JPH0665992B2 - 光学式速度検出装置 - Google Patents
光学式速度検出装置Info
- Publication number
- JPH0665992B2 JPH0665992B2 JP3249585A JP3249585A JPH0665992B2 JP H0665992 B2 JPH0665992 B2 JP H0665992B2 JP 3249585 A JP3249585 A JP 3249585A JP 3249585 A JP3249585 A JP 3249585A JP H0665992 B2 JPH0665992 B2 JP H0665992B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodetector
- optical
- strip
- optical element
- imaging lens
- Prior art date
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- Expired - Fee Related
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、結像レンズ，二重平行四辺形の絞りをもつ短
冊状光検出器，差動増幅器等を用いて路面上の自動車移
動速度等の相対速度を測定する際に生ずる空間周波数の
サイドロープを取り除いて測定精度の向上を図るもの
で、そのため、光検出器の短冊状の並びの方向と直角方
向に像をデフオーカスさせる光学素子を結像レンズの近
傍に配設すするものである。
冊状光検出器，差動増幅器等を用いて路面上の自動車移
動速度等の相対速度を測定する際に生ずる空間周波数の
サイドロープを取り除いて測定精度の向上を図るもの
で、そのため、光検出器の短冊状の並びの方向と直角方
向に像をデフオーカスさせる光学素子を結像レンズの近
傍に配設すするものである。
本発明は路面上の自動車移動速度等の相対速度を検出す
るのに用いられる光学式速度検出装置に関するものであ
る。
るのに用いられる光学式速度検出装置に関するものであ
る。
この種の光学式速度検出装置に従来用いられている空間
周波数領域での狭帯域通過フイルタ（光検出器）の例を
第９図及び第10図に示す。第９図の光検出器１は光検出
面が長方形短冊状のもので、第10図の光検出器２は光検
出面が二重平行四辺形の絞りをもつ短冊状のものであ
り、これらは特開昭57−154220号公報に示されている。
これらの光検出器を用いた光学式速度検出装置の概要を
光検出器１を例にとり示したものが第11図である。図
中、３は結像レンズ、４は差動増幅器、５は増幅回路、
６は周波数測定回路で、これらは光検出器１とともに速
度検出装置を構成する。７は自動車が矢印Ａ方向に移動
する道路である。光検出器１には矢印Ａ方向に隣接して
複数個の光検出素子D1,D2,D3,……,D12が設けられてい
る。この内、光検出素子D1,D3,D5,D7,D9,D11はライン８
を介し差動増幅器４に接続され、光検出素子D2,D4,…
…,D12はライン９を介し差動増幅器４に接続されてい
る。各光検出素子の検出面には、道路７の路面10が結像
され、これによるライン8,9の出力は差動増幅器４に与
えられる。差動増幅器４は、ライン8,9の出力信号のレ
ベル差に相当する信号を増幅回路５に与え、該増幅回路
５からの出力の周波数は、周波数測定回路６で測定され
る。この周波数は、自動車の矢印Ａ方向の移動速度に対
応している。なお、増幅回路５は直流成分を遮断する結
合用のコンデンサ11を備えており、該増幅回路５の入力
インピーダンスは、コンデンサ11と、等価的に示された
抵抗12とによつて構成される。この場合、道路７上に白
色等の交通表示部13が表示されていると、この表示部13
が検出されたときに、光検出器１から導出される直流成
分によつて周波数の検出精度が低下し、速度の検出が困
難になる。この問題は光検出器２を使用することにより
解決することができ、このことは前述の特開昭57−1542
20号公報に詳しく述べられている。第12図は光検出器１
の伝達特性（２次元）を、第13図は光検出器２の伝達特
性（２次元）をそれぞれ示し、第14図は実際に信号とし
て出てくるｘ方向（第11図のＡ方向）の伝達特性を示
す。第14図の実線のサイドローブは光検出器１の場合の
もので、点線のサイドローブは光検出器２の場合のもの
である。
周波数領域での狭帯域通過フイルタ（光検出器）の例を
第９図及び第10図に示す。第９図の光検出器１は光検出
面が長方形短冊状のもので、第10図の光検出器２は光検
出面が二重平行四辺形の絞りをもつ短冊状のものであ
り、これらは特開昭57−154220号公報に示されている。
これらの光検出器を用いた光学式速度検出装置の概要を
光検出器１を例にとり示したものが第11図である。図
中、３は結像レンズ、４は差動増幅器、５は増幅回路、
６は周波数測定回路で、これらは光検出器１とともに速
度検出装置を構成する。７は自動車が矢印Ａ方向に移動
する道路である。光検出器１には矢印Ａ方向に隣接して
複数個の光検出素子D1,D2,D3,……,D12が設けられてい
る。この内、光検出素子D1,D3,D5,D7,D9,D11はライン８
を介し差動増幅器４に接続され、光検出素子D2,D4,…
…,D12はライン９を介し差動増幅器４に接続されてい
る。各光検出素子の検出面には、道路７の路面10が結像
され、これによるライン8,9の出力は差動増幅器４に与
えられる。差動増幅器４は、ライン8,9の出力信号のレ
ベル差に相当する信号を増幅回路５に与え、該増幅回路
５からの出力の周波数は、周波数測定回路６で測定され
る。この周波数は、自動車の矢印Ａ方向の移動速度に対
応している。なお、増幅回路５は直流成分を遮断する結
合用のコンデンサ11を備えており、該増幅回路５の入力
インピーダンスは、コンデンサ11と、等価的に示された
抵抗12とによつて構成される。この場合、道路７上に白
色等の交通表示部13が表示されていると、この表示部13
が検出されたときに、光検出器１から導出される直流成
分によつて周波数の検出精度が低下し、速度の検出が困
難になる。この問題は光検出器２を使用することにより
解決することができ、このことは前述の特開昭57−1542
20号公報に詳しく述べられている。第12図は光検出器１
の伝達特性（２次元）を、第13図は光検出器２の伝達特
性（２次元）をそれぞれ示し、第14図は実際に信号とし
て出てくるｘ方向（第11図のＡ方向）の伝達特性を示
す。第14図の実線のサイドローブは光検出器１の場合の
もので、点線のサイドローブは光検出器２の場合のもの
である。
このように二重平行四辺形短冊状光検出器が検出精度向
上の面で効果を有してはいるにしても、光検出器だけで
は、中心空間周波数を含むメインローブのすぐ隣りのサ
イドローブを０にすることはできず（第14図参照）、こ
れが精度低下の原因となつていた。
上の面で効果を有してはいるにしても、光検出器だけで
は、中心空間周波数を含むメインローブのすぐ隣りのサ
イドローブを０にすることはできず（第14図参照）、こ
れが精度低下の原因となつていた。
本発明は、上述の問題点を解決することのできる光学式
速度検出装置を提供するもので、第１図に示すように、
光検出器２の短冊状の並びの方向と垂直方向に像をデフ
オーカスさせる光学素子21を結像レンズ３の近傍に配設
したことを特徴としている。
速度検出装置を提供するもので、第１図に示すように、
光検出器２の短冊状の並びの方向と垂直方向に像をデフ
オーカスさせる光学素子21を結像レンズ３の近傍に配設
したことを特徴としている。
結像レンズの近傍に設けられた光学素子はｘ方向と垂直
なｙ方向にのみローパスフイルタとして働くため、従来
測定精度の原因となつていたサイドローブを取り除くこ
とが可能である。
なｙ方向にのみローパスフイルタとして働くため、従来
測定精度の原因となつていたサイドローブを取り除くこ
とが可能である。
以下、第１図乃至第８図に関連して本発明の実施例を説
明する。
明する。
第11図に示したような測定系全体のｘ方向の伝達関数は
次式で表わされる。
次式で表わされる。
Ｅ（kx）＝Ｃ∫Ｒ（kx,ky）Ｐ（kx,ky）Ｉ（kx,ky）dky
……（１） 但し、Ｒ（kx,ky）；光検出器の伝達関数 Ｐ（kx,ky）；結像レンズの伝達関数 Ｉ（kx,ky）；対象物の輝度の空間周波数 kx,ky;x方向,y方向の空間周波数 C;常数 ここで、Ｉ（kx,ky）は対象物固有の関数であり、問題
解決の対象とはならないが、Ｒ（kx,ky）とＰ（kx,ky）
は装置側の関数である。そして、従来はＲ（kx,ky）の
みに着目したものしかなかつた。本発明はレンズの伝達
関数Ｐ（kx,ky）に着眼したものである。
……（１） 但し、Ｒ（kx,ky）；光検出器の伝達関数 Ｐ（kx,ky）；結像レンズの伝達関数 Ｉ（kx,ky）；対象物の輝度の空間周波数 kx,ky;x方向,y方向の空間周波数 C;常数 ここで、Ｉ（kx,ky）は対象物固有の関数であり、問題
解決の対象とはならないが、Ｒ（kx,ky）とＰ（kx,ky）
は装置側の関数である。そして、従来はＲ（kx,ky）の
みに着目したものしかなかつた。本発明はレンズの伝達
関数Ｐ（kx,ky）に着眼したものである。
このＰ（kx,ky）は、レンズの点像強度分布ｐ（x,y）の
フーリエ変換であることから、次式で表わされる。
フーリエ変換であることから、次式で表わされる。
従つて、 Ｐ（kx,ky）＝０ （ky≠０） ＝Ｐ（KX） （ky＝０） となるような点像ｐ（x,y）を形成すれば問題が解決さ
れることになる。このことは、ｙ方向についてのみロー
パスフイルタとして働く光学素子をレンズ系に用いれば
良いことを意味している。一方向にのみローパス特性を
示す（像をデフオーカスさせる）光学素子としては、一
次元回折格子，プリズム，シリンドリカルレンズ等があ
る。
れることになる。このことは、ｙ方向についてのみロー
パスフイルタとして働く光学素子をレンズ系に用いれば
良いことを意味している。一方向にのみローパス特性を
示す（像をデフオーカスさせる）光学素子としては、一
次元回折格子，プリズム，シリンドリカルレンズ等があ
る。
本発明は、この光学素子と二重平行四辺形光検出器との
組み合せにより測定精度向上を図るもので、その要部構
成を第１図に示す。図中、21はシリンドリカルレンズ
で、その他の従来と同一構成の部材は従来と同一符号で
表わしている。
組み合せにより測定精度向上を図るもので、その要部構
成を第１図に示す。図中、21はシリンドリカルレンズ
で、その他の従来と同一構成の部材は従来と同一符号で
表わしている。
シリンドリカルレンズ21は、第２図に詳細を示す形状を
有し、レンズ３と光検出器２の間でレンズ３の近傍に配
設されている。このシリンドリカルレンズ21の伝達特性
Ｐ（kx,ky）は第３図に示す通りで、第13図に示した光
検出器２の伝達特性のうち、ky方向の一つ目のピークky
＝１／Ｂより低域側にカツトオフ周波数を持つている。
このシリンドリカルレンズ21を設けた測定系全体のｘ方
向の伝達特性は、第13図に示したＲ（kx,ky）と第３図
に示したＰ（kx,ky）を掛け算したもので、第４図のよ
うになり、メインローブだけの優れた（サイドローブが
取り除かれた）狭帯域特性を持つている。
有し、レンズ３と光検出器２の間でレンズ３の近傍に配
設されている。このシリンドリカルレンズ21の伝達特性
Ｐ（kx,ky）は第３図に示す通りで、第13図に示した光
検出器２の伝達特性のうち、ky方向の一つ目のピークky
＝１／Ｂより低域側にカツトオフ周波数を持つている。
このシリンドリカルレンズ21を設けた測定系全体のｘ方
向の伝達特性は、第13図に示したＲ（kx,ky）と第３図
に示したＰ（kx,ky）を掛け算したもので、第４図のよ
うになり、メインローブだけの優れた（サイドローブが
取り除かれた）狭帯域特性を持つている。
光学素子としては、シリンドリカルレンズ21の他に、第
５図に示す１次元回折格子22,及び第７図に示すプリズ
ム23等が用いられる。１次元回折格子23の伝達特性は第
６図に示す通りで、プリズム23の伝達特性は第８図に示
す通りであり、いずれの場合もシリンドリカルレンズ21
の場合と同様の効果が得られる。
５図に示す１次元回折格子22,及び第７図に示すプリズ
ム23等が用いられる。１次元回折格子23の伝達特性は第
６図に示す通りで、プリズム23の伝達特性は第８図に示
す通りであり、いずれの場合もシリンドリカルレンズ21
の場合と同様の効果が得られる。
以上述べたように、本発明によれば、結像レンズの近傍
に光検出器の短冊状の並びの方向と垂直方向に像をデフ
オーカスさせる光学素子を配設することにより、系全体
の相対移動方向の伝達特性に従来存在していたサイドロ
ーブを除去して測定精度を向上させることが可能であ
る。
に光検出器の短冊状の並びの方向と垂直方向に像をデフ
オーカスさせる光学素子を配設することにより、系全体
の相対移動方向の伝達特性に従来存在していたサイドロ
ーブを除去して測定精度を向上させることが可能であ
る。
第１図乃至第８図は本発明の実施例を示すもので、 第１図は光学式速度検出装置の要部概要図、 第２図はシリンドリカルレンズの斜視図、 第３図はシリンドリカルレンズの伝達特性図、 第４図はシリンドリカルレンズを用いた測定系全体のｘ
方向の伝達特性図、 第５図は１次元回折格子の斜視図、 第６図は１次元回折格子の伝達特性図、 第７図はプリズムの斜視図、 第８図はプリズムの伝達特性図である。 第９図及び第10図はそれぞれ従来用いられている光検出
器の形状図、 第11図は従来の光学式速度検出装置の概要図、 第12図は第９図の光検出器の伝達特性図、 第13図は第10図の光検出器の伝達特性図、 第14図は第11図の装置で実際に信号として出てくるｘ方
向の伝達特性図である。 図中、 ２は二重平行四辺形の絞りを持つ短冊状光検出器、 ３は結像レンズ ４は差動増幅器 ５は増幅回路 ６は周波数測定回路 21はシリンドリカルレンズ（光学素子） 22は１次元回折格子（光学素子） 23はプリズム（光学素子）である。
方向の伝達特性図、 第５図は１次元回折格子の斜視図、 第６図は１次元回折格子の伝達特性図、 第７図はプリズムの斜視図、 第８図はプリズムの伝達特性図である。 第９図及び第10図はそれぞれ従来用いられている光検出
器の形状図、 第11図は従来の光学式速度検出装置の概要図、 第12図は第９図の光検出器の伝達特性図、 第13図は第10図の光検出器の伝達特性図、 第14図は第11図の装置で実際に信号として出てくるｘ方
向の伝達特性図である。 図中、 ２は二重平行四辺形の絞りを持つ短冊状光検出器、 ３は結像レンズ ４は差動増幅器 ５は増幅回路 ６は周波数測定回路 21はシリンドリカルレンズ（光学素子） 22は１次元回折格子（光学素子） 23はプリズム（光学素子）である。
Claims (1)
- 【請求項１】相対速度を測定しようとする対象物の輝度
分布を結像レンズを用いて二重平行四辺形の絞りをもつ
短冊状の光検出器上に結像させ、差動増幅器を用いて相
対速度に比例した周波数出力を取り出す光学式速度検出
装置において、 前記光検出器の短冊状の並びの方向と直角方向に像をデ
フオーカスさせる光学素子を前記結像レンズの近傍に配
設したことを特徴とする光学式速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3249585A JPH0665992B2 (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 光学式速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3249585A JPH0665992B2 (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 光学式速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191967A JPS61191967A (ja) | 1986-08-26 |
| JPH0665992B2 true JPH0665992B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=12360574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3249585A Expired - Fee Related JPH0665992B2 (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 光学式速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665992B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2599783B2 (ja) * | 1989-01-23 | 1997-04-16 | 旭化成工業株式会社 | 打上げ花火用玉皮 |
| JPH04136515U (ja) * | 1991-06-11 | 1992-12-18 | 株式会社明電舎 | 空間フイルタによる距離測定装置 |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP3249585A patent/JPH0665992B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61191967A (ja) | 1986-08-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |