专利名称：用于检测运动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于检测物体相对于传感器的移动或反之传感器相对于物体的移动的方法。在具体应用中，传感器与用于计算机等的用户输入装置相关联，并且将针对这种应用来对本发明具体说明，但是指出并没有将本发明限定于这种应用。
背景技术：
图1示意性地示出了包括激光器装置2的光学计算机鼠标1。如已知的那样，激光器装置实现为半导体激光器。鼠标在例如桌面的表面4上移动。激光器装置2从出于简化目的而未示出的电源接收电流，并因此激光器2发射具有特定波长的激光光束3，其被表面 4所反射。激光器光的一部分被反射回激光器。从该反射的激光器光可以得出表示鼠标1 相对于表面的移动速度的信号。图2是示出了测量原理的示意图。激光器2包括半透明前镜11和半透明后镜12， 在所述两个镜之间具有激光介质13 (半导体主体)。注意到，将镜11、12示出为二维结构， 但实际上镜11、12具有分层结构。激光介质13内部的激光器光被表示为主激光器光L0。该激光器光的一部分穿过前镜11并且形成输出光束3 ；该光也被表示为Li。同样地，激光器光的一部分穿过后镜12 并且形成测量光束5 ；该光也被表示为L2。可以认为物体4构成了具有漫射属性的外部镜，并且对入射光束Ll进行反射这表示为反射光束L3。在附图中，将反射光束L3示出为与入射光束Ll具有角度的一维光束， 但实际上反射光束L3具有一定的空间分布，并且该反射光束L3的一部分会指向前镜11。 因此，可以认为物体4与前镜11 一起限定了一个外部腔。在静止条件下，激光介质13内部的光LO形成驻波。同样地，在外部腔中的光Ll 和L3形成驻波，该驻波穿过前镜11与激光介质13内部的光LO发生干涉。测量光束5具有恒定的强度。假定物体4远离激光器2移动。这意味着前镜11与物体4之间的干涉腔的长度不断增加，即，前镜11与物体4之间容纳(fit)的驻波数量不断增加。因此，在前镜11位置处的干涉状态从完全相长的改变成完全相消的并且返回。这对激光介质13中的干涉状态有影响，进而对测量光束5的光L5的强度有影响。因此，这个光L5在频率fD处具有强度波动，其与物体4相对于激光器2的移动速度(S卩，其沿着光轴的分量)成比例。应当清楚的是，测量光束5可以被光学传感器检测，并且其输出信号可以被信号处理器处理，以便处理这些强度波动并由此计算物体速度。注意到，所述频率fD等于多普勒频率。在这方面的一个问题在于无论物体朝向光学检测器移动还是远离光学检测器移动，都适用相同的解释。换言之，利用如上所述的简单的测量构造，不可能确定移动方向。如图3A所示，已经提出了通过给激光器提供三角形调制的激光器电流来解决该问题。激光器电流在两个具有相同符号的极值Il和12之间以线性方式变化。在半个电流周期期间，激光器电流I从Il增加到12，变化率Rl=dl/dt是基本恒定的。在另外半个电流周期期间，激光器电流I从12减少到II，变化率R2=dl/dt是基本恒定的；通常，R2=-R1。增加/减少激光器电流导致激光器温度的升高/降低(如图3B所示)，进而导致激光器光的波长以基本恒定的变化率cU/dt增加/减少(如图3C所示)，其中λ表示激光波长。可以如下解释该结果。假定物体远离激光器移动，从而使得前镜11与物体4之间的干涉腔的长度不断增加。如果电流量以及因此的激光波长也不断增加，则测量光L5的强度波动的频率降低；这通过图3D的频谱中的峰值fl表示。如果D/λ保持恒定，则降低的频率甚至可以变为等于零，其中D表示前镜11与物体4之间的距离。相反地，如果激光波长不断减少，则测量光L5的强度波动频率升高；这通过图:3B的频谱中的峰值f2表示。注意到，位移|fD-fl 等于位移|fD-f2|。如图:3B中所示意性示出的那样，测量光L5的强度波动的光谱因此示出了两个峰值Π和f2。另一方面，如果物体朝向激光器移动，则再次获得具有两个频率峰值的频谱，但是现在，在电流量不断减少的周期期间获得较低的频率。应当清楚的是，可以通过适当编程的信号处理器从测量信号相对容易地导出该信息。参考美国专利7. 339. 683可以得到更详细的说明，其内容通过引用合并于此。
发明内容
现有技术方法中的一个问题涉及这样的一个事实，即，需要三角形调制器。因此， 本发明的一个目的在于提供一种方法和装置，在不需要三角形信号发生器的情况下能够检测运动方向。现有技术中的另一个问题是一个与成为现有技术方法的基础的物理学有关的基本问题。如上所述，激光器光的波长位移是由激光器的热属性所引起的，换言之是由作为对于电流量中的改变的响应所导致的温度位移引起的。主体的热响应是一种相对较慢的过程，这为电流上升率以及可以应用的电流频率都设置了界限如果频率过高，则激光器温度以及因此的波长都不能跟随电流。这进而为能够可靠测量的速度设置了限制。根据现有技术，电流频率不应当比约40kHz高太多，而这在实际示例中对应于作为能够测量的速度上限的大约30cm/sec的速度。本发明的另一个目的在于能够测量更高的速度。根据本发明的一个重要方面，使用方波或块信号在高于激光器的热响应频率的频率处对激光器电流进行调制。通常，频率约为IOOkHz或更高。激光器的热响应不能跟随方波电流信号，并且将接近三角波。可以通过简单的开关容易地实现方波信号的调制。在从属权利要求中提及了其他的有利细节。
通过下列参考附图进行说明的一个或多个优选实施例将进一步解释本发明的这些和其他方面、特征和优点，其中相同的附图标记表示相同或相似的部件，并且其中
图1示意性地示出了光学计算机鼠标，其具有用于检测鼠标相对于表面的移动的激光检测器；
图2是示意性地示出了成为激光器移动检测器的基础的测量原理的示图； 图3A示意性地示出了三角形调制的激光器电流； 图3B示意性地示出了由调制的激光器电流导致的激光器温度； 图3C示意性地示出了从调制的激光器温度得到的激光波长；图3D示意性地示出了在移动的情况下激光检测器输出信号的频谱； 图4是示出了响应于激光器电流的阶跃变化的激光器温度的响应的示图； 图5是示出了移动检测器的一些组件的框图； 图6A是示出了矩形调制的DC电流的示图； 图6B是示出了激光器的热响应的示图； 图6C是示出了测量信号的示图； 图7是示意性地示出了正交解调器的框图。
具体实施例方式关于设计，可以按照现有技术中相同的方式来实现移动检测器1，因此图1也可以看作是示出了根据本发明的实现为鼠标的光学移动检测器1，并且可以再次阅读上述参考了图1的说明，而无需重复。同样地，在根据本发明的移动检测器的情况下也可以应用图2所示并参考图2进行说明的测量原理。图4是示出了响应于激光器电流I (曲线41)的阶跃变化的激光器温度T的响应 (曲线42)的示图。在阶跃时刻ts之前，当激光器电流为Il时，激光器在第一温度Tl处处于热平衡中。在阶跃时刻ts，激光器电流阶跃至值12，其导致激光器温度将渐进地逼近第二温度T2。无论何时，至少在良好的近似中，温度变化率&=dT/dt与距离|T2-T|成比例。 在响应的第一阶段期间，温度变化率&可以近似为常量。定义热响应时间τ r，从而反映了激光器从第一温度Tl阶跃至第二温度Τ2所需的时间。可以按照各种方式来定义热响应时间τΓ。在本发明中，将热响应时间11>定义为激光器“行进”温度步长|Τ2-Τ1|的0.63倍(更精确地l-eXp(-l))所需的时间。在任何情况下，热响应时间都是激光器2的物理属性。在实际情况下，热响应时间11>可以约为 0. 7 μ sec 左右。基于热响应时间τ r，将热响应频率fr定义为fr=l/(2Ji ·τΓ)，其当然也是激光器2的物理属性。图5是示出了移动检测器1的一些组件的框图。从激光器电流源51为激光器2 供电，激光器电流源51是可以通过控制器52进行控制的可控源。由光检测器55接收测量光束5，光检测器55将其输出信号提供给控制器52。根据本发明，控制器52控制激光器电流源51以生成激光器电流I，其被定义为图 6Α所示的方波DC电流或矩形调制的DC电流。电流总具有相同的符号，在图6Α中取为正的。激光器电流I可以取两个值，表示为Il和12。在半个电流周期期间，激光器电流等于 II。在另外半个电流周期期间，激光器电流等于12。通常，这两个半个电流周期都具有相同的持续时间。从Il至12的转变是阶跃的转变，即，阶跃的持续时间可以被忽略；对于从 12至Il的转变也是如此。电流波形可以被描述为恒定电流量10=11+0. 5*(12-11)，被幅度 A=O. 5*(12-11)小于恒定电流量IO的方波AC电流所调制。注意到，可以通过实际生成恒定电流和AC方波电流并将这两个电流加在一起来生成该电流波形，或者通过对电流源所产生的电流的电流量进行控制来生成该电流波形。根据本发明的另一方面，半个电流周期的持续时间短于激光器的热响应时间τ r。换言之，调制频率高于热响应频率fr ；优选地，调制频率高于热响应频率fr的两倍。通常， 调制频率可以约为IMHz或更高。结果，如上述参考图4所说明的那样，激光器温度的热响应将会是在阶跃响应的第一阶段期间的响应，即，具有基本恒定的变化率&的基本上线性的温度变化，至少在良好的近似中，当调制频率较高时这种近似更好。换言之，激光器温度将呈现三角形调制，参见图6B。本领域技术人员现在应当清楚，激光波长也将呈现出三角形调制，如图3C所示。因此，光检测器55的输出信号将会是类似于在现有技术中获得的信号，至少将会具有类似的频谱，并且可以按照与现有技术类似的方式进行处理，因此不需要在此更详细的解释。控制器52被设计为与激光器电流的瞬时量11、12 —起对检测到的光L2的频谱进行分析，以便确定物体4的移动方向。在小于调制周期的时标(time scale)处，该频谱将在较低的频率Π处或在较高的频率f2处呈现峰值，如图3D所示。如果控制器发现，当瞬时电流量是较高的值12时频谱在较低的频率fl处呈现峰值，而当瞬时电流量是较低的值 Il时频谱在较高的频率f2处呈现峰值，则控制器判定物体4远离激光器移动。相反地，如果控制器发现，当瞬时电流量是较低的值Il时频谱在较低的频率fl处呈现峰值，而当瞬时电流量是较高的值12时频谱在较高的频率f2处呈现峰值，则控制器判定物体4朝向激光器移动。如图6C所示，检测器55可以生成信号Sm，其瞬时值表示频率峰值的频率。控制器 52也可以导出这种信号。假定信号Sm的较高值对应于具有较高频率f2的频率峰值，而二进制信号Sm的较低值对应于具有较低值Π的频率峰值。信号Sm甚至也可以是二进制信号，“1”表示f2而“0”表示fl。在此情况下，测量信号Sm与激光器电流基本上同相表示物体4朝向激光器移动，而测量信号Sm与激光器电流有基本上180°相位差表示物体4远离激光器移动。作为更高调制频率的结果，激光器温度的调制深度，即|T2-T11，将相对较小。如果这导致出现问题，则可以通过增加激光器电流的调制深度，即|12-11|来增加激光器温度的这种调制深度。如果并不期望这样，则可以实现与现有技术中实现的技术相比更加敏感的不同的信号处理技术。这种不同的信号处理技术的一个示例是正交解调；注意到，如果期望，正交解调也可以应用于现有技术的系统中。在图7中示出了典型的正交解调器70。将输入信号hput(t)提供到两个混合器 71和72，混合器71和72每个分别将输入信号乘以第二和第三信号S2和S3。第二和第三信号通常由本地信号源(未示出)生成，其将径向频率-wm的频率提供为C0S(-wm*t)并且将其90度相移的版本提供为sin(-Wm*t)。混合器的输出通常(但不是必需的)分别由滤波器73和74滤波，以去掉混合过程所不期望的图像。这导致了同相信号I (t)和正交信号Q (t)。以复数记法便利地描述这个过程(对于没有使用滤波器的示例)
因此将实数输入信号转换成复数输出信号。在大多数实际应用中，输入信号^put(t) 的形式是其中wm是载波频率，A(t)是幅度包络而f(t)是信号相位，其中通常df/dt wm。在此情况下承载信号的信息是复数信号A(t)*eXp(i*f(t))。从而解调器的输出信号成为
这是原始输入信号(除了因数0.5以外)加上集中在2*wm周围的高频信号。通常，所示的滤波器用于去掉所不期望的信号，诸如集中在2*wm周围的信号。这导致了输出信号
因此，即使通过仅传输实数信号的信道来传输，也重新获得了原始复数输入信号。
自混合(selfmixing)传感器输出信号是在检测器输出是实数信号的意义上的类似的信号，然而进入激光器腔体引起激光自混合的光反馈信号具有幅度和相位。然而，这种反馈信号的幅度依赖于散射镜的属性，相对于激光器输出的相位，该信号的相位依赖于散射镜的距离、其反射相位和激光波长。以下面的公式对此进行描述
其中L(t)是到散射镜的往返(2倍距离)长度。v(t)是在激光光束的方向上的物体速度。A(t)是当物体移动时散射镜返回至激光器的随时间变化的反射率。r(t)是随时间变化的镜反射相位。lambda(t)是随时间变化的激光波长，其中变化远小于波长自身，以致于
至非�：玫慕疲渲蠭dO是平均波长而dld(t)是波长变化。因此得到
对于v*t L0，即较短的测量区间或激光光束与待测散射镜表面之间较近的恒定距离， 其中入射在表面上的激光光束与该表面具有除90度以外的其他角度，并且该表面在激光光束的方向上具有速度分量v，这可以简化为
其中r，(t)包括恒定因数2*pi*L0/ld0而Nr是在往返长度中光周期的数量Nr=LO/ IdO0注意到，可以通过简单地分析指数中的相位项以及已知dld(t)在该反馈信号中检测 ν的符号。然而，检测器信号不是复数信号，并因此恢复ν的符号变得更困难。
进入正交解调器的自混合检测器信号的形式为
其中r’’ (t)是包括反馈信号相位与自混合检测器信号相位之间的固定相位偏移量的 r’(t)。由于波长调制的相位调制为该信号被提供给正交解调，其中正交解调本地信号 cos(-wm*t)禾口 sin(-wm*t)被选择为cos(-p(t))禾口 sin(-p(t)) 对于激光波长的三角形调制，如利用激光器电流的方波调制所获得的那样，其与选择相同
^ Φ dp/dt : * ijf 1 白勺^> 1 胃 fi(piece—wise constant per modulation segment)。因此解调的信号输出的形式为
其中f(t)=r’’(t)+4pi*v*t/ld0，其为所期望的自混合信号相位，而A(t)为所期望的自混合信号幅度。r’’(t)是自混合信号检测相位，由于漫射镜反射中的斑点而具有较慢的随机变化。速度ν给出了角频率4pi*v/ld0，其为多普勒频率fd=2*v/ld0。因此，输出信号包含了复数自混合信号的描述，然而其也包含了不期望的分量内容P(t)。
一种直接的方法来分离具有ρ (t)的分量是选择0和N*pi之间的三角形(如利用方波激光调制所获得的那样)的和高频的P(t)(其中N是至少为1的整数)。然后 exp (2i*p (t))的平均值为零，并且对于较慢变化的f (t)，可以通过简单的低通滤波器来抑制所不期望的信号分量。应当注意，方波激光调制确实将一个分量增加到A (t)
其中As(t)是未受干扰的自混合信号幅度，而m(t)是方波，其中|m(t) |<<1。对于针对 m(t)的高调制率，可以通过低通滤波容易地去掉该分量。可以将复数输出信号提供给复数傅里叶变换，其能够分别检测正频率和负频率 (不像实数傅里叶变换那样不能在正频率与负频率之间进行区分)。由此，可以在速度ν的正值与负值之间进行区分。甚至未经滤波的输出信号也可以被提供给复数傅里叶变换。在此情况下，由于P (t)和m(t)引起的不期望的信号产物会导致在通常不同于多普勒频率fd 的频率处的光谱峰值，并且具有已知的频率(诸如m(t)及其谐波)和对于fd已知的关系，诸如由于项P(t)在频率fd处的信号的相位调制。例如，对于正弦相位调制p(t)，通过已知的贝塞尔序列来描述fd周围的光谱。因此，即使fd具有与m(t)的频率相同量级或更高的值，也可以对从复数傅里叶变换得到的光谱进行分析来确定频率fd。在一些情况下光谱分析可能是困难的，例如当m(t)的频率和多普勒频率fd —致时，因此测量系统可以适应m(t)的频率作为速度的函数以便覆盖不同的速度范围。随着 m(t)的频率改变，m(t)的幅度也需要改变，以防波长调制的幅度以及因此的ρ (t)的幅度由于激光器的热响应时间恒定而保持为相同的。这可以是优选的以便简化光谱的处理，但这不是必需的。如果P(t)的幅度改变，则这简单地导致可以获知的另一光谱。该光谱的形状实际上可以用于确定相位调制深度(即P(t)的幅度)。这种光谱分析可以是优选的方法以便确定相位调制深度并通过改变方波调制信号m(t)的频率和/或幅度来控制该调制深度达到优选值。应当注意，也可以通过除傅里叶变换以外的其他手段来处理正交解调器的输出信号。例如，可以使用已知的锁频回路或锁相回路设计，当提供正交(I和Q或复数)输入信号时，其也可以在正频率与负频率之间进行区分。这些其他的频率确定方法中的一些要遭受有限的锁定范围，这意味着它们必须转向足够接近频率fd的频率以便能够对其锁定并对其跟踪。为了找到合适的起始值，可以再次使用复数傅里叶变换以支持初始锁定过程并防止可能的锁定丢失。这种系统会提供允许立即锁定频率fd并确定相位调制深度的光谱分析与通过锁频回路或锁相回路的自混合信号相位的长期跟踪的精度的结合的优点。总之，本发明提供了一种用于检测物体4的运动方向的方法，该方法包括步骤 使用具有热响应频率fr的半导体激光器2生成激光器输出光Ll ；
利用调制频率高于所述热响应频率fr并优选地高于所述热响应频率fr的两倍的矩形调制的DC电流I来驱动激光器，以便能够三角形地调制激光器输出光的波长； 将激光器输出光指向物体；
允许反射光L3的一部分与激光器内部的光LO发生干涉； 将激光器光的一部分用作测量光束5 ；
与调制的激光器电流一起分析测量光束5的频谱，以便确定物体4的移动方向。这种测量光束的频谱分析可以通过对激光波长的上调制段和下调制段进行单独的光谱分析来完成，也可以通过分析正交解调信号的频率内容来完成，从而从光谱的其他频率中分辨出对应于物体速度的频率。对于正交解调的情况而言，光谱分析还可以包括检测由于波长调制的自混合信号相位调制深度，并且这可以用于控制对于激光的方波调制信号的频率和/或幅度。虽然已经在附图和上述说明中详细示例并描述了本发明，但对于本领域技术人员来说应当清楚的是，这种示例和说明应当被看作是说明性和示例性的而非限制性的。并没有将本发明限定于所公开的实施例；而是，在如所附权利要求限定的本发明的保护范围之内，许多变形和修改都是可能的。例如，可以将本发明的基本原理应用于对施加有电流的任意半导体主体的温度进行调制。此外，可以将本发明的基本原理应用于对任意半导体激光器的激光波长进行调制。本领域技术人员通过研究附图、公开的内容和所附权利要求，在实践所要求保护的本发明时可以理解并实现对于所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，词语“包括” 并不排除其他元件或步骤，而不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。单一的处理器或其他单元可以满足在权利要求中所叙述的多个项的功能。起码的事实是，在相互不同的从属权利要求中叙述的特定措施并不表示不能使用这些措施的组合以得到益处。可以在适当的介质上存储/分布计算机程序，诸如与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分提供的光存储介质或者固态存储介质，也可以按照其他形式来分布计算机程序，诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被看作是对范围的限制。在上述内容中，已经参考框图对本发明进行了解释，该框图示出了根据本发明的装置的功能块。应当理解，可以在硬件中实现这些功能块中的一个或多个，其中由各个硬件组件来执行这些功能块的功能，也可以在软件中实现这些功能块中的一个或多个，从而由计算机程序的一个或多个程序行或者由诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器等之类的可编程装置来执行这些功能块的功能。
权利要求
1.用于三角形地调制具有热响应频率(fr)的半导体主体(13)的主体温度(T)的方法， 该方法包括步骤生成调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)的两倍的矩形调制的DC电流(I);使得所述电流(I)穿过半导体主体(13)。
2.根据权利要求1的方法，其中半导体主体(13)是激光介质。
3.用于三角形地调制激光器(2)的激光器输出光(Li)的波长的方法，所述激光器(2) 包括具有热响应频率(fr)的半导体激光器主体(13)，该方法包括步骤生成调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)的两倍的矩形调制的DC电流(I);将所述电流(I)作为源电流施加到半导体激光器(2)。
4.用于产生具有三角形调制的波长的激光器输出光(Li)的激光器光源，该光源包括 激光器(2)，其包括具有热响应频率(fr)的半导体激光器主体(13)；可控激光器电流源(51)，用于为激光器(2)提供激光器电流(I)； 控制器(52)，用于控制激光器电流源(51)；其中，将控制器设计为控制激光器电流源，以便生成其输出电流作为调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)的两倍的矩形调制的DC电流(I)。
5.一种用于检测物体(4)的运动方向的方法，该方法包括步骤 使用具有热响应频率(fr)的半导体激光器(2)生成激光器输出光(Li)；利用调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)的两倍的矩形调制的DC电流(I)来驱动激光器，以便三角形地调制激光器输出光的波长； 将激光器输出光指向物体；允许反射光(L3)的一部分与激光器内部的光(LO)发生干涉； 将激光器光的一部分用作测量光束(5)；与调制的激光器电流一起分析测量光束(5)的频谱，以便确定物体(4)的移动方向。
6.根据权利要求5方法，用于检测相对于检测器(1)移动的物体(4)的运动方向，该方法包括步骤提供激光器(2)，其包括半透明前镜(11)、半透明后镜(12)和在所述两个镜之间的、具有热响应频率(fr)的半导体激光器主体(13)；为激光器提供激光器电流(I)，以便在激光器主体(13)内部生成主激光器光(LO)； 允许激光器光的第一部分穿过前镜(11)作为输出激光光束(3); 将输出激光光束(3)指向物体；允许反射光(L3)的至少一部分与激光器主体(13)内部的光(LO)发生干涉； 允许所述激光器光的第二部分穿过后镜(12)作为测量光束(5)； 通过对激光器电流(I)进行调制来三角形地调制输出激光光束(3)的激光器输出光 (Li)的波长；检测测量光束(5)的光(L2)的至少一部分；与调制的激光器电流一起分析所检测的光(L2)的频谱，以便确定物体(4)的移动方向；其中，生成激光器电流(I)作为调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)的两倍的矩形调制的DC电流。
7.根据权利要求5或6的方法，其中通过对激光波长的上调制段和下调制段进行单独的光谱分析来完成对测量光束进行频谱分析的步骤。
8.根据权利要求5或6的方法，其中通过对正交解调的信号的频率内容的分析来完成对测量光束的频谱进行分析的步骤，从而使得从光谱的其他频率中分辨出对应于物体速度的频率。
9.运动检测器(1)，其能够检测相对于该检测器移动的物体(4)的运动方向，该检测器包括激光器(2)，其包括半透明前镜(11)、半透明后镜(12)和在所述两个镜之间的、具有热响应频率(fr)的半导体激光器主体(13)，该激光器被设计为在其前镜(11)处输出具有激光器输出光(Li)的输出激光光束(3)并在其后镜(12)处输出具有测量光(L2)的测量光束(5)，该激光器还被设计为允许反射光(L3)的至少一部分与激光器主体(13)内部的主光 (LO)发生干涉；可控激光器电流源(51)，用于为激光器提供激光器电流(I)，以便在激光器主体(13) 内部生成主激光器光(L0);控制器(52)，用于控制激光器电流源(51)；光检测器(55)，用于检测测量光(L2)的至少一部分，并用于将测量信号(Sm)提供给控制器；其中，将控制器(52)设计为控制激光器电流源(51)，以便生成激光器电流(I)作为调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)的两倍的矩形调制的DC电流，以便三角形地调制激光器输出光(Li)的波长；并且其中，将控制器(52)设计为与调制的激光器电流(I)一起分析所检测的光(L2)的频谱，以便确定物体(4)的移动方向。
10.根据权利要求9的检测器，其中将控制器(52)设计为与激光器电流(I)的相位一起分析测量信号(Sm)。
11.根据权利要求9的检测器，其中将控制器(52)设计为通过对激光波长的上调制段和下调制段进行单独的光谱分析来对所检测的光(L2)的频谱进行分析。
12.根据权利要求9的检测器，还包括正交解调器(70)，该正交解调器(70)接收检测器输出信号并将正交解调的信号提供给控制器(52)，并且其中将控制器(52)设计为通过对正交解调的信号的频率内容进行分析来对所检测的光(L2)的频谱进行分析，从而使得从光谱的其他频率中分辨出对应于物体速度的频率。
全文摘要
本发明公开了一种用于检测物体(4)的运动方向的方法，包括步骤使用具有热响应频率(fr)的半导体激光器(2)生成激光器输出光(L1)；利用调制频率高于所述热响应频率(fr)并且优选地高于所述热响应频率(fr)两倍的矩形调制的DC电流(I)来驱动激光器，以便三角形地调制激光器输出光的波长；将激光器输出光指向物体；允许反射光(L3)的一部分与激光器内部的光(L0)发生干涉；将激光器光的一部分用作测量光束(5)；与调制的激光器电流一起分析测量光束(5)的频谱，以便确定物体(4)的移动方向。
文档编号G01S17/58GK102378953SQ201080014583
公开日2012年3月14日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年3月31日
发明者彭切夫 A., N. 普雷素拉 C., 海因克斯 C., C. 舍曼 M. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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