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公開番号2025042120
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023148951
出願日2023-09-14
発明の名称測定装置、投光器、測定方法、測定プログラム、および、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
出願人株式会社小糸製作所
代理人弁理士法人アルファ国際特許事務所
主分類G01S 7/484 20060101AFI20250319BHJP(測定;試験)
要約【課題】シードレーザがシードレーザ光を発した発光タイミングと、光ファイバから出力レーザ光が出力される出力タイミングとの時間差に起因して測定対象までの距離の測定精度が低下することを抑制する。
【解決手段】測定装置は、シードレーザと、光ファイバと、励起レーザとを有し、光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器と、投光器が出射する出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、コントローラと、を備える。コントローラは、シードレーザ光が入力された光ファイバから出力レーザ光が出力される出力タイミングを決定するタイミング決定処理と、決定された出力タイミングと、受光器が反射レーザ光を受光する受光タイミングとの時間差に基づき、測定対象までの距離を測定する測定処理と、を実行する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
シードレーザ光を発するシードレーザと、希土類元素がドープされ、前記シードレーザが発した前記シードレーザ光が入力される光ファイバと、前記光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器と、
前記投光器が出射する前記出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、
コントローラと、を備える測定装置であって、
前記コントローラは、
前記シードレーザ光が入力された前記光ファイバから前記出力レーザ光が出力される出力タイミングを決定するタイミング決定処理と、
決定された前記出力タイミングと、前記受光器が前記反射レーザ光を受光する受光タイミングとの時間差に基づき、前記測定対象までの距離を測定する測定処理と、を実行する、測定装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の測定装置であって、
さらに、前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光を検知するセンサを有し、
前記コントローラは、前記タイミング決定処理において、前記センサが前記出力レーザ光を検知した検知タイミングに基づき前記出力タイミングを決定する、測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測定装置であって、
さらに、前記光ファイバの出力側に配置され、前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光の一部を反射させる反射ミラーを備え、
前記センサは、前記反射ミラーで反射した前記出力レーザ光の一部を検知するように構成されている、測定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の測定装置であって、
さらに、前記光ファイバの出力側に設けられ、前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光を複数に分波する分波器を備え、
前記センサは、前記分波器で分波された前記出力レーザ光の一部を検知するように構成されている、測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の測定装置であって、
前記コントローラは、前記タイミング決定処理において、前記シードレーザが前記シードレーザ光を発した発光タイミングから、前記シードレーザ光が前記光ファイバを通過する時間に対応する遅延時間だけ遅い遅延タイミングを、前記出力タイミングとして決定する、測定装置。
【請求項６】
シードレーザ光を発するシードレーザと、希土類元素がドープされ、前記シードレーザが発した前記シードレーザ光が入力される光ファイバと、前記光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器であって、
さらに、前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光を検知し、その検知結果に応じた検知信号を出力するセンサを有する、投光器。
【請求項７】
シードレーザが発したシードレーザ光を、光ファイバに入力し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射し、測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する投受光工程と、
前記シードレーザ光が入力された前記光ファイバから前記出力レーザ光が出力される出力タイミングを決定する出力タイミング決定工程と、
決定された前記出力タイミングと、前記反射レーザ光の受光タイミングとの時間差に基づき、前記測定対象までの距離を測定する測定工程と、を含む、測定方法。
【請求項８】
シードレーザ光を発するシードレーザと光ファイバとを有する投光器と、前記投光器が出射する出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、を備える測定装置が有するコンピュータに、
前記シードレーザ光が入力された前記光ファイバから前記出力レーザ光が出力される出力タイミングを決定するタイミング決定処理と、
決定された前記出力タイミングと、前記受光器が前記反射レーザ光を受光する受光タイミングとの時間差に基づき、前記測定対象までの距離を測定する測定処理と、を実行させる、測定プログラム。
【請求項９】
シードレーザ光を発するシードレーザと光ファイバとを有する投光器と、前記投光器が出射する出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、を備える測定装置を制御するためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記シードレーザ光が入力された前記光ファイバから前記出力レーザ光が出力される出力タイミングを決定するタイミング決定処理と、
決定された前記出力タイミングと、前記受光器が前記反射レーザ光を受光する受光タイミングとの時間差に基づき、前記測定対象までの距離を測定する測定処理と、を前記測定装置に実行させる、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、測定装置、投光器、測定方法、測定プログラム、および、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＡＤ（ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＤｒｉｖｉｎｇ：自動運転）やＡＤＡＳ（ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｉｖｅｒ－ＡｓｓｉｓｔａｎｃｅＳｙｓｔｅｍｓ：先進運転支援システム）の進展に伴い、車両の走行時における周囲環境の把握や自己位置推定に用いる測定装置の一つとして、ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ）の開発研究が進められている。ＬｉＤＡＲは、測定対象にレーザ光を投光（照射）する投光器と、レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射光を受光する受光器とを備える。ＬｉＤＡＲは、投光器がレーザ光を出射した投光タイミングと受光器が反射光を受光した受光タイミングとの時間差に基づき測定対象までの距離を測定することにより測定対象に関する情報を出力する。投光器は、ファイバレーザを備える（例えば、特許文献１参照）。ファイバレーザは、シードレーザ光を発するシードレーザと、希土類元素がドープされ、シードレーザ光が通過する光ファイバと、光ファイバの希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／１１７９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、ファイバレーザを備える投光器を利用する測定装置では、シードレーザがシードレーザ光を発するタイミングを投光器の投光タイミングとしてみなして、そのシードレーザ光の発光タイミングと受光タイミングとの時間差に基づき測定対象までの距離を測定する構成であった。しかし、このような構成では、上記シードレーザ光の発光タイミングと、実際に投光器から出力レーザ光が出力される出力タイミングとの間には、ファイバの長さに応じた時間的なずれが生じる。このため、従来の測定装置では、測定対象までの距離の測定精度が低下するといった問題が生じる。
【０００５】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本明細書に開示される測定装置は、シードレーザ光を発するシードレーザと、希土類元素がドープされ、前記シードレーザが発した前記シードレーザ光が入力される光ファイバと、前記光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器と、前記投光器が出射する前記出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、コントローラと、を備える。前記コントローラは、前記シードレーザ光が入力された前記光ファイバから前記出力レーザ光が出力される出力タイミングを決定するタイミング決定処理と、決定された前記出力タイミングと、前記受光器が前記反射レーザ光を受光する受光タイミングとの時間差に基づき、前記測定対象までの距離を測定する測定処理と、を実行する。
【０００８】
本測定装置によれば、シードレーザがシードレーザ光を発した発光タイミングではなく、シードレーザ光が入力された光ファイバから出力レーザ光が出力される出力タイミングを用いて、測定対象までの距離が測定される。これにより、シードレーザがシードレーザ光を発した発光タイミングと、光ファイバから出力レーザ光が出力される出力タイミングとの時間差（以下、「タイミング時間差」という）に起因して測定対象までの距離の測定精度が低下することを抑制することができる。
【０００９】
（２）上記測定装置において、さらに、前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光を検知するセンサを有し、前記コントローラは、前記タイミング決定処理において、前記センサが前記出力レーザ光を検知した検知タイミングに基づき前記出力タイミングを決定する構成としてもよい。本測定装置によれば、例えば周囲環境（温度など）の変化等に起因してタイミング時間差が変動しても、当該タイミング時間差に起因して測定対象までの距離の測定精度が低下することを抑制することができる。
【００１０】
（３）上記測定装置において、さらに、前記光ファイバの出力側に配置され、前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光の一部を反射させる反射ミラーを備え、前記センサは、前記反射ミラーで反射した前記出力レーザ光の一部を検知するように構成されている構成としてもよい。本測定装置によれば、反射ミラーを用いて、タイミング時間差に起因して測定対象までの距離の測定精度が低下することを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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