JPH0216964B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、空間フイルタを用いて移動物体の
移動量を測定するための空間フイルタ検出器に関
する。

空間フイルタを用いて、移動物体の速度を非接
触式に測定する方法は既に知られている。かかる
空間フイルタによる測定方法は、移動物体がその
表面に自然に備えている不規則なむらを放射、反
射あるいは透過を利用して光学的に観測し、得ら
れた不規則信号に空間的な信号処理を行ない、周
波数の形式で移動物体の速度を計測するものであ
る。

このような測定に用いる空間フイルタは第１図
及び第２図に示すように、スリツト状の光電変換
素子（たとえば太陽電池）２を平面内に一定間隔
に数十〜数百個配列したものであつて、光電変換
素子２の並置が被測定対象である移動物体３の移
動方向と一致するように空間フイルタ１を配置
し、光学系４により移動物体３の像が空間フイル
タ１面上に結像するようにする。この場合、移動
物体３を照射する光源は、その近傍に別置きとし
て設けられている。移動物体の表面に存在する模
様、光沢差、汚れ、傷などのむらに対し、空間フ
イルタ１は一種のフイルタ作用を行ない、むらの
周波数（いわゆる空間周波数）分布に関しある特
定の空間周波数のところに急峻な選択特性を有す
る。この空間フイルタ１の出力は、高周波ノイズ
を除去するための低域フイルタ５、信号増幅を行
なう増幅器６を介して周波数測定器７に接続さ
れ、その周波数ｆが測定される。

ここで、光学系４の倍率をｍ、空間フイルタ２
を構成する光電変換素子２の間隔をｐ、空間フイ
ルタ１上の移動物体３の投影速度をV′とすると、 V′＝Ｐ・ｆ ………(1) が成立し、移動物体３の速度Ｖが Ｖ＝１／ｍ・V′ ………(2) で表わされることから、測定対象たる移動物体３
の速度Ｖは次の(3)式で表わされることになる。

Ｖ＝１／ｍ・ｐ・ｆ ………(3) 実際の空間フイルタ１においては、信号処理を
容易にするため、第２図に示すように光電変換素
子２の出力を１個おきに加え合せて２本の出力線
を取出し、これらの信号を差動的に出力するよう
に結線している。なお、この場合、上記(3)式の光
電変換素子２の実質的間隔ｐは、同極同志の間隔
となる。このようにして、パワースペクトル密度
関数において一般的に認められる周波数０付近の
ピークに相当する緩慢でかつレベルの高い低周波
成分を除去し、この低周波成分に重畳しているレ
ベルの比較的低い速度情報を有する周波数成分が
明瞭に抽出可能となる。なお、被測定体が静止
し、空間フイルタ１等の測定機器が移動する場合
でも、その相対速度の測定は上述の原理により可
能であり、ここではこのような場合にも被測定体
を移動物体と称する。

このように従来の測定装置では、移動物体に空
間フイルタとは隔離された光源から光を照射し、
移動物体を透過ないしは反射した光を光学系を介
して空間フイルタに入射するようにしているの
で、光源と空間フイルタとが別置きとなつてお
り、装置が複雑かつ大型化してしまうと共に、測
定作業が煩雑になるといつた欠点があつた。よつ
て、この発明の目的は、光源と空間フイルタとを
一体化すると共に、光学系をなくすことにより、
小型で測定も簡便な空間フイルタ検出器を提供す
ることにある。

以下にこの発明を説明する。

この発明は、空間フイルタの原理を用いて移動
物体の速度等を測定するための空間フイルタ検出
器に関するもので、第３図に示すように長形状の
発光部１１と長形状の受光部１２とを交互に複数
個配列して、この配列により発受光部が一体化さ
れた空間フイルタを形成するようにしたものであ
る。このような空間フイルタ検出器１０は、第２
図に示す従来の空間フイルタ１の光電変換素子２
の各ギヤツプ間に、発光ダイオード等の発光素子
を埋設することによつても得られる。このように
発光部１１と受光部１２とを交互に縦縞状に配列
することにより、発光部１１から照射された光は
空間フイルタ検出器１０の表面に対向して平行移
動する移動物体面で散乱され、その散乱光が受光
部１２に入射されることにより、前述したと同様
な空間フイルタを光学系を用いることなく、かつ
一体化して形成することができる。

第４図はこの発明による空間フイルタ検出器１
０を用いて、空間フイルタ検出器１０の表面に対
向して平行移動する移動物体１３の移動速度Ｖを
測定する様子を示すものであり、空間フイルタ検
出器１０の各発光部１１から発光照射された光１
４は移動物体１３の表面で乱反射され、その反射
光が空間フイルタ検出器１０に設けられている各
受光部１２に入力する。ここに、受光部には同間
隔スリツト状に配列されていので、前述と同様に
受光部１２からの周波数信号ｆを周波数測定器に
よつて積算することにより、移動物体１３の移動
速度Ｖを測定することが可能である。

なお、発光部は必らずしも規則正しく配列され
ている必要はなく、移動物体の表面を全体的に照
射できるようになつていれば良い。また、受光部
の形状も長形状である必要はなく、円形状や方形
状でも良く規則正しく周期的に配列されていれば
良い。

また、第５図に示すように１対の発光素子２１
及び発光素子２２を一体的に具備して成る光学セ
ンサ２０が知られており、この光学センサ２０を
第６図に示すように縦列及び横列にそれぞれ規則
正しく多数個整列させることにより、各光学セン
サ２０の発光素子２１による縦方向の長形状の発
光部と、受光素子２２による縦方向の長形状の受
光部とを交互に形成することができる。これら各
光学センサ２０の発光素子２１を発光させると共
に、その表面に対向して平行移動する移動物体の
表面からの反射光を各受光素子２２で受光するよ
うにすれば、各受光素子２２の各列が空間フイル
タを形成しているので、前述と同様な速度の測定
が可能である。

なお、この場合にも発光素子２１及び受光素子
２２の形状は任意であり、円形等の形をしていて
も良い。

以上のようにこの発明による空間フイルタ検出
器によれば、発光部と受光部とが一体的に構成さ
れており、小型で持運びに便利な構造となる。ま
た、受光部と受光部とが一体的になつているの
で、簡便な測定作業によつて移動物体の速度を測
定することができる。

なお、移動物体としては鉄鋼、フイルム、紙な
どの長尺物、自動車や鉄道車輛等の対地物、水や
汚水等の流体物その他が考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空間フイルタによる移動物体の
測定方法を説明するための図、第２図は従来の空
間フイルタの一例を示す回路構成図、第３図はこ
の発明による空間フイルタ検出器の一実施例を示
す斜視図、第４図はその測定方法を説明するため
の図、第５図はこの発明の他の例に用いる光学セ
ンサーの一例を示す斜視図、第６図は光学センサ
を用いて構成したこの発明による空間フイルタ検
出器の例を示す斜視図である。 １……空間フイルタ、２……光電変換素子、３
……移動物体、４……レンズ系、５……ローパス
フイルタ、６……増幅器、７……周波数測定器、
１０……空間フイルタ検出器、１１……発光部、
１２……受光部、２０……光学センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光部と周期的に配列された受光部とを一体
   的に構して成ることを特徴とする空間フイルタ検
   出器。 ２ 発光素子及び受光素子を具備して成る光学セ
   ンサを、縦列及び横列に整列して成ることを特徴
   とする空間フイルタ検出器。