JP2018523106A - 粒子サイズ検出のためのレーザセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
第1のレーザにより、第1のレーザ光を放射するステップと、
第1のレーザ光の少なくとも一部を受ける粒子によって反射される第1の反射レーザ光を第1のレーザの第1のレーザキャビティにおいて受けるステップと、
第1のレーザキャビティに再入射する第1の反射レーザ光によって引き起こされる、第1のレーザの第1のレーザキャビティ内の光波の第1の自己混合干渉信号を決定するステップと、
第1の自己混合干渉信号により粒子と第1のレーザとの間の第1の相対距離を決定するとともに、第1の自己混合干渉信号により第1の振幅情報を決定することによって、粒子のサイズを決定するステップと、
を有する。
本発明は、一例として、添付の図面を参照して実施形態に基づいて説明される。
図を通じて、同様の数字は、同様の物体を表している。図における物体は、必ずしも原寸通りには描かれていない。
20 時間軸
30 第1の自己混合干渉信号
40 振幅基準
100 レーザセンサモジュール
110 第1のレーザ
111 第2のレーザ
120 第1の検出器
121 第2の検出器
130 電気駆動部
140 評価器
150 第1の光学装置
155 第1の焦点領域
156 第2の光学装置
158 第2の焦点領域
160 コントローラ
170 可動ミラー
175 走査方向
190 移動通信装置
191 ユーザインタフェース
192 主処理装置
193 主記憶装置
210 第1のレーザ光を放射するステップ
220 第1の反射レーザ光を受けるステップ
230 第1の自己混合干渉信号を決定するステップ
240 粒子のサイズを決定するステップ
Claims (14)
- 空気品質を決定するために粒子サイズを検出するためのレーザセンサモジュールであって、前記レーザセンサモジュールは、少なくとも1つの第1のレーザと、少なくとも1つの第1の検出器と、少なくとも1つの電気駆動部と、少なくとも1つの評価器と、を有し、前記第1のレーザは、前記少なくとも1つの電気駆動部によって供給される信号に応答して第1のレーザ光を放射するように構成され、前記少なくとも1つの第1の検出器は、前記第1のレーザの第1のレーザキャビティ内の光波の第1の自己混合干渉信号を決定するように構成され、前記第1の自己混合干渉信号は、前記第1のレーザ光の少なくとも一部を受ける粒子によって反射された前記第1のレーザキャビティに再入射する第1の反射レーザ光によって引き起こされ、前記評価器は、前記第1の自己混合干渉信号により前記粒子と前記第1のレーザとの間の第1の相対距離を決定するとともに、前記第1の自己混合干渉信号により第1の振幅情報を決定することによって、粒子のサイズを決定するように構成され、前記レーザセンサモジュールは、少なくとも1つの第1の焦点領域を更に有し、前記第1の相対距離は、前記第1の焦点領域と前記粒子との間の距離に関連し、前記評価器は、前記焦点領域と前記粒子との間の距離に関連する前記第1の自己混合干渉信号の少なくとも1つの特性に基づいて前記第1の相対距離を決定するように構成され、前記第1の振幅情報は、前記第1の自己混合干渉信号の最大振幅又は最小振幅を有し、前記第1の焦点領域と前記粒子との間の距離に関連する前記第1の自己混合干渉信号の前記少なくとも1つの特性は、位相情報、振動数、相対最大値又は相対最小値の数、相対最大値及び相対最小値の振幅比、前記第1の自己混合干渉信号の所定間隔内でのゼロ交差の数、並びに、前記ゼロ交差と前記第1の自己混合干渉信号のエンベロープの形状との間の1又は複数の距離、のうちの少なくとも1つを有する、レーザセンサモジュール。
- 前記レーザセンサモジュールが、前記第1のレーザ光を前記第1の焦点領域に集束させるための少なくとも1つの第1の光学装置を更に有する、請求項1記載のレーザセンサモジュール。
- 前記評価器が、前記第1の自己混合干渉信号の第1の信号振幅の絶対最大値又は絶対最小値を決定するように構成され、前記評価器が、前記第1の自己混合干渉信号の絶対最大値又は絶対最小値の周りの所定範囲内における前記第1の自己混合干渉信号の相対最大値又は相対最小値の第1の数を決定するように構成され、前記評価器が、前記所定範囲内の前記第1の自己混合干渉信号の最大又は最小の数により、前記粒子までの前記第1の相対距離を決定するように構成され、前記評価器が、前記決定された前記粒子までの第1の相対距離、並びに、前記第1の自己混合干渉信号の前記第1の信号振幅の前記絶対最大値又は前記絶対最小値により、前記粒子のサイズを決定するように更に構成される、請求項1記載のレーザセンサモジュール。
- 前記評価器が、前記第1の自己混合干渉信号の前記第1の信号振幅の前記絶対最大値と前記第1の自己混合干渉信号の前記相対最大値の少なくとも1つにおける前記第1の自己混合干渉信号の振幅との間の比に基づいて、又は、前記第1の自己混合干渉信号の前記第1の信号振幅の前記絶対最小値と前記第1の自己混合干渉信号の前記相対最小値の少なくとも1つにおける前記第1の自己混合干渉信号の振幅との間の比に基づいて、前記粒子までの前記第1の相対距離の決定を精緻化するように構成される、請求項3記載のレーザセンサモジュール。
- 前記レーザセンサモジュールが、前記粒子を有する所定の速度分布の粒子グループを前記第1の焦点領域に対して供給するように構成される、請求項1又は2に記載のレーザセンサモジュール。
- 前記電気駆動部が、変調された第1の駆動電流を前記第1のレーザに供給するように構成され、前記評価器が、前記変調された第1の駆動電流から生じる前記第1の自己混合干渉信号に基づいて、前記粒子までの前記第1の相対距離を決定するように構成される、請求項1又は2に記載のレーザセンサモジュール。
- 前記変調された第1の駆動電流が、少なくとも第1の駆動方式と第2の駆動方式とを有し、前記第1の駆動方式が、前記第2の駆動方式とは異なる、請求項6記載のレーザセンサモジュール。
- 前記レーザセンサモジュールが、前記第1のレーザ光を再方向付けするための第1の可動ミラーを更に有し、前記レーザセンサモジュールは、所定のサイズ閾値より小さい粒子のサイズの検出が抑制されるように、前記第1の可動ミラーの動きを制御するように構成される、請求項1又は2に記載のレーザセンサモジュール。
- 前記レーザセンサモジュールが、少なくとも第2のレーザと、少なくとも第2の検出器と、を有し、前記第2のレーザが、第2のレーザ光を放射するように構成され、前記第2のレーザ光が、前記第1のレーザ光の第1の波長とは異なる第2の波長を持ち、前記第2の検出器が、前記第2のレーザの第2のレーザキャビティ内の光波の第2の自己混合干渉信号を決定するように構成され、前記第2の自己混合干渉信号が、前記第2のレーザ光の少なくとも一部を受ける前記粒子により反射される前記第2のレーザキャビティに再入射する第2の反射レーザ光によって引き起こされ、前記評価器が、前記第2の自己混合干渉信号により、前記粒子と前記第2のレーザとの間の第2の相対距離を決定することによって、前記粒子のサイズの決定を精緻化するように構成される、請求項1又は2に記載のレーザセンサモジュール。
- 前記レーザセンサモジュールが、第1の焦点領域に前記第1のレーザ光を集束させるための少なくとも1つの光学装置を有し、前記レーザセンサモジュールが、少なくとも第2のレーザと、少なくとも第2の検出器と、前記第2のレーザによって放射された第2のレーザ光を第2の焦点領域に集束させるための少なくとも1つの第2の光学装置と、を更に有し、前記第2の検出器が、前記第2のレーザの第2のレーザキャビティ内の光波の第2の自己混合干渉信号を決定するように構成され、前記第2の自己混合干渉信号が、前記第2のレーザ光の少なくとも一部を受ける前記粒子により反射される前記第2のレーザキャビティに再入射する第2の反射レーザ光によって引き起こされ、前記評価器が、前記第2の自己混合干渉信号により前記粒子と前記第2のレーザ光との間の第2の相対距離を決定することによって、前記粒子のサイズの決定を精緻化するように構成される、請求項1記載のレーザセンサモジュール。
- 前記第1の焦点領域の第1のサイズが、前記第2の焦点領域の第2のサイズとは異なる、請求項10記載のレーザセンサモジュール。
- 粒子検出器を有する移動通信装置であって、前記粒子検出器が、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の少なくとも1つのレーザセンサモジュールを有する、移動通信装置。
- 空気品質を決定するために粒子サイズを検出する方法であって、前記方法は、
第1のレーザにより、少なくとも1つの第1の焦点領域に第1のレーザ光を放射するステップと、
前記第1のレーザ光の少なくとも一部を受ける粒子によって反射される第1の反射レーザ光を前記第1のレーザの第1のレーザキャビティにおいて受けるステップと、
前記第1のレーザキャビティに再入射する前記第1の反射レーザ光によって引き起こされる、前記第1のレーザの前記第1のレーザキャビティ内の光波の第1の自己混合干渉信号を決定するステップと、
前記第1の自己混合干渉信号により、前記第1の焦点領域と前記粒子との間の距離に関連する、前記粒子と前記第1のレーザとの間の第1の相対距離を決定するとともに、前記第1の自己混合干渉信号により第1の振幅情報を決定することによって、前記粒子のサイズを決定するステップと、
前記第1の焦点領域と前記粒子との間の前記距離に関連する前記第1の自己混合干渉信号の少なくとも1つの特性に基づいて前記第1の相対距離を決定するステップと、
を有し、
前記第1の振幅情報は、前記第1の自己混合干渉信号の最大振幅又は最小振幅を有し、前記第1の焦点領域と前記粒子との間の前記距離に関連する前記第1の自己混合干渉信号の前記少なくとも1つの特性は、位相情報、振動数、相対最大値又は相対最小値の数、相対最大値及び相対最小値の振幅比、前記第1の自己混合干渉信号の所定間隔内でのゼロ交差の数、並びに、前記ゼロ交差と前記第1の自己混合干渉信号のエンベロープの形状との間の1又は複数の距離、のうちの少なくとも1つを有する、方法。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の前記レーザセンサモジュールに含まれる少なくとも1つのメモリ装置、又は、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の前記レーザセンサモジュールを有する装置の少なくとも1つのメモリ装置に格納され得るコード手段を有するコンピュータプログラム製品であって、前記コード手段は、請求項13記載の方法が、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の前記レーザセンサモジュールに含まれる少なくとも1つの処理装置により、又は、前記レーザセンサモジュールを有する前記装置の少なくとも1つの処理装置により実行され得るように構成される、コンピュータプログラム製品。
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