始する。ステップＳ１８では、プロセッサ４１が、メモリ４２が記憶するデータを参照して、レーザ光の波長を目標波長帯内に調整するためのレーザダイオード２３の温度の第２の設定範囲を取得する。また、ステップＳ１８では、プロセッサ４１が、レーザダイオード２３の温度を第２の設定範囲内で調整するように、温度制御信号を演算回路５を介してペルチェ素子２７に供給する。レーザダイオード２３の温度は、レーザ光の波長が目標波長帯の中心波長になるように第２の設定範囲内で調整しても良い。温度の第２の設定範囲の上限は、例えばレーザダイオード２３の耐熱温度に応じて、通常動作時には到達しない温度に予め決められている。ステップＳ１８の後、処理はステップＳ１９へ進む。
ステップＳ１９では、プロセッサ４１が、温度調整後に波長検出器３８から受信したレーザ光の波長の測定値が、目標波長帯内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１３へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。
これにより、レーザ光の波長の測定値が目標波長帯に入るように電圧を調整してから必要に応じて温度を調整することで、レーザダイオードの温度が変化しても、レーザ光の波長を一定に制御することができる。
図６は、メモリが記憶するデータの一例を説明する図である。図６中、縦軸はレーザ光の波長（ｎｍ）を示し、横軸はレーザダイオード２３の温度（℃）を示す。メモリ４２が記憶するデータには、レーザダイオード２３に印加する電圧、レーザダイオード２３の温度、及びレーザダイオード２３が出射するレーザ光の波長のデータが含まれる。また、データには、レーザ光の波長を目標波長帯内に調整するための電圧の第１の設定範囲と、レーザ光の波長を目標波長帯内に調整するためのレーザダイオード２３の温度の第２の設定範囲も含まれる。
図６は、調整後の電圧Ｖａの一例に対するレーザ光の波長を破線の○印で囲んで示す。この例では、レーザ光の目標波長帯は、９９４±３ｎｍであり、目標波長帯の中心波長である目標波長は、９９４ｎｍである。調整後の電圧Ｖａでのレーザ光の波長は、目標波長帯外の約９８９ｎｍであり、レーザダイオード２３の温度は約２９℃である。電圧調整後で温度調整前のレーザダイオード２３の温度は、レーザダイオード２３を駆動してからある程度時間が経過しており、立ち上げ時と比べて安定しているので、予め求めて電圧のデータと共にメモリ４２に記憶しておけば良い。これにより、３次元センサ装置内に温度センサを設けて常にレーザダイオード２３の温度を監視する場合と比較して、３次元センサ装置の構成と、レーザ波長制御処理の複雑化を避けられる。また、電圧及び温度の調整後のレーザ光の波長は、目標波長帯に入れば良いため、予め求めた電圧調整後で温度調整前のレーザダイオード２３の温度は、高精度に求めなくても良く、例えば平均値やマージンを設けた値を用いても良い。
調整後の電圧で波長検出器３８から受信したレーザ光の波長の測定値が目標波長帯に入るように、レーザダイオード２３の温度を矢印で示すように、即ち、ペルチェ素子２７の温度となるように調整する。この例では、レーザダイオード２３の温度が上昇するようにペルチェ素子２７を制御する。図６のデータが示すように、ペルチェ素子２７がレーザダイオード２３を加熱して破線の○印で示す温度Ｔｃ（約４３℃）まで上昇させることで、レーザ光の波長が目標波長帯の目標波長に制御できることがわかる。
図６に示すデータを含む、レーザダイオード２３に印加する電圧、レーザダイオード２３の温度、及びレーザダイオード２３が出射するレーザ光の波長のデータを、個々のレーザダイオード２３について予め求めてメモリ４２に記憶することが望ましい。この場合、個々のレーザダイオード２３の特性及び環境温度に合わせてレーザ光の波長を一定に制御することができる。
図７は、レーザ波長制御装置の外観の一例を示す斜視図である。図７に示すレーザ波長制御装置は、回路基板２０１、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２０２、光源装置２０３、ヒートシンク２０４等を有する。回路基板２０１には、図１に示す演算回路５、センサ駆動制御回路２１、レーザ駆動回路２２、距離計測回路３３等が設けられている。ＦＰＣ２０２は、回路基板２０１と光源装置２０３、回路基板２０１同士等を電気的に接続する。ヒートシンク２０４は、光源装置２０３に設けられている。図７では、光源装置２０３のレーザダイオード２３等は見えないが、レーザダイオード２３から出射されたレーザ光は、図７で正面に見えているヒートシンク２０４の面に対して垂直方向に、レーザ波長制御装置の内部方向に投光される。
図８は、レーザダイオード部分を拡大して示す図である。図８は、ヒートシンク２０４及びペルチェ素子２７を取り除いた状態を示す。この例では、レーザ波長制御装置の筐体に、光源装置２０３のレーザダイオード２３が設けられ、レーザダイオード２３上に設けられたＦＰＣ２０２が、レーザダイオード２３と電気的に接続されている。この例では、複数のレーザダイオード２３が設けられている。
図９は、ペルチェ素子部分を拡大して示す図である。図９は、ヒートシンク２０４を取り除いた状態を示す。この例では、ペルチェ素子２７が、レーザダイオード２３上にＦＰＣ２０２を介して設けられており、各レーザダイオード２３の一部が、ペルチェ素子２７の対応する開口部に配置されている。図９に示す状態で、図７に示すヒートシンク２０４がペルチェ素子２７上に設けられる。
図１０は、光源装置の一例を、波長検出器と共に示す模式図である。図１０に示すように、光源装置２０３は、レーザダイオード２３と、鏡筒２３１と、鏡筒２３１内に設けられレンズ２３２，２３３を含むレンズ系と、分岐部２３５とを有する。レンズ系は、レーザダイオード２３からのレーザ光を第１の方向へ案内する。分岐部２３５は、鏡筒２３１内に設けられレンズ系の一部を通過したレーザ光の光成分を、第１の方向とは異なる第２の方向へ鏡筒２３１外部に取り出す光路を含む。例えば、第１の方向と第２の方向とは、互いに直交する方向である。この例では、鏡筒２３１はレーザ光を透過しない材料で形成されており、分岐部２３５の光路は鏡筒２３１内に設けられた開口部で形成されている。このため、レーザ光の波長を測定するための光成分は、比較的簡単な構成で、且つ、光源装置２０３から出射されるレーザ光の強度を著しく低下させることなく、光源装置２０３の横（図１０において上方向）に取り出すことができる。鏡筒２３１外部に取り出された光成分は、波長検出器３８に入力され、波長検出器３８は当該光成分の波長を検出する。
上記の各実施例によれば、レーザ光の波長を一定に制御することができる。このため、レーザダイオード等の光源が出射するレーザ光の波長を、目標波長帯に入るように調整可能となる。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
光源が出射するレーザ光の波長の測定値が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、調整後の電圧で波長の測定値が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長の測定値が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する調整手段を備えたことを特徴とする、レーザ波長制御装置。
（付記２）
光源がレーザ光を出射する方向とは異なる方向に取り出した光成分に基づいて前記レーザ光の波長を測定する測定手段と、
測定した前記レーザ光の波長が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、調整後の電圧で測定した波長が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする、レーザ波長制御装置。
（付記３）
前記調整手段は、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯の中心波長になるように、前記電圧を前記データに含まれる第１の設定範囲内で調整することを特徴とする、付記１又は２記載のレーザ波長制御装置。
（付記４）
前記第１の設定範囲の上限は、前記光源の最大許容出力に応じて予め決められていることを特徴とする、付記３記載のレーザ波長制御装置。
（付記５）
前記レーザ光の波長が前記目標波長帯の中心波長になるように、前記データに含まれる前記温度を第２の設定範囲内で調整するよう前記光源を加熱又は冷却する手段を更に備えたことを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載のレーザ波長制御装置。
（付記６）
前記光源を加熱又は冷却する手段は、前記調整手段により前記温度が前記第２の設定範囲内になるように制御されるペルチェ素子であることを特徴とする、付記５記載のレーザ波長制御装置。
（付記７）
前記第２の設定範囲の上限は、前記光源の耐熱温度の応じて予め決められていることを特徴とする、付記５又は６記載のレーザ波長制御装置。
（付記８）
前記光源と、分岐部とを有する光源装置を更に備え、
前記光源は、前記レーザ光を第１の方向へ出射するレーザダイオードを有し、
前記分岐部は、前記レーザダイオードから出射した前記レーザ光の前記光成分を前記第１の方向とは異なる第２の方向に取り出すことを特徴とする、付記１乃至７のいずれか１項記載のレーザ波長制御装置。
（付記９）
前記光源装置は、鏡筒と、前記鏡筒内に設けられ前記レーザダイオードからの前記レーザ光を前記第１の方向へ案内するレンズ系とを更に有し、
前記分岐部は、前記鏡筒内に設けられ前記レンズ系の一部を通過したレーザ光の光成分を前記第２の方向へ前記鏡筒外部に取り出す光路を含むことを特徴とする、付記８記載のレーザ波長制御装置。
（付記１０）
レーザ光により走査角度範囲を２次元走査して測定範囲内の測定対象を検知する３次元センサ装置であって、
付記１乃至９のいずれか１項記載の前記レーザ波長制御装置と、
前記光源及び走査ミラーを含む投光ユニットと、
一定波長範囲を通過させるフィルタ及び光検出器を含む受光ユニットと、
を有することを特徴とする、３次元センサ装置。
（付記１１）
光源が出射するレーザ光の波長を測定し、
測定した波長が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、
調整後の電圧で測定した波長が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する、
ことを特徴とする、レーザ波長制御方法。
（付記１２）
前記電圧の調整は、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯の中心波長になるように、前記データに含まれる第１の設定範囲内で電圧を調整することを特徴とする、付記１１記載のレーザ波長制御方法。
（付記１３）
前記第１の設定範囲の上限は、前記光源の最大許容出力に応じて予め決められていることを特徴とする、付記１２記載のレーザ波長制御方法。
（付記１４）
前記温度の調整は、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯の中心波長になるように、温度を前記データに含まれる第２の設定範囲内で調整するよう前記光源を加熱又は冷却することを特徴とする、付記１１乃至１３のいずれか１項記載のレーザ波長制御方法。
（付記１５）
前記温度の調整は、前記温度が前記第２の設定範囲内になるようにペルチェ素子を制御することを特徴とする、付記１４記載のレーザ波長制御方法。
（付記１６）
前記第２の設定範囲の上限は、前記光源の耐熱温度の応じて予め決められていることを特徴とする、付記１４又は１５記載のレーザ波長制御方法。
（付記１７）
前記波長の測定は、前記光源が前記レーザ光を出射する方向とは異なる方向に取り出した光成分に基づいて前記レーザ光の波長を測定することを特徴とする、付記１１乃至１６のいずれか１項記載のレーザ波長制御方法。
以上、開示のレーザ波長制御装置及びレーザ波長制御方法を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
１ センサ本体
２ 投光ユニット
３ 受光ユニット
４ コンピュータ
５ 演算回路
２１ センサ駆動制御回路
２２ レーザ駆動回路
２３ レーザダイオード
２４ 走査ミラー
２５ ミラーコントローラ
２６ 投光レンズ
２７ ペルチェ素子
３０ フィルタ
３１ 受光レンズ
３２ フォトダイオード
３３ 距離計測回路
３８ 波長検出器
４１ プロセッサ
４２ メモリ
５１ 生成モジュール
５２ 計測モジュール
５３ 算出モジュール
５４ 抽出モジュール
２０３ 光源装置
２３１ 鏡筒
２３２，２３３ レンズ
２３５ 分岐部

Claims (5)

  1. 光源が出射するレーザ光の波長の測定値が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、調整後の電圧で波長の測定値が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長の測定値が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する調整手段を備えたことを特徴とする、レーザ波長制御装置。
  2. 光源がレーザ光を出射する方向とは異なる方向に取り出した光成分に基づいて前記レーザ光の波長を測定する測定手段と、
    測定した前記レーザ光の波長が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、調整後の電圧で測定した波長が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記調整後の電圧で前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する調整手段と、
    を備えたことを特徴とする、レーザ波長制御装置。
  3. 前記調整手段は、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯の中心波長になるように、前記電圧を前記データに含まれる第１の設定範囲内で調整することを特徴とする、請求項１又は２記載のレーザ波長制御装置。
  4. 前記レーザ光の波長が前記目標波長帯の中心波長になるように、前記温度を前記データに含まれる第２の設定範囲内で調整するよう前記光源を加熱又は冷却する手段を更に備えたことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載のレーザ波長制御装置。
  5. 光源が出射するレーザ光の波長を測定し、
    測定した波長が目標波長帯内でないと、予め求めた前記光源に印加する電圧、前記光源の温度、及び前記光源が出射するレーザ光の波長のデータを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源に印加する電圧を調整し、
    前記電圧の調整後に測定した波長が前記目標波長帯内でないと、前記データを参照して、前記レーザ光の波長が前記目標波長帯に入るように前記光源の温度を調整する、
    ことを特徴とする、レーザ波長制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023106511A1 (ko) * 2021-12-08 2023-06-15 한국전자기술연구원 Tof 센서 장치 및 이를 이용한 거리 판단 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114383723B (zh) * 2022-01-15 2024-01-12 上海市计量测试技术研究院 一种led紫外辐射标准源及其控制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69529209T2 (de) * 1995-03-14 2003-11-13 Tesa Brown & Sharpe Sa Element mit einem geregelten Diodenlaser, und elektrooptische Vorrichtung unter Verwendung eines derartigen Elements
JP4255611B2 (ja) * 2000-10-30 2009-04-15 富士通株式会社 光源装置及び光源装置の波長制御装置
JP2003008138A (ja) * 2001-06-13 2003-01-10 Motorola Inc レーザーダイオード制御装置
JP2006025011A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Fujitsu Ltd 光伝送装置並びに光伝送システムの制御方法及び波長制御機能付きの光中継ノード
CA2491700A1 (en) * 2004-12-24 2006-06-24 Dicos Technologies Inc. High coherence frequency stabilized semiconductor laser
EP2146408B1 (en) * 2005-03-16 2012-07-04 Nippon Telegraph and Telephone Corporation Optical communication light source unit and wavelength control method
US20070280326A1 (en) * 2005-12-16 2007-12-06 Sioptical, Inc. External cavity laser in thin SOI with monolithic electronics
US7917040B2 (en) * 2006-11-08 2011-03-29 Electronics & Telecommunications Research Institute Method and apparatus for controlling wavelength tuning of optical source for optical communication
JP5924097B2 (ja) * 2012-04-19 2016-05-25 ウシオ電機株式会社 レーザ光源装置、及び、レーザ光源装置における波長変換素子の温度制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023106511A1 (ko) * 2021-12-08 2023-06-15 한국전자기술연구원 Tof 센서 장치 및 이를 이용한 거리 판단 방법
KR20230086397A (ko) * 2021-12-08 2023-06-15 한국전자기술연구원 ToF 센서 장치 및 이를 이용한 거리 판단 방법
KR102596435B1 (ko) * 2021-12-08 2023-11-01 한국전자기술연구원 ToF 센서 장치 및 이를 이용한 거리 판단 방법

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