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公開番号2025160651
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2024063327
出願日2024-04-10
発明の名称光センシング装置
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01S 17/34 20200101AFI20251016BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡易な構成で実現され、対象物までの距離を精度よく測定することが可能な光センシング装置を提供する。
【解決手段】光センシング装置100は、第1電気信号S1eを生成するパルス生成部101と、第1電気信号S1eを第1光信号S1oに変換する電気光変換器102と、を備える。光センシング装置100は、第1光信号S1oを第2光信号S2o及び第3光信号S3oに分岐させる分岐部110と、第2光信号S2oを送信し、第4光信号S4oを受信するサーキュレータ103と、を備える。光センシング装置100は、第3光信号S3o及び第4光信号S4oを結合し、第5光信号S5oを生成する結合部120と、第5光信号S5oを第2電気信号S2eに変換する光電気変換器104と、を備える。光センシング装置100は、第2電気信号S2eの周波数選択性フェージングの時間差情報により、対象物との距離を測定する信号解析部105を備える。
【選択図】図4A
特許請求の範囲【請求項１】
パルス信号を搬送波の搬送波周波数でアップコンバートした第１電気信号を生成するパルス生成部と、
前記第１電気信号を第１光信号に変換する電気光変換器と、
前記第１光信号を第２光信号及び第３光信号に分岐させる分岐部と、
前記第２光信号を光送信部に送信し、対象物で反射され、光受信部で受信した第４光信号を受信するサーキュレータと、
前記第３光信号及び前記第４光信号を結合し、第５光信号を生成する結合部と、
前記第５光信号を第２電気信号に変換する光電気変換器と、
前記第２電気信号に含まれる周波数選択性フェージングの時間差情報により、前記対象物との距離を測定する信号解析部と、
を備える光センシング装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
パルス信号を搬送波の搬送波周波数でアップコンバートした第１電気信号を生成するパルス生成部と、
前記第１電気信号を第２電気信号及び第３電気信号に分岐させる第１サーキュレータと、
前記第２電気信号を第１光信号に変換する電気光変換器と、
前記第１光信号を光送信部に送信し、対象物で反射され、光受信部で受信された第２光信号を受信する第２サーキュレータと、
前記第２光信号を、第４電気信号に変換する光電気変換器と、
前記第３電気信号及び前記第４電気信号を結合し、第５電気信号を生成する第３サーキュレータと、
前記第５電気信号に含まれる周波数選択性フェージングの時間差情報により、前記対象物との距離を測定する信号解析部と、
を備える光センシング装置。
【請求項３】
前記パルス信号は、前記搬送波周波数以上の帯域幅を有する、請求項１又は２に記載の光センシング装置。
【請求項４】
前記パルス信号は、パルス幅に対して、半値幅が前記パルス幅の半分でも分解可能となる、請求項１又は２に記載の光センシング装置。
【請求項５】
前記パルス信号は、前記パルス信号の周波数特性フェージングにおける最初のディップとなる周波数をディップ周波数ｆｄとし、半値幅をΔＴとした場合に、ｆｄ＝１／（２×ΔＴ）の関係を有する、請求項１又は２に記載の光センシング装置。
【請求項６】
前記パルス生成部は、アップコンバート用の数波数と振幅が打ち消し合わないように位相を調整して前記第１電気信号を生成する、請求項１又は２に記載の光センシング装置。
【請求項７】
前記パルス信号を前記アップコンバートさせる前記搬送波周波数は、前記パルス信号のパルス帯域幅以下である、請求項１又は２に記載の光センシング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センシング装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、光信号を用いて対象物までの距離を測定する光測距装置が提案されている。特許文献１には、光パルス信号の送受信により対象物との距離を測定する光測距装置が開示されている。特許文献１に開示された光測距装置は、送信及び受信した光パルスの位相変化点に基づいて測定対象物までの距離を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／０４４５３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示された光測距装置は、光パルス生成部において、位相変化点を有する第１の位相変調部分と、第２の位相変調部分と、を有する光パルスを生成し、送信する。また、当該光測距装置は、受信した光パルスの位相変化点に基づいて、光測距装置から測定対象物までの距離を算出する。そのため、当該光測距装置においては、光パルス生成部において、あらかじめ位相変化点を有する特定の光パルスを生成する必要があり、処理や回路規模の増大が問題となる。
【０００５】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、簡易な構成で実現され、対象物までの距離を精度よく測定することが可能な光センシング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に係る光センシング装置は、パルス信号を搬送波の搬送波周波数でアップコンバートした第１電気信号を生成するパルス生成部と、第１電気信号を第１光信号に変換する電気光変換器と、第１光信号を第２光信号及び第３光信号に分岐させる分岐部と、第２光信号を光送信部に送信し、対象物で反射され、光受信部で受信された第４光信号を受信するサーキュレータと、第３光信号及び第４光信号を結合し、第５光信号を生成する結合部と、第５光信号を第２電気信号に変換する光電気変換器と、第２電気信号に含まれる周波数選択性フェージングの時間差情報により、対象物との距離を測定する信号解析部と、を備える。
【０００７】
本発明の他の態様に係る光センシング装置は、パルス信号を搬送波の搬送波周波数でアップコンバートした第１電気信号を生成するパルス生成部と、第１電気信号を第２電気信号及び第３電気信号に分岐させる第１サーキュレータと、第２電気信号を第１光信号に変換する電気光変換器と、第１光信号を光送信部に送信し、対象物で反射され、光受信部で受信された第２光信号を受信する第２サーキュレータと、第２光信号を、第４電気信号に変換する光電気変換器と、第３電気信号及び第４電気信号を結合し、第５電気信号を生成する第３サーキュレータと、第５電気信号に含まれる周波数選択性フェージングの時間差情報により、対象物との距離を測定する信号解析部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な構成で実現され、対象物までの距離を精度よく測定することが可能な光センシング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係る光センシング装置が適用される測距システムの構成を示す図である。
周波数スペクトルについて説明するための図である。
パルス波形について説明するための図である。
アップコンバート後の周波数スペクトルについて説明するための図である。
アップコンバート後のパルス波形について説明するための図である。
本実施形態に係る光センシング装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る光センシング装置の別の構成を示すブロック図である。
時間差ΔＴに対する周波数選択性フェージングについて説明するための図である。
周波数選択性フェージングの影響を受けた信号について説明するための図である。
パルス波形の分解能イメージについて説明するための図である。
パルス波形の分解能イメージについて説明するための図である。
本実施形態に係る光センシング装置におけるパルス波形の分解能イメージについて説明するための図である。
本実施形態に係る光センシング装置におけるパルス波形の分解能イメージについて説明するための図である。
本実施形態に係る光センシング装置におけるパルス波形の分解能イメージについて説明するための図である。
周波数選択性フェージングとパルス幅Ｔの帯域幅のイメージを示す図である。
周波数選択性フェージングとパルス幅Ｔの帯域幅のイメージを示す図である。
周波数選択性フェージングとパルス幅Ｔの帯域幅のイメージを示す図である。
本実施形態に係る光センシング装置においてフェージングの影響を受けた周波数スペクトルについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本実施形態に係る光センシング装置１００について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
（【００１１】以降は省略されています）

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