(57)【要約】【課題】精度の高い測定が可能な計測装置を提供することにある。【解決手段】第１レーザー光を射出する第１半導体レーザーと、第２レーザー光を射出する第２半導体レーザーと、前記第１レーザー光の波長が連続的に単調増加する期間と、前記第１レーザー光の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在するように、前記第１半導体レーザーを動作させる第１駆動部と、前記第２レーザー光の波長の変動の位相と前記第１レーザー光の波長の変動の位相とが、逆位相となるように、前記第２半導体レーザーを動作させる第２駆動部と、を含み、前記第１半導体レーザーおよび前記第２半導体レーザーは、同一基板に設けられている、計測装置。【選択図】図１
2018169196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に照射される第１レーザー光を射出する第１半導体レーザーと、
前記測定対象に照射される第２レーザー光を射出する第２半導体レーザーと、
前記第１レーザー光の波長が連続的に単調増加する期間と、前記第１レーザー光の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在するように、前記第１半導体レーザーを動作させる第１駆動部と、
前記第２レーザー光の波長の変動の位相と前記第１レーザー光の波長の変動の位相とが、逆位相となるように、前記第２半導体レーザーを動作させる第２駆動部と、
前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光と、前記第１レーザー光の前記測定対象からの戻り光と、による自己結合効果によって生じる干渉光に応じた第１ビート信号を含む第１信号を出力する第１検出部と、
前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光と、前記第２レーザー光の前記測定対象からの戻り光と、による自己結合効果によって生じる干渉光に応じた第２ビート信号を含む第２信号を出力する第２検出部と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記測定対象との距離および前記測定対象の速度の少なくとも一方を求める演算部と、
を含み、
前記第１半導体レーザーおよび前記第２半導体レーザーは、同一基板に設けられている、計測装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１検出部は、第１フォトダイオードを有し、
前記第２検出部は、第２フォトダイオードを有し、
前記第１半導体レーザー、前記第２半導体レーザー、前記第１フォトダイオード、および前記第２フォトダイオードは、同一基板に設けられている、計測装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１検出部および前記第２検出部は、共通のフォトダイオードを有し、
前記第１半導体レーザー、前記第２半導体レーザー、および前記共通のフォトダイオードは、同一基板に設けられている、計測装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第１レーザー光および前記第２レーザー光が入射する集光レンズを含む、計測装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１レーザー光の主光線に沿った、前記第１半導体レーザーと前記測定対象との間の距離と、前記第２レーザー光の主光線に沿った、前記第２半導体レーザーと前記測定対象との間の距離とは、等しい、計測装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記第１レーザー光の主光線に沿った、前記第１半導体レーザーと前記測定対象との間の距離と、前記第２レーザー光の主光線に沿った、前記第２半導体レーザーと前記測定対象との間の距離とは、異なっている、計測装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか１項において、
前記第１半導体レーザーと前記集光レンズとの間の前記第１レーザー光の光路上と、前記第２半導体レーザーと前記集光レンズとの間の前記第２レーザー光の光路上と、に跨がるように配置されたビームスプリッターを含み、
前記ビームスプリッターは、前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光の一部を前記第１検出部に向けて反射させ、前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光の一部を前記第２検出部に向けて反射させる、計測装置。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光が入射する第１集光レンズと、
前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光が入射する第２集光レンズと、
を含む、計測装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記第１半導体レーザーと前記第１集光レンズとの間の前記第１レーザー光の光路上と、前記第２半導体レーザーと前記第２集光レンズとの間の前記第２レーザー光の光路上と、に跨がるように配置されたビームスプリッターを含み、
前記ビームスプリッターは、前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光の一部を前記第１検出部に向けて反射させ、前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光の一部を前記第２検出部に向けて反射させる、計測装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、
前記第１半導体レーザーおよび前記第２半導体レーザーは、面発光レーザーである、計測装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の計測装置を含む、プリンター。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の計測装置を含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置、プリンター、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を用いて測定対象との距離や、測定対象の速度を非接触で測定する計測装置として、自己結合効果を用いたものが知られている。自己結合効果とは、光源から測定対象に照射されたレーザー光が散乱して光源に戻ってきた戻り光と光源の出力光との干渉により光源の出力が増減する現象である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光源として、測定対象に第１のレーザー光を放射する第１の半導体レーザーと、測定対象に第１のレーザー光と平行に第２のレーザー光を放射する第２の半導体レーザーと、を備えた計測装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、半導体レーザーのデバイス特性は、使用環境や経時変化により変動する。また、半導体レーザーのデバイス特性は、製造工程に起因するばらつき（製造ばらつき）などで異なる場合がある。
【０００６】
特許文献１の計測装置において、光源として用いられる第１の半導体レーザーと第２の半導体レーザーとのデバイス特性の差が大きい場合、自己結合効果による信号から距離や速度を求める際に誤差が含まれることとなり、高い精度で測定を行うことができない。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、精度の高い測定が可能な計測装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記計測装置を含むプリンターおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る計測装置は、
測定対象に照射される第１レーザー光を射出する第１半導体レーザーと、
前記測定対象に照射される第２レーザー光を射出する第２半導体レーザーと、
前記第１レーザー光の波長が連続的に単調増加する期間と、前記第１レーザー光の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在するように、前記第１半導体レーザーを動作させる第１駆動部と、
前記第２レーザー光の波長の変動の位相と前記第１レーザー光の波長の変動の位相とが、逆位相となるように、前記第２半導体レーザーを動作させる第２駆動部と、
前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光と、前記第１レーザー光の前記測定対象からの戻り光と、による自己結合効果によって生じる干渉光に応じた第１ビート信号を含む第１信号を出力する第１検出部と、
前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光と、前記第２レーザー光の前記測定対象からの戻り光と、による自己結合効果によって生じる干渉光に応じた第２ビート信号を含む第２信号を出力する第２検出部と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記測定対象との距離および前記測定対
象の速度の少なくとも一方を求める演算部と、
を含み、
前記第１半導体レーザーおよび前記第２半導体レーザーは、同一基板に設けられている。
【０００９】
このような計測装置では、第１半導体レーザーと第２半導体レーザーのデバイス特性の差を小さくすることができる。そのため、このような計測装置では、高い精度で測定を行うことができる。
【００１０】
本発明に係る計測装置において、
前記第１検出部は、第１フォトダイオードを有し、
前記第２検出部は、第２フォトダイオードを有し、
前記第１半導体レーザー、前記第２半導体レーザー、前記第１フォトダイオード、および前記第２フォトダイオードは、同一基板に設けられてもよい。
【００１１】
このような計測装置では、装置の小型化を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る計測装置において、
前記第１検出部および前記第２検出部は、共通のフォトダイオードを有し、
前記第１半導体レーザー、前記第２半導体レーザー、および前記共通のフォトダイオードは、同一基板に設けられてもよい。
【００１３】
このような計測装置では、装置の構成を簡略化できる。さらに、このような計測装置では、装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る計測装置において、
前記第１レーザー光および前記第２レーザー光が入射する集光レンズを含んでいてもよい。
【００１５】
このような計測装置では、第１レーザー光および第２レーザー光が入射する集光レンズを有しているため、第１半導体レーザーおよび第２半導体レーザーに対してそれぞれ集光レンズを設ける場合と比べて、集光レンズの口径を大きくすることができる。したがって、測定対象で散乱されたレーザー光を効率よく捕捉でき、第１半導体レーザーに入射する戻り光の光量および第２半導体レーザーに入射する戻り光の光量を増やすことができる。
【００１６】
本発明に係る計測装置において、
前記第１レーザー光の主光線に沿った、前記第１半導体レーザーと前記測定対象との間の距離と、前記第２レーザー光の主光線に沿った、前記第２半導体レーザーと前記測定対象との間の距離とは、等しくてもよい。
【００１７】
このような計測装置では、測定対象との距離や測定対象の速度を求めるための処理を容易化できる。
【００１８】
本発明に係る計測装置において、
前記第１レーザー光の主光線に沿った、前記第１半導体レーザーと前記測定対象との間の距離と、前記第２レーザー光の主光線に沿った、前記第２半導体レーザーと前記測定対象との間の距離とは、異なっていてもよい。
【００１９】
このような計測装置では、第１レーザー光の主光線に沿った、第１半導体レーザーと測定対象との間の距離と、第２レーザー光の主光線に沿った、第２半導体レーザーと測定対
象との間の距離とが等しい場合と比べて、集光レンズに対する第１半導体レーザーおよび第２半導体レーザーの配置の自由度が高い。
【００２０】
本発明に係る計測装置において、
前記第１半導体レーザーと前記集光レンズとの間の前記第１レーザー光の光路上と、前記第２半導体レーザーと前記集光レンズとの間の前記第２レーザー光の光路上と、に跨がるように配置されたビームスプリッターを含み、
前記ビームスプリッターは、前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光の一部を前記第１検出部に向けて反射させ、前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光の一部を前記第２検出部に向けて反射させてもよい。
【００２１】
このようは計測装置では、測定対象に第１レーザー光を照射しつつ第１レーザー光を第１検出部に入射させることができ、かつ、測定対象に第２レーザー光を照射しつつ第２レーザー光を第２検出部に入射させることができる。
【００２２】
本発明に係る計測装置において、
前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光が入射する第１集光レンズと、
前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光が入射する第２集光レンズと、
を含んでいてもよい。
【００２３】
このような計測装置では、高い精度で測定を行うことができる。
【００２４】
本発明に係る計測装置において、
前記第１半導体レーザーと前記第１集光レンズとの間の前記第１レーザー光の光路上と、前記第２半導体レーザーと前記第２集光レンズとの間の前記第２レーザー光の光路上と、に跨がるように配置されたビームスプリッターを含み、
前記ビームスプリッターは、前記第１半導体レーザーから射出された前記第１レーザー光の一部を前記第１検出部に向けて反射させ、前記第２半導体レーザーから射出された前記第２レーザー光の一部を前記第２検出部に向けて反射させてもよい。
【００２５】
このようは計測装置では、測定対象に第１レーザー光を照射しつつ第１レーザー光を第１検出部に入射させることができ、かつ、測定対象に第２レーザー光を照射しつつ第２レーザー光を第２検出部に入射させることができる。
【００２６】
本発明に係る計測装置において、
前記第１半導体レーザーおよび前記第２半導体レーザーは、面発光レーザーであってもよい。
【００２７】
このような計測装置では、装置の小型化を図りつつ、自己結合効果を生じさせることができる。
【００２８】
本発明に係るプリンターは、
上記のいずれかの計測装置を含む。
【００２９】
このようなプリンターでは、精度の高い測定が可能な計測装置を含むことができる。
【００３０】
本発明に係る電子機器は、
上記のいずれかの計測装置を含む。
【００３１】
このような電子機器では、精度の高い測定が可能な計測装置を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図２】自己結合効果を説明するための図。
【図３】第１半導体レーザーの駆動電流を示すグラフ。
【図４】第１レーザー光の波長の時間変化を示すグラフ。
【図５】第１検出部の出力信号を示すグラフ。
【図６】第１ビート信号を示すグラフ。
【図７】自己結合周波数の時間変化を示すグラフ。
【図８】半導体レーザーの駆動電流を示すグラフ。
【図９】自己結合周波数ｆ１、自己結合周波数ｆ２および平均値ｆａを示すグラフ。
【図１０】半導体レーザーおよびフォトダイオードを模式的に示す断面図。
【図１１】第２実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１２】フォトダイオードの出力信号を説明するための図。
【図１３】第３実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１４】第４実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１５】自己結合周波数ｆ１〜ｆ４およびこれらの平均値ｆａを示すグラフ。
【図１６】第５実施形態に係る計測装置の構成を示す図。
【図１７】第６実施形態に係るプリンターの内部の概略構成を示す斜視図。
【図１８】第６実施形態に係るプリンターの内部の概略構成を示す断面図。
【図１９】第７実施形態に係るロボットシステムを模式的に示す図。
【図２０】第８実施形態に係る電子機器の機能ブロック図。
【図２１】電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図。
【図２２】電子機器の一例である腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図。
【図２３】第９実施形態に係る移動体として、自動車を模式的に示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３４】
１．  第１実施形態
１．１．  計測装置の構成
まず、第１実施形態に係る計測装置について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る計測装置１００の構成を示す図である。
【００３５】
計測装置１００は、半導体レーザーの自己結合効果を用いて、測定対象Ｏとの距離Ｄを測定する距離計として機能する。また、計測装置１００は、半導体レーザーの自己結合効果を用いて、測定対象Ｏの速度を求める速度計としても機能する。なお、計測装置１００で測定される測定対象Ｏの速度は、距離Ｄが一定の場合の測定対象Ｏの速度である。計測装置１００を用いることで、測定対象Ｏとの距離Ｄおよび測定対象Ｏの速度の少なくとも一方を測定することができる。
【００３６】
測定対象Ｏとしては、レーザー光を反射し得るものであれば特に限定されず、気体、液体、固体のいずれであってもよい。
【００３７】
計測装置１００は、図１に示すように、第１半導体レーザー１２と、第２半導体レーザー２２と、ビームスプリッター３０と、第１検出部４０と、第２検出部５０と、第１駆動
部６０と、第２駆動部７０と、演算部８０と、を含む。計測装置１００は、さらに、集光レンズ２を含む。
【００３８】
第１半導体レーザー１２は、面発光レーザーである。第１半導体レーザー１２は、例えば、垂直共振器面発光レーザー（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ、ＶＣＳＥＬ）である。垂直共振器面発光レーザーは、モードホップが起こりづらいため、計測装置１００の光源として好ましい。
【００３９】
第２半導体レーザー２２は、面発光レーザーである。第２半導体レーザー２２は、例えば、垂直共振器面発光レーザーである。
【００４０】
第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２は、同一基板（基板１０１）に設けられている。第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２は、例えば、第１半導体レーザー１２と測定対象Ｏとの間の距離（最短距離）と第２半導体レーザー２２と測定対象Ｏとの間の距離（最短距離）とが等しくなるように構成されている。測定対象Ｏとの距離Ｄは、第１半導体レーザー１２（または第２半導体レーザー２２）と、測定対象Ｏと、の間の距離（最短距離）である。
【００４１】
集光レンズ２には、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１および第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２が入射する。すなわち、集光レンズ２は、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２に共通の集光レンズである。
【００４２】
集光レンズ２は、第１レーザー光Ｌ１および第２レーザー光Ｌ２を測定対象Ｏに集光する。集光レンズ２は、第１レーザー光Ｌ１と第２レーザー光Ｌ２とを、測定対象Ｏの互いに異なる位置に集光させる。ここで、光を集光するとは、光を１か所または一方向に集めることをいう。
【００４３】
第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２は、集光レンズ２の光軸ＯＡ外に配置されている。第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２は、例えば、光軸ＯＡに直交する同一面内に配置されている。第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２は、当該面内において光軸ＯＡに関して対称な位置に配置されている。集光レンズ２から射出される第１レーザー光Ｌ１の進行方向および集光レンズ２から射出される第２レーザー光Ｌ２の進行方向は、平行ではない。
【００４４】
第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１および第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２は、交差している。第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１と第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２とは、集光レンズ２の光軸ＯＡに関して対称である。第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１および第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２は、測定対象Ｏに対して傾いている。測定対象Ｏに対する第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１の傾き角の大きさと、測定対象Ｏに対する第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２の傾き角の大きさとは、等しい。第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１に沿った第１半導体レーザー１２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ１と、第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２に沿った第２半導体レーザー２２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ２とは、等しい。なお、主光線とは、光軸ＯＡ外の点から出て光学系の絞りの中心（集光レンズ２の中心）を通る光線である。
【００４５】
集光レンズ２は、測定対象Ｏで散乱された第１レーザー光Ｌ１の一部を捕捉して、第１戻り光Ｒ１として第１半導体レーザー１２に入射させる。集光レンズ２は、同様に、測定対象Ｏで散乱された第２レーザー光Ｌ２の一部を捕捉して、第２戻り光Ｒ２として第２半導体レーザー２２に入射させる。
【００４６】
第１半導体レーザー１２内では、第１レーザー光Ｌ１と第１戻り光Ｒ１とが干渉し、第１レーザー光Ｌ１の出力が増減する現象が生じる。この現象を「自己結合効果」と呼ぶ。同様に、第２半導体レーザー２２内では、第２レーザー光Ｌ２と第２戻り光Ｒ２とが干渉し、第２レーザー光Ｌ２の出力が増減する現象（自己結合効果）が生じる。
【００４７】
第１駆動部６０は、第１半導体レーザー１２を動作させる。第１駆動部６０は、第１半導体レーザー１２を動作させるための駆動信号を出力する。駆動信号は、第１半導体レーザー１２に供給される駆動電流である。
【００４８】
第１駆動部６０は、第１レーザー光Ｌ１の波長が連続的に単調増加する期間と、第１レーザー光Ｌ１の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在するように、第１半導体レーザー１２を動作させる。第１駆動部６０は、例えば、波長が単調増加する期間では、波長が時間に関して一定の変化率で増加するように第１半導体レーザー１２を動作させる。また、第１駆動部６０は、波長が単調減少する期間では、波長が時間に関して一定の変化率で減少するように第１半導体レーザー１２を動作させる。第１レーザー光Ｌ１の波長が連続的に単調増加する期間の長さと第１レーザー光Ｌ１の波長が連続的に単調減少する期間の長さは、等しい。
【００４９】
第２駆動部７０は、第２半導体レーザー２２を動作させる。第２駆動部７０は、第２半導体レーザー２２を動作させるための駆動信号（駆動電流）を出力する。
【００５０】
第２駆動部７０は、第２レーザー光Ｌ２の波長が連続的に単調増加する期間と、第２レーザー光Ｌ２の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在するように、第２半導体レーザー２２を動作させる。第２レーザー光Ｌ２の波長が連続的に単調増加する期間の長さと第２レーザー光Ｌ２の波長が連続的に単調減少する期間の長さは、等しい。第２駆動部７０は、第２レーザー光Ｌ２の波長の変動の位相と第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相とが、逆位相となるように第２半導体レーザー２２を動作させる。すなわち、第２駆動部７０は、第２レーザー光Ｌ２の波長が連続的に単調増加する期間と、第２レーザー光Ｌ２の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在し、かつ、この変動の位相が第１レーザー光Ｌ１の波長の変動と逆位相となるように、第２半導体レーザー２２を動作させる。
【００５１】
ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２と、集光レンズ２と、の間に配置されている。より具体的には、ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２と集光レンズ２との間の第１レーザー光Ｌ１の光路上、および第２半導体レーザー２２と集光レンズ２との間の第２レーザー光Ｌ２の光路上に跨がるように配置されている。なお、２つのビームスプリッターを準備して、第１レーザー光Ｌ１の光路上および第２レーザー光Ｌ２の光路上にそれぞれビームスプリッターを配置してもよい。
【００５２】
ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１の一部を第１検出部４０に向けて反射させる。また、ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１の残りを透過させる。同様に、ビームスプリッター３０は、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２の一部を第２検出部５０に向けて反射させる。また、ビームスプリッター３０は、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２の残りを透過させる。
【００５３】
第１検出部４０は、第１フォトダイオード４２を含んで構成されている。第１検出部４０は、ビームスプリッター３０からの第１レーザー光Ｌ１を受光し、その受光強度に応じ
た電流信号を出力する。したがって、第１検出部４０は、第１レーザー光Ｌ１と第１戻り光Ｒ１とによる自己結合効果によって生じる干渉光（すなわち第１レーザー光Ｌ１と第１戻り光Ｒ１との干渉により強度が増減するビート光である第１レーザー光Ｌ１）に応じた波形（第１ビート信号）を含む電流信号（第１信号）を出力する。第１信号の波形は、第１半導体レーザー１２の駆動電流（駆動信号）と同様な波形と、自己結合効果による第１ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【００５４】
第２検出部５０は、第２フォトダイオード５２を含んで構成されている。第２検出部５０は、ビームスプリッター３０からの第２レーザー光Ｌ２を受光し、その受光強度に応じた電流信号を出力する。したがって、第２検出部５０は、第２レーザー光Ｌ２と第２戻り光Ｒ２とによる自己結合効果によって生じる干渉光（すなわち第２レーザー光Ｌ２と第２戻り光Ｒ２との干渉により強度が増減するビート光である第２レーザー光Ｌ２）に応じた波形（第２ビート信号）を含む電流信号（第２信号）を出力する。第２信号の波形は、第２半導体レーザー２２の駆動電流（駆動信号）と同様な波形と、自己結合効果による第２ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【００５５】
演算部８０は、電流電圧変換回路８２ａ，８２ｂと、フィルター回路８４ａ，８４ｂと、計数回路８６ａ，８６ｂと、演算装置８８と、を有している。
【００５６】
電流電圧変換回路８２ａは、第１検出部４０から出力された電流信号を電圧信号に変換する。これにより、自己結合効果による第１ビート信号を含む電圧信号を得ることができる。この電圧信号は、第１半導体レーザー１２の駆動電流と同様な波形と、第１ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【００５７】
フィルター回路８４ａは、電流電圧変換回路８２ａから出力された電圧信号から、第１半導体レーザー１２の駆動電流と同様な波形成分を除去する。これにより、第１ビート信号を取り出すことができる。
【００５８】
計数回路８６ａは、第１ビート信号のピーク（波）の数を計数する。
【００５９】
電流電圧変換回路８２ｂは、第２検出部５０から出力された電流信号を電圧信号に変換する。これにより、自己結合効果による第２ビート信号を含む電圧信号を得ることができる。この電圧信号は、第２半導体レーザー２２の駆動電流と同様な波形と、第２ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【００６０】
フィルター回路８４ｂは、電流電圧変換回路８２ｂから出力された電圧信号から、第２半導体レーザー２２の駆動電流と同様な波形成分を除去する。これにより、第２ビート信号を取り出すことができる。
【００６１】
計数回路８６ｂは、第２ビート信号のピーク（波）の数を計数する。
【００６２】
演算装置８８は、計数回路８６ａでの計数結果、および計数回路８６ｂでの計数結果に基づいて、距離Ｄ１（または距離Ｄ２、ただし距離Ｄ１＝距離Ｄ２）を算出し、測定対象Ｏとの距離Ｄおよび測定対象Ｏの速度を算出する。演算装置８８は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等により構成され、記憶装置（図示せず）に記憶されている各種プログラムに従って、演算処理を行う。
【００６３】
１．２．  計測装置の測定原理
次に、計測装置１００の測定原理について説明する。図２は、自己結合効果を説明する
ための図である。
【００６４】
第１レーザー光Ｌ１が測定対象Ｏで散乱されて第１半導体レーザー１２に戻ってきた第１戻り光Ｒ１と第１半導体レーザー１２の出力光との干渉により第１レーザー光Ｌ１の出力が増減する（自己結合効果）。
【００６５】
第１半導体レーザー１２では、駆動電流を増やすことにより温度が高くなり共振器長が伸びるため、波長が大きくなる。この現象を利用して、第１半導体レーザー１２の駆動電流の波形を三角波として、第１レーザー光Ｌ１の波長を周期的に変化させる。
【００６６】
図３は、第１半導体レーザー１２の駆動電流を示すグラフである。図３に示すように、第１半導体レーザー１２の駆動電流は、電流が連続的に単調増加する期間と、電流が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在する。電流が単調増加する期間では、電流が時間に関して一定の変化率で増加する。電流が単調減少する期間では、電流が時間に関して一定の変化率で減少する。電流が連続的に単調増加する期間の長さと、電流が連続的に単調減少する期間の長さとは等しい。第１半導体レーザー１２の駆動電流は、例えば三角波である。
【００６７】
第１半導体レーザー１２の駆動電流と第１レーザー光Ｌ１の波長との関係が線形である領域において第１半導体レーザー１２を動作させる場合、第１レーザー光Ｌ１の波長の時間変化の波形は、駆動電流と同様の波形となる。
【００６８】
図４は、第１レーザー光Ｌ１の波長の時間変化を示すグラフである。
【００６９】
第１レーザー光Ｌ１の波長の変動は、図３に示す駆動電流の波形と同様に、波長が連続的に単調増加する期間Ｔ１と、波長が連続的に単調減少する期間Ｔ２と、が繰り返し存在する三角波となる。
【００７０】
第１レーザー光Ｌ１の波長を変動させると、共振条件を満たした場合に、自己結合効果により第１レーザー光Ｌ１の出力が増加する。したがって、図４に示すように第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の波形を三角波とすると、第１レーザー光Ｌ１の出力（強度）が周期的に変化する。そのため、第１検出部４０の出力信号には、共振によるレーザー光の出力の微小な増減であるビート信号（第１ビート信号）が現れる。
【００７１】
図５は、第１検出部４０（第１フォトダイオード４２）の出力信号を示すグラフである。
【００７２】
第１検出部４０の出力信号は、図５に示すように、第１半導体レーザー１２の駆動電流と同様な波形と、第１ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【００７３】
図６は、第１ビート信号を示すグラフである。
【００７４】
第１ビート信号のピーク（自己結合信号）は、上述したように、共振条件を満たした場合の自己結合効果による第１レーザー光Ｌ１の出力の増加により生じる。そのため、第１ビート信号のピーク（自己結合信号）の数は、共振条件を満たした波長の数に対応し、距離Ｄ１が大きいほどその数が増加する。したがって、第１ビート信号のピークの数から距離Ｄ１の測定が可能となる。
【００７５】
ここで、距離Ｄ１を一定とし、第１レーザー光Ｌ１と第１戻り光Ｒ１との干渉が共振条件を満たすときの第１レーザー光Ｌ１の波長を波長λ１および波長λ２とし（図２参照）
、波長λ１から波長λ２へ時間間隔Δｔで変化させたときの、ある時刻（瞬間）の第１レーザー光Ｌ１の自己結合周波数（ビート周波数）ｆｃは、次式（１）で表される。
【００７６】
ｆｃ＝４×Ｄ１×（（１／λ１）−（１／λ２））／Δｔ・・・（１）    
なお、自己結合周波数ｆｃは、ビート信号の周波数である。
【００７７】
第１半導体レーザー１２の駆動電流と発振波長（第１レーザー光Ｌ１の波長）との関係を事前に測定してテーブル等を作成しておくことで、時間間隔Δｔにおける波長λ１および波長λ２を求めることができる。そのため、自己結合周波数ｆｃを測定することで、上記式（１）から距離Ｄ１を算出することができる。
【００７８】
図７は、自己結合周波数の時間変化を示すグラフである。
【００７９】
第１半導体レーザー１２を、図３に示す三角波の駆動電流で動作させた場合、自己結合周波数ｆｃは、駆動電流の波形（三角波）にあわせて、わずかに変動する（ゆらぐ）。第１半導体レーザー１２の発振波長が駆動電流に対して線形に変化する場合でも、波長λ１の逆数１／λ１（波長λ２の逆数１／λ２）は線形に変化しないため、自己結合周波数ｆｃには駆動電流（発振波長）の時間変化に応じた揺らぎが生じる。自己結合周波数ｆｃがゆらぐと、距離Ｄ１の測定精度が悪化してしまう。
【００８０】
このような問題に対して、計測装置１００では、第２半導体レーザー２２から射出される第２レーザー光Ｌ２の波長の変動の位相と、第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相と、が逆位相となるように、第２半導体レーザー２２を動作させる。
【００８１】
図８は、第１半導体レーザー１２の駆動電流Ｉ１と、第２半導体レーザー２２の駆動電流Ｉ２と、を示すグラフである。
【００８２】
図８に示すように、第２半導体レーザー２２の駆動電流Ｉ２は、第１半導体レーザー１２の駆動電流Ｉ１と逆位相とする。これにより、第２レーザー光Ｌ２の波長の変動は、第１レーザー光Ｌ１の波長の変動と逆位相となる。
【００８３】
図９は、第１レーザー光Ｌ１を検出して得られた自己結合周波数ｆ１、第２レーザー光Ｌ２を検出して得られた自己結合周波数ｆ２、およびその平均値ｆａを示すグラフである。
【００８４】
図９に示すように、自己結合周波数ｆ２の揺らぎと自己結合周波数ｆ１の揺らぎとは、逆位相となる。そのため、自己結合周波数ｆ２と自己結合周波数ｆ１との平均値ｆａ（＝（ｆ１＋ｆ２）／２）を計算することで、この揺らぎが低減される。したがって、より精度の高い自己結合周波数が得られる。また、平均値ｆａはどの瞬間でもばらつきが小さいため、任意の時間に測定を行うことが可能となる。
【００８５】
このようにして得られた自己結合周波数から上記式（１）を用いて、距離Ｄ１（または距離Ｄ２）を計算することができる。そして、距離Ｄ１（または距離Ｄ２）から、測定対象Ｏとの距離Ｄを算出することができる。
【００８６】
ここで、測定対象Ｏが動いている場合（ただし距離Ｄは一定）、測定対象Ｏからの戻り光の周波数は、ドップラー効果により僅かに変化する（ドップラーシフト）。ドップラーシフトによる周波数の変化は、測定対象Ｏの速度に比例する。そのため、測定対象Ｏが静止しているときの自己結合周波数と測定対象Ｏが動いているときの自己結合周波数との差
を求めることで、測定対象Ｏの速度を算出することができる。
【００８７】
１．３．  計測装置の動作
次に、計測装置１００の動作について説明する。
【００８８】
第１駆動部６０は、図８に示す駆動電流Ｉ１を第１半導体レーザー１２に供給して、第１レーザー光Ｌ１の波長が連続的に単調増加する期間と、第１レーザー光Ｌ１の波長が連続的に単調減少する期間と、が繰り返し存在するように、第１半導体レーザー１２を動作させる。
【００８９】
第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１は、集光レンズ２で集光されて測定対象Ｏに照射され、測定対象Ｏで散乱される。散乱された第１レーザー光Ｌ１の一部は、第１戻り光Ｒ１として、集光レンズ２を介して第１半導体レーザー１２に入射する。第１半導体レーザー１２内において、第１戻り光Ｒ１と第１レーザー光Ｌ１とが干渉し、第１レーザー光Ｌ１の出力が増減する。第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１の一部は、ビームスプリッター３０によって反射されて第１検出部４０に入射する。
【００９０】
第１検出部４０は、第１レーザー光Ｌ１を受光し、その受光強度に応じた電流信号を出力する（図５参照）。第１検出部４０の出力信号は、第１半導体レーザー１２の駆動電流と同様な波形と、第１ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【００９１】
第１検出部４０から出力された電流信号は、電流電圧変換回路８２ａで電圧信号に変換される。フィルター回路８４ａにより、電流電圧変換回路８２ａから出力された電圧信号から第１半導体レーザー１２の駆動電流と同様な波形成分を除去される。これにより、第１ビート信号が得られる（図６参照）。計数回路８６ａは、時間間隔Δｔで、第１ビート信号のピーク（自己結合信号）の数を数える。
【００９２】
第２駆動部７０は、図８に示す駆動電流Ｉ２を第２半導体レーザー２２に供給して、第２レーザー光Ｌ２の波長の変動の位相と第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相とが逆位相となるように、第２半導体レーザー２２を動作させる。
【００９３】
第２検出部５０、電流電圧変換回路８２ｂ、フィルター回路８４ｂ、および計数回路８６ｂの処理は、それぞれ上述した第１検出部４０、電流電圧変換回路８２ａ、フィルター回路８４ａ、および計数回路８６ａの処理と同様に行われる。
【００９４】
演算装置８８は、計数回路８６ａでの計数結果に基づく自己結合周波数ｆ１と計数回路８６ｂでの計数結果に基づく自己結合周波数ｆ２との平均値ｆａを算出する（図９参照）。そして、この平均値ｆａに基づき距離Ｄ１を算出する。具体的には、演算装置８８は、記憶装置（図示せず）から駆動電流と発振波長との関係を示すテーブルを読み出して波長λ１および波長λ２を求める。そして、上記式（１）に自己結合周波数ｆｃとしての平均値ｆａ、波長λ１、波長λ２、時間間隔Δｔを代入して、距離Ｄ１を算出する。演算装置８８は、記憶装置から測定対象Ｏに対する第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１の傾き角の情報を読み出し、算出された距離Ｄ１から距離Ｄを算出する。
【００９５】
また、演算装置８８では、測定対象Ｏが静止しているときの自己結合周波数（平均値ｆａ）と、測定対象Ｏが動いているときの自己結合周波数（平均値ｆａ）と、を取得する。そして、演算装置８８は、測定対象Ｏが静止しているときの自己結合周波数および測定対象Ｏが動いているときの自己結合周波数に基づいて、測定対象Ｏの速度を算出する。
【００９６】
１．４．  第１半導体レーザー、第２半導体レーザー、第１検出部、および第２検出部の構成
次に、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第１フォトダイオード４２、および第２フォトダイオード５２の構成について説明する。図１０は、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第１フォトダイオード４２、および第２フォトダイオード５２を模式的に示す断面図である。
【００９７】
第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第１フォトダイオード４２、および第２フォトダイオード５２は、図１０に示すように、同一基板（基板１０１）に設けられている。
【００９８】
基板１０１は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ基板である。なお、基板１０１は、ＧａＡｓ基板に限定されず、その他の半導体基板であってもよい。
【００９９】
第１半導体レーザー１２は、基板１０１上に設けられている。第１半導体レーザー１２は、第１ミラー層１０２と、活性層１０３と、第２ミラー層１０４と、電流狭窄層１０５と、コンタクト層１０６と、絶縁層１０７と、第１電極１０８と、第２電極１０９と、を有している。
【０１００】
第１ミラー層１０２は、基板１０１上に設けられている。第１ミラー層１０２は、例えば、ｎ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層とｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とを交互に積層した分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラーである。活性層１０３は、第１ミラー層１０２上に設けられている。活性層１０３は、例えば、ｉ型のＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ層とｉ型のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層とから構成される量子井戸構造を３層重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。第２ミラー層１０４は、活性層１０３上に設けられている。第２ミラー層１０４は、例えば、ｐ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層とｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とが、交互に積層された分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラーである。
【０１０１】
電流狭窄層１０５は、第１ミラー層１０２と第２ミラー層１０４との間に設けられている。電流狭窄層１０５は、開口部が形成された絶縁層である。
【０１０２】
コンタクト層１０６は、第２ミラー層１０４上に設けられている。コンタクト層１０６は、例えば、ｐ型のＧａＡｓ層である。
【０１０３】
第１ミラー層１０２の一部、活性層１０３、第２ミラー層１０４、電流狭窄層１０５、およびコンタクト層１０６は、柱状部を構成している。柱状部の側面は、絶縁層１０７で覆われている。絶縁層１０７は、例えば、ポリイミド樹脂である。
【０１０４】
第１電極１０８は、コンタクト層１０６上に設けられている。第１電極１０８の形状は、リング状である。第２電極１０９は、第１ミラー層１０２上に設けられている。
【０１０５】
第２ミラー層１０４、活性層１０３、および第１ミラー層１０２は、垂直共振器型のｐｉｎダイオードを構成している。第１電極１０８と第２電極１０９との間にｐｉｎダイオードの順方向の電圧を印加すると、活性層１０３において電子と正孔との再結合が起こり、発光が生じる。活性層１０３で発生した光は、第１ミラー層１０２と第２ミラー層１０４との間を往復し（多重反射し）、その際に誘導放出が起こって、強度が増幅される。そして、光利得が光損失を上回ると、レーザー発振が起こり、コンタクト層１０６の上面から、垂直方向に第１レーザー光Ｌ１が射出される。すなわち、第１レーザー光Ｌ１は、基板１０１の上面の垂線方向に射出される。
【０１０６】
第１フォトダイオード４２は、基板１０１上に設けられている。第１フォトダイオード４２は、第１コンタクト層１１０、光吸収層１１２、第２コンタクト層１１４、絶縁層１１５、第３電極１１６、第４電極１１８と、を有している。
【０１０７】
第１コンタクト層１１０は、基板１０１上に設けられている。第１コンタクト層１１０は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層である。光吸収層１１２は、第１コンタクト層１１０上に設けられている。光吸収層１１２は、例えば、ｉ型のＧａＡｓ層である。第２コンタクト層１１４は、光吸収層１１２上に設けられている。第２コンタクト層１１４は、ｐ型のＧａＡｓ層である。
【０１０８】
第１コンタクト層１１０の一部、光吸収層１１２、および第２コンタクト層１１４は、柱状部を構成している。柱状部の側面は、絶縁層１１５で覆われている。絶縁層１１５は、例えば、ポリイミド樹脂である。
【０１０９】
第３電極１１６は、第２コンタクト層１１４上に設けられている。第３電極１１６の形状は、リング状である。第４電極１１８は、第１コンタクト層１１０上に設けられている。
【０１１０】
第１コンタクト層１１０、光吸収層１１２、および第２コンタクト層１１４は、ｐｉｎダイオードを構成している。第２コンタクト層１１４に入射した第１レーザー光Ｌ１は、光吸収層１１２へと入射する。この入射光の一部が光吸収層１１２にて吸収される結果、光吸収層１１２において光励起が生じ、電子および正孔が生じる。そのため、電流の大きさは、光吸収層１１２に入射した光の強度に比例する。すなわち、第１フォトダイオード４２に流れる電流の大きさで第１レーザー光Ｌ１の強度を知ることができる。
【０１１１】
第２半導体レーザー２２の構成は、上述した第１半導体レーザー１２の構成と同じでありその説明を省略する。また、第２フォトダイオード５２の構成は、第１フォトダイオード４２の構成と同じでありその説明を省略する。
【０１１２】
各素子の間には、素子分離部４が設けられている。図示の例では、素子分離部４は、第１半導体レーザー１２と第１フォトダイオード４２との間、第１フォトダイオード４２と第２半導体レーザー２２との間、第２半導体レーザー２２と第２フォトダイオード５２との間にそれぞれ設けられている。素子分離部４は、各素子を電気的に分離している。素子分離部４は、基板１０１に設けられた溝である。
【０１１３】
計測装置１００では、デバイス特性の差が小さい（好ましくはデバイス特性が同じ）第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２と、デバイス特性の差が小さい（好ましくはデバイス特性が同じ）第１フォトダイオード４２および第２フォトダイオード５２を用いる。これにより、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１を第１フォトダイオード４２で検出して得られる信号と、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２を第２フォトダイオード４２で検出して得られる信号とのマッチング（整合性）を良くでき、自己結合周波数ｆ１の揺らぎと自己結合周波数ｆ２の揺らぎをキャンセルすることができる。この結果、高い精度で自己結合周波数を得ることができる。
【０１１４】
ここで、半導体レーザーのデバイス特性は、使用環境や経時変化により変動する。また、半導体レーザーのデバイス特性は、製造工程に起因するばらつき（製造ばらつき）などで異なる場合がある。例えば、製造工程において活性層１０３の厚みにばらつきが生じてしまうと、半導体レーザーのデバイス特性もばらついてしまう。第１半導体レーザー１２
および第２半導体レーザー２２を同一基板に設けることにより、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２の使用環境や経時変化によるデバイス特性の変動の差を小さくできるとともに、製造ばらつきによるデバイス特性の差を小さくすることができる。
【０１１５】
例えば、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間で注入電流と発振波長との関係が異なる場合、第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相と第２レーザー光Ｌ２の波長の変動の位相とが逆位相となるように第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２を制御することは難しい。そのため、自己結合周波数ｆ１の揺らぎと自己結合周波数ｆ２の揺らぎをキャンセルできずに、高い精度で自己結合周波数を得ることができない場合がある。計測装置１００では、上述したように、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２のデバイス特性の差を小さくすることができる。そのため、計測装置１００では、容易に第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相と第２レーザー光Ｌ２の波長の変動の位相とが逆位相となるように第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２を制御することができ、高い精度で自己結合周波数を得ることができる。
【０１１６】
また、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２とが同一基板に設けられている場合でも、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間の距離が大きい場合、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間の距離が小さい場合と比べて、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２のデバイス特性との差が大きくなる。そのため、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間の距離（最短距離）は、２００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。これにより、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２のデバイス特性の差をより小さくできる。
【０１１７】
なお、図示の例では、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間に第１フォトダイオード４２が配置されているが、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２とが隣り合うように配置してもよい。これにより、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間の距離を小さくすることができ、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２のデバイス特性の差をより小さくできる。
【０１１８】
上述した半導体レーザーと同様に、フォトダイオードのデバイス特性は、使用環境や経時変化により変動する。また、フォトダイオードのデバイス特性は、製造工程に起因するばらつき（製造ばらつき）などで異なる場合がある。例えば、製造工程において光吸収層１１２の厚みにばらつきが生じてしまうと、フォトダイオードのデバイス特性もばらついてしまう。第１フォトダイオード４２および第２フォトダイオード５２を同一基板に設けることにより、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２の使用環境や経時変化によるデバイス特性の変動の差を小さくできるとともに、製造ばらつきによるデバイス特性の差を小さくすることができる。
【０１１９】
また、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２とが同一基板に設けられている場合でも、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２との間の距離が大きい場合、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２との間の距離が小さい場合と比べて、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２のデバイス特性の差が大きくなる。図示の例では、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２との間に第２半導体レーザー２２が配置されているが、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２とが隣り合うように配置してもよい。これにより、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２との間の距離を小さくすることができ、第１フォトダイオード４２と第２フォトダイオード５２のデバイス特性の差をより小さくできる。
【０１２０】
１．５．  特徴
計測装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１２１】
計測装置１００では、第１半導体レーザー１２と、第２半導体レーザー２２と、を含み、第２駆動部７０は、第２レーザー光Ｌ２の波長の変動の位相と、第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相と、が逆位相となるように第２半導体レーザー２２を動作させる。そのため、計測装置１００では、自己結合周波数ｆ２の揺らぎと自己結合周波数ｆ１の揺らぎとが、逆位相となる。したがって、計測装置１００では、自己結合周波数ｆ１の揺らぎおよび自己結合周波数ｆ２の揺らぎを打ち消すことができ、自己結合周波数に生じる揺らぎの影響を低減できる。この結果、計測装置１００では、より精度の高い自己結合周波数が得られるため、より精度の高い測定ができる。また、平均値ｆａはどの瞬間でもばらつきが小さいため、任意の時間に測定を行うことが可能となる。
【０１２２】
計測装置１００では、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２が同一基板（基板１０１）に設けられている。そのため、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２のデバイス特性の差を小さくすることができる。
【０１２３】
計測装置１００では、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第１フォトダイオード４２、および第２フォトダイオード５２が同一基板（基板１０１）に設けられている。そのため、計測装置１００では、装置の小型化を図ることができる。
【０１２４】
計測装置１００では、第１レーザー光Ｌ１および第２レーザー光Ｌ２が入射する集光レンズ２を有している。そのため、計測装置１００では、例えば、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２に対してそれぞれ集光レンズを設ける場合と比べて、集光レンズ２として焦点距離が長く口径が大きいレンズを用いることができる。したがって、測定対象Ｏで散乱されたレーザー光を効率よく捕捉でき、第１戻り光Ｒ１の光量および第２戻り光Ｒ２の光量を増やすことができる。この結果、計測装置１００では、第１検出部４０の出力信号に含まれる第１ビート信号のＳＮ比、および第２検出部５０の出力信号に含まれる第２ビート信号のＳＮ比を高めることができる。
【０１２５】
さらに、計測装置２００では、集光レンズ２として焦点距離が長く口径が大きいレンズを用いることができるため、第１半導体レーザー１２と集光レンズ２との間の位置合わせおよび第２半導体レーザー２２と集光レンズ２との間の位置合わせが容易である。上述したように、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２とは同一基板に設けられるため、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２とは近接している。そのため、例えば、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２に対してそれぞれ集光レンズを設ける場合、集光レンズとして焦点距離が短く口径が小さいレンズを用いなければならない。したがって、第１半導体レーザー１２と集光レンズとの間の位置合わせ、および第２半導体レーザー２２と集光レンズとの間の位置合わせに高い精度が要求される。
【０１２６】
計測装置１００では、第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１に沿った、第１半導体レーザー１２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ１と、第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２に沿った、第２半導体レーザー２２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ２とは、等しい。そのため、計測装置１００では、例えば、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが異なる場合と比べて、測定対象Ｏとの距離Ｄや測定対象Ｏの速度を求めるための処理を容易化できる。すなわち、計測装置１００では、演算部８０の処理を容易化できる。
【０１２７】
計測装置１００では、第１半導体レーザー１２と集光レンズ２との間の第１レーザー光Ｌ１の光路上と、第２半導体レーザー２２と集光レンズ２との間の第２レーザー光Ｌ２の光路上と、に跨がるように配置されたビームスプリッター３０を含む。そのため、計測装置１００では、測定対象Ｏに第１レーザー光Ｌ１を照射しつつ第１レーザー光Ｌ１を第１
検出部４０（第１フォトダイオード４２）に入射させることができ、かつ、測定対象Ｏに第２レーザー光Ｌ２を照射しつつ第２レーザー光Ｌ２を第２検出部５０（第２フォトダイオード５２）に入射させることができる。
【０１２８】
計測装置１００では、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２は、面発光レーザーである。そのため、計測装置１００では、装置の小型化を図りつつ、自己結合効果を生じさせることができる。
【０１２９】
２．  第２実施形態
次に、第２実施形態に係る計測装置について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第２実施形態に係る計測装置２００の構成を示す図である。以下、計測装置２００において、上述した計測装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３０】
上述した計測装置１００では、図１に示すように、第１検出部４０は第１フォトダイオード４２を有し、第２検出部５０は第２フォトダイオード５２を有していた。
【０１３１】
これに対して、計測装置２００では、図１１に示すように、第１検出部４０および第２検出部５０は、共通のフォトダイオード２１０を有している。
【０１３２】
計測装置２００では、ビームスプリッター３０が第１レーザー光Ｌ１の一部および第２レーザー光Ｌ２の一部をフォトダイオード２１０に向けて反射させる。フォトダイオード２１０は、ビームスプリッター３０からの第１レーザー光Ｌ１および第２レーザー光Ｌ２を受光し、その受光強度に応じた電流信号を出力する。
【０１３３】
第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、およびフォトダイオード２１０は、同一基板（基板１０１）に設けられている。そのため、装置を小型化することができる。フォトダイオード２１０の構成は、上述した第１フォトダイオード４２の構成と同様でありその説明を省略する。
【０１３４】
図１２は、フォトダイオード２１０の出力信号を説明するための図である。
【０１３５】
フォトダイオード２１０の出力信号は、第１フォトダイオード４２（図１参照）の出力信号Ｉ４２の波形と、第２フォトダイオード５２（図１参照）の出力信号Ｉ５２の波形と、が重畳された波形となる。そのため、第１半導体レーザー１２の駆動電流と同様な波形と第２半導体レーザー２２の駆動電流と同様な波形は、打ち消し合う。さらに、第１レーザー光Ｌ１における自己結合周波数の揺らぎの成分および第２レーザー光Ｌ２における自己結合周波数の揺らぎの成分は打ち消し合う。そのため、自己結合周波数に生じる揺らぎの影響を低減でき、より精度の高い自己結合周波数を得ることができる。
【０１３６】
フォトダイオード２１０の出力信号Ｉ２１０は、第１ビート信号の波形と、第２ビート信号の波形と、が重畳された波形となる。
【０１３７】
演算部８０は、電流電圧変換回路２０２と、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路２０４と、演算装置２０６と、を有している。
【０１３８】
電流電圧変換回路２０２は、フォトダイオード２１０から出力された電流信号を電圧信号に変換する。これにより、第１ビート信号および第２ビート信号を含む電圧信号を得ることができる。
【０１３９】
ＦＦＴ回路２０４は、電流電圧変換回路２０２から出力された電圧信号から、ＦＦＴを利用して第１ビート信号の周波数および第２ビート信号の周波数を測定する。
【０１４０】
演算装置２０６は、ＦＦＴ回路２０４で測定された第１ビート信号の周波数（自己結合周波数ｆ１）および第２ビート信号の周波数（自己結合周波数ｆ２）に基づいて、距離Ｄ１（または距離Ｄ２）を計算し、距離Ｄを算出する。また、演算装置２０６は、測定対象Ｏが静止しているときの自己結合周波数および測定対象Ｏが動いているときの自己結合周波数に基づいて、測定対象Ｏの速度を算出する。
【０１４１】
計測装置２００によれば、上述した計測装置１００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、計測装置２００によれば、第１検出部４０および第２検出部５０は、共通のフォトダイオード２１０を有している。そのため、計測装置２００では、装置の構成を簡略化することができる。
【０１４２】
３．  第３実施形態
次に、第３実施形態に係る計測装置について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第３実施形態に係る計測装置３００の構成を示す図である。以下、計測装置３００において、上述した計測装置１００，２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１４３】
上述した計測装置１００では、図１に示すように、第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１に沿った第１半導体レーザー１２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ１と、第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２に沿った第２半導体レーザー２２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ２とは、等しかった。
【０１４４】
これに対して、計測装置３００では、図１３に示すように、第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１に沿った第１半導体レーザー１２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ１と、第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２に沿った第２半導体レーザー２２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ２とは、異なっている。
【０１４５】
第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１と第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２とは、集光レンズ２の光軸ＯＡに関して対称ではない。測定対象Ｏに対する第１レーザー光Ｌ１の主光線Ｍ１の傾き角の大きさと、測定対象Ｏに対する第２レーザー光Ｌ２の主光線Ｍ２の傾き角の大きさとは、異なっている。
【０１４６】
第１フォトダイオード４２の出力信号および第２フォトダイオード５２の出力信号は、電流電圧変換回路２０２に入力される。そのため、電流電圧変換回路２０２に入力される電流信号は、上述した計測装置２００と同様に、第１ビート信号の波形と第２ビート信号の波形とが重畳された波形となる（図１２参照）。
【０１４７】
計測装置３００において、演算部８０の構成は、計測装置２００と同様である。演算装置２０６では、距離Ｄ１および距離Ｄ２をそれぞれ算出し、距離Ｄ１および距離Ｄ２の少なくとも一方に基づき測定対象Ｏとの距離Ｄを算出する。距離Ｄは、例えば、距離Ｄ１から算出される距離Ｄと距離Ｄ２から算出される距離Ｄとの平均であってよい。また、演算部８０は、測定対象Ｏの速度を算出する。
【０１４８】
なお、図示はしないが、計測装置３００において、上述した図１１に示す計測装置２００と同様に、第１検出部４０および第２検出部５０は共通のフォトダイオード２１０を有していてもよい。
【０１４９】
計測装置３００では、上述した計測装置１００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、計測装置３００では、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが異なる。そのため、計測装置３００では、例えば、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが等しい場合と比べて、集光レンズ２に対する第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２の配置の自由度が高い。
【０１５０】
４．  第４実施形態
次に、第４実施形態に係る計測装置について、図面を参照しながら説明する。図１４は、第４実施形態に係る計測装置４００の構成を示す図である。以下、計測装置４００において、上述した計測装置１００，２００，３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１５１】
上述した計測装置１００では、図１に示すように、２つの半導体レーザー（第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２）を備えていた。
【０１５２】
これに対して、計測装置４００では、図１４に示すように、４つの半導体レーザー（第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２）を備えている。
【０１５３】
計測装置４００は、図１４に示すように、第１半導体レーザー１２と、第２半導体レーザー２２と、第３半導体レーザー４１２と、第４半導体レーザー４２２と、ビームスプリッター３０と、第１検出部４０と、第２検出部５０と、第３検出部４４０と、第４検出部４５０と、第１駆動部６０と、第２駆動部７０と、第３駆動部４６０と、第４駆動部４７０と、演算部８０と、を含む。
【０１５４】
第３半導体レーザー４１２および第４半導体レーザー４２２の構成は、上述した第１半導体レーザー１２と同様である。第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２、第３半導体レーザー４１２から射出された第３レーザー光Ｌ３、および第４レーザー光Ｌ４から射出された第４レーザー光Ｌ４は、集光レンズ２に入射する。すなわち、集光レンズ２は、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２に共通の集光レンズである。
【０１５５】
第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２は、同一基板（基板１０１）に設けられている。なお、図示の例では、便宜上、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２を一列に並べて図示しているが、計測装置４００では、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２は、主光線（図示せず）に沿った半導体レーザーと測定対象Ｏとの間の距離が互いに等しくなるように配置されているものとする。
【０１５６】
第３駆動部４６０は、第３半導体レーザー４１２を動作させる。第３駆動部４６０は、第３レーザー光Ｌ３の波長の変動の位相と第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相とが、９０°ずれるように第３半導体レーザー４１２を動作させる。
【０１５７】
第４駆動部４７０は、第４半導体レーザー４２２を動作させる。第４駆動部４７０は、第４レーザー光Ｌ４の波長の変動の位相と第１レーザー光Ｌ１の波長の変動の位相とが、２７０°ずれるように第４半導体レーザー４２２を動作させる。
【０１５８】
すなわち、計測装置４００では、第１半導体レーザー１２の波長の変動の位相、第２半導体レーザー２２の波長の変動の位相、第３半導体レーザー４１２の波長の変動の位相、
および第４半導体レーザー４２２の波長の変動の位相が、互いに９０°ずれている。
【０１５９】
ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１の一部を第１検出部４０に向けて反射させ、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２の一部を第２検出部５０に向けて反射させる。ビームスプリッター３０は、さらに、第３半導体レーザー４１２から射出された第３レーザー光Ｌ３の一部を第３検出部４４０に向けて反射させ、第４半導体レーザー４２２から射出された第４レーザー光Ｌ４の一部を第４検出部４５０に向けて反射させる。
【０１６０】
第３検出部４４０は、第３フォトダイオード４４２を含んで構成されている。第３検出部４４０は、第３レーザー光Ｌ３と第３戻り光Ｒ３との自己結合効果によって生じる干渉光（すなわち第３レーザー光Ｌ３と第３戻り光Ｒ３との干渉により強度が増減するビート光である第３レーザー光Ｌ３）に応じた波形（第３ビート信号）を含む電流信号（第３信号）を出力する。
【０１６１】
第４検出部４５０は、第４フォトダイオード４５２を含んで構成されている。第４検出部４５０は、第４レーザー光Ｌ４と第４戻り光Ｒ４との自己結合効果によって生じる干渉光（すなわち第４レーザー光Ｌ４と第４戻り光Ｒ４との干渉により強度が増減するビート光である第４レーザー光Ｌ４）に応じた波形（第４ビート信号）を含む電流信号（第４信号）を出力する。
【０１６２】
演算部８０は、電流電圧変換回路８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄと、フィルター回路８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄと、計数回路８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄと、演算装置８８と、を有している。
【０１６３】
電流電圧変換回路８２ｃ、フィルター回路８４ｃ、および計数回路８６ｃは、第３検出部４４０（第３フォトダイオード４４２）の出力信号に対する処理を行う。電流電圧変換回路８２ｄ、フィルター回路８４ｄ、および計数回路８６ｄは、第４検出部４５０（第４フォトダイオード４５２）の出力信号に対する処理を行う。
【０１６４】
演算装置８８は、計数回路８６ａでの計数結果、計数回路８６ｂでの計数結果、計数回路８６ｃでの計数結果、および計数回路８６ｄでの計数結果に基づいて、自己結合周波数を求め、測定対象Ｏとの距離Ｄおよび測定対象Ｏの速度を算出する。
【０１６５】
図１５は、第１レーザー光Ｌ１を検出して得られた自己結合周波数ｆ１、第２レーザー光Ｌ２を検出して得られた自己結合周波数ｆ２、第３レーザー光Ｌ３を検出して得られた自己結合周波数ｆ３、第４レーザー光Ｌ４を検出して得られた自己結合周波数ｆ４、およびこれらの平均値ｆａを示すグラフである。
【０１６６】
図１５に示すように、自己結合周波数ｆ１の揺らぎ、自己結合周波数ｆ２の揺らぎ、自己結合周波数ｆ３の揺らぎ、および自己結合周波数ｆ４の揺らぎは、互いに打ち消し合うため、平均値ｆａ（（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４）／４）では、この揺らぎが低減される。したがって、演算装置８８で平均値ｆａを算出することで、測定精度をより高めることができる。
【０１６７】
上記では、計測装置４００が４つの半導体レーザー（第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２）を有している例について説明したが、４つ以上の半導体レーザーを有していてもよい。例えば、計測装置４００がｎ個の半導体レーザーを有している場合、各半導体レーザーの波長の変動の位相を２π／ｎだけずらせばよい。なお、ｎは、偶数であることが好ましい。ｎを
偶数にした場合、ｎを奇数にした場合に比べて、自己結合周波数の揺らぎの低減効果が大きいためである。
【０１６８】
計測装置４００では、上述した計測装置１００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、計測装置４００では、４つの半導体レーザー（第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２）を有するため、２つの半導体レーザー（第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２、図１参照）を有する場合と比べて、測定精度をより高めることができる。
【０１６９】
なお、図示はしないが、計測装置４００において、第１検出部４０、第２検出部５０、第３検出部４４０、および第４検出部４５０が共通のフォトダイオード２１０（図１１参照）を有していてもよい。
【０１７０】
また、図示はしないが、計測装置４００において、第１半導体レーザー１２、第２半導体レーザー２２、第３半導体レーザー４１２、および第４半導体レーザー４２２が、主光線に沿った半導体レーザーと測定対象Ｏとの間の距離が互いに異なるように配置されていてもよい。
【０１７１】
５．  第５実施形態
次に、第５実施形態に係る計測装置について、図面を参照しながら説明する。図１６は、第５実施形態に係る計測装置４０５の構成を示す図である。以下、計測装置４０５において、上述した計測装置１００，２００，３００，４００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１７２】
上述した計測装置１００は、図１に示すように、第１レーザー光Ｌ１および第２レーザー光Ｌ２が入射する集光レンズ２を有していた。
【０１７３】
これに対して、計測装置４０５は、図１６に示すように、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１が入射する第１集光レンズ２ａと、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２が入射する第２集光レンズ２ｂと、を有している。
【０１７４】
第１集光レンズ２ａは、第１レーザー光Ｌ１を測定対象Ｏに集光する。第１集光レンズ２ａは、第１レーザー光Ｌ１を１か所に集束させてもよいし、第１レーザー光Ｌ１を平行光としてもよい。第１半導体レーザー１２は、第１集光レンズ２ａの光軸ＯＡ１上に配置されている。
【０１７５】
第２集光レンズ２ｂは、第２レーザー光Ｌ２を測定対象Ｏに集光する。第２集光レンズ２ｂは、第２レーザー光Ｌ２を１か所に集束させてもよいし、第２レーザー光Ｌ２を平行光としてもよい。第２半導体レーザー２２は、第２集光レンズ２ｂの光軸ＯＡ２上に配置されている。
【０１７６】
第１集光レンズ２ａの光軸ＯＡ１と第２集光レンズ２ｂの光軸ＯＡ２とは平行である。
【０１７７】
第１集光レンズ２ａから射出される第１レーザー光Ｌ１の進行方向および第２集光レンズ２ｂから射出される第２レーザー光Ｌ２の進行方向は、平行である。第１レーザー光Ｌ１の光軸ＯＡに沿った第１半導体レーザー１２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ１は、距離Ｄと等しい。また、第２レーザー光Ｌ２の光軸ＯＡに沿った第２半導体レーザー２２と測定対象Ｏとの間の距離Ｄ２は、距離Ｄと等しい。
【０１７８】
第１集光レンズ２ａは、測定対象Ｏで散乱された第１レーザー光Ｌ１の一部を捕捉して
、第１戻り光Ｒ１として第２半導体レーザー２２に入射させる。第２集光レンズ２ｂは、測定対象Ｏで散乱された第２レーザー光Ｌ２の一部を捕捉して、第２戻り光Ｒ２として第２半導体レーザー２２に入射させる。
【０１７９】
ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２と第１集光レンズ２ａとの間の第１レーザー光Ｌ１の光路上と、第２半導体レーザー２２と第２集光レンズ２ｂとの間の第２レーザー光Ｌ２の光路上と、に跨がるように配置されている。ビームスプリッター３０は、第１半導体レーザー１２から射出された第１レーザー光Ｌ１の一部を第１検出部４０（第１フォトダイオード４２）に向けて反射させ、第２半導体レーザー２２から射出された第２レーザー光Ｌ２の一部を第２検出部５０（第２フォトダイオード５２）に向けて反射させる。
【０１８０】
計測装置４０５において、演算部８０の構成は、計測装置１００の演算部８０の構成と同じである。なお、計測装置４０５では、距離Ｄ１および距離Ｄ２と、距離Ｄが等しいため、演算装置８８において、距離Ｄ１または距離Ｄ２から距離Ｄを算出する処理が不要である。
【０１８１】
計測装置４０５では、上述した計測装置１００と同様の作用効果を奏することができる。
【０１８２】
さらに、計測装置４０５では、第１集光レンズ２ａと第２集光レンズ２ｂとを有するため、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２の配置の自由度が高い。例えば、第１半導体レーザー１２および第２半導体レーザー２２に共通の集光レンズ２を設ける場合（例えば図１参照）、第１半導体レーザー１２と第２半導体レーザー２２との間の距離は集光レンズ２の大きさによって制限されてしまう。計測装置４０５では、このような制限がない。
【０１８３】
また、計測装置４０５では、ビームスプリッター３０によって、測定対象Ｏに第１レーザー光Ｌ１を照射しつつ第１レーザー光Ｌ１を第１検出部４０に入射させることができ、かつ、測定対象Ｏに第２レーザー光Ｌ２を照射しつつ第２レーザー光Ｌ２を第２検出部５０に入射させることができる。
【０１８４】
なお、図示はしないが、計測装置４０５において、上述した図１１に示す計測装置２００と同様に、第１検出部４０および第２検出部５０が共通のフォトダイオード２１０を有していてもよい。
【０１８５】
６．  第６実施形態
次に、第６実施形態に係るプリンター（液体吐出装置）について、図面を参照しながら説明する。図１７は、第６実施形態に係るプリンター５００の内部の概略構成を示す斜視図である。
【０１８６】
プリンター５００は、本発明に係る計測装置を含む。以下では、プリンター５００が本発明に係る計測装置として、計測装置１００を含む場合について説明する。
【０１８７】
プリンター５００は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインクを吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像（文字、図形等を含む）を印刷するインクジェットプリンターである。
【０１８８】
図１７に示すように、プリンター５００は、移動部材５０２を、主走査方向に移動（往
復動）させる移動機構５０３を備える。
【０１８９】
移動機構５０３は、移動部材５０２の駆動源となるキャリッジモーター５３１と、両端が固定されたキャリッジガイド軸５３２と、キャリッジガイド軸５３２とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター５３１により駆動されるタイミングベルト５３３と、を有している。
【０１９０】
移動部材５０２のキャリッジ５２４は、キャリッジガイド軸５３２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト５３３の一部に固定されている。そのため、キャリッジモーター５３１によりタイミングベルト５３３を正逆走行させると、移動部材５０２がキャリッジガイド軸５３２に案内されて往復動する。
【０１９１】
また、移動部材５０２のうち、印刷媒体Ｐと対向する部分にはヘッドユニット５２０が設けられる。このヘッドユニット５２０は、多数のノズルからインク滴（液滴）を吐出させるためのものであり、フレキシブルケーブル５９０を介して各種の制御信号等が供給される構成となっている。
【０１９２】
プリンター５００は、印刷媒体Ｐを、副走査方向にプラテン５４０上で搬送させる搬送機構５０４を備える。搬送機構５０４は、駆動源である搬送モーター５４１と、搬送モーター５４１により回転して、印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する搬送ローラー５４２と、を備える。
【０１９３】
印刷媒体Ｐが搬送機構５０４によって搬送されたタイミングで、ヘッドユニット５２０が当該印刷媒体Ｐにインク滴を吐出することによって、印刷媒体Ｐの表面に画像が形成される。
【０１９４】
図１８は、プリンター５００の内部の概略構成を示す断面図である。
【０１９５】
移動部材５０２のうち、印刷媒体Ｐと対向する部分には、距離を測定するための距離計として計測装置１００が設けられている。計測装置１００は、印刷媒体Ｐとの距離を測定する。計測装置１００での測定結果は、プリンター５００の制御部（図示せず）に送られ、この測定結果から印刷媒体Ｐの厚みが算出される。制御部は、印刷媒体Ｐの厚みの算出結果に基づき、インク滴を吐出するタイミングを制御する。
【０１９６】
プリンター５００の筐体（図示せず）には、印刷媒体Ｐと対向する位置に、印刷媒体Ｐの送り速度（副走査方向の速度）を測定するための速度計として計測装置１００が設けられている。計測装置１００は、印刷媒体Ｐの送り速度を測定する。計測装置１００での測定結果は、制御部に送られる。制御部は、この測定結果に基づいて、インク滴を吐出するタイミングを制御する。
【０１９７】
７．  第７実施形態
次に、第７実施形態に係るロボットシステムについて、図面を参照しながら説明する。図１９は、第７実施形態に係るロボットシステム６００を模式的に示す図である。
【０１９８】
ロボットシステム６００は、本発明に係る計測装置を含む。以下では、ロボットシステム６００が本発明に係る計測装置として、計測装置１００を含む場合について説明する。
【０１９９】
ロボットシステム６００は、ロボット６０２と、ロボット６０２の作動を制御する制御装置６０４と、を含んで構成されている。このロボットシステム６００は、例えば腕時計や携帯電話のような精密機器やその部品等の「対象物」を製造する製造工程等で用いるこ
とができる。なお、本実施形態では、「対象物」として、平面視で四角形をなす板状の部材である対象物６８０を用いた場合を例に以下説明する。
【０２００】
本実施形態におけるロボット６０２は、対象物６８０に対して吐出物６９０を吐出する作業を行う。
【０２０１】
ロボット６０２は、例えば、６軸の垂直多関節ロボットである。ロボット６０２は、基台６１０と、可動部６２０とを有する。可動部６２０は、基台６１０に接続されたロボットアーム６１２と、ロボットアーム６１２の先端部に設けられた力検出部６１４と、力検出部６１４の先端側に設けられたエンドエフェクターとしてのディスペンサー６１６（吐出部）とを有する。力検出部６１４は、ディスペンサー６１６の先端部に加わる力やモーメントを検出する力検出器である。
【０２０２】
ディスペンサー６１６には、計測装置１００が設けられている。計測装置１００は、対象物６８０までの距離を測定する距離計として機能する。ロボットシステム６００では、例えば、ロボット６０２の作業中に、対象物６８０に対するディスペンサー６１６の先端を、計測装置１００の測定結果に基づき上下方向に移動させることができる。すなわち、ロボットシステム６００では、ロボット６０２の作業中にリアルタイムでディスペンサー６１６の先端の対象物６８０に対する位置のフィードバックを行うことが可能である。これにより、ロボット６０２は、計測装置１００の出力に基づいて、対象物６８０に対して適切な作業を行うことができる。
【０２０３】
８．  第８実施形態
次に、第８実施形態に係る電子機器について図面を参照しながら説明する。本発明に係る計測装置は、上述したプリンター５００およびロボットシステム６００以外の電子機器にも適用可能である。
【０２０４】
図２０は、第８実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。
【０２０５】
電子機器１０００は、本発明に係る計測装置を含む。以下では、本発明に係る計測装置として、計測装置１００を含む場合について説明する。
【０２０６】
電子機器１０００は、さらに、演算処理装置（ＣＰＵ）１０２０、操作部１０３０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５０、通信部１０６０、表示部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図２０の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０２０７】
演算処理装置１０２０は、ＲＯＭ１０４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置１０２０は、計測装置１００の出力信号や、操作部１０３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部１０６０を制御する処理、表示部１０７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
【０２０８】
操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を演算処理装置１０２０に出力する。
【０２０９】
ＲＯＭ１０４０は、演算処理装置１０２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【０２１０】
ＲＡＭ１０５０は、演算処理装置１０２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０４０から読み出されたプログラムやデータ、計測装置１００から入力されたデータ、操作部１０３０から入力されたデータ、演算処理装置１０２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０２１１】
通信部１０６０は、演算処理装置１０２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０２１２】
表示部１０７０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等により構成される表示装置であり、演算処理装置１０２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０２１３】
このような電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０２１４】
図２１は、電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるスマートフォンは、操作部１０３０としてボタンを、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。
【０２１５】
図２２は、電子機器１０００の一例である腕装着型の携帯機器（ウェアラブル機器）の外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるウェアラブル機器は、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０２１６】
また、電子機器１０００である携帯機器は、例えば、ＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置センサーを備え、ユーザーの移動距離や移動軌跡を測定することができる。
【０２１７】
９．  第９実施形態
次に、第９実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。図２３は、第９実施形態に係る移動体１１００として、自動車を模式的に示す上面図である。
【０２１８】
本実施形態に係る移動体は、本発明に係る計測装置を含む。以下では、本発明に係る計測装置として、計測装置１００を含む移動体について説明する。
【０２１９】
計測装置１００は、例えば、移動体１１００の衝突予防装置に組み込まれており、対象物（自動車や障害物など）との距離を測定する距離計として機能する。移動体１１００では、移動中に、計測装置１００の測定結果に基づき、運転手に警告を与えたり、移動体１１００を停止させたりすることができる。
【０２２０】
本実施形態に係る移動体１１００は、さらに、エンジンシステム、ブレーキシステム、
キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー１１２０、コントローラー１１３０、コントローラー１１４０、バッテリー１１５０およびバックアップ用バッテリー１１６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体１１００は、図２３に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０２２１】
このような移動体１１００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０２２２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０２２３】
例えば、上述した第１実施形態では、図１に示すように、第１検出部４０が第１フォトダイオード４２を有している場合について説明したが、第１検出部４０は第１ビート信号を含む信号（第１信号）を出力することができればフォトダイオードに限定されない。例えば、第１検出部４０は、第１半導体レーザー１２の電圧変動を測定することで、第１ビート信号を含む信号を出力してもよい。第２検出部５０についても同様である。また、上述した第４実施形態における第３検出部４４０および第４検出部４５０（図１４参照）についても同様である。
【０２２４】
また、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０２２５】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０２２６】
２…集光レンズ、４…素子分離部、１２…第１半導体レーザー、２２…第２半導体レーザー、３０…ビームスプリッター、４０…第１検出部、４２…第１フォトダイオード、５０…第２検出部、５２…第２フォトダイオード、６０…第１駆動部、７０…第２駆動部、８０…演算部、８２ａ…電流電圧変換回路、８２ｂ…電流電圧変換回路、８２ｃ…電流電圧変換回路、８２ｄ…電流電圧変換回路、８４ａ…フィルター回路、８４ｂ…フィルター回路、８４ｃ…フィルター回路、８４ｄ…フィルター回路、８６ａ…計数回路、８６ｂ…計数回路、８６ｃ…計数回路、８６ｄ…計数回路、８８…演算装置、１００…計測装置、１０１…基板、１０２…第１ミラー層、１０３…活性層、１０４…第２ミラー層、１０５…電流狭窄層、１０６…コンタクト層、１０７…絶縁層、１０８…第１電極、１０９…第２電極、１１０…第１コンタクト層、１１２…光吸収層、１１４…第２コンタクト層、１１５…絶縁層、１１６…第３電極、１１８…第４電極、２００…計測装置、２０２…電流電圧変換回路、２０４…ＦＦＴ回路、２０６…演算装置、２１０…フォトダイオード、３００…計測装置、４００…計測装置、４０５…計測装置、４１２…第３半導体レーザー、４２２…第４半導体レーザー、４４０…第３検出部、４４２…第３フォトダイオード、４５０…第４検出部、４５２…第４フォトダイオード、４６０…第３駆動部、４７０…第４駆動部、５００…プリンター、５０２…移動部材、５０３…移動機構、５０４…搬送機構、５２０…ヘッドユニット、５２４…キャリッジ、５３１…キャリッジモーター、５３２…キャリッジガイド軸、５３３…タイミングベルト、５４０…プラテン、５４１…搬送モー
ター、５４２…搬送ローラー、５９０…フレキシブルケーブル、６００…ロボットシステム、６０２…ロボット、６０４…制御装置、６１０…基台、６１２…ロボットアーム、６１４…力検出部、６１６…ディスペンサー、６２０…可動部、６８０…対象物、６９０…吐出物、１０００…電子機器、１０２０…演算処理装置、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭ、１０５０…ＲＡＭ、１０６０…通信部、１０７０…表示部、１１００…移動体、１１２０…コントローラー、１１３０…コントローラー、１１４０…コントローラー、１１５０…バッテリー、１１６０…バックアップ用バッテリー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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