反射型光電開關以及物體檢測方法

2024-01-19 07:08:15

專利名稱：反射型光電開關以及物體檢測方法
技術領域：
本發明涉及反射型光電開關，特別是檢測與物體的距離比規定的基準距離遠還是 近的反射型光電開關以及物體檢測方法。
背景技術：
以往，作為反射型光電開關的一種，已知有測定從光電開關到物體的距離比規定 的基準距離遠還是近的距離設定反射型(Background Suppression，以下簡稱為BGS)光電 開關(例如，參照專利文獻1，專利文獻2)。根據這樣的BGS光電開關，可不檢測背景僅檢 測物體。另一方面，作為利用雷射器發出的光的幹涉的距離計，提出一種利用雷射器的輸 出光和測定對象的返回光在半導體雷射器內部的幹涉(自混合效應)的雷射計測器(例 如，參考非專利文獻1、非專利文獻2、非專利文獻3)。圖14顯示FP型(法布裡-珀羅型) 半導體雷射器的複合諧振器模型。在圖14中，101為半導體雷射器，102為半導體結晶解理 面，103為光電二極體，104為測定對象。設雷射的振蕩波長為λ，從離測定對象104近的解理面102到測定對象104的距 離為L，當滿足以下的諧振條件時，來自測定對象的返回光和諧振器101內的雷射相互增 強，雷射輸出稍有增加。L = qA /2 …(1)在式子(1)中，q為整數。即使測定對象104的散射光非常微弱，但是由於半導體 雷射器的諧振器101中的所表現的反射率增加，產生放大作用，從而可充分地觀測。由於半導體雷射器與注入電流的大小相對應發射出頻率不同的雷射，在調製振蕩 頻率的時候，不需要外部調製器，可通過注入電流直接調製。圖15顯示以某一定的比例使 半導體雷射器的振蕩波長變化時的振蕩波長和光電二極體103的輸出波形之間的關係。當 滿足式子(I)L = qX/2的時候，返回光和諧振器101內的雷射的相位差為0° (同相位)， 此時返回光和諧振器101內的雷射為最大相互增強；若L = q λ /2+ λ /4時，相位差為180°
(逆相位)，此時返回光和諧振器101內的雷射為最大相互減弱。因此，如果變化半導體激 光器的振蕩波長，雷射輸出為強弱交替反覆出現，此時，雷射輸出由設置在諧振器101的光 電二極體103檢測，得到如圖15所顯示的一定周期的階梯狀波形。這樣的波形一般稱為幹 涉條紋。該階梯狀的波形，即各個幹涉條紋稱為模跳脈衝(下面稱為MHP)。MHP是不同於 模跳現象的現象。例如，在到測定對象104的距離為L1，MHP的個數為10個時，一半的距離 L2中，MHP的個數為5個。即，在某一特定時間內令半導體雷射器的振蕩波長變化的時候， MHP的個數與測定距離呈比例變化。於是，通過光電二極體103檢測MHP，測定MHP的頻率， 可容易地計測距離。利用上述的自混合型的雷射計測器，可實現BGS光電開關。BGS光電開關只要通過 與規定的基準距離相比較，進行物體在近距離還是遠距離的0N/0FF判定即可。因此，在自混合型的雷射計測器作為BGS光電開關使用時，只要判斷測定的MHP的平均周期相對於物 體在基準距離的位置時的MHP的已知基準周期是長還是短即可。相對於物體在基準距離的 位置時的MHP的已知基準周期，測定到的MHP的平均周期為長的情況下，ON判定為物體在 比基準距離更近的位置，又，測定到的MHP的周期為短的情況下，OFF判定為物體在比基準 距離更遠的位置。專利文獻1日本特開昭63-102135號公報專利文獻2日本特開昭63-187237號公報非專利文獻1上田正，山田諄，紫藤進，《利用半導體雷射器的自混合效應的距離 計》1994年度電氣關係學會東海支部聯合大會演講論文集，1994年非專利文獻2山田諄，紫藤進，津田紀生，上田正，《關於利用半導體雷射的自混合 效應的小型距離計的研究》，愛知工業大學研究報告，第31號B，p. 35-42，1996年非專利文獻 3 Guido Giuliani, Michele Norgia, Silvano Donati and Thierry Bosch, [Laser diode self-mixing technique for sensing applications], JOURNAL OF OPTICS APUREAND APPLIED OPTICS，p.283-294，2002 年發明所要解決的問題如上所述，利用自混合型的雷射計測器，可實現BGS光電開 關。但是，僅求得MHP的平均周期與基準周期進行比較的話，判定精度會變差。因此，發明 人利用專利申請2007-015020號提出的方法，求出MHP的周期的次數分布，求出中央值或 最頻值等的分布的代表值，根據該周期的分布的代表值和周期的次數分布計算到物體的距 離，將算出的距離和基準距離進行比較，可提高判定精度。然後，這樣的方法中，需要存儲器 和計算機，從而導致BGS光電開關的造價升高的問題。

發明內容
本發明是為了解決上述課題而作成的，其目的在於利用自混合型的雷射計測器， 以簡單且便宜的構造來實現精度良好的反射型光電開關。本發明的反射型光電開關，包含發射雷射的半導體雷射器；檢測含有幹涉波形 的電氣信號的檢測單元，所述幹涉波形由於從該半導體雷射器發射出的雷射與來自位於所 述半導體雷射器前方的物體的返回光的自混合效應而產生；根據包含在該檢測單元的輸出 信號中的所述幹涉波形的信息，判定到所述物體的距離比規定的基準距離遠還是近的距離 判定處理單元。又，在本發明的反射型光電開關的一個構成例中，距離判定處理單元包括計數單 元，該計數單元在將當所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的周期作為基 準周期時，將所述檢測單元的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數分為周期比所述基準 周期長的幹涉波形的個數和周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數來進行計數；判定 單元，該判定單元在所述周期長的幹涉波形的個數比所述周期短的幹涉波形的個數多的時 候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述周期短的幹涉波形的個數比所述周 期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的位置。又，在本發明的反射型光電開關的一個構成例中，所述距離判定處理單元包括計 數單元，該計數單元在將當所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的半周期 作為基準半周期時，將所述檢測單元的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數分為半周期比所述基準半周期長的幹涉波形的個數和半周期比所述基準半周期短的幹涉波形的個數 來進行計數；判定單元，該判定單元在所述半周期長的幹涉波形的個數比所述半周期短的 幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述半周期短的 幹涉波形的個數比所述半周期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準 距離遠的位置。 又，在本發明的反射型光電開關的一個構成例中，所述計數單元包括檢測所述幹 涉波形的上升的上升檢測單元；測定從所述幹涉波形的上升到下次上升的時間的時間測定 單元；比較單元，所述比較單元在從所述幹涉波形的上升到下次上升的時間比所述基準周 期長時，增加周期比所述基準周期長的幹涉波形的個數，在從幹涉波形的上升到下次上升 的時間比所述基準周期短時，增加周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數。
又，在本發明的反射型光電開關的一個構成例中，所述計數單元包括檢測所述幹 涉波形的下降的下降檢測單元；測定從所述幹涉波形的下降到下次下降的時間的時間測定 單元；比較單元，所述比較單元在從所述幹涉波形的下降到下次下降的時間比所述基準周 期長時，增加周期比所述基準周期長的幹涉波形的個數，在從幹涉波形的下降到下次下降 的時間比所述基準周期短時，增加周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數。又，在本發明的反射型光電開關的一個構成例中，所述計數單元包括檢測所述幹 涉波形的上升的上升檢測單元；檢測所述幹涉波形的下降的下降檢測單元；測定從所述幹 涉波形的上升到下次上升的第一時間的第一時間測定單元；測定從所述幹涉波形的下降到 下次下降的第二時間的第二時間測定單元；比較單元，所述比較單元在所述第一時間比所 述基準周期長或所述第二時間比所述基準周期長時，增加周期比所述基準周期長的幹涉波 形的個數，在所述第一時間比所述基準周期短或所述第二時間比所述基準周期短時，增加 周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數。又，在本發明的反射型光電開關的一個構成例中，所述計數單元包括檢測所述幹 涉波形的上升的上升檢測單元；檢測所述幹涉波形的下降的下降檢測單元；測定從所述幹 涉波形的上升到下次下降的第一時間的第一時間測定單元；測定從所述幹涉波形的下降到 下次上升的第二時間的第二時間測定單元；比較單元，所述比較單元在所述第一時間比所 述基準半周期長或所述第二時間比所述基準半周期長時，增加半周期比所述基準半周期長 的幹涉波形的個數，在所述第一時間比所述基準半周期短或所述第二時間比所述基準半周 期短時，增加半周期比所述基準半周期短的幹涉波形的個數。又，在本發明的物體檢測方法，包括將驅動電流提供給半導體雷射器使所述半導 體雷射器動作的振蕩步驟；檢測含有幹涉波形的電氣信號的檢測步驟，所述幹涉波形由於 從該半導體雷射器發射出的雷射和來自位於所述半導體雷射器前方的物體的返回光的自 混合效應而產生；根據包含在該檢測步驟得到的輸出信號中的所述幹涉波形的信息，判定 到所述物體的距離比規定的基準距離遠還是近的距離判定處理步驟。又，在本發明的物體檢測方法的一個構成例中，所述距離判定處理步驟包括計數 步驟，其在將當所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的周期作為基準周期 時，將在所述檢測步驟得到的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數，分為周期比所述基 準周期長的幹涉波形的個數和周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數來進行計數；判定 步驟，其在所述周期長的幹涉波形的個數比所述周期短的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述周期短的幹涉波形的個數比所述周期長的幹 涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的位置。又，在本發明的物體檢測方法的一個構成例中，所述距離判定處理步驟包括計數 步驟，其在將當所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的半周期作為基準半 周期時，將在所述檢測步驟的得到的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數，分為半周期 比所述基準半周期長的幹涉波形的個數和半周期比所述基準半周期短的幹涉波形的個數 來進行計數；判定步驟，其在所述半周期長的幹涉波形的個數比所述半周期短的幹涉波形 的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述半周期短的幹涉波形 的個數比所述半周期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的 位置。


圖1是顯示涉及本發明第一實施方式的BGS光電開關的構造的框圖。圖2是顯示本發明第一實施方式的半導體雷射器的振蕩波長的時間變化的一個 例子的圖。圖3的㈧是顯示本發明第一實施方式的電流_電壓變換放大部的輸出電壓波形 的示意圖，圖3的(B)是顯示過濾部的輸出電壓波形的示意圖。圖4是顯示本發明第一實施方式中物體的距離與模跳脈衝的周期的次數分布的 關係的圖。圖5是顯示本發明的第二實施方式涉及的BGS光電開關的計數部的構成的框圖。圖6是說明本發明的第二實施方式的過濾部的輸出電壓波形的示意圖。圖7是三角波的最大值時刻過濾部的輸出電壓波形的示意圖。圖8是本發明第三實施方式涉及的BGS光電開關的計數部的構成的示意圖。圖9是本發明第三實施方式的過濾部的輸出電壓波形的示意圖。圖10是說明本發明第三實施方式涉及的BGS光電開關的計數部的問題用的波形 圖。圖11顯示的是本發明第三實施方式中模跳脈衝中存在DC偏壓的情況下，模跳脈 衝的半周期的次數分布的例子。圖12是三角波的最小值時刻過濾部的輸出電壓波形的示意圖。圖13是顯示本發明第五實施方式的BGS光電開關的構成的框圖，圖14顯示的是現有的雷射計測器的半導體雷射器的複合諧振器模型。圖15顯示半導體雷射器的振蕩波長與內置光電二極體的輸出波形之間的關係。
具體實施例方式[第一實施方式]下面，參考

本發明的實施方式。圖1是顯示涉及本發明第一實施方式的 BGS光電開關的構造的框圖。圖1的BGS光電開關具有發射雷射的半導體雷射器1，將半導體雷射器1的光輸 出變換為電信號的光電二極體2，對半導體雷射器1發出的光進行集光發射、並對物體10的返回光進行集光入射到半導體雷射器1的透鏡3，驅動半導體雷射器1的雷射驅動器4，將 光電二極體2的輸出電流變換為電壓並放大的電流-電壓變換放大部5，從電流-電壓變換 放大部5的輸出電壓中除去載波的過濾部6，計算過濾部6的輸出電壓中含有的MHP的個數 的計數部7，根據計數部7的計數結果判定物體10是在比基準距離近的距離還是遠的距離 的判定部8，顯示判定部8的判定結果的顯示部9。光電二極體2和電流-電壓變換放大部5構成檢測單元，過濾部6和計數部7和 判定部8構成距離判定處理單元。下面，為了便於說明，假設半導體雷射器1使用沒有模跳現象型(VCSEL型、DFB激 光型)的。雷射驅動器4將隨著時間以一定變化率反覆增減的三角波驅動電流作為注入電 流提供給半導體雷射器1。這樣，半導體雷射器1被驅動為，與注入電流的大小成比例的，使 振蕩波長以一定變化率連續增加的第一振蕩期間和振蕩波長以一定變化率連續減少的第 二振蕩期間交互反覆出現。圖2是顯示半導體雷射器1的振蕩波長的時間變化的圖。在圖 2中，Pl為第一振蕩期間，P2為第二振蕩期間，λ a為各期間振蕩波長的最小值，λ b為各期 間振蕩波長的最大值，Tt為三角波的周期。在本實施方式中，振蕩波長的最大值Xb和振 蕩波長的最小值λ a通常分別為一定的值，它們的差Xb-λ a也通常為一定的值。半導體雷射器1發出的雷射通過透鏡3集光，入射到物體10。由物體10反射的光 通過透鏡3集光，入射到半導體雷射器1。但是，透鏡3的集光不是必須的。光電二極體2 設置在半導體雷射器1的內部或是其附近，半導體雷射器1的光輸出變換為電流。電流-電 壓變換放大部5將光電二極體2的輸出電流變換為電壓並放大。過濾部6具有從調製波中抽取重疊信號的功能。圖3的(A)是顯示電流_電壓變 換放大部5的輸出電壓波形的示意圖，圖3的(B)是顯示過濾部6的輸出電壓波形的示意 圖。這些附圖表示了從相當於光電二極體2的輸出的圖3的㈧的波形(調製波)去除圖 2的半導體雷射器1的振蕩波形(載波)來抽取圖3的(B)的MHP波形(幹涉波形)的過程。計數部7分別對第一振蕩期間Pl和第二振蕩期間P2中的，包含在過濾部6的輸 出電壓中的MHP的個數，尤其是物體10在規定的基準位置時的周期比MHP的已知周期(下 面，稱為基準周期Th)長的MHP的個數Nlong和周期比基準周期短的MHP的個數Nshort，進 行計數。各MHP的間隔距離為0. 5mm，基準距離為200mm，三角波的頻率為IkHz的情況下， 測定的MHP的個數為與物體10的距離[mm]/0. 5 [mm]。於是，在物體10相距BGS光電開關 僅為基準距離的位置時，MHP的個數為200[mm]/0. 5[mm] = 400[個]。此時，MHP的基準周 期Th為1/(1000x2)/400 = 1.25[μ秒]。如果到物體10的距離比基準距離長，MHP的周 期比基準周期Th = 1. 25[μ秒]短，如果到物體10的距離比基準距離短，MHP的周期比基 準周期Th = 1·25[μ秒]長。如果物體10在比基準距離近的地方，MHP的周期分布如圖4的分布40那樣，朝向 比基準周期Th長的方向偏移。相反的，如果物體10在比基準距離遠的地方，MHP的周期分 布如圖4的分布41那樣，朝向比基準周期Th短的方向偏移。判定部8根據計數部7的計數結果判定物體10在比基準距離近的地方還是遠的地方。即，判定部8比較周期比基準周期Th長的MHP的個數Nlong和周期比基準周期Th 短的MHP的個數Nshort，當Nlong > Nshort成立的時候，判定物體10在比基準距離近的地 方，如果Wong Nshort成立時，判定物體 10在比基準距離近的位置，當Nlong Nshort,或者有時候誤判定為Nlong < Nshort,從而難以對物體10的遠近進 行正確地判定。[第四實施方式]下面對本發明第四實施方式進行說明。本實施方式是對第一實施方式的計數部7 的更加具體的說明。由於本實施方式的計數部7的構成與第二實施方式的相同，因此採用 圖5的符號進行說明。上升檢測部70、下降檢測部71和時間測定部72、73的動作，與第二實施方式的相同。本實施方式的比較部74將從MHP的上升到下次上升為止的時間tuu和從MHP的 下降到下次下降為止的時間tdd與上述基準周期Th進行比較，在時間tuu比基準周期Th 長的情況或者時間tdd比基準周期Th長的情況下，對周期比基準周期Th長的MHP的個數 Nlong進行增加1，在時間tuu比基準周期Th短的情況或者時間tdd比基準周期Th短的情 況下，對周期比基準周期Th短的MHP的個數Nshort進行增加1。比較部74在每次對時間tuu、tdd中的某一個進行測定時進行這樣的計數。如上所述，本實施方式的計數部7可對周期比基準周期Th長的MHP的個數Nlong 和周期比基準周期Th短的MHP的個數Nshort進行計數。如第一實施方式中所說明的那樣， 計數部7分別在每個計數期間(第一振蕩期間Pl和第二振蕩期間P2各自)對MHP進行計數。BGS光電開關的其他構成與第一實施方式所說明的相同。在本實施方式中，除了第三實施方式的效果之外，還可減小三角波頂點的過渡應 答對計數結果的影響，能夠消除在第二實施方式中提到的問題。如圖7所說明的那樣，由於在三角波頂點的時刻，MHP成為被拉向電壓低的方向的 波形，從MHP的上升到下次上升為止的時間tuu比原先的值短，從MHP的下降到下次下降的 時間tdd比原先的值長。另一方面，在圖12的例中，點PE表示三角波的最小值的時刻。如圖3的(B)所 示，由於在三角波的最小值的時刻在過濾部6的輸出產生向上的尖峰噪聲，因此如圖12所 示MHP成為被拉向電壓高的方向的波形。因此，從MHP的上升到下次上升的時間tuu比原 先的值長，從MHP的下降到下次下降的時間tdd比原先的值短。在圖7、圖12的任一情況下，由於過渡應答的影響，周期值比原先的值長的MHP的 個數和周期值比原先的值短的MHP的個數大致相等。隨之，周期比基準周期Th長的MHP的 個數Nlong和周期比基準周期Th短的MHP的個數Nshort都增加相同的個數，或減少相同 的個數，因此可抵消因過渡應答導致的計數結果的變化，可減小三角波的頂點的過渡應答 對計數結果造成的影響。又，在本實施方式的情況下，即使MHP中有DC偏壓，由於MHP的上升到下次上升的 時間tuu和從MHP的下降到下次下降的時間tdd沒有變化，可消除MHP的DC偏壓的影響， 從而可以消除第三實施方式中說明的問題。[第五實施方式]在第一 第四實施方式中，從作為受光器的光電二極體的輸出信號中抽出MHP波 形，但是也可不使用光電二極體來抽出MHP波形。圖13是顯示本發明第五實施方式的BGS 光電開關的構成的框圖，與圖1相同的構成上標註相同的符號。本實施方式的BGS光電開 關以電壓檢測部11代替第一 第四實施方式的光電二極體2和電流-電壓變換放大部5。電壓檢測部11檢測並放大半導體雷射器1的端子間電壓，即陽極-陰極間電壓。 由於半導體雷射器1發射的雷射和來自物體10的返回光而產生幹涉時，在半導體雷射器1 的端子間電壓中出現MHP波形。從而能從半導體雷射器1的端子間電壓抽取MHP波形。過濾部6和第一 第四實施方式相同，具有從調製波中抽取重疊信號的功能，從 電壓檢測部11的輸出電壓中抽取MHP波形。半導體雷射器1、雷射驅動器4、計數部7、判定部8和顯示部9的動作與第一 第 四的實施方式相同。這樣，在本實施方式中，不使用光電二極體即可抽出MHP波形，且相比第一 第四 實施方式BGS光電開關的部件也能夠削減，從而能夠降低BGS光電開關的費用。產業上的可利用性本發明能夠適用於反射型光電開關。
權利要求
一種反射型光電開關，其特徵在於，包含放射雷射的半導體雷射器；檢測含有幹涉波形的電氣信號的檢測單元，所述幹涉波形由於從該半導體雷射器發射出的雷射和位於所述半導體雷射器前方的物體的返回光的自混合效應而產生；根據包含在該檢測單元的輸出信號中的所述幹涉波形的信息，判定到所述物體的距離比規定的基準距離遠還是近的距離判定處理單元。
2.如權利要求1所述的反射型光電開關，其特徵在於，所述距離判定處理單元包括 計數單元，該計數單元在將當所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的周期作為基準周期時，將所述檢測單元的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數分為周期 比所述基準周期長的幹涉波形的個數和周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數來進行 計數；判定單元，該判定單元在所述周期長的幹涉波形的個數比所述周期短的幹涉波形的個 數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述周期短的幹涉波形的個數 比所述周期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的位置。
3.如權利要求1所述的反射型光電開關，其特徵在於，所述距離判定處理單元包括 計數單元，該計數單元在將當所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的半周期作為基準半周期時，將所述檢測單元的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數分為 半周期比所述基準半周期長的幹涉波形的個數和半周期比所述基準半周期短的幹涉波形 的個數來進行計數；判定單元，該判定單元在所述半周期長的幹涉波形的個數比所述半周期短的幹涉波形 的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述半周期短的幹涉波形 的個數比所述半周期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的位置。
4.如權利要求2所述的反射型光電開關，其特徵在於， 所述計數單元包括檢測所述幹涉波形的上升的上升檢測單元； 測定從所述幹涉波形的上升到下次上升的時間的時間測定單元； 比較單元，該比較單元在從所述幹涉波形的上升到下次上升的時間比所述基準周期長 時，增加周期比所述基準周期長的幹涉波形的個數，在從幹涉波形的上升到下次上升的時 間比所述基準周期短時，增加周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數。
5.如權利要求2所述的反射型光電開關，其特徵在於， 所述計數單元包括檢測所述幹涉波形的下降的下降檢測單元； 測定從所述幹涉波形的下降到下次下降的時間的時間測定單元； 比較單元，該比較單元在從所述幹涉波形的下降到下次下降的時間比所述基準周期長 時，增加周期比所述基準周期長的幹涉波形的個數，在從幹涉波形的下降到下次下降的時 間比所述基準周期短時，增加周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數。
6.如權利要求2所述的反射型光電開關，其特徵在於， 所述計數單元包括檢測所述幹涉波形的上升的上升檢測單元； 檢測所述幹涉波形的下降的下降檢測單元；測定從所述幹涉波形的上升到下次上升的第一時間的第一時間測定單元； 測定從所述幹涉波形的下降到下次下降的第二時間的第二時間測定單元； 比較單元，該比較單元在所述第一時間比所述基準周期長或所述第二時間比所述基 準周期長時，增加周期比所述基準周期長的幹涉波形的個數，在所述第一時間比所述基準 周期短或所述第二時間比所述基準周期短時，增加周期比所述基準周期短的幹涉波形的個 數。
7.如權利要求3所述的反射型光電開關，其特徵在於， 所述計數單元包括檢測所述幹涉波形的上升的上升檢測單元； 檢測所述幹涉波形的下降的下降檢測單元；測定從所述幹涉波形的上升到下次下降的第一時間的第一時間測定單元； 測定從所述幹涉波形的下降到下次上升的第二時間的第二時間測定單元； 比較單元，該比較單元在所述第一時間比所述基準半周期長或所述第二時間比所述基 準半周期長時，增加半周期比所述基準半周期長的幹涉波形的個數，在所述第一時間比所 述基準半周期短或所述第二時間比所述基準半周期短時，增加半周期比所述基準半周期短 的幹涉波形的個數。
8.一種物體檢測方法，是檢測到物體的距離比規定的基準距離遠還是近的物體檢測方 法，其特徵在於，包括將驅動電流提供給半導體雷射器使所述半導體雷射器動作的振蕩步驟； 檢測含有幹涉波形的電氣信號的檢測步驟，所述幹涉波形由於從所述半導體雷射器發 射出的雷射和位於所述半導體雷射器前方的物體的返回光的自混合效應產生；根據包含在由所述檢測步驟得到的輸出信號中的所述幹涉波形的信息，判定到所述物 體的距離比規定的基準距離遠還是近的距離判定處理步驟。
9.如權利要求8所述的物體檢測方法，其特徵在於，所述距離判定處理步驟包括 計數步驟，其在將所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的周期作為基準周期時，將在所述檢測步驟得到的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數分為周期比 所述基準周期長的幹涉波形的個數和周期比所述基準周期短的幹涉波形的個數來進行計 數；判定步驟，其在所述周期長的幹涉波形的個數比所述周期短的幹涉波形的個數多的時 候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述周期短的幹涉波形的個數比所述周 期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的位置。
10.如權利要求8所述的物體檢測方法，其特徵在於，所述距離判定處理步驟包括計數步驟，其在將所述物體位於所述基準距離的位置時的所述幹涉波形的半周期作為 基準半周期時，將在所述檢測步驟得到的輸出信號所包含的所述幹涉波形的個數分為半周 期比所述基準半周期長的幹涉波形的個數和半周期比所述基準半周期短的幹涉波形的個 數來進行計數；判定步驟，其在所述半周期長的幹涉波形的個數比所述半周期短的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離近的位置，當所述半周期短的幹涉波形的個數比 所述半周期長的幹涉波形的個數多的時候，判定所述物體在比所述基準距離遠的位置。
全文摘要
本發明利用自混合型雷射計測器，以簡單且便宜的構成實現精度良好的反射型光電開關。本發明的反射型光電開關包括半導體雷射器(1)；檢測含有幹涉波形的電氣信號的檢測單元(光電二極體(2)、電流-電壓變換放大部(5))，該幹涉波形由於從該半導體雷射器(1)發射出的雷射和來自物體(10)的返回光的自混合效應而產生；根據幹涉波形的信息，判定到所述物體的距離比預定的基準距離遠還是近的距離判定處理單元(過濾部(6)，計數部(7)，判定部(8))。
文檔編號H03K17/94GK101888232SQ20091014102
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月11日 優先權日2009年5月11日
發明者上野達也 申請人:株式會社山武