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JP7804495B2 - Measurement method - Google Patents

Measurement method

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JP7804495B2
JP7804495B2 JP2022040511A JP2022040511A JP7804495B2 JP 7804495 B2 JP7804495 B2 JP 7804495B2 JP 2022040511 A JP2022040511 A JP 2022040511A JP 2022040511 A JP2022040511 A JP 2022040511A JP 7804495 B2 JP7804495 B2 JP 7804495B2
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悠佑 前田
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Description

本発明は、測定方法に関する。 The present invention relates to a measurement method .

光を測定することによって周囲の物体までの距離情報を取得するLiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)などの測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。FMCW方式(FMCW:Frequency Modulated Continuous Wave)の測定装置では、周波数変調した照射光を対象物に照射し、対象物からの反射光と参照光とを干渉させた干渉波のビート周波数に基づいて、対象物までの距離や対象物との相対速度を測定する。 Measuring devices such as LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) are known that obtain distance information to surrounding objects by measuring light (see, for example, Patent Document 1). FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) measuring devices irradiate the object with frequency-modulated illumination light, and measure the distance to the object and its relative speed based on the beat frequency of the interference wave generated by interference between the light reflected from the object and a reference light.

特表2020-502503号公報Special Publication No. 2020-502503

FMCW方式の測定装置では、レーザ光源の直流電流を制御することによって、時間の経過に応じて周波数が直線的に増加又は減少するように光を変調させることが一般的である。但し、レーザ光源の応答遅れによって、レーザ光源から実際に出力される光の周波数は、時間の経過に対して直線的に増加又は減少しないことがある。 In FMCW measurement devices, it is common to control the direct current of the laser light source to modulate the light so that the frequency increases or decreases linearly over time. However, due to response delays in the laser light source, the frequency of the light actually output from the laser light source may not increase or decrease linearly over time.

本発明は、応答遅れのあるレーザ光源を用いてFMCW方式による測距を実現することを目的とする。 The present invention aims to achieve distance measurement using the FMCW method using a laser light source with a response delay.

上記目的を達成するための本発明の一形態は、時間に応じて直線的に変化するテスト電流を光源に入力すること、前記テスト電流に応じて周波数変調したテスト光を前記光源から出力すること、前記テスト光を第1テスト光と第2テスト光に分岐させ、前記第1テスト光と前記第2テスト光との間に所定の時間差を与え、前記第1テスト光と前記第2テスト光とを干渉させてテスト干渉光を生成すること、検出装置に前記テスト干渉光を検出させてテストビート信号を出力させること、前記テストビート信号の時間ごとのビート周波数を求めること、前記テストビート信号の時間ごとの前記ビート周波数に基づいて、前記テスト光の周波数の時間変化を求めること、前記テスト光の周波数の前記時間変化に基づいて補正した補正電流を前記光源に出力すること、前記補正電流に応じて周波数変調した測定光を光源から出力すること、前記測定光を対象物に照射するとともに、対象物からの反射光と前記測定光とを干渉させて干渉光を生成すること、前記検出装置に前記干渉光を検出させてビート信号を出力させること、及び、前記ビート信号のビート周波数に基づいて、前記対象物までの距離を求めることを行う測定方法である。 One aspect of the present invention to achieve the above object is a measurement method that includes inputting a test current that changes linearly with time to a light source, outputting test light from the light source that is frequency-modulated in accordance with the test current, splitting the test light into first and second test lights, providing a predetermined time difference between the first and second test lights, causing the first and second test lights to interfere with each other to generate test interference light, causing a detection device to detect the test interference light and output a test beat signal, determining the beat frequency of the test beat signal per time, determining the change in the frequency of the test light based on the beat frequency of the test beat signal per time, outputting a correction current corrected based on the change in the frequency of the test light to the light source, outputting measurement light from the light source that is frequency-modulated in accordance with the correction current, irradiating an object with the measurement light and causing reflected light from the object to interfere with the measurement light to generate interference light, causing the detection device to detect the interference light and output a beat signal, and determining the distance to the object based on the beat frequency of the beat signal.

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。 Furthermore, the problems disclosed in this application and the solutions thereto will be made clear in the detailed description and drawings.

本発明によれば、応答遅れのあるレーザ光源を用いてFMCW方式により距離を測定できる。 According to the present invention, distance can be measured using the FMCW method with a laser light source that has a response delay.

図1は、測定装置1の全体構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of a measurement device 1. 図2Aは、入力電流を補正しない場合におけるレーザ光源13へ入力する入力電流と、ビート信号の周波数解析結果(FFT解析結果)との関係を示す参考説明図である。図2Bは、本件の測定方法の概要説明図である。2A is a reference explanatory diagram showing the relationship between the input current input to the laser light source 13 when the input current is not corrected and the frequency analysis result (FFT analysis result) of the beat signal. FIG. 2B is an explanatory diagram outlining the measurement method of the present invention. 図3は、補正データ取得装置1’の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the correction data acquisition device 1'. 図4は、本実施形態の測定方法のフロー図である。FIG. 4 is a flow diagram of the measurement method of this embodiment. 図5Aは、テスト電流のグラフである。図5Bは、テストビート信号のビート周波数の時間変化を示すグラフである。図5Cは、テスト光の時間変化の求め方の説明図である。Fig. 5A is a graph of the test current, Fig. 5B is a graph showing the time change of the beat frequency of the test beat signal, and Fig. 5C is an explanatory diagram of how to determine the time change of the test light. 図6は、ビート周波数の計測方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for measuring the beat frequency. 図7は、テスト電流と、テスト光の周波数との関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the test current and the frequency of the test light. 図8A及び図8Bは、波形データの生成方法の説明図である。8A and 8B are diagrams illustrating a method for generating waveform data. 図9は、変形例の測定装置1の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a modified measuring device 1. 図10A及び図10Bは、時間の経過に応じて周波数が直線的に増加又は減少するように光を変調させた場合の説明図である。10A and 10B are diagrams illustrating the case where light is modulated so that the frequency increases or decreases linearly with the passage of time. 図11は、対象物90が動いている場合の測定光と反射光の周波数の時間変化を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the time variation of the frequencies of the measurement light and the reflected light when the object 90 is moving. 図12A及び図12Bは、レーザ光源13の応答遅れの説明図である。12A and 12B are diagrams illustrating the response delay of the laser light source 13. FIG.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、同一の又は類似する構成について共通の符号を付して重複した説明を省略することがある。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that in the following description, identical or similar components may be designated by common reference numerals, and redundant explanations may be omitted.

<全体構成>
図1は、測定装置1の全体構成の説明図である。
<Overall structure>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of a measurement device 1.

測定装置1は、対象物90までの距離を測定する装置である。測定装置1は、いわゆるLiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)としての機能を有する。測定装置1は、FMCW方式(FMCW:Frequency Modulated Continuous Wave)にて対象物90までの距離を測定する。すなわち、測定装置1は、周波数変調した測定光(照射光)を対象物90に照射し、対象物90からの反射光と測定光(参照光)とを干渉させ、干渉光の検出結果であるビート信号の周波数(ビート周波数)に基づいて、対象物90までの距離を測定する。なお、測定装置1は、対象物90までの距離だけでなく、対象物90との相対速度も測定可能である。 The measuring device 1 is a device that measures the distance to an object 90. The measuring device 1 functions as a so-called LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging). The measuring device 1 measures the distance to the object 90 using the FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) method. That is, the measuring device 1 irradiates the object 90 with frequency-modulated measurement light (irradiation light), causes interference between the reflected light from the object 90 and the measurement light (reference light), and measures the distance to the object 90 based on the frequency (beat frequency) of the beat signal that is the detection result of the interference light. Note that the measuring device 1 can measure not only the distance to the object 90, but also the relative speed with respect to the object 90.

測定装置1は、生成装置10と、光学装置20と、検出装置30と、信号処理装置40とを有する。 The measurement device 1 has a generating device 10, an optical device 20, a detecting device 30, and a signal processing device 40.

生成装置10は、周波数を変調させた光(周波数変調光)を生成する装置である。生成装置10は、周波数変調光を光学装置20に出力する。生成装置10から出力した光(測定光)は、一部は対象物90に照射する照射光となり、一部は反射光に干渉させる参照光となる。生成装置10は、電流源12と、レーザ光源13と、温調器14とを有する。 The generating device 10 is a device that generates frequency-modulated light (frequency-modulated light). The generating device 10 outputs the frequency-modulated light to the optical device 20. A portion of the light (measurement light) output from the generating device 10 becomes illumination light that is irradiated onto the object 90, and a portion becomes reference light that interferes with the reflected light. The generating device 10 has a current source 12, a laser light source 13, and a temperature controller 14.

電流源12は、レーザ光源13を制御するための電流信号を生成する。後述するように、電流源12は、補正部12Aを有している。補正部12Aは、補正データに基づいて、レーザ光源13に入力する電流信号を補正する。補正部12Aについては後述する。
レーザ光源13は、周波数を変調させた光(周波数変調光)を出射する。例えば、レーザ光源13は、分布帰還型(DFB)レーザ素子を用いて構成される。レーザ光源13は、電流源12の電流信号に応じた周波数のレーザ光を生成する。レーザ光は、例えば193.4024~193.4266THz(λ=1549.903~1550.097nm)の範囲で周波数変調したレーザ光を生成する。例えば、レーザ光源13は、三角波の電流信号に応じて周波数を徐々に増加又は減少させたレーザ光(周波数変調光)を生成する。レーザ光源13は、レーザ光を光学装置20に出力する。
温調器14は、レーザ光源13(特にレーザ素子)を所定の温度に調整する。温調器14は、例えば温度センサ14Aと熱電素子(例えばペルチェ素子)を有し、温度センサ14Aによってレーザ光源13の温度を測定し、温度センサ14Aの測定結果に基づいて熱電素子をフィードバック制御することによってレーザ光源13を所定の温度に調整する。
The current source 12 generates a current signal for controlling the laser light source 13. As will be described later, the current source 12 has a correction unit 12A. The correction unit 12A corrects the current signal to be input to the laser light source 13 based on correction data. The correction unit 12A will be described later.
The laser light source 13 emits light whose frequency is modulated (frequency-modulated light). For example, the laser light source 13 is configured using a distributed feedback (DFB) laser element. The laser light source 13 generates laser light whose frequency corresponds to the current signal of the current source 12. The laser light generated is frequency-modulated in the range of 193.4024 to 193.4266 THz (λ=1549.903 to 1550.097 nm), for example. For example, the laser light source 13 generates laser light whose frequency gradually increases or decreases according to a triangular wave current signal (frequency-modulated light). The laser light source 13 outputs the laser light to the optical device 20.
The temperature regulator 14 regulates the temperature of the laser light source 13 (particularly the laser element) to a predetermined temperature. The temperature regulator 14 has, for example, a temperature sensor 14A and a thermoelectric element (e.g., a Peltier element), and measures the temperature of the laser light source 13 with the temperature sensor 14A and adjusts the laser light source 13 to a predetermined temperature by feedback-controlling the thermoelectric element based on the measurement result of the temperature sensor 14A.

光学装置20は、周波数変調した光(測定光)を対象物90に照射し、対象物90からの反射光と参照光(測定光)とを干渉させる装置である。光学装置20は、生成装置10から入力された測定光の一部を対象物90に照射する照射光とし、生成装置10から入力された測定光の一部を参照光とし、対象物90からの反射光と参照光とを干渉させて干渉光(干渉波)を生成する。光学装置20は、反射光と参照光とを干渉させた干渉光(干渉波)を検出装置30に出力する。光学装置20は、分岐器21と、サーキュレータ22と、光学系23と、光導波路24と、結合器25とを有する。
分岐器21は、生成装置10の周波数変調光を分岐する。分岐器21は、例えば光カプラにより構成される。分岐した一方の光は、サーキュレータ22に出力され、対象物90に照射する照射光となる。分岐した他方の光は、光導波路24に出力され、反射波と干渉させる参照光となる。
サーキュレータ22は、分岐器21からの光(照射光)を光学系23に導くとともに、光学系23からの光(反射光)を結合器25に導く。
光学系23は、対象物90に向かって光を照射するとともに、反射光を集光して出力する。光学系23は、例えばレンズ、ミラー、プリズムなどの光学エレメントにより構成される。光学系23は、例えば、照射光を対向物に向かって照射する投光用光学系と、反射光を集光する受光用光学系とを有する。光学系23は、照射光を走査させる機能を有していても良い。光学系23は、集光した反射光をサーキュレータ22に出力する。なお、反射光は、サーキュレータ22を介して、結合器25に入力される。
光導波路24は、分岐器21から結合器25までの間の所定長の光路を構成する。光導波路24は、所定の光路長で参照光を分岐器21から結合器25へ導く。光導波路24は、例えば光ファイバにより構成される。
結合器25は、サーキュレータ22からの反射光と、光導波路24からの参照光とを結合する。結合器25は、例えば光カプラにより構成される。結合器25は、反射光と参照光とを干渉させる干渉器として機能し、反射光と参照光とを干渉させた干渉光(干渉波)を生成する。結合器25は、干渉光を検出装置30に出力する。
The optical device 20 is a device that irradiates the object 90 with frequency-modulated light (measurement light) and causes interference between reflected light from the object 90 and reference light (measurement light). The optical device 20 uses a portion of the measurement light input from the generation device 10 as irradiation light to irradiate the object 90, and a portion of the measurement light input from the generation device 10 as reference light, and causes the reflected light from the object 90 to interfere with the reference light to generate interference light (interference wave). The optical device 20 outputs the interference light (interference wave) caused by interference between the reflected light and the reference light to the detection device 30. The optical device 20 has a branching device 21, a circulator 22, an optical system 23, an optical waveguide 24, and a coupler 25.
The splitter 21 splits the frequency-modulated light from the generation device 10. The splitter 21 is configured by, for example, an optical coupler. One of the split lights is output to the circulator 22 and becomes the irradiation light to be irradiated onto the object 90. The other of the split lights is output to the optical waveguide 24 and becomes the reference light to be interfered with the reflected wave.
The circulator 22 guides the light (irradiated light) from the branching device 21 to the optical system 23 , and also guides the light (reflected light) from the optical system 23 to the coupler 25 .
The optical system 23 irradiates light toward the object 90 and collects and outputs reflected light. The optical system 23 is composed of optical elements such as lenses, mirrors, and prisms. The optical system 23 has, for example, a light-projecting optical system that irradiates the irradiated light toward the object, and a light-receiving optical system that collects reflected light. The optical system 23 may also have a function of scanning the irradiated light. The optical system 23 outputs the collected reflected light to the circulator 22. The reflected light is input to the coupler 25 via the circulator 22.
The optical waveguide 24 forms an optical path of a predetermined length from the splitter 21 to the coupler 25. The optical waveguide 24 guides the reference light over a predetermined optical path length from the splitter 21 to the coupler 25. The optical waveguide 24 is formed of, for example, an optical fiber.
The coupler 25 combines the reflected light from the circulator 22 with the reference light from the optical waveguide 24. The coupler 25 is configured by, for example, an optical coupler. The coupler 25 functions as an interferometer that causes interference between the reflected light and the reference light, and generates interference light (interference wave) by causing interference between the reflected light and the reference light. The coupler 25 outputs the interference light to the detection device 30.

検出装置30は、反射光と参照光との干渉光を検出し、ビート信号を出力する装置である。検出装置30は、光電変換器31と、増幅器32とを有する。
光電変換器31は、検出した光信号(ここでは干渉光)の強度に応じた電気信号(電流信号)を出力する。光電変換器31は、例えばフォトダイオードである。光電変換器31が検出する干渉光は、周波数の異なる反射光と参照光とが干渉することによって振幅が周期的に変わる波である。
増幅器32は、光電変換器31の電流信号を電圧信号に変換して出力する。増幅器32は、例えばトランスインピーダンス増幅器により構成される。増幅器32から出力されるビート信号は、反射光と参照光の周波数の差を示す信号となる。ビート信号のビート周波数は、干渉光のうなり成分の周波数に相当する。また、ビート信号のビート周波数は、反射光と参照光の周波数の差に相当する。
The detector 30 detects the interference light between the reflected light and the reference light and outputs a beat signal. The detector 30 includes a photoelectric converter 31 and an amplifier 32.
The photoelectric converter 31 outputs an electrical signal (current signal) corresponding to the intensity of the detected optical signal (here, interference light). The photoelectric converter 31 is, for example, a photodiode. The interference light detected by the photoelectric converter 31 is a wave whose amplitude changes periodically due to interference between reflected light and reference light, which have different frequencies.
The amplifier 32 converts the current signal of the photoelectric converter 31 into a voltage signal and outputs it. The amplifier 32 is configured, for example, by a transimpedance amplifier. The beat signal output from the amplifier 32 is a signal that indicates the difference in frequency between the reflected light and the reference light. The beat frequency of the beat signal corresponds to the frequency of the beat component of the interference light. The beat frequency of the beat signal also corresponds to the difference in frequency between the reflected light and the reference light.

信号処理装置40は、ビート信号に基づいて対象物90までの距離を求める装置である。信号処理装置40は、不図示のA/D変換器、演算装置、記憶装置等を有する。演算装置は、例えばCPU、GPU、MPUなどの演算処理装置で構成される。記憶装置は、主記憶装置と補助記憶装置とにより構成され、プログラムやデータを記憶する装置である。記憶装置に記憶されているプログラムを演算装置が実行することにより、対象物90までの距離を測定するための各種処理が実行される。図1には、信号処理装置40が実行する各種処理が機能ブロックとして示されている。 The signal processing device 40 is a device that determines the distance to the object 90 based on the beat signal. The signal processing device 40 has an A/D converter, a calculation device, a storage device, etc. (not shown). The calculation device is composed of a calculation processing device such as a CPU, GPU, or MPU. The storage device is composed of a main storage device and an auxiliary storage device, and is a device that stores programs and data. The calculation device executes the programs stored in the storage device, thereby performing various processes for measuring the distance to the object 90. Figure 1 shows the various processes performed by the signal processing device 40 as functional blocks.

信号処理装置40は、信号取得部41と、解析部42と、出力部43とを有する。信号取得部41は、検出装置30のビート信号をデジタル信号として取り込む。信号取得部41は、例えばA/D変換器(A/D変換ボード等)により構成される。解析部42は、ビート信号に基づいて対象物90までの距離を求める。解析部42の処理については、後述する。出力部43は、解析部42の解析結果を外部に出力する。例えば、出力部43は、対象物90までの距離を示す距離データや、対象物90の相対速度を示す速度データを、外部装置である車両ECUに出力する。 The signal processing device 40 has a signal acquisition unit 41, an analysis unit 42, and an output unit 43. The signal acquisition unit 41 acquires the beat signal from the detection device 30 as a digital signal. The signal acquisition unit 41 is configured, for example, by an A/D converter (such as an A/D conversion board). The analysis unit 42 calculates the distance to the object 90 based on the beat signal. The processing of the analysis unit 42 will be described later. The output unit 43 outputs the analysis results of the analysis unit 42 to the outside. For example, the output unit 43 outputs distance data indicating the distance to the object 90 and speed data indicating the relative speed of the object 90 to an external device, such as a vehicle ECU.

<参考説明1>
まず一般的なFMCW方式による測定方法について説明する。
<Reference explanation 1>
First, a general FMCW measurement method will be described.

図10A及び図10Bは、時間の経過に応じて周波数が直線的に増加又は減少するように光を変調させた場合の説明図である。図10Aは、測定光と反射光の周波数の時間変化を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示している。なお、周波数が増加する期間のことを漸増期間と呼び、周波数が減少する期間のことを漸減期間と呼ぶことがある。図10Bは、ビート信号の周波数解析結果(高速フーリエ変換(FFT)による解析結果)を示すグラフであり、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅(強度)を示している。まず、対象物90が静止している場合(対象物90との相対速度がゼロの場合)について説明する。 Figures 10A and 10B are explanatory diagrams of the case where light is modulated so that the frequency increases or decreases linearly over time. Figure 10A is a graph showing the temporal change in the frequency of the measurement light and the reflected light, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing frequency. Note that the period in which the frequency increases is sometimes called the gradual increase period, and the period in which the frequency decreases is sometimes called the gradual decrease period. Figure 10B is a graph showing the frequency analysis results of the beat signal (analysis results obtained by fast Fourier transform (FFT)), with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing amplitude (intensity). First, we will explain the case where the object 90 is stationary (when the relative velocity with respect to the object 90 is zero).

図中のfは、測定光(照射光、参照光)と反射光との周波数の差を示している。Δtは、対象物90までの間を光が往復するのにかかる時間を示している。Tは、漸増期間又は漸減期間(周波数を変調させる変調時間)を示している。Fは、変調周波数幅(周波数の増加幅や減少幅)を示している。 In the figure, fB indicates the frequency difference between the measurement light (illumination light, reference light) and the reflected light. Δt indicates the time it takes for the light to travel back and forth to the object 90. T indicates the gradual increase period or gradual decrease period (the modulation time for modulating the frequency). F indicates the modulation frequency width (the width of increase or decrease in frequency).

ここでは、時間の経過に応じて周波数が直線的に増加するため、グラフの傾きが一定であることから、Δtは、次式(1)の通りになる。
Δt=(T/F)・f ・・・(1)
Here, since the frequency increases linearly with the passage of time, the slope of the graph is constant, and Δt is given by the following equation (1).
Δt=(T/F)・f B ...(1)

ここで、光の速度をcとし、対象物90までの距離をRとすると、対象物90までの間を光が往復するのに時間Δtかかることから、距離Rは、次式(2)の通りになる。
2R=c・Δt
R=(c・T/2F)・f ・・・(2)
Here, if the speed of light is c and the distance to the object 90 is R, it takes time Δt for light to travel to and from the object 90, so the distance R is given by the following equation (2).
2R = c Δt
R=(c・T/2F)・f B ...(2)

上式(2)のうち、周波数fは、図10Bに示すようにビート信号をFFT解析することによって求めることができる。また、光の速度c、変調時間T及び変調周波数幅Fは、既知である。このため、ビート信号をFFT解析して周波数fを求めることによって、対象物90までの距離Rを算出することができる。 In the above equation (2), the frequency fB can be obtained by FFT analysis of the beat signal as shown in Fig. 10B. The speed of light c, modulation time T, and modulation frequency width F are known. Therefore, by performing FFT analysis of the beat signal to obtain the frequency fB , the distance R to the target object 90 can be calculated.

図11は、対象物90が動いている場合の測定光と反射光の周波数の時間変化を示すグラフである。なお、時間の経過に応じて周波数が直線的に増加又は減少するように光が変調している。反射光のグラフに示されるように、対象物90が動いている場合、ドップラー効果によって周波数がシフトする。 Figure 11 is a graph showing the change in frequency of the measurement light and reflected light over time when the object 90 is moving. Note that the light is modulated so that the frequency increases or decreases linearly over time. As shown in the graph of reflected light, when the object 90 is moving, the frequency shifts due to the Doppler effect.

図中のfdopは、ドップラー効果による周波数のシフト量(ドップラーシフト周波数)を示している。fupは、漸増期間中における測定光(照射光、参照光)と反射光との周波数の差を示している。fdnは、漸減期間中における測定光(照射光、参照光)と反射光との周波数の差を示している。 In the figure, f dop indicates the amount of frequency shift due to the Doppler effect (Doppler shift frequency), f up indicates the frequency difference between the measurement light (illumination light, reference light) and the reflected light during the gradual increase period, and f dn indicates the frequency difference between the measurement light (illumination light, reference light) and the reflected light during the gradual decrease period.

周波数fupは、漸増期間中のビート信号をFFT解析することによって求めることができる。また、周波数fdnは、漸減期間中のビート信号をFFT解析することによって求めることができる。なお、ビート信号の周波数解析は、漸増期間と漸減期間のそれぞれで別個に行われることになる。そして、周波数fup及び周波数fdnに基づいて、次式(3)のように周波数fを求めることができ、前述の式(2)に基づいて距離Rを求めることができる。
=(fup+fdn)/2 ・・・(3)
The frequency f up can be obtained by FFT analysis of the beat signal during the gradual increase period. The frequency f dn can be obtained by FFT analysis of the beat signal during the gradual decrease period. Note that the frequency analysis of the beat signal is performed separately for each of the gradual increase period and the gradual decrease period. Then, based on the frequency f up and the frequency f dn , the frequency f B can be obtained as shown in the following equation (3), and the distance R can be obtained based on the above-mentioned equation (2).
fB = ( fup + fdn )/2...(3)

また、周波数fup及び周波数fdnに基づいて、次式(4)のようにドップラーシフト周波数fdopを求めることができ、次式(5)に基づいて相対速度Vを求めることができる。
dop=(fup-fdn)/2 ・・・(4)
V=(λ/2)・fdop ・・・(5)
(λは、光の波長)
Furthermore, based on the frequency f up and the frequency f dn , the Doppler shift frequency f dop can be calculated as in the following equation (4), and the relative velocity V can be calculated based on the following equation (5).
f dop = (f up - f dn )/2 (4)
V=(λ/2)・f dop ...(5)
(λ is the wavelength of light)

<参考説明2:光源の応答遅れ>
図12A及び図12Bは、レーザ光源13の応答遅れの説明図である。図12Aは、レーザ光源13へ入力する入力電流の時間変化を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示している。図12Bは、測定光(照射光、参照光)と反射光の周波数の時間変化を示すグラフであり、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示している。
<Reference explanation 2: Light source response delay>
12A and 12B are diagrams illustrating the response delay of the laser light source 13. Fig. 12A is a graph showing the time change of the input current input to the laser light source 13, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing current. Fig. 12B is a graph showing the time change of the frequency of the measurement light (irradiation light, reference light) and the reflected light, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing frequency.

実際のレーザ光源13では、入力電流が変化してからレーザ光の周波数が変化するまでの間に応答遅れがある。この結果、図12Aに示すように三角波の電流信号がレーザ光源13に入力されても、図12Bに示すように、レーザ光源13から出力されるレーザ光の周波数は、時間の経過に対して直線的に増加・減少しない。このように周波数が非直線的に変化する場合、測定光(照射光、参照光)と反射光との周波数の差が一定にならない(図12Bに示す周波数fB1,fB2,fB3が一定にならない)。 In an actual laser light source 13, there is a response delay between a change in input current and a change in the frequency of the laser light. As a result, even if a triangular wave current signal is input to the laser light source 13 as shown in Fig. 12A, the frequency of the laser light output from the laser light source 13 does not increase or decrease linearly over time as shown in Fig. 12B. When the frequency changes nonlinearly in this way, the difference in frequency between the measurement light (irradiation light, reference light) and the reflected light does not remain constant (the frequencies fB1 , fB2 , and fB3 shown in Fig. 12B are not constant).

図2Aは、入力電流を補正しない場合におけるレーザ光源13へ入力する入力電流と、ビート信号の周波数解析結果(FFT解析結果)との関係を示す参考説明図である。図中の左側のグラフは、レーザ光源13への入力電流の時間変化を示している。図中の右側のグラフは、ビート信号の周波数解析(FFT解析)の結果を示している。レーザ光源13の応答遅れの影響のため(図12B参照)、図2Aの右図に示すように、ビート信号に対して周波数解析(FFT解析)が行われても、特定の周波数に強度のピークが現れ難くなる。このため、レーザ光源13に入力する電流信号が三角波の場合には、ビート信号に対する周波数解析によってビート周波数fを求めることが困難になり、この結果、前述の式(2)に基づいて距離Rを求めることが困難になる。 FIG. 2A is a reference explanatory diagram showing the relationship between the input current input to the laser light source 13 and the frequency analysis results (FFT analysis results) of the beat signal when the input current is not corrected. The graph on the left side of the figure shows the time change of the input current to the laser light source 13. The graph on the right side of the figure shows the results of the frequency analysis (FFT analysis) of the beat signal. Due to the effect of the response delay of the laser light source 13 (see FIG. 12B ), as shown in the right diagram of FIG. 2A , even when frequency analysis (FFT analysis) is performed on the beat signal, it is difficult to obtain an intensity peak at a specific frequency. Therefore, when the current signal input to the laser light source 13 is a triangular wave, it is difficult to determine the beat frequency fB by frequency analysis of the beat signal, and as a result, it is difficult to determine the distance R based on the above-mentioned equation (2).

図2Bは、本件の測定方法の概要説明図である。図中の左側のグラフは、レーザ光源13への入力電流の時間変化を示している。本件では、時間に応じて電流が直線的に増加又は減少する三角波の電流信号(図2A左図参照)を、時間に応じて電流が非直線的に変化する電流信号に補正し、補正した電流信号(図2B左図参照;補正電流)をレーザ光源13に入力する。図2B左図に示す電流信号(補正電流)は、時間に応じて電流が直線的に変化する電流信号(図2A左図参照)をレーザ光源13に入力した時の周波数変調光の周波数の時間変化に基づいて補正されている。レーザ光源13の応答遅れの影響により、図2B左図に示す電流信号(補正電流)がレーザ光源13に入力されると、レーザ光源13から出力されるレーザ光の周波数は、時間の経過に対して直線的に増加・減少する。この結果、図2Bの右図に示すように、ビート信号に対して周波数解析(FFT解析)を行うと、特定の周波数に強度のピークが現れる。これにより、応答遅れのあるレーザ光源13を用いてFMCW方式により距離を測定することが可能になる。以下、本件の測定方法について詳しく説明する。 Figure 2B is an overview of the measurement method used in this study. The graph on the left side of the figure shows the time change in the input current to the laser light source 13. In this study, a triangular wave current signal (see the left side of Figure 2A), in which the current increases or decreases linearly with time, is corrected to a current signal in which the current changes nonlinearly with time, and the corrected current signal (see the left side of Figure 2B; correction current) is input to the laser light source 13. The current signal (correction current) shown in the left side of Figure 2B is corrected based on the time change in the frequency of the frequency-modulated light when the current signal (see the left side of Figure 2A), in which the current changes linearly with time, is input to the laser light source 13. Due to the response delay of the laser light source 13, when the current signal (correction current) shown in the left side of Figure 2B is input to the laser light source 13, the frequency of the laser light output from the laser light source 13 increases or decreases linearly with time. As a result, as shown in the right side of Figure 2B, when frequency analysis (FFT analysis) is performed on the beat signal, an intensity peak appears at a specific frequency. This makes it possible to measure distance using the FMCW method with a laser light source 13 that has a response delay. This measurement method is explained in detail below.

<測定方法>
図3は、補正データ取得装置1’の説明図である。
補正データ取得装置1’は、レーザ光源13に入力する電流信号を補正するための補正データを取得する装置である。補正データ取得装置1’は、生成装置10’と、テスト用光学装置20’と、検出装置30’と、信号処理装置40’とを有する。補正データ取得装置1’の一部の構成要素は、前述の測定装置1の構成要素と共通の構造である。補正データ取得装置1’及び測定装置1は、それぞれ別々の装置として設けられても良いし、測定装置1の一部の構成要素を補正データ取得装置1’として用いることも可能である(後述)。前述の測定装置1の構成要素と共通の構成要素には、共通の符号を付けており、説明を省略することがある。
<Measurement method>
FIG. 3 is an explanatory diagram of the correction data acquisition device 1'.
The correction data acquisition device 1' is a device that acquires correction data for correcting a current signal input to the laser light source 13. The correction data acquisition device 1' includes a generating device 10', a test optical device 20', a detecting device 30', and a signal processing device 40'. Some of the components of the correction data acquisition device 1' have a structure common to the components of the measurement device 1 described above. The correction data acquisition device 1' and the measurement device 1 may be provided as separate devices, or some of the components of the measurement device 1 may be used as the correction data acquisition device 1' (described later). Components common to the components of the measurement device 1 described above are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof may be omitted.

図4は、本実施形態の測定方法のフロー図である。図中のS101~S106は補正データ取得装置1’が行う処理である。なお、S101は生成装置10’が行う処理であり、S102はテスト用光学装置20’が行う処理であり、S103は検出装置30’が行う処理であり、S104~S106は信号処理装置40’が行う処理である。S107は、測定装置1(図1参照)が行う処理である。但し、S101~S106の一部の処理(例えばS106)が測定装置1(図1参照)によって行われても良い。 Figure 4 is a flow diagram of the measurement method of this embodiment. S101 to S106 in the diagram are processes performed by the correction data acquisition device 1'. Note that S101 is a process performed by the generation device 10', S102 is a process performed by the test optical device 20', S103 is a process performed by the detection device 30', and S104 to S106 are processes performed by the signal processing device 40'. S107 is a process performed by the measurement device 1 (see Figure 1). However, some of the processes of S101 to S106 (e.g., S106) may be performed by the measurement device 1 (see Figure 1).

・S101
生成装置10’は、三角波の電流信号(テスト電流)をレーザ光源13’に入力し、レーザ光源13’からテスト光(周波数変調光)を出力する(S101)。
・S101
The generating device 10' inputs a triangular wave current signal (test current) to the laser light source 13', and outputs test light (frequency-modulated light) from the laser light source 13' (S101).

S101では、電流源12’は、時間に応じて直線的に電流が増加又は減少する電流信号(三角波の電流信号;テスト電流)を生成し、テスト電流をレーザ光源13’に入力する。図5Aは、S101において電流源12’が出力するテスト電流のグラフである。図5Aには、漸増期間におけるテスト電流が示されている。テスト電流は時間に応じて直線的に変化(ここでは増加)しており、時間の変化量に対する電流の変化量の割合(グラフの傾きに相当)は一定である。 In S101, current source 12' generates a current signal (triangular wave current signal; test current) that linearly increases or decreases with time, and inputs the test current to laser light source 13'. Figure 5A is a graph of the test current output by current source 12' in S101. Figure 5A shows the test current during the gradual increase period. The test current changes linearly (increases in this case) with time, and the ratio of the change in current to the change in time (corresponding to the slope of the graph) is constant.

レーザ光源13’は、テスト電流に応じて周波数変調した光(テスト光)を出力する(S101)。既に説明した通り、レーザ光源13’には、入力電流が変化してからレーザ光の周波数が変化するまでの間に応答遅れがある。このため、レーザ光源13’から出力されるテスト光の周波数は、時間に応じて非直線的に変化する(図12B参照)。 The laser light source 13' outputs light (test light) that is frequency-modulated in accordance with the test current (S101). As previously explained, the laser light source 13' has a response delay between when the input current changes and when the frequency of the laser light changes. As a result, the frequency of the test light output from the laser light source 13' changes nonlinearly with time (see Figure 12B).

・S102
テスト用光学装置20’は、テスト光を第1テスト光と第2テスト光に分岐させ、第1テスト光と第2テスト光との間に所定の時間差を与え、第1テスト光と第2テスト光とを干渉させてテスト干渉光を生成する(S102)。
・S102
The test optical device 20' splits the test light into a first test light and a second test light, provides a predetermined time difference between the first test light and the second test light, and causes the first test light and the second test light to interfere with each other to generate test interference light (S102).

図3に示すように、テスト用光学装置20’は、分岐器21’と、結合器25’と、第1光導波路26’と、第2光導波路27’とを有する。分岐器21’は、生成装置10’のテスト光(周波数変調光)を分岐する。分岐した一方の光は、第1光導波路26’に出力され、第1テスト光となる。分岐した他方の光は、第2光導波路27’に出力され、第2テスト光となる。第1光導波路26’は所定の光路長で第1テスト光を分岐器21’から結合器25’へ導く。第2光導波路27’は第1光導波路26’よりも長い光路長で第2テスト光を分岐器21’から結合器25’へ導く。第1光導波路26’と第2光導波路27’との光路長の違いによって、第1テスト光と第2テスト光との間に所定の時間差(Δt)が与えられる。ここでは、第2光導波路27’が第1光導波路26’よりも長い光路長であるため、第2テスト光は第1テスト光よりも所定の時間差(Δt)だけ遅れて結合器25’に到達する。結合器25’は、第1テスト光と第2テスト光とを結合する。結合器25’は、反射光と参照光とを干渉させる干渉器として機能し、第1テスト光と第2テスト光とを干渉させた干渉光を生成する。以下の説明では、第1テスト光と第2テスト光とを干渉させた干渉光のことをテスト干渉光と呼ぶ。 As shown in FIG. 3, the test optical device 20' has a splitter 21', a coupler 25', a first optical waveguide 26', and a second optical waveguide 27'. The splitter 21' splits the test light (frequency-modulated light) from the generation device 10'. One of the split lights is output to the first optical waveguide 26' and becomes the first test light. The other of the split lights is output to the second optical waveguide 27' and becomes the second test light. The first optical waveguide 26' guides the first test light from the splitter 21' to the coupler 25' over a predetermined optical path length. The second optical waveguide 27' guides the second test light from the splitter 21' to the coupler 25' over an optical path length longer than that of the first optical waveguide 26'. The difference in optical path length between the first optical waveguide 26' and the second optical waveguide 27' provides a predetermined time difference (Δt) between the first test light and the second test light. Here, because the second optical waveguide 27' has a longer optical path length than the first optical waveguide 26', the second test light arrives at the coupler 25' with a predetermined time difference (Δt) delay from the first test light. The coupler 25' combines the first test light and the second test light. The coupler 25' functions as an interferometer that causes interference between the reflected light and the reference light, and generates interference light caused by interference between the first test light and the second test light. In the following description, the interference light caused by interference between the first test light and the second test light is referred to as test interference light.

なお、第1光導波路26’及び第2光導波路27’はどちらも光ファイバにより構成されており、第1テスト光及び第2テスト光は、どちらも光ファイバにより構成された光導波路によって分岐器21’から結合器25’までの間を導かれる。このため、第1テスト光及び第2テスト光にはノイズが混入しにくくなり、テスト干渉光にもノイズが混入しにくくなるという利点がある(これに対し、図1の測定装置1では、測定装置1の外部から取り込むため、干渉光にノイズが混入し易くなる)。また、第1光導波路26’及び第2光導波路27’を所定の光路長で構成することによって、第1テスト光と第2テスト光との間に所定の時間差(既知の時間差)を与えることが容易になる(これに対し、反射光を第2テスト光として利用する場合には、第1テスト光と第2テスト光との間に所定の時間差が難しくなる)。 The first optical waveguide 26' and the second optical waveguide 27' are both made of optical fiber, and the first test light and the second test light are guided from the splitter 21' to the coupler 25' by optical waveguides made of optical fiber. This has the advantage that noise is less likely to be mixed into the first test light and the second test light, and also into the test interference light (in contrast, in the measurement device 1 of Figure 1, noise is more likely to be mixed into the interference light because it is taken in from outside the measurement device 1). Furthermore, by configuring the first optical waveguide 26' and the second optical waveguide 27' with a predetermined optical path length, it becomes easy to impart a predetermined time difference (a known time difference) between the first test light and the second test light (in contrast, if reflected light is used as the second test light, it becomes more difficult to impart a predetermined time difference between the first test light and the second test light).

・S103
検出装置30’は、テスト干渉光を検出し、テスト干渉光のビート信号を出力する(S103)。以下の説明では、テスト干渉光のビート信号のことをテストビート信号と呼ぶことがある。なお、検出装置30’の構成は、測定装置1の検出装置30と同様である。
・S103
The detecting device 30' detects the test interference light and outputs a beat signal of the test interference light (S103). In the following description, the beat signal of the test interference light may be referred to as a test beat signal. The detecting device 30' has the same configuration as the detecting device 30 of the measuring device 1.

・S104
S104において、解析部42’は、所定時間ごとにテストビート信号のビート周波数(テストビート周波数)を計測する(S104)。図6は、ビート周波数の計測方法の説明図である。図中のグラフはテストビート信号を示しており、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。
S104
In S104, the analysis unit 42' measures the beat frequency of the test beat signal (test beat frequency) at predetermined time intervals (S104). Fig. 6 is an explanatory diagram of a method for measuring the beat frequency. The graph in the figure shows the test beat signal, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing voltage.

解析部42’は、まず、テストビート信号がピークとなる時間(ピーク時間)を求める。図中のグラフ上の黒丸印は、テストビート信号のピーク(極値;極大値又は極小値)を示している。例えば、解析部42’は、テストビート信号の電圧の傾き(ビート信号の微分値)の符号が変化する時間をピーク時間として順次計測する。ここでは、解析部42’は、テストビート信号が極大値になるピーク時間(電圧の傾きの符号が正から負に変化する時間)と、テストビート信号が極小値になるピーク時間(電圧の傾きの符号が負から正に変化する時間)とをそれぞれ計測する。但し、解析部42’は、テストビート信号の極大値のピーク時間だけを計測しても良いし、テストビート信号の極小値のピーク時間だけを計測しても良い。なお、解析部42’は、テストビート信号の全てのピークのそれぞれのピーク時間を計測する代わりに、例えば所定周期ごとや所定時間経過ごとにピーク時間を検出しても良い。解析部42’は、漸増期間中又は漸増期間中に、複数のピーク時間を計測することになる。 The analysis unit 42' first determines the time (peak time) at which the test beat signal reaches its peak. The black circles on the graph in the figure indicate the peaks (extreme values; local maximum or minimum values) of the test beat signal. For example, the analysis unit 42' sequentially measures the times at which the sign of the voltage slope of the test beat signal (the differential value of the beat signal) changes as peak times. Here, the analysis unit 42' measures the peak time at which the test beat signal reaches its maximum value (the time at which the sign of the voltage slope changes from positive to negative) and the peak time at which the test beat signal reaches its minimum value (the time at which the sign of the voltage slope changes from negative to positive). However, the analysis unit 42' may measure only the peak time of the test beat signal's maximum value or only the peak time of the test beat signal's minimum value. Instead of measuring the peak time of each peak of the test beat signal, the analysis unit 42' may detect the peak time, for example, at a predetermined cycle or at a predetermined time interval. The analysis unit 42' will measure multiple peak times during the gradual increase period or during the gradual increase period.

次に、解析部42’は、2つのピーク時間の間隔に基づいて、テストビート信号のビート周波数(テストビート周波数)を算出する。例えば、解析部42’は、テストビート信号の或る極大値のピーク時間と、次の極大値のピーク時間との間隔(ビート信号の1周期の時間)に基づいて、その時間(タイミング)におけるビート周波数を算出する。なお、解析部42’は、テストビート信号の或る極小値のピーク時間と、次の極小値のピーク時間との間隔(テストビート信号の1周期の時間)に基づいて、その時間におけるビート周波数を算出しても良い。また、解析部42’は、テストビート信号の或る極大値(又は極小値)のピーク時間と、次の極小値(又は極大値)のピーク時間との間隔(テストビート信号の半周期の時間)に基づいて、その時間におけるビート周波数を算出しても良い。若しくは、解析部42’は、テストビート信号の或る極大値(又は極小値)のピーク時間と、複数周期後の極大値(又は極小値)のピーク時間との間隔に基づいて、その時間におけるビート周波数を算出しても良い。解析部42’は、漸増期間中又は漸減期間中における複数の時間(複数のタイミング)のそれぞれのビート周波数を計測することになる。 Next, the analysis unit 42' calculates the beat frequency of the test beat signal (test beat frequency) based on the interval between the two peak times. For example, the analysis unit 42' calculates the beat frequency at a given time (timing) based on the interval between the peak time of a certain maximum value of the test beat signal and the peak time of the next maximum value (the time of one cycle of the beat signal). The analysis unit 42' may also calculate the beat frequency at a given time based on the interval between the peak time of a certain minimum value of the test beat signal and the peak time of the next minimum value (the time of one cycle of the test beat signal). The analysis unit 42' may also calculate the beat frequency at a given time based on the interval between the peak time of a certain maximum value (or minimum value) of the test beat signal and the peak time of the next minimum value (the time of half a cycle of the test beat signal). Alternatively, the analysis unit 42' may calculate the beat frequency at a given time based on the interval between the peak time of a certain maximum value (or minimum value) of the test beat signal and the peak time of a maximum value (or minimum value) several cycles later. The analysis unit 42' measures the beat frequency at each of multiple times (multiple timings) during the gradual increase period or gradual decrease period.

なお、図6に示す一例では、解析部42’は、2つの極大値のピーク時間に基づくビート周波数の算出と、2つの極小値のピーク時間に基づくビート周波数の算出とを、半周期ごとに交互に繰り返す。これにより、テストビート信号の半周期ごとにビート周波数を求めることができるため、高い時間解像度でビート周波数を求めることができる。また、これにより、所定時間におけるビート周波数(図5Bの黒丸印参照)を高精度に求めることができる。 In the example shown in FIG. 6, the analysis unit 42' alternately calculates the beat frequency based on the peak times of two maximum values and the beat frequency based on the peak times of two minimum values every half period. This allows the beat frequency to be calculated for every half period of the test beat signal, making it possible to calculate the beat frequency with high time resolution. This also makes it possible to calculate the beat frequency at a specified time (see the black circles in FIG. 5B) with high accuracy.

図5Bは、テストビート信号のビート周波数の時間変化を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸はビート周波数fを示している。なお、以下の説明では、所定の時間(時刻)tにおけるテストビート信号のビート周波数をf(t)と示すことがある。なお、時間t(i=0,1,2,3,・・・)は、所定時間ごとの時刻(タイミング)を示している。時間tは基準時間(例えば漸増期間の開始時間)であり、基準時間から所定時間ごとにt,t,t・・・の順に所定の時間tが定められる。 5B is a graph showing the change over time in the beat frequency of the test beat signal. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the beat frequency fB . In the following description, the beat frequency of the test beat signal at a predetermined time (instant) t i may be referred to as f B (t i ). The times t i (i=0, 1, 2, 3, ...) represent the time (timing) of each predetermined time. Time t 0 is a reference time (for example, the start time of the gradual increase period), and the predetermined times t i are determined in the order t 1 , t 2 , t 3 ... from the reference time at each predetermined time.

図中のグラフ上の黒丸印は、解析部42’が求めるビート周波数を示している。図に示すように、解析部42’は、所定時間Δtごとのテストビート信号のビート周波数f(t)、f(t)、f(t)・・・をそれぞれ求める。なお、レーザ光源13の応答遅れの影響により、テストビート信号のビート周波数は一定値にはならない。
図5Bに示す所定時間Δtは、図3に示す第1光導波路26’と第2光導波路27’との光路長の違いによって第1テスト光と第2テスト光との間に与えられた所定の時間差(Δt)に相当する。つまり、解析部42’は、第1テスト光と第2テスト光との間に与えられた所定の時間差(Δt)ごとに、テストビート信号のビート周波数を求めることになる。
The black circles on the graph in the figure indicate the beat frequencies determined by the analysis unit 42'. As shown in the figure, the analysis unit 42' determines the beat frequencies fB ( t1 ), fB ( t2 ), fB ( t3 ), ... of the test beat signal at each predetermined time Δt. Note that due to the effect of a response delay of the laser light source 13, the beat frequency of the test beat signal does not become a constant value.
The predetermined time Δt shown in Fig. 5B corresponds to the predetermined time difference (Δt) given between the first test light and the second test light due to the difference in optical path length between the first optical waveguide 26' and the second optical waveguide 27' shown in Fig. 3. In other words, the analyzer 42' obtains the beat frequency of the test beat signal for each predetermined time difference (Δt) given between the first test light and the second test light.

・S105
次に、解析部42’は、テストビート信号の所定時間ごとのビート周波数(テストビート周波数)に基づいて、テスト光の時間変化を求める(S105)。
・S105
Next, the analysis unit 42' determines the change in the test light over time based on the beat frequency (test beat frequency) of the test beat signal at each predetermined time (S105).

図5Cは、テスト光の時間変化の求め方の説明図である。横軸は時間を示し、縦軸は周波数fを示している。なお、以下の説明では、時間(時刻)tにおけるテスト光の周波数をf(t)と示すことがある。図中の実線のグラフは、テスト光(第1テスト光)の周波数の時間変化を示している。図中の点線のグラフは、第2テスト光の周波数の時間変化を示している。 5C is an explanatory diagram of how to determine the change over time of the test light. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents frequency f. In the following description, the frequency of the test light at time t i may be referred to as f(t i ). The solid line graph in the figure represents the change over time of the frequency of the test light (first test light). The dotted line graph in the figure represents the change over time of the frequency of the second test light.

まず、解析部42’は、所定時間ごとのテスト光の周波数を求める。ここでは、解析部42’は、図中のグラフ上の黒丸印に対応する時間tにおけるテスト光の周波数f(t)をそれぞれ求める。
既に説明した通り、図3に示す第1光導波路26’と第2光導波路27’との光路長の違いにより、図中の実線のグラフと点線のグラフとの間には所定の時間差(Δt)が与えられている。また、既に説明した通り、S104において、解析部42’は、所定時間Δtごとのテストビート信号のビート周波数f(t)、f(t)、f(t)・・・をそれぞれ求めている。図5Cに示すように、或る時間tにおけるテスト光の周波数f(t)は、所定時間前の時間ti-1におけるテスト光の周波数f(ti-1)とビート周波数f(t)とを加算した値に相当する(f(t)=f(ti-1)+f(t))。このように、解析部42’は、S104で求めたテストビート信号の所定時間ごとのビート周波数f(t)に基づいて、所定時間ごとのテスト光の周波数f(t)を求める。
First, the analysis unit 42' calculates the frequency of the test light at each predetermined time interval. Here, the analysis unit 42' calculates the frequency f(t i ) of the test light at each time t i corresponding to a black circle on the graph in the figure.
As already explained, due to the difference in optical path length between the first optical waveguide 26' and the second optical waveguide 27' shown in Fig. 3, a predetermined time difference (Δt) is provided between the solid line graph and the dotted line graph in the figure. Also, as already explained, in S104, the analysis unit 42' calculates the beat frequencies f B (t 1 ), f B (t 2 ), f B (t 3 ), ... of the test beat signal for each predetermined time Δt. As shown in Fig. 5C, the frequency f(t i ) of the test light at a certain time t i corresponds to the sum of the frequency f(t i-1 ) of the test light at a time t i-1 , a predetermined time earlier, and the beat frequency f B (t i ) (f(t i ) = f(t i-1 ) + f B (t i )). In this way, the analysis unit 42' determines the frequency f(t i ) of the test light for each predetermined time based on the beat frequency f B (t i ) of the test beat signal for each predetermined time determined in S104.

なお、或る時間tにおけるテスト光の周波数f(t)を求めるためには、基準時間tにおけるテスト光の周波数f(t)を定める必要がある。但し、最終的にはテスト光の周波数の時間変化(図5Cの実線のグラフの傾きに相当)を利用するため、基準時間tにおけるテスト光の周波数をf(t)は任意の値に設定することが許容されている。 In order to find the frequency f(t i ) of the test light at a certain time t i , it is necessary to determine the frequency f(t 0 ) of the test light at the reference time t 0. However, since the time change in the frequency of the test light (corresponding to the slope of the solid line graph in FIG. 5C ) is ultimately utilized, the frequency f(t 0 ) of the test light at the reference time t 0 can be set to any value.

次に解析部42’は、所定時間ごとのテスト光の周波数f(t)に基づいて、テスト光の周波数の時間変化を求める。ここでは、解析部42’は、図5Cのグラフ上の黒丸印に示された所定時間ごとのテスト光の周波数f(t)に基づいて、図中の実線のグラフに相当するテスト光の周波数の時間変化を求める。例えば、解析部42’は、図中のグラフ上の黒丸印に示された所定時間ごとのテスト光の周波数f(t)に対して補間処理を施すことにより、図中の実線のグラフに相当するテスト光の周波数の時間変化を求めることができる。これにより、各時間に対応するテスト光の周波数の時間変化が決定される。なお、周波数の時間変化とは、時間の変化量に対する周波数の変化量の割合であり、図5Cの実線のグラフの傾きに相当する。以下の説明では、テスト光の周波数の時間変化を示す値(図5Cの実線のグラフの傾き)をα’と示すことがある。 Next, the analysis unit 42' determines the time change in the frequency of the test light based on the frequency f(t i ) of the test light for each predetermined time. Here, the analysis unit 42' determines the time change in the frequency of the test light corresponding to the solid line graph in FIG. 5C based on the frequency f(t i ) of the test light for each predetermined time indicated by the black dots on the graph in FIG. 5C. For example, the analysis unit 42' can determine the time change in the frequency of the test light corresponding to the solid line graph in FIG. 5C by performing an interpolation process on the frequency f(t i ) of the test light for each predetermined time indicated by the black dots on the graph in FIG. 5C. This determines the time change in the frequency of the test light corresponding to each time. Note that the time change in frequency is the ratio of the amount of change in frequency to the amount of change in time, and corresponds to the slope of the solid line graph in FIG. 5C. In the following description, the value indicating the time change in the frequency of the test light (the slope of the solid line graph in FIG. 5C) may be referred to as α'.

図7は、テスト電流と、テスト光の周波数との関係を示す説明図である。図中の横軸は、時間を示している。図中右側の縦軸は、電流を示しており、図中左側の縦軸は周波数を示している。図7の点線のグラフは、S101においてレーザ光源13’に入力した電流信号(テスト電流)の時間変化を示すとともに(右側の縦軸参照)、理想的な周波数変調光の周波数(測定光の目標周波数)の時間変化を示している(左側の縦軸参照)。図7の実線のグラフは、テスト光の周波数の時間変化を示している(左側の縦軸参照;図5C、図12Bも参照)。つまり、図7の実線のグラフは、S105において解析部42’によって求められたテスト光の周波数の時間変化を示している。図7の点線のグラフでは、時間の経過に応じて電流又は周波数が直線的に増加している。図7の実線のグラフでは、レーザ光源の応答遅れの影響により、時間の経過に応じて周波数が非直線的に増加している。このように、テスト光の周波数の時間変化は、理想的な周波数の時間変化(測定光の目標周波数の時間変化)から乖離している。 Figure 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the test current and the frequency of the test light. The horizontal axis in the diagram represents time. The vertical axis on the right side of the diagram represents current, and the vertical axis on the left side of the diagram represents frequency. The dotted line graph in Figure 7 shows the time change of the current signal (test current) input to the laser light source 13' in S101 (see the right vertical axis), as well as the time change of the frequency of the ideal frequency-modulated light (the target frequency of the measurement light) (see the left vertical axis). The solid line graph in Figure 7 shows the time change of the frequency of the test light (see the left vertical axis; also see Figures 5C and 12B). In other words, the solid line graph in Figure 7 shows the time change of the frequency of the test light calculated by the analysis unit 42' in S105. In the dotted line graph in Figure 7, the current or frequency increases linearly over time. In the solid line graph in Figure 7, the frequency increases nonlinearly over time due to the effect of the response delay of the laser light source. Thus, the time change of the frequency of the test light deviates from the time change of the ideal frequency (the time change of the target frequency of the measurement light).

・S106
次に、解析部42’は、テスト光の周波数の時間変化に基づいて、波形データを生成する。波形データは、レーザ光源13に入力する電流(補正電流)の波形を示すデータ(電流プロファイルデータ)であり、例えば図2Bの左図に示す補正電流を生成するためのデータである。以下、波形データ(電流プロファイルデータ)の生成方法について説明する。
・S106
Next, the analysis unit 42' generates waveform data based on the time change in the frequency of the test light. The waveform data is data (current profile data) that indicates the waveform of the current (correction current) input to the laser light source 13, and is data for generating the correction current shown in the left diagram of FIG. 2B, for example. A method for generating the waveform data (current profile data) will be described below.

解析部42’は、漸増期間(又は漸減期間)を多数の単位時間(Δt)に区分し、それぞれの単位時間ごとに補正電流を求める。それぞれの単位時間ごとの補正電流は、波形データの一部(波形データ片)を示すことになる。そして、解析部42’は、単位時間ごとに算出された補正電流(波形データ片)を時間順に繋ぎ合わせることによって、補正電流の波形を示す波形データを生成する。ここでは、図7の時間t及びtにおける補正電流(波形データ片)の生成について説明する。 The analysis unit 42' divides the gradual increase period (or gradual decrease period) into a number of unit times (Δt j ) and calculates a correction current for each unit time. The correction current for each unit time represents a portion of the waveform data (waveform data fragment). The analysis unit 42' then connects the correction currents (waveform data fragments) calculated for each unit time in chronological order to generate waveform data representing the waveform of the correction current. Here, the generation of the correction currents (waveform data fragments) at times t A and t B in Figure 7 will be described.

図8A及び図8Bは、波形データの生成方法の説明図である。言い換えると、図8A及び図8Bは、レーザ光源13に入力する電流の補正方法を示す図である。図8Aは、図7の時間(時刻)tにおける補正電流(波形データ片)の生成方法を示している。図8Bは、図7の時間(時刻)tにおける補正電流(波形データ片)の生成方法を示している。 8A and 8B are explanatory diagrams of a method for generating waveform data. In other words, Fig. 8A and Fig. 8B are diagrams showing a method for correcting a current input to the laser light source 13. Fig. 8A shows a method for generating a correction current (waveform data fragment) at time tA in Fig. 7. Fig. 8B shows a method for generating a correction current (waveform data fragment) at time tB in Fig. 7.

図8A及び図8Bの上図の点線は、理想的な周波数変調光の周波数の時間変化(測定光の目標周波数の時間変化)を示しており、実線は、テスト光の周波数の時間変化を示している。図8A及び図8Bの上図の横軸は時間を示しており、縦軸は周波数を示している。図中のαは、点線の傾きを示しており、理想的な周波数変調光の周波数の時間変化(測定光の目標周波数の時間変化)の値を示している(図8A及び図8Bの上図の時間幅は1である)。なお、傾きαは、既知の値であり、時間にかかわらず一定である。図中のα’は、図7の時間(時刻)tにおける実線の傾きを示している。α’は、図7の時間(時刻)tにおける実線の傾きを示している。なお、以下の説明では、図7の任意の時間における実線の傾きを、添え字を付けずに単にα’と示すことがある。傾きα’は、テスト光の周波数の時間変化(時間の変化量に対するテスト光の周波数の変化量の割合)に相当する値であり、前述のS106で求められた値であり、時間に応じて変化する値である。図8A及び図8Bの上図に示すように、ここでは、時間tでの傾きα’は傾きαよりも小さく(α>α’)、時間tでの傾きα’は傾きαよりも大きいものとする(α<α’)。 The dotted line in the upper diagrams of Figures 8A and 8B indicates the time change in the frequency of the ideal frequency-modulated light (time change in the target frequency of the measurement light), and the solid line indicates the time change in the frequency of the test light. The horizontal axis in the upper diagrams of Figures 8A and 8B indicates time, and the vertical axis indicates frequency. α in the diagrams indicates the slope of the dotted line, and indicates the value of the time change in the frequency of the ideal frequency-modulated light (time change in the target frequency of the measurement light) (the time width in the upper diagrams of Figures 8A and 8B is 1). Note that the slope α is a known value and is constant regardless of time. α A ' in the diagrams indicates the slope of the solid line at time t A in Figure 7. α B ' indicates the slope of the solid line at time t B in Figure 7. Note that in the following description, the slope of the solid line at any time in Figure 7 may be simply referred to as α' without a subscript. The slope α' is a value corresponding to the time change in the frequency of the test light (the ratio of the change in the frequency of the test light to the change in time), and is the value calculated in S106 described above. As shown in the upper diagrams of Figures 8A and 8B, the slope α' at time tA is smaller than the slope α (α > α '), and the slope α ' at time tB is larger than the slope α (α < α ').

図8A及び図8Bの下図の点線は、補正前の波形データ(三角波の電流信号やテスト電流を示す波形データ)を示している。実線は、補正後の波形データ(補正電流を示す波形データ)を示している。図8A及び図8Bの下図の横軸は時間を示しており、縦軸は電流を示している。図8A及び図8Bの下図の横幅は単位時間Δtを示しており、レーザ光源13に入力する電流(電流値)を更新する時間に相当する。(図8A及び図8Bの下図の時間幅は1とは限らない)。以下の説明では、点線で示された電流をIと示し、実線で示された電流をI’と示す。図中の電流I(j)、I’(j)は、図7の時間(時刻)tに相当するタイミングjにおける電流の値を示している。電流I(j)、I’(j)は、図7の時間(時刻)tに相当するタイミングjにおける電流の値を示している。図8A及び図8Bの下図には、或るタイミングj-1から次のタイミングjの間の単位時間Δtにおいて、波形データの示す電流がI(j-1)からI(j)に変化する様子が示されている。 The dotted lines in the lower diagrams of Figures 8A and 8B represent waveform data before correction (waveform data indicating a triangular wave current signal or a test current). The solid lines represent waveform data after correction (waveform data indicating a correction current). The horizontal axis in the lower diagrams of Figures 8A and 8B represents time, and the vertical axis represents current. The width of the lower diagrams of Figures 8A and 8B represents unit time Δtj , which corresponds to the time required to update the current (current value) input to the laser light source 13. (The time width in the lower diagrams of Figures 8A and 8B is not necessarily 1.) In the following description, the current indicated by the dotted line will be referred to as I, and the current indicated by the solid line will be referred to as I'. Currents I( jA ) and I'( jA ) in the diagrams represent current values at timing jA , which corresponds to time tA in Figure 7. Currents I( jB ) and I'( jB ) represent current values at timing jB , which corresponds to time tB in Figure 7. The lower diagrams of FIGS. 8A and 8B show how the current indicated by the waveform data changes from I(j-1) to I(j) in unit time Δt j between timing j-1 and the next timing j.

補正前の波形データ(三角波の電流信号やテスト電流を示す波形データ)では、図8A及び図8Bの下図の点線に示すように、或るタイミングjにおける電流I(j)は、直前のタイミングj-1における電流I(j-1)に所定の変化量βだけ増加させた値になる(I(j)=I(j-1)+β)。なお、変化量βは、一定の値である(周波数を増加させる漸増期間では変化量βは正の値であり、周波数を減少させる漸減期間では変化量βは負の値である)。そして、直前の電流I(j-1)から変化量βだけ増加させた電流I(j)を出力することを単位時間ごとに繰り返すことによって(言い換えると、波形データ片を時間順に繋ぎ合わせることによって)、時間の経過に応じて直線的に変化する電流(三角波の電流信号)を示す波形データが導き出されることになる。 In uncorrected waveform data (waveform data representing a triangular wave current signal or test current), as shown by the dotted lines in the lower diagrams of Figures 8A and 8B, the current I(j) at a given time j is the current I(j-1) at the immediately preceding time j-1 increased by a predetermined amount of change β (I(j) = I(j-1) + β). Note that the amount of change β is a constant value (during the gradual increase period when the frequency is increased, the amount of change β is positive, and during the gradual decrease period when the frequency is decreased, the amount of change β is negative). Then, by repeatedly outputting the current I(j) increased by the amount of change β from the immediately preceding current I(j-1) every unit of time (in other words, by connecting the waveform data pieces in chronological order), waveform data representing a current (triangular wave current signal) that changes linearly over time is derived.

本実施形態では、テスト光の周波数の時間変化(傾きα’)に基づいて、変化量βを補正する。ここでは、補正後の変化量β’は、補正前の変化量βに、理想的な傾きαに対する傾きα’の割合の逆数(α/α’)を乗じた値とする(β’=β×α/α’)。このため、或るタイミングjにおける補正電流I’(j)は、直前のタイミングj-1における補正電流I’(j-1)に所定の変化量β’だけ増加させた値になる(I’(j)=I’(j-1)+β’)。 In this embodiment, the change amount β is corrected based on the change over time (slope α') in the frequency of the test light. Here, the corrected change amount β' is calculated by multiplying the pre-correction change amount β by the inverse of the ratio of the slope α' to the ideal slope α (α/α') (β' = β × α/α'). Therefore, the correction current I'(j) at a given timing j is the correction current I'(j-1) at the immediately preceding timing j-1, increased by a predetermined change amount β' (I'(j) = I'(j-1) + β').

例えば、時間tに相当するタイミングjでは、補正後の変化量β’は補正前の変化量βにα/α’を乗じた値となる(β’=β×α/α’)。時間tでの傾きα’は傾きαよりも小さいため(α>α’)、補正後の変化量β’は、補正前の変化量βよりも大きい値になる。時間tに相当するタイミングjにおける電流I’(j)は、直前のタイミングj-1の電流I’(j-1)に、補正後の変化量β’だけ増加させた値になる(I’(j)=I’(j-1)+β’)。時間tにおける補正後の電流I’の時間変化(図8Aの下図の実線の傾きに相当;β’/Δt)は、補正前の電流Iの時間変化(図8Aの下図の点線の傾きに相当;β/Δt)と比べて大きくなる。
また、時間tに相当するタイミングjでは、補正後の変化量β’は補正前の変化量βにα/α’を乗じた値となる(β’=β×α/α’)。時間tでの傾きα’は傾きαよりも大きいため(α<α’)、補正後の変化量β’は、補正前の変化量βよりも小さい値になる。時間tに相当するタイミングjにおける電流I’(j)は、直前のタイミングj-1の電流I’(j-1)に、補正後の変化量β’だけ増加させた値になる(I’(j)=I’(j-1)+β’)。時間tにおける補正後の電流I’の時間変化(図8Bの下図の実線の傾きに相当;β’/Δt)は、補正前の電流Iの時間変化(図8Bの下図の点線の傾きに相当;β/Δt)と比べて小さくなる。
For example, at timing jA corresponding to time tA , the corrected change amount βA ' is the value obtained by multiplying the pre-correction change amount β by α/ αA ' ( βA ' = β x α/ αA '). Because the slope αA ' at time tA is smaller than the slope α (α > αA ' ), the corrected change amount βA ' is larger than the pre-correction change amount β. The current I'( jA ) at timing jA corresponding to time tA is the current I'( jA -1) at the immediately preceding timing jA -1 increased by the corrected change amount βA '(I'( jA ) = I'( jA -1) + βA '). The time change in the corrected current I' at time tA (corresponding to the slope of the solid line in the lower diagram of Figure 8A; βA '/ Δtj ) is larger than the time change in the current I before correction (corresponding to the slope of the dotted line in the lower diagram of Figure 8A; β/Δtj ) .
Furthermore, at timing jB corresponding to time tB , the corrected change amount βB ' is the value obtained by multiplying the pre-correction change amount β by α/ αB ' ( βB ' = β x α/ αB '). Because the slope αB ' at time tB is greater than the slope α (α < αB '), the corrected change amount βB ' is smaller than the pre-correction change amount β. The current I'( jB ) at timing jB corresponding to time tB is the current I'( jB -1) at the immediately preceding timing jB -1 increased by the corrected change amount βB '(I'( jB ) = I'( jB -1) + βB '). The time change in the corrected current I' at time tB (corresponding to the slope of the solid line in the lower diagram of Figure 8B; βB '/ Δtj ) is smaller than the time change in the current I before correction (corresponding to the slope of the dotted line in the lower diagram of Figure 8B; β/ Δtj ).

このように、或る時間におけるテスト光の周波数の時間変化(傾きα’)が理想的な時間変化(傾きα)よりも小さい場合には、その時間の電流の時間変化(β’/Δt)が大きくなるように、波形データの示す電流が補正される。逆に、或る時間におけるテスト光の周波数の時間変化(傾きα’)が理想的な時間変化(傾きα)よりも大きい場合には、その時間の電流の時間変化(β’/Δt)が小さくなるように、波形データの示す電流が補正される。これにより、その時間にレーザ光源13から出力される周波数変調光の周波数の時間変化が理想的な時間変化に近づくように、各単位時間における補正電流(波形データ片)が生成される。 In this way, if the time change (slope α') of the frequency of the test light at a certain time is smaller than the ideal time change (slope α), the current indicated by the waveform data is corrected so that the time change (β'/Δt j ) of the current at that time is increased. Conversely, if the time change (slope α') of the frequency of the test light at a certain time is larger than the ideal time change (slope α), the current indicated by the waveform data is corrected so that the time change (β'/Δt j ) of the current at that time is decreased. In this way, a correction current (waveform data piece) is generated for each unit time so that the time change of the frequency of the frequency-modulated light output from the laser light source 13 at that time approaches the ideal time change.

上記の通り、解析部42’は、漸増期間(又は漸減期間)を多数の単位時間Δtに区分し、それぞれの単位時間Δtごとに、波形データ片に相当する補正電流I’(j)を算出する。解析部42’は、単位時間ごとに算出された補正電流(波形データ片)を時間順に繋ぎ合わせることによって、補正電流の波形を示す波形データを生成する。なお、傾きα’は時間に応じて異なる値であるため、波形データ片の補正電流の傾き(図8A及び図8Bの下図の実線の傾き)はそれぞれの単位時間ごとに異なることになる。このため、波形データ片を繋ぎ合わせた波形データは、時間の経過に応じて非直線的に変化する補正電流I’を示すデータになる。具体的には、S106の処理によって、図2Bの左図に示すような波形データが生成されることになる。 As described above, the analysis unit 42' divides the gradual increase period (or gradual decrease period) into a number of unit times Δtj and calculates the correction current I'(j) corresponding to each unit time Δtj . The analysis unit 42' generates waveform data representing the waveform of the correction current by connecting the correction currents (waveform data fragments) calculated for each unit time in chronological order. Note that since the slope α' varies over time, the slope of the correction current of each waveform data fragment (the slope of the solid line in the lower diagrams of Figures 8A and 8B) varies for each unit time. Therefore, the waveform data obtained by connecting the waveform data fragments becomes data representing the correction current I' that changes nonlinearly over time. Specifically, the processing of S106 generates waveform data such as that shown in the left diagram of Figure 2B.

なお、解析部42’が波形データを生成した後、出力部43’は、波形データを測定装置1(図1参照)の補正部12Aに出力し、補正部12Aに波形データ(補正データ)を記憶させる(S106)。 After the analysis unit 42' generates the waveform data, the output unit 43' outputs the waveform data to the correction unit 12A of the measurement device 1 (see Figure 1), and causes the correction unit 12A to store the waveform data (correction data) (S106).

・S107
測定装置1(図1参照)の補正部12Aは、波形データ(電流プロファイルデータ)に応じた電流信号(補正電流)を電流源12に出力させる。言い換えると、電流源12は、補正部12Aに記憶された波形データ(電流プロファイルデータ)に従って電流信号(補正電流)を生成して、レーザ光源13に入力する(S107)。レーザ光源13に入力される補正電流は、単位時間Δtごとの変化量β’が時間に応じて異なることになる。この結果、図2Bの左図に示すように、補正電流は、時間の経過に応じて非直線的に変化する。
・S107
The correction unit 12A of the measurement device 1 (see FIG. 1) causes the current source 12 to output a current signal (correction current) corresponding to the waveform data (current profile data). In other words, the current source 12 generates a current signal (correction current) according to the waveform data (current profile data) stored in the correction unit 12A and inputs it to the laser light source 13 (S107). The correction current input to the laser light source 13 has a change amount β' per unit time Δtj that varies over time. As a result, as shown in the left diagram of FIG. 2B, the correction current changes nonlinearly over time.

レーザ光源13は、入力された補正電流に応じた周波数の測定光(周波数変調光)を出力する(S107)。既に説明した通り、レーザ光源13には、入力電流が変化してからレーザ光の周波数が変化するまでの間に応答遅れがある。但し、レーザ光源13から出力される測定光の周波数の時間変化は目標周波数の時間変化に近づくように、各単位時間Δtごとの電流が補正される。例えば、時間tでは、レーザ光源13への入力電流の時間変化が大きくなるように補正されているため、レーザ光源13の応答遅れの影響が相殺され、レーザ光源13から出力される測定光の周波数の時間変化は目標周波数の時間変化に近づくことになる。また、時間tでは、レーザ光源13への入力電流の時間変化が小さくなるように補正されているため、レーザ光源13の応答遅れの影響が相殺され、レーザ光源13から出力される測定光の周波数の時間変化は目標周波数の時間変化に近づくことになる。このため、レーザ光源13は、時間の経過に応じて周波数が直線的に増加・減少する測定光を出力することができる。 The laser light source 13 outputs measurement light (frequency-modulated light) with a frequency corresponding to the input correction current (S107). As described above, the laser light source 13 has a response delay between when the input current changes and when the frequency of the laser light changes. However, the current is corrected for each unit time Δtj so that the time change in the frequency of the measurement light output from the laser light source 13 approaches the time change in the target frequency. For example, at time tA , the time change in the input current to the laser light source 13 is corrected to be larger, thereby canceling out the effect of the response delay of the laser light source 13 and causing the time change in the frequency of the measurement light output from the laser light source 13 to approach the time change in the target frequency. Also, at time tB , the time change in the input current to the laser light source 13 is corrected to be smaller, thereby canceling out the effect of the response delay of the laser light source 13 and causing the time change in the frequency of the measurement light output from the laser light source 13 to approach the time change in the target frequency. Therefore, the laser light source 13 can output measurement light whose frequency increases and decreases linearly over time.

既に説明した通り、光学装置20は、周波数変調した光(測定光)を対象物90に照射し、対象物90からの反射光と参照光(測定光)とを干渉させ、干渉光を生成する。検出装置30は、反射光と参照光との干渉光を検出し、ビート信号を出力する。信号処理装置40の解析部42は、ビート信号に対して周波数解析(高速フーリエ変換(FFT))を行う。図2Bの右図に示すように、ビート信号に対して周波数解析(FFT解析)が行われると、特定の周波数に強度のピークが現れるため、解析部42は、ビート信号のビート周波数fを求めることができる。解析部42は、ビート信号のビート周波数fに基づいて、前述の式(2)(3)を用いて対象物90までの距離Rを算出することになる(S107)。このように、本実施形態によれば、応答遅れのあるレーザ光源13を用いても、FMCW方式による測距が可能になる。 As already described, the optical device 20 irradiates the object 90 with frequency-modulated light (measurement light), causes reflected light from the object 90 to interfere with the reference light (measurement light), and generates interference light. The detection device 30 detects the interference light between the reflected light and the reference light and outputs a beat signal. The analysis unit 42 of the signal processing device 40 performs frequency analysis (fast Fourier transform (FFT)) on the beat signal. As shown in the right diagram of FIG. 2B , when frequency analysis (FFT analysis) is performed on the beat signal, an intensity peak appears at a specific frequency, allowing the analysis unit 42 to determine the beat frequency f B of the beat signal. The analysis unit 42 calculates the distance R to the object 90 using the above-mentioned equations (2) and (3) based on the beat frequency f B of the beat signal (S107). As described above, according to this embodiment, distance measurement using the FMCW method is possible even when a laser light source 13 with a response delay is used.

ところで、レーザ光源13(特にレーザ素子)の特性は温度によって変化するため、レーザ光源13の応答遅れも、温度によって変化する。このため、レーザ光源13の応答遅れは温度に応じて変化する。
そこで、補正データ取得装置1’は、異なる温度環境下で前述のS101~S106の処理をそれぞれ行い、複数の温度ごとに補正データ(例えば波形データ)をそれぞれ取得し、温度に対応付けた補正データを補正部12Aに記憶させることが望ましい。そして、補正部12Aは、前述のS107の処理を行う際に、温度センサの検出した温度に対応する補正データに基づいて電流信号(補正電流)を生成して、レーザ光源13に入力することが望ましい。これにより、距離の測定精度を高めることができる。
However, since the characteristics of the laser light source 13 (particularly the laser element) change with temperature, the response delay of the laser light source 13 also changes with temperature. Therefore, the response delay of the laser light source 13 changes depending on the temperature.
Therefore, it is desirable that the correction data acquisition device 1' performs the above-mentioned processes of S101 to S106 under different temperature environments, acquires correction data (e.g., waveform data) for each of a plurality of temperatures, and stores the correction data associated with the temperature in the correction unit 12A. Then, when performing the above-mentioned process of S107, the correction unit 12A preferably generates a current signal (correction current) based on the correction data corresponding to the temperature detected by the temperature sensor and inputs it to the laser light source 13. This can improve the accuracy of distance measurement.

この場合、補正部12Aは、温調器14に設けられている温度センサ14Aの検出する温度を用いると良い。これにより、温度センサ14Aを兼用できる。但し、補正部12Aは、温調器14の温度センサ14Aとは別の温度センサの検出した温度を用いて、温度に対応する補正データに基づいて電流信号(補正電流)を補正しても良い。 In this case, the correction unit 12A may use the temperature detected by the temperature sensor 14A provided in the temperature regulator 14. This allows the temperature sensor 14A to be used for both purposes. However, the correction unit 12A may also use the temperature detected by a temperature sensor other than the temperature sensor 14A of the temperature regulator 14 to correct the current signal (correction current) based on correction data corresponding to the temperature.

<変形例1>
図9は、変形例の測定装置1の説明図である。変形例では、測定装置1の一部の構成要素を補正データ取得装置1’として用いる。
<Modification 1>
9 is an explanatory diagram of a modified example of the measuring device 1. In this modified example, some of the components of the measuring device 1 are used as a correction data acquisition device 1'.

変形例の測定装置1の光学装置20は、テスト用光学装置20’と、光スイッチ28A,28Bとを有する。光スイッチ28Aは、レーザ光源13の接続先を分岐器21又は分岐器21’に切り替える。光スイッチ28Aの入力ポートはレーザ光源13に接続されており、光スイッチ28Aの2つの出力ポートのうちの一方の出力ポートは分岐器21に接続されており、他方の出力ポートは分岐器21’に接続されている。光スイッチ28Bは、検出装置30の接続元を結合器25又は結合器25’に切り替える。光スイッチ28Bの2つの入力ポートのうちの一方の入力ポートは結合器25に接続されており、他方の入力ポートは結合器25’に接続されており、出力ポートは検出装置30に接続されている。 The optical device 20 of the modified measuring device 1 includes a test optical device 20' and optical switches 28A and 28B. The optical switch 28A switches the connection destination of the laser light source 13 between the splitter 21 and the splitter 21'. The input port of the optical switch 28A is connected to the laser light source 13, one of the two output ports of the optical switch 28A is connected to the splitter 21, and the other output port is connected to the splitter 21'. The optical switch 28B switches the connection destination of the detection device 30 between the coupler 25 and the coupler 25'. One of the two input ports of the optical switch 28B is connected to the coupler 25, the other input port is connected to the coupler 25', and the output port is connected to the detection device 30.

図4のS101の処理は測定装置1の生成装置10が行い、S102の処理はテスト用光学装置20’が行い、S103の処理は測定装置1の検出装置30が行い、S104~S106の処理は測定装置1の信号処理装置40が行うことになる。なお、S101~S103の処理を行う際には、光スイッチ28Aは、レーザ光源13と分岐器21’とを接続し、光スイッチ28Bは、結合器25’と検出装置30とを接続する。これにより、テスト光を第1テスト光と第2テスト光に分岐させ、第1テスト光と第2テスト光との間に所定の時間差を与え、第1テスト光と第2テスト光とを干渉させてテスト干渉光を生成することができる。また、テスト干渉光を検出装置30に検出させて、テスト干渉光のビート信号(テストビート信号)を生成することができる。S107の処理を行う際には、光スイッチ28Aは、レーザ光源13と分岐器21とを接続し、光スイッチ28Bは、結合器25と検出装置30とを接続することになる。 In Figure 4, the process of S101 is performed by the generation device 10 of the measurement device 1, the process of S102 is performed by the test optical device 20', the process of S103 is performed by the detection device 30 of the measurement device 1, and the processes of S104 to S106 are performed by the signal processing device 40 of the measurement device 1. When performing the processes of S101 to S103, the optical switch 28A connects the laser light source 13 to the splitter 21', and the optical switch 28B connects the coupler 25' to the detection device 30. This allows the test light to be split into first and second test lights, a predetermined time difference to be imparted between the first and second test lights, and the first and second test lights to interfere with each other to generate test interference light. In addition, the test interference light can be detected by the detection device 30 to generate a beat signal of the test interference light (test beat signal). When processing S107, optical switch 28A connects the laser light source 13 to the splitter 21, and optical switch 28B connects the coupler 25 to the detection device 30.

<変形例2>
上記の説明では、解析部42’(又は解析部42)は、テストビート信号の所定時間ごとのビート周波数に基づいてテスト光の周波数の時間変化を求め(S105)、テスト光の周波数の時間変化に基づいて補正電流の波形を示す波形データを生成し(S106;図8A及び図8Bの下図参照)、波形データを補正データとして補正部12Aに記憶していた。但し、補正データは、補正電流の波形を示す波形データ(電流プロファイルデータ)に限られるものではない。例えば、テスト光の周波数の時間変化(傾きα’)を示すデータを補正データとして補正部12Aに記憶しても良いし、テスト光の周波数の時間変化の逆数(1/α’)を補正データとして補正部12Aに記憶しても良い。この場合、補正部12Aは、補正データに基づいて補正電流の波形を示す波形データを生成し(図8A及び図8Bの下図参照)、電流源12は、補正部12Aが求めた波形データに応じた電流信号(補正電流)を出力する。このように、S101~S106の一部の処理(この場合、S106)が測定装置1(例えば補正部12A)によって行われても良い。なお、この場合、補正部12Aは、補正データを記憶するメモリだけでなく、波形データを生成するための演算処理装置(例えばCPU,MPUなど)を備える必要がある。このようにしても、レーザ光源13は、時間の経過に応じて周波数が直線的に変化する測定光を出力することができる。
<Modification 2>
In the above description, the analysis unit 42′ (or the analysis unit 42) determines the time change in the frequency of the test light based on the beat frequency of the test beat signal at predetermined time intervals (S105), generates waveform data indicating the waveform of the correction current based on the time change in the frequency of the test light (S106; see the lower diagrams of FIGS. 8A and 8B ), and stores the waveform data as correction data in the correction unit 12A. However, the correction data is not limited to waveform data (current profile data) indicating the waveform of the correction current. For example, data indicating the time change (slope α′) of the frequency of the test light may be stored in the correction unit 12A as correction data, or the reciprocal (1/α′) of the time change in the frequency of the test light may be stored in the correction unit 12A as correction data. In this case, the correction unit 12A generates waveform data indicating the waveform of the correction current based on the correction data (see the lower diagrams of FIGS. 8A and 8B ), and the current source 12 outputs a current signal (correction current) corresponding to the waveform data determined by the correction unit 12A. In this way, part of the processing of S101 to S106 (in this case, S106) may be performed by the measurement device 1 (for example, the correction unit 12A). In this case, the correction unit 12A needs to include not only a memory for storing the correction data but also an arithmetic processing device (for example, a CPU, an MPU, etc.) for generating waveform data. Even in this way, the laser light source 13 can output measurement light whose frequency changes linearly with the passage of time.

また、上記の説明では、補正電流の波形を示す波形データを予め求めておき、電流源12は、波形データに従って補正電流を出力していた。但し、波形データを予め求めずに、補正電流を生成しても良い。具体的には、電流源12は、図8A及び図8Bの下図に示すような補正電流I’を算出しながら、補正電流を出力しても良い。但し、補正電流I’を算出しながら補正電流を出力する場合には、高速な演算が必要になる。これに対し、波形データを予め求めておき、電流源12が波形データに従って補正電流を出力する場合には、高速な演算が不要になるので有利である。 In the above explanation, waveform data indicating the waveform of the correction current is obtained in advance, and the current source 12 outputs the correction current in accordance with the waveform data. However, the correction current may be generated without obtaining the waveform data in advance. Specifically, the current source 12 may output the correction current while calculating the correction current I' as shown in the lower diagrams of Figures 8A and 8B. However, outputting the correction current while calculating the correction current I' requires high-speed calculations. In contrast, obtaining waveform data in advance and having the current source 12 output the correction current in accordance with the waveform data is advantageous because high-speed calculations are not required.

===小括===
上記の測定方法では、図5Aに示すように時間に応じて直線的に変化するテスト電流をレーザ光源13’(変形例ではレーザ光源13)に入力し、テスト電流に応じて周波数変調したテスト光をレーザ光源13’から出力すること(S101)、テスト光を第1テスト光と第2テスト光に分岐させ、第1テスト光と第2テスト光との間に所定の時間差Δtを与え、第1テスト光と第2テスト光とを干渉させてテスト干渉光を生成すること(S102)、検出装置30’ (変形例では検出装置30)にテスト干渉光を検出させてテストビート信号を出力させること(S103)、テストビート信号の時間ごとのビート周波数を求めること(S104;図5B参照)、及び、テストビート信号の時間ごとのビート周波数に基づいて、テスト光の周波数の時間変化を求めること(S105)、及び、テスト光の周波数の時間変化に基づいて補正した補正電流をレーザ光源13に出力すること(S106、S107)が行われている。このように補正された補正電流がレーザ光源13に出力されることによって、補正電流に応じてレーザ光源13が出力する測定光(周波数変調光)は、時間に応じて直線的に変化する。これにより、応答遅れのあるレーザ光源13を用いてFMCW方式により距離を測定することが可能になる。すなわち、補正電流に応じてレーザ光源13から出力された測定光を対象物90に照射するとともに、対象物90からの反射光と測定光とを干渉させて干渉光を生成すること、検出装置30に干渉光を検出させてビート信号を出力させること、及び、ビート信号のビート周波数(図2Bに示すピークの周波数)に基づいて対象物90までの距離を求めること、が可能になる。
===Summary===
The above measurement method includes the steps of inputting a test current that changes linearly with time as shown in FIG. 5A to the laser light source 13′ (the laser light source 13 in the modified example), and outputting test light that has been frequency-modulated in accordance with the test current from the laser light source 13′ (S101), branching the test light into first test light and second test light, providing a predetermined time difference Δt between the first test light and the second test light, and causing the first test light and the second test light to interfere with each other to generate test interference light (S102), causing the detection device 30′ (the detection device 30 in the modified example) to detect the test interference light and output a test beat signal (S103), determining the beat frequency of the test beat signal with time (S104; see FIG. 5B), determining the change in frequency of the test light with time based on the beat frequency of the test beat signal with time (S105), and outputting a correction current corrected based on the change in frequency of the test light with time to the laser light source 13 (S106, S107). By outputting the thus corrected correction current to the laser light source 13, the measurement light (frequency-modulated light) output by the laser light source 13 in accordance with the correction current changes linearly with time. This makes it possible to measure distance by the FMCW method using a laser light source 13 with a response delay. That is, it is possible to irradiate the object 90 with the measurement light output from the laser light source 13 in accordance with the correction current, cause the reflected light from the object 90 to interfere with the measurement light to generate interference light, cause the detection device 30 to detect the interference light and output a beat signal, and determine the distance to the object 90 based on the beat frequency of the beat signal (the frequency of the peak shown in FIG. 2B ).

また、上記の測定方法では、S104の処理において、第1テスト光と第2テスト光との間に与えられた所定の時間差Δtごとに、テストビート信号のビート周波数を求めている(図5B参照)。これにより、S105の処理において、所定時間ごとのテストビート周波数に基づいて、テスト光の周波数の時間変化を求めることが可能になる(図5C参照)。 In addition, in the above measurement method, in the process of S104, the beat frequency of the test beat signal is determined for each predetermined time difference Δt between the first test light and the second test light (see Figure 5B). This makes it possible to determine the change in the frequency of the test light over time in the process of S105 based on the test beat frequency for each predetermined time (see Figure 5C).

また、上記の測定方法では、図6に示すように、ビート信号がピークとなるピーク時間を求め、ピーク時間の間隔に基づいてビート周波数を求める。これにより、所定の時間におけるビート周波数の時間変化を求めることができる。なお、ビート周波数の計測方法は、これに限られるものではない。例えば、ビート信号が所定の電圧(例えば0V)になる時間を求め、ビート信号が所定の電圧(例えばビート信号の中心電圧(平均電圧))になる時間の間隔に基づいてビート周波数を求めても良い。 Furthermore, in the above measurement method, as shown in Figure 6, the peak time at which the beat signal reaches its peak is determined, and the beat frequency is calculated based on the interval between peak times. This makes it possible to determine the change in beat frequency over time at a given time. However, the method for measuring beat frequency is not limited to this. For example, the time at which the beat signal reaches a given voltage (e.g., 0 V) can be determined, and the beat frequency can be calculated based on the interval at which the beat signal reaches a given voltage (e.g., the center voltage (average voltage) of the beat signal).

また、上記の測定方法では、図6に示すように、ビート信号が極大値となるピーク時間と、ビート信号が極小値となるピーク時間とをそれぞれ求め、ピーク時間の間隔に基づいて、ビート信号の半周期ごとにビート周波数を求める。これにより、高い時間解像度でビート周波数を求めることができる。 Furthermore, as shown in Figure 6, the above measurement method determines the peak time when the beat signal reaches its maximum value and the peak time when the beat signal reaches its minimum value, and then calculates the beat frequency for each half period of the beat signal based on the interval between the peak times. This makes it possible to calculate the beat frequency with high time resolution.

また、上記の測定方法では、図8A及び図8Bの下図に示すように、測定光の目標周波数の時間変化(傾きα)に対するテスト光の周波数の時間変化(傾きα’)の割合(α’/α)に基づいて、補正電流I’を生成する。これにより、レーザ光源13の応答遅れの影響を相殺させ、レーザ光源13から出力される測定光の周波数の時間変化が目標周波数の時間変化に近づくように、レーザ光源13に入力する電流を補正できる。なお、上記の説明では、測定光の目標周波数の時間変化に対するテスト光の周波数の時間変化の割合の逆数(α/α’)と変化量βとを乗じて算出した変化量β’(=β×α/α’)に基づいて補正電流I’(j)を生成しているが、補正電流の生成方法は、これに限られるものではない。例えば、測定光の目標周波数の時間変化に対するテスト光の周波数の時間変化の割合の逆数(α/α’)に所定の係数Cを乗じて変化量β’(=β×C×α/α’)を算出しても良い。 In addition, in the above measurement method, as shown in the lower diagrams of Figures 8A and 8B, the correction current I' is generated based on the ratio (α'/α) of the time change in the frequency of the test light (slope α') to the time change in the target frequency of the measurement light (slope α). This offsets the effects of the response delay of the laser light source 13 and corrects the current input to the laser light source 13 so that the time change in the frequency of the measurement light output from the laser light source 13 approaches the time change in the target frequency. Note that in the above explanation, the correction current I'(j) is generated based on the amount of change β' (= β × α/α') calculated by multiplying the inverse (α/α') of the ratio of the time change in the frequency of the test light to the time change in the target frequency of the measurement light by the amount of change β. However, the method for generating the correction current is not limited to this. For example, the amount of change β' (= β × C × α/α') may be calculated by multiplying the inverse (α/α') of the ratio of the time change in the frequency of the test light to the time change in the target frequency of the measurement light by a predetermined coefficient C.

上記の測定装置1は、レーザ光源13と、光学装置20と、検出装置30と、信号処理装置40と、電流源12とを備えている。レーザ光源13は、入力された電流に応じた周波数の光を出力し、時間に応じて電流が変化する電流信号に応じて周波数変調した光を出力する。但し、入力された電流が変化してからレーザ光の周波数が変化するまでの間に応答遅れがある。このため、時間に応じて電流が直線的に変化する電流信号をレーザ光源13に入力した時、ビート信号のビート周波数fは時間に応じて変化し(図12B参照)、この結果、ビート信号に対する周波数解析によってビート周波数fBを求めることが困難になり(図2A右図参照)、この結果、FMCW方式により距離を測定することが困難になる。そこで、本実施形態の電流源12は、時間に応じて電流が直線的に変化する電流信号(図5A参照)をレーザ光源13に入力した時の光の周波数の時間変化(図5Cの実線参照)に基づいて補正した補正電流(電流信号;図2B参照)をレーザ光源13に入力する。これにより、補正電流に応じてレーザ光源13が出力する測定光(周波数変調光)は、時間に応じて直線的に変化し、FMCW方式により距離を測定することが可能になる。 The measurement device 1 includes a laser light source 13, an optical device 20, a detection device 30, a signal processing device 40, and a current source 12. The laser light source 13 outputs light having a frequency corresponding to an input current and frequency-modulated light corresponding to a current signal whose current varies over time. However, there is a response delay between a change in the input current and a change in the frequency of the laser light. Therefore, when a current signal whose current varies linearly over time is input to the laser light source 13, the beat frequency fB of the beat signal varies over time (see FIG. 12B). As a result, it is difficult to determine the beat frequency fB by frequency analysis of the beat signal (see the right diagram in FIG. 2A), which makes it difficult to measure distance using the FMCW method. Therefore, the current source 12 of this embodiment inputs to the laser light source 13 a correction current (current signal; see FIG. 2B) corrected based on the time change in the light frequency (see the solid line in FIG. 5C) when a current signal whose current varies linearly over time (see FIG. 5A) is input to the laser light source 13. As a result, the measurement light (frequency modulated light) output from the laser light source 13 in accordance with the correction current changes linearly with time, making it possible to measure distances using the FMCW method.

以上、本発明の実施形態につき詳述したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施形態の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments and includes various modifications. Furthermore, the above embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and the present invention is not necessarily limited to those that include all of the described configurations. Furthermore, some of the configurations of the above embodiments can be added to, deleted from, or replaced with other configurations.

1 測定装置、10 生成装置、
12 電流源、13 レーザ光源、
14 温調器、14A 温度センサ、
20 光学装置、20’ テスト用光学装置、
21 分岐器、22 サーキュレータ、23 光学系、
24 光導波路、25 結合器、
26’ 第1光導波路、27’ 第2光導波路、
28A,28B 光スイッチ、
30 検出装置、31 光電変換器、32 増幅器、
40 信号処理装置、41 信号取得部、
42 解析部、43 出力部、
90 対象物
1 measuring device, 10 generating device,
12 current source, 13 laser light source,
14 temperature controller, 14A temperature sensor,
20 Optical device, 20' Test optical device,
21 branching device, 22 circulator, 23 optical system,
24 optical waveguide, 25 coupler,
26' first optical waveguide, 27' second optical waveguide,
28A, 28B optical switches,
30 Detector, 31 Photoelectric converter, 32 Amplifier,
40 signal processing device, 41 signal acquisition unit,
42 analysis unit, 43 output unit,
90 Object

Claims (5)

時間に応じて直線的に変化するテスト電流を光源に入力すること、
前記テスト電流に応じて周波数変調したテスト光を前記光源から出力すること、
前記テスト光を第1テスト光と第2テスト光に分岐させ、前記第1テスト光と前記第2テスト光との間に所定の時間差を与え、前記第1テスト光と前記第2テスト光とを干渉させてテスト干渉光を生成すること、
検出装置に前記テスト干渉光を検出させてテストビート信号を出力させること、
前記テストビート信号の時間ごとのビート周波数を求めること、
前記テストビート信号の時間ごとの前記ビート周波数に基づいて、前記テスト光の周波数の時間変化を求めること、
前記テスト光の周波数の前記時間変化に基づいて補正した補正電流を前記光源に出力すること、
前記補正電流に応じて周波数変調した測定光を光源から出力すること、
前記測定光を対象物に照射するとともに、対象物からの反射光と前記測定光とを干渉させて干渉光を生成すること、
前記検出装置に前記干渉光を検出させてビート信号を出力させること、及び、
前記ビート信号のビート周波数に基づいて、前記対象物までの距離を求めること
を行う測定方法。
applying a test current to the light source that varies linearly with time;
outputting test light from the light source, the test light being frequency modulated in accordance with the test current;
splitting the test light into first test light and second test light, providing a predetermined time difference between the first test light and the second test light, and causing the first test light and the second test light to interfere with each other to generate test interference light;
causing a detection device to detect the test interference light and output a test beat signal;
determining a beat frequency of the test beat signal over time;
determining a time change in the frequency of the test light based on the beat frequency of the test beat signal for each time;
outputting a correction current to the light source that is corrected based on the time change in the frequency of the test light;
outputting measurement light from a light source, the measurement light being frequency-modulated in accordance with the correction current;
Irradiating the measurement light onto an object and causing reflected light from the object to interfere with the measurement light to generate interference light;
causing the detection device to detect the interference light and output a beat signal; and
A measurement method for determining the distance to the object based on the beat frequency of the beat signal.
請求項1に記載の測定方法であって、
前記第1テスト光と前記第2テスト光との間に与えた前記所定の時間差ごとに、前記テストビート信号の前記ビート周波数を求める、
測定方法。
2. The measurement method according to claim 1,
determining the beat frequency of the test beat signal for each of the predetermined time differences given between the first test light and the second test light;
Measurement method.
請求項2に記載の測定方法であって、
前記テストビート信号がピークとなるピーク時間を求め、
前記ピーク時間の間隔に基づいて、前記テストビート信号の前記ビート周波数を求める、
測定方法。
The measurement method according to claim 2,
determining a peak time at which the test beat signal reaches a peak;
determining the beat frequency of the test beat signal based on the interval between the peak times;
Measurement method.
請求項3に記載の測定方法であって、
前記テストビート信号が極大値となるピーク時間と、前記テストビート信号が極小値となるピーク時間とをそれぞれ求め、
前記ピーク時間の間隔に基づいて、前記テストビート信号の半周期ごとに前記ビート周波数を求める、
測定方法。
The measurement method according to claim 3,
a peak time when the test beat signal reaches a maximum value and a peak time when the test beat signal reaches a minimum value are respectively determined;
determining the beat frequency for each half period of the test beat signal based on the interval between the peak times;
Measurement method.
請求項1~4のいずれかに記載の測定方法であって、
前記測定光の目標周波数の時間変化に対する前記テスト光の周波数の時間変化の割合に基づいて、前記補正電流を生成する、測定方法。
The measurement method according to any one of claims 1 to 4,
The measurement method further comprises generating the correction current based on a ratio of a time change in the frequency of the test light to a time change in the target frequency of the measurement light.
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