[发明专利]计数装置以及计数方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对信号的数量进行计数的计数装置以及计数方法。

背景技术

以往，提出了一种使用半导体激光器的自混合效应的波长调制型激光测量器(参照专利文献1)。该激光测量器的构成如图9所示。图9的激光测量器包括：半导体激光器201，其向物体210发射激光；光电二极管202，其将半导体激光器201的光输出变换为电信号；透镜203，其将来自半导体激光器201的光聚光并照射到物体210，并将从物体210返回的光聚光使其入射到半导体激光器201中；激光驱动器204，其使半导体激光器201的振荡波长连续地增加的第1振荡期间与振荡波长连续地减少的第2振荡期间交替反复；电流-电压变换放大部205，其将光电二极管202的输出电流变换为电压并放大；信号提取电路206，其将电流-电压变换放大部205的输出电压进行2次微分；计数装置207，其对信号提取电路206的输出电压中所含有的跳模脉冲(以下，记为MHP)的数量计数；运算装置208，其计算出与物体210的距离以及物体210的速度；以及，显示装置209，显示运算装置208的算出结果。

激光驱动器204将相对于时间以一定的变化率反复增减的三角波驱动电流作为注入电流提供给半导体激光器201。由此，半导体激光器201被驱动为振荡波长以一定的变化率连续地增加的第1振荡期间与振荡波长以一定的变化率连续地减少的第2振荡期间交替反复。图10是示出半导体激光器201的振荡波长随时间变化的图。在图10中，P1是第1振荡期间，P2是第2振荡期间，λa是各期间的振荡波长的最小值，λb是各期间的振荡波长的最大值，Tt是三角波的周期。

从半导体激光器201出射的激光通过透镜203被聚光之后入射到物体210中。由物体210反射的光通过透镜203被聚光之后入射到半导体激光器201中。光电二极管202将半导体激光器201的光输出变换为电流。电流-电压变换放大部205将光电二极管202的输出电流变换为电压并放大，信号提取电路206对电流-电压变换放大部205的输出电压进行2次微分。计数装置207对信号提取电路206的输出电压中所含有的MHP的数量分别就第1振荡期间P1和第2振荡期间P2进行计数。基于半导体激光器1的最小振荡波长λa、最大振荡波长λb、第1振荡期间P1的MHP的数量以及第2振荡期间P2的MHP的数量，运算装置208计算出与物体210的距离以及物体210的速度。利用这样地自混合型的激光测量器的技术对MHP的数量进行测定的话，能够从该MHP数量计算出物体的振动频率。

采用上文所述的激光测量器的话，会将例如干扰光等的噪音作为MHP进行计数、或者因为信号的缺失而导致MHP漏记，存在着计数装置所计数的MHP的数量产生误差，所计算出的距离、振动频率等的物理量也产生误差这样的问题。

鉴于此，发明者提出了一种计数装置，其测定计数期间中的MHP的周期，并根据测定结果做成计数期间中的周期的频数分布，根据频数分布计算出MHP的周期的代表值，根据频数分布求出代表值的第1规定数倍以下的等级的频数的总和Ns和代表值的第2规定数倍以上的等级的频数的总和Nw，基于这些频数Ns和Nw对MHP的计数结果进行校正，由此可以去除计数时的缺漏和过剩的计数的影响(参照专利文献2)。

根据专利文献2所公开的计数装置，只是在SN(Signal to Noise ratio)没有极端下降的情况下可以进行大致良好的校正。

但是，采用专利文献2中所公开的计数装置的话，在短距离测定中，信号强度和滞后宽度(ヒステリシス幅)相比非常强的情况下，由于频率高于MHP的噪音的影响，输入到计数装置的信号会在二值化的阈值附近产生颤振(チヤタリング)，短周期的信号、MHP的原来周期的一半左右的周期的信号会多有发生。此时，由于比MHP的原来的周期短的周期成为周期的分布的代表值，因此，存在着不能对MHP的计数结果进行正确地校正，MHP的计数结果是原来的值的例如数倍大这样的问题。