[发明专利]物理量传感器以及物理量测量方法

权利要求书

1.一种物理量传感器，其特征在于，包括:

向测定对象发射激光的半导体激光器;

振荡波长调制单元，其使所述半导体激光器动作，以使得振荡波长连续地单调增加的第1振荡期间和振荡波长连续地单调减少的第2振荡期间中的至少一个反复存在;

检测单元，其对含有干涉波形的电信号进行检测，该干涉波形是由于从所述半导体激光器发射的激光与从所述测定对象返回的返回光的自混合效应而产生的;

信号提取单元，其在每次输入干涉波形时，对该检测单元的输出信号中所包含的所述干涉波形的周期进行测量;以及

运算单元，其基于该信号提取单元所测量的各个周期算出所述测定对象的位移和速度中的至少一方。

2.如权利要求1所述的物理量传感器，其特征在于，

所述运算单元根据测量所述干涉波形的周期的采样时钟的频率、基准周期、所述半导体激光器的平均波长以及所述信号提取单元所测量的周期的相对于所述基准周期的变化量，算出所述测定对象的位移和速度中的至少一方。

3.如权利要求1或2所述的物理量传感器，其特征在于，进一步具有载波调整单元，其能够对所述半导体激光器的振荡波长调制的载波的振幅或者频率进行调整。

4.如权利要求3所述的物理量传感器，其特征在于，所述载波调整单元调整所述载波的振幅或者频率，使得所述测定对象为静止时的所述干涉波形的周期或者即将调整之前所测量的规定数量的干涉波形的周期的平均值为被预先规定的周期。

5.如权利要求4所述的物理量传感器，其特征在于，所述被预先规定的周期是与物理量传感器能处理的干涉波形的最高频率的1/2的值相对应的周期。

6.如权利要求3所述的物理量传感器，其特征在于，所述载波调整单元将所述载波的振幅或者频率减小规定量。

7.如权利要求3所述的物理量传感器，其特征在于，所述载波调整单元将所述载波的振幅或者频率增大规定量。

8.如权利要求2所述的物理量传感器，其特征在于，所述运算单元将所述测定对象为静止时的所述干涉波形的周期设为所述基准周期。

9.如权利要求2所述的物理量传感器，其特征在于，进一步包含:

计数单元，其就各个所述第1振荡期间和所述第2振荡期间对所述检测单元的输出信号中所包含的所述干涉波形的数量进行计数;

距离算出单元，其根据通过该计数单元对干涉波形的数量进行计数的期间中的最小振荡波长、最大振荡波长和所述计数单元的计数结果，算出与所述测定对象的距离;以及

周期算出单元，其根据该距离算出单元所算出的距离，求出所述干涉波形的周期，

所述运算单元将所述周期算出单元求出的周期设为所述基准周期。

10.如权利要求2所述的物理量传感器，其特征在于，进一步包含:

计数单元，其就各个所述第1振荡期间和所述第2振荡期间对所述检测单元的输出信号中所包含的所述干涉波形的数量进行计数;

距离比例个数算出单元，其通过算出所述干涉波形的数量的平均值，求出与所述半导体激光器和所述测定对象的平均距离成比例的、作为干涉波形的数量的距离比例个数;以及

周期算出单元，其根据所述距离比例个数算出所述干涉波形的周期，

所述运算单元将所述周期算出单元求出的周期设为所述基准周期。

11.一种物理量测量方法，其特征在于，包括:

振荡步骤，其使所述半导体激光器动作，以使得振荡波长连续地单调增加的第1振荡期间和振荡波长连续地单调减少的第2振荡期间中的至少一个反复存在;

检测步骤，其对含有干涉波形的电信号进行检测，该干涉波形是由于从所述半导体激光器发射的激光与从所述测定对象返回的返回光的自混合效应而产生的;

信号提取步骤，其在每次输入干涉波形时，对通过该检测步骤得到的输出信号中所包含的所述干涉波形的周期进行测量;以及

运算步骤，其基于通过该信号提取步骤测量到的各个周期算出所述测定对象的位移和速度中的至少一方。