[发明专利]使用单个自混合激光器测量对象和光学输入设备的二维相对运动的方法

权利要求书

1.一种确定输入设备和对象(15)沿横穿作用平面的测量轴相 对于彼此的运动和/或距离的方法，该方法包括步骤：向激光设备(3) 提供已调制的驱动电流并且使用从所述激光设备(3)的激光腔发射 的测量激光束(13)照射对象表面，所述测量激光束被对象表面反射 和/或散射，并重新进入所述激光腔；生成代表激光腔操作中的变化 的测量信号，所述变化归因于重新进入所述激光腔的测量束辐射和所 述激光腔中的光波之间的干涉，并且代表了沿所述测量轴的所述运 动，而且所述测量信号在其每个周期中都包括上升部分和下降部分， 在所述部分上叠加了具有偏移频率的波动，该方法还包括：通过对所 述测量信号的上升部分和下降部分的所述偏移频率进行求和来确定 所述对象(15)和所述输入设备沿所述测量轴相对于彼此的距离和/ 或运动，并生成代表所述距离和/或运动的电信号。

2.如权利要求1所述的方法，包括根据对所述测量信号的上升 和下降部分的所述偏移频率的求和结果来确定所述输入设备是否与 所述作用平面相距一定距离，如果不是，则使用所述测量信号的参数 来测量所述输入设备和对象(15)沿所述作用平面中的测量轴相对于 彼此的运动速度和/或方向。

3.如权利要求1所述的方法，其中对象(15)和输入设备沿所 述作用平面中的测量轴相对于彼此的运动速度和/或方向是通过确定 测量信号的各自上升和下降斜坡上的偏移频率之差来确定的，其中该 结果的值代表了运动速度，而且该结果的符号代表了运动方向。

4.如权利要求3所述的方法，其中以已知的时间间隔测量所述 对象(15)距离所述作用平面的距离，以便确定所述对象(15)和输 入设备沿横穿所述作用平面的测量轴相对于彼此的运动速度，并且从 而补偿其对沿所述作用平面中的所述测量轴的所述运动速度和/或方 向的确定的贡献。

5.如权利要求1所述的方法，其中根据所述测量信号的上升和 下降部分各自的偏移频率之和来获得与所述激光设备(3)和所述对 象(15)之间沿所述横穿作用平面的测量轴的绝对距离有关的数据。

6.如权利要求1所述的方法，包括监视所述测量信号的各自上 升和下降斜坡的所述偏移频率之和，并且根据其中的任何变化来确定 所述对象(15)和所述输入设备之间沿横穿作用平面的测量轴的相对 距离中的变化。

7.如权利要求6所述的方法，其中与预定时间间隔相关地来确 定和监视所述偏移频率的所述和中的任何变化，以便确定对象(15) 和输入设备沿横穿作用平面的测量轴相对于彼此的任何运动的速度。

8.如权利要求1所述的方法，还包括：通过确定测量信号周期 中对应事件的相差来确定所述输入设备沿横穿作用平面的测量轴相 对于所述对象(15)的距离和/或运动，其中所述事件的周期性优选 地大于所述测量信号的上升和下降部分的周期性。

9.一种光学模块，用于执行确定输入设备和对象(15)沿横穿 作用平面的测量轴相对于彼此的运动和/或距离的方法，该模块包括： 具有激光腔的激光设备(3)；用于向所述激光设备提供已调制驱动 电流并且使用从所述激光设备(3)的激光腔发射的测量激光束(13) 照射对象表面的装置；检测器装置(4)，用于生成代表激光腔操作 中的变化的测量信号，所述变化归因于重新进入所述激光腔的测量束 辐射和所述激光腔内的光波的激光自混合干涉，并且代表了沿所述测 量轴的所述相对运动和/或距离，而且所述测量信号在其每个周期中 都包括上升部分和下降部分，并在所述部分上叠加了具有偏移频率的 波动，该模块还包括电子处理装置(18)，用于通过对所述测量信号 的上升部分和下降部分的所述偏移频率进行求和来确定所述对象 (15)和所述输入设备沿所述测量轴相对于彼此的距离和/或运动， 并且生成代表所述距离和/或运动的电信号。